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现代黄河三角洲海岸带环境演变 摘要 本文以1 9 8 7 年、1 9 9 6 年、2 0 0 1 年和2 0 0 6 年l a n d s a t t m 遥感卫星资料为基 础，提取这四个时期黄河三角洲土地利用变化情况，1 9 8 7 年到2 0 0 6 年黄河三角 洲高潮线以上面积增加了3 6 5 k m 2 ，低潮线以上增加3 1 k m 2 。黄河三角洲的区域 土地利用变化速度( o 9 6 ) 较大；土地利用程度( 2 5 7 ) 低于高度发达地区水平 ( 2 7 5 ) ，有较大的发展潜力。自然状态下的土地利用类型大幅度减少，人工控制 的土地利用类型大幅度增加。虽然黄河三角洲有较大的开发潜力，但是它是一 块新生的陆地具有生态环境脆弱的特点，黄河三角洲开发一定要建立在科学的土 地适宜性评价基础上，减少盲日开发造成的恶果。 以1 9 7 6 - 2 0 0 6 年之间9 个时期的l a n d s a t 卫星遥感资料为基础，提取潮间带 信息，研究潮间带的变化趋势。在研究期内，海岸线( 低潮线) 侵蚀的区域发生 孤东以北和清水沟流路南侧的区域。钓口流路附近海岸侵蚀最剧烈，海岸线平均 后退5 7 k m ( 区) ，最大后退距离为1 2 k m ；三角洲南部海岸为缓慢侵蚀状态， 平均蚀退距离为1 4 k m 。清水沟流路海岸平均淤进距离为1 5 1 k m ，最大距离为 1 8 3 k m 。过去的3 0 年，低潮线以上面积减少1 9 2 k m 2 。另外1 9 8 5 年以后黄河三 角洲东北部逐渐被人工护岸大坝包围，海岸线稳定，高低潮线重合。 滩涂变化受人类活动影响较大，总面积呈减少的趋势。钓口流路西侧在人工 控制下高潮线不退反近，潮滩平均宽度减少6 8 k m ，面积减小1 6 0 k m 2 ；三角洲东 北部一直到孤东油田一带，海岸基本被人工护岸大坝包围，滩涂几乎全部消失； 现行河口处，高潮线在人工控制下随河口一起向外推进，滩涂分布在河口两侧， 面积变化不明显；三角洲南部高潮线在人工控制下向海推进为主，滩涂面积减小。 以1 9 6 8 年到1 9 9 9 年水深数据为基础研究黄河三角洲水下岸坡演化规律，钓 口流路西侧浅水侵蚀深水淤积，冲淤变化缓慢；钓口流路附近，浅水侵蚀深水淤 积，冲淤转折深度在11 1 2 m ；神仙沟流路附近水下岸坡变化北部跟钓口流路接 近，南部受现行河口影响出现较大幅度的淤积；现行河口处主要是1 2 1 4 m 以浅 区域快速向海淤进，下部变化幅度不大：三角洲南部近岸浅水区变化较小，深水 区缓慢淤积。 黄河三角洲海域沉积物以粉砂为主，颗粒粘结性不大，黄河三角洲的岸坡调 整符合k o m a r 提出的均衡剖面理论。本文综合不同阶段近岸水下地形的演化特 征，推导模拟三角洲海岸均衡剖面演化模式，模拟结果表明：河口废弃约1 5 0 年以后，三角洲地貌特征基本不存在，从粉砂质海岸转变为粉砂淤泥质。利用公 式计算得到埕岛海域护岸大坝位置不同时段的水深，得到堤前最大冲刷冲刷深度 范围( 7 - 9 r n ) ，符合有关堤前最大冲刷深度的预测。 本文选择调水调沙试验期两年完整的周期，研究调水调沙对三角洲海岸演化 的影响，结果表明，调水调沙试验的主要影响范围主要集中在口门附近的小范围 内，对三角洲海岸的整体冲淤演化影响不大。另外每年的调水调沙集中下泄水沙， 海洋动力单方面作用时间加长，使得造陆速率降低。 在2 0 0 7 年第六次调水调沙期间，研究了4 0 0 0 m 3 s 的大流量对黄河分流河道 的影响。研究结果表明，洪峰冲刷河道，主槽的面积和平均深度达到调水调沙前 的2 倍。调水调沙结束后，河槽又很快淤积，河相关系恢复到调水调沙前状态， 略有改善。距河口1 5 的c 2 断面受到海洋的影响，大冲大淤的特点更为突出。 在行洪期间提取1 5 0 m 3 s 流量向湿地引水，既能保证湿地淡水的存储和更新，又 不会影响到主槽行洪。 关键词：现代黄河三角洲；海岸演化；调水调沙；土地利用：湿地 2 e v oiu tio no fm o d e r ny ei lo wriv e rd e it a o o a s t ale n vir o n m e n t a b s t r a c t g e tl a n du s ei n f o r m a t i o nf r o mt h er e m o t es e n s i n gi m a g e so f1 9 8 7 ，1 9 9 6 ， 2 0 0 1a n d2 0 0 6 i nr e s e a r c hp e r i o dt h ea r e al a n d w a r do fh i g ht i t l el i n e i n c r e a s eb y3 6 5 k m 2 l a n du s ec h a n g e di na f a s ts p e e d ( 0 9 6 ) a n dd e v e l o p m e n t d e g r e ei sl o w t h ea r e ao f l a n du s et y p e sw h i c hi sr e f o r m e db yh u m a n i n c r e a s ea n da r e au n d e rn a t u r ec o n d i t i o n sd e c r e a s e g e tt i d a lf l a ti n f o r m a t i o nf r o mn i n ey e a r sr e m o t ei m a g e sb e t w e e n1 9 7 6 a n d2 0 0 6 i nt h ep a s t3 0y e a r s ，r a p i de r o si o no c c u r r e di nt h ea r e an o r t h t og u d o n g ，a n dt h ec o a s t l i n er e t r e a t5 7 k mn e a rd i a o k o ue s t u a r ya n dt h e l a r g e s tr e t r e a td i s t a n c eo ft h i sa r e ai s1 2 k m i nt h es o u t hp a r to fy e l l o w r i v e rd e l t ac o a s t l i n er e t r e a t s l o w l y n e a rt h eo i n g s h u i g o ue s t u a r y c o a s t l i n es i l t i n g u pq u i c k l ya n di nt h ep a s t3 0y e a r sc o a s t l i n es ii t i n g u p 1 5 i k m i nt h en o r t h e a s tp a r to ft h ed e l t as e aw a l lh a sb e e nb u i l tt o p r o t e c tt h ec o a s t l i n e ，a n di nt h ea r e ah i g ha n dl o wt i d a ll i n ec o i n c i d e ， a n dt i d a lf l a td i s a p p e a r t h ec h a n g e so ft i d a lf l a ti sc o n t r o l l e db yl o w a n dh i g ht i d a ll i n e ， a n dt h eh i g ht i d a ll i n ei sm a i n l yc o n t r o l l e db yh u m a na c t i v i t i e s i nt h e n o r t hp a r to fy e l l o wr i v e rd e l t ah i g ht i d a ll i n em o v e ds e a w a r db e c a u s e o fr e c l a m a t i o n ，a n dt h ea r e ao ft i d a lf l a td e c r e a s e d i nt h ea r e aw h e r e c o a s t l i n ei sp r o t e c t e db ys e aw a l lt h et i d a lf l a td i s a p p e a r e d t h et i d a l f l a tn e a rt h en e we s t u a r ya r e ac h a n g e dl i t t l ea n di nt h es o u t hp a r to f t h ed e l t ad e c r e a s e db e c a u s eh i g ht i d a lli n em o v e ds e a w a r d s t u d yt h ee v o l u ti o nt r e n do ft h eu n d e rw a t e rs l o p ew i t ht h ew a t e rd e p t h d a t ab e t w e e n1 9 6 8a n d1 9 9 9 ，i nt h en o r t h - w e s ta n ds o u t hp a r to fy e l l o w r i v e rd e l t au n d e rw a t e rs l o p ed e p o s i ts l o w l y a n dn e a rd i a o k o ue s t u a r v e r o s i o no c c u r r e di nt h es h a l i o ww a t e ra n ds e d i m e n t a t i o ni nd e e pw a t e r ， 3 a n dt h et r a n s i t i o nz o n ei sn e a rt h ew a t e rd e p t ho f1 2 m n e a rt h e q i n g s h u i g o ue s t u a r yd e p o s i tq u i c k l yi ns h a l l o ww a t e r ( 1 e s st h a n1 2 - 1 4 m ) s y n t h e s i z i n ge v o l v e m e n tc h a r a c t e ro fo f f s h o r es u b a q u e o u st e r r a i no f d if f e r e n ts t a g e s ，w ed e d u c et h es i m u l a t i n gf o r m u l ao fy e l l o wr i v e rd e l t a s u b a q u e o u ss l o p ee v o l u t i o nt r e n d v a li d a t er e s u l ts h o w st h a ts i m u l a t e d r e s u l t sa r ea c c o r d a n tw i t he v o l v e m e n tt r e n do fy e l l o wr i v e rd e l t a t h e d e d u c e dr e s u l t f r o mt h ef o r m u l ai n d i c a t e st h a ta f t e r1 5 0y e a rsi n c et h e e s t u a r yw a sa b a n d o n e d ，t h es h a p eo ft h eu n d e rw a t e rd e l t ad is a p p e a r ，a n d c o a s tt y p ec h a n g e df r o mm e a l ys a n dt os il t ym u dc o a s t t h eu t m o s ts c o u r d e p t hs c o p ei nf r o n to ft h es e aw a l lc a l c u l a t e da c c o r d i n gt of o r m u l ai s 7 9 i i li nc h e n g d a oa r e a ，w h i c hi sa g r e e m e n tw i t ht h ep r e d i c t i o no fm a x i m u m s c o u rd e p t hi nf r o n to fs e aw a l l s t u d yt h ee f f e c to fw a t e ra n ds e d i m e n tr e g u l a t i o nt e s to nt h ec o a s t e v o l v e m e n td u r i n g2 0 0 2 7 - 2 0 0 4 7 t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a ts i i t a t i o n c e n t e rw h o s em a x i m u mt h i c k n e s se x c e s s e sl o m ，f o r m e da tt h e2 mw a t e rd e p t h i nt h ee s t u a r y t h ed e p o s i t i o nb o d ym a i n l yd i s t r i b u t e di nt h em o u t hb a r a r e a ，a n dw a t e ra n ds e d i m e n tr e g u l a t i o nt e s th a sl i t t l ee f f e c to nt h e w h o l e c o a s to fy e l l o wr i v e rd e l t a a n ds t u d yt h ee f f e c to fl a r g ef l o wo nt h e d is t r i b u t a r yc h a n n e l r e s u l t ss h o w st h a tf l o o di sa b l ee n l a r g et h ea r e a o fm a i nc h a n n e la n dd e p t ho ft h er i v e r a n dt h e na f t e rt h ef l o o dt h em a i n c h a n n e lr e i n s t a t e a n dt h es t u d yr e s u l ta l s os h o w st h a tw ec a ns h u n t1 5 0 m 3 sf l o wt ow e t l a n da r e a i th a sn oa d v e r s ee f f e c to nr i v e rc h a n n e l d e g r a d a ti o n k e y w o r d s ：m o d e r ny e ii o wr i v e rd e i r a ；c o a s te v o i u t i o n ：w a t e ra n ds e d i m e n t r e g u i a t i o n ：i a n du s e ；w e t i a n d 4 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得 l 洼! 如遗直墓他盖要挂别直明鲍：奎拦亘窒2 或其他教育机构的学位或证书使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：马始妍 签字日期：。孑年l 蝴z ，日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人 授权学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权中国科学技术信息 研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通过网络向社会公 众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名：马龟研 导师签谑睁 签字日期：沙方年l 胡i 胡 签字日期：加艿年l2 一月iz 一日 现代黄河三角洲海岸带环境演变 o 引言 o 1 问题提出 黄河是中华民族的母亲河，黄河三角洲地处渤海之滨的黄河入海地带，近代 黄河三角洲以垦利县宁海乡为起点，北起套尔河口，南至淄脉沟，呈扇形冲积平 原，陆上总面积5 7 0 0 k m 2 ( 据2 0 0 6 年遥感资料) 。从上世纪五十年代到八十年代 黄河每年自黄土高原携带约1 0 6 1 0 8 t 的泥沙过境入海，三角洲岸线以每年1 5 0 m 左右的速度向海淤进成为我国最年轻的土地。 黄河三角洲资源蕴藏量位居世界著名江河河口之首。它属于北温带半湿润大 陆性气候，气候适宜，土地广阔，其中9 5 的土地是黄河从黄土高原上冲刷下 来的泥沙组成的，肥力较好。但由于近海、地下水矿化度高，土壤的盐碱化现象 严重。黄河三角洲地处济阳凹陷带，是一个复合含油、气盆地，蕴藏有丰富的石 油、天然气，是我国第二大石油生产基地，石油地质探明储量3 2 1 0 5 ，天然气 地质储量为2 3 2 6 4 1 0 8 m 3 。此外，黄河三角洲的淡水、海洋、滩涂、草场、地 热等资源也十分丰富，为黄河三角洲提供了广阔的发展前景。 近几十年来随着我国海岸环境由普遍的淤积或稳定，向大部分泥岸、砂岸、 珊瑚礁海岸遭受侵蚀转变，黄河三角洲也出现了泥沙供应不足、海岸侵蚀加剧、 环境恶化等一系列的问题： ( 1 ) 黄河断流和低流量状态对三角洲的影响 1 9 7 0 年以来，进入河口地区的水量呈大幅度减少趋势。1 9 9 0 年以来利津站 来水量较多年均值减少6 0 以上，1 9 9 7 年利津站断流长达2 2 6 天。1 9 9 9 年国家 对水量实行流域统一调度，确保了黄河不断流，但是水量很小，2 0 0 3 年1 月到7 月1 0 日，黄河主要河段来水量仅为8 2 1 0 8 m 3 ，比断流时间最长的1 9 9 7 年还少。 黄河几乎是当地惟一可利用的淡水资源。胜利油田与东营市同处一地，大河的水 情变化对于它同样是“性命攸关。虽然管理部门采用干流水量调度的方法，可 以暂时缓解黄河断流的情况，但水资源紧张的矛盾并未缓解，黄河断流依然是黄 河口治理和管理中首先考虑的问题。 ( 2 ) 黄河三角洲湿地问题 黄河口湿地分为两大片，主要是现行清水沟流路和原钓口河流路冲淤形成的 新生湿地，被称为地球暖温带最广阔、最完整、最年轻的湿地系统，是国际重点 现代黄河三角洲海岸带环境演变 保护的1 3 处湿地之一。1 9 9 2 年国家批准在这片湿地上建立了黄河三角洲国家级 自然保护区，是中国乃至全球重要的鸟类保护基地。自上世纪7 0 年代以来，由 于黄河水量不足，使黄河通过漫滩自流灌溉保护区的几率大为减少，大片湿地进 入干旱状态，黄河口湿地生态健康也遭到严重影响，虽然进入2 0 0 0 年以来随着 调水调沙等工作的进行，黄河下游断流的问题得以解决，但是并不足以保证河口 湿地的健康发展。如果水源供给问题长期得不到解决，这一地处中国东部沿海极 其宝贵的湿地生态保护区将逐渐消亡。 ( 3 ) 三角洲海岸蚀退问题 钓口河是黄河在黄河三角洲上的第九条入海流路，自1 9 6 4 年1 月开始行水 到1 9 7 6 年5 月改道，黄河来沙填海造陆面积近5 0 0 k m 2 ，然而流路停水后海岸一 直处于蚀退状态，到2 0 0 6 年整个黄河三角洲北部面积减少了4 0 0 多k m 2 。东营 市目前全市1 5 的陆地面积海拔在1 5 米以下。1 9 9 8 年胜利油田孤东海堤海域与 建坝之初( 1 9 8 5 年) 相比，堤前水深平均增加了1 5 m ，孤东海堤混凝土基础己 悬出海底近2 m 。全线撤退的海岸线不仅造成国土资源的流失，还直接威胁着沿 海油田的正常生产。由于海水侵蚀，胜利油田每年都要投入大量资金进行护岸堤 坝维修加固，即便如此，如果发生风暴潮，溃堤垮坝仍然难以避免。 建国以前，黄河口基本处于自然变迁状态，有关黄河口的研究很少。2 0 世纪 5 0 年代逐渐开始对河口进行调查观测和初步分析研究。随着黄河三角洲地区开 发建设的需要，黄河口的研究逐步得到重视和深入。特别是8 0 年代以来，国家 通过重大科研或公关项目( 如：“八五国家重点科技攻关项目子专题“黄河口 演变规律及整治研究、“九五”国家重点科技攻关项目增列了“延长黄河口清水 沟流路行水年限的研究 专题等) 和国际合作项目( 如：8 0 年代中、美、加联 合调查等) 加强了对黄河河口的研究，取得了一系列研究成果，为黄河口的研究 提供了重要的理论基础和实践指导。但过去的研究主要集中于黄河三角洲流路的 演变模式及清水沟流路的使用寿命、黄河三角洲沉积作用、流路变迁、三角洲发 育、河口海域水动力特征与河口淤积相互作用机理、黄河口最大浑浊带和异重流 的现场观测及数值模拟、河口拦门沙演变模式、三角洲海岸的侵蚀与防护、海岸 工程地质灾害等方面。而关于将黄河三角洲作为整体的系统研究其海岸线、滩涂 和水下岸坡演变规律、新时期调水调沙工程对黄河三角洲的影响、黄河三角洲叶 2 现代黄河三角撇岸带环境演变 瓣废弃后岸滩的演化趋势的模拟预测、护岸大坝堤前冲刷极限深度、河口湿地( 包 括水下、陆上和滩涂) 变化对三角洲海岸演化的响应等方面的研究相对较少。因 此研究黄河三角洲整体的海岸演化趋势及其对河口湿地的影响，对全面认识黄河 三角洲现状、合理利用三角洲资源、黄河和河口环境的治理和保护措施的提出， 以及黄河三角洲下一步的开发建设问题有重要的理论和实际意义。 目前，黄河口的研究方法主要包括文献资料、现场观测、数值模拟和定性遥 感分析等。特别是遥感在地球表面自然现象变化中的应用，为研究变化迅速、覆 盖范围较大、现场调查较难进行的河口海岸带，提供了一种概括性的、低成本低 耗时的有效技术手段，能弥补河口研究中现场观测资料的相对缺乏。通过对遥感 资料的分析解译，可以获得历史时期海岸线状态、景观分布等信息，为我们的海 岸演化趋势研究提供了很大的方便。 o 2 国内外研究现状及进展 0 2 1 国内外三角洲海岸演化研究 海岸带是陆、海、气相互作用的边界，也是陆海过渡带，对气候、环境变化 和人类活动响应敏感。由于人口增长和城市化进程的加剧，全球4 5x1 0 4 k m 长 的海岸线正面临着巨大压力( 恽才兴，2 0 0 2 ) 。我国海岸线总长约3 2 0 0 0 k i n ( 大 陆岸线长1 8 0 0 0 k m ，岛屿岸线长1 4 0 0 0 k m ) ，海岸带面积仅占国土面积的1 7 ，聚 集了国内7 0 的大城市和4 1 的人口，创造了5 5 的国民生产总值和6 5 的工 业生产总值( c h e n ，1 9 9 7 ；冯砚青，2 0 0 4 ) 。由于其在社会进步、生态保护、经 济发展中的独特地位，海岸带在全球环境变化中的作用和地位吸引了全球的目 光，l o i c z ( l a n d o c e a ni n t e r a c t i o n si n 廿l ec o a s t a lz o n e ) 研究被列为i g b p ( i n t e r n a t i o n a lg e o s p h e r e b i o s p h e r ep r o g r a m m e ) 的核心项目之一，该项目的中心 任务就是更好的认识海岸带全球变化和人类活动的相互作用。 流域的高度开发引起的问题，如过度砍伐导致的水土流失、水库大坝的建设、 沿岸引水过度、工农业生产和生活导致的污染，这些将直接或间接的影响到河口 海岸发展演化。另外，河口海岸特有的灾害，如风暴潮、地面沉降、海面上升、 土壤盐碱化、洪水、水沙供应不足等，都对河口海岸带的环境产生负面影响，对 人类生存的环境安全和生存质量构成严峻的挑战。 2 0 世纪全球有7 0 以上的海滩处于蚀退状态，淤涨的海岸线不足1 0 ( 杨 现代黄河三角洲海岸带环境演变 世伦，2 0 0 3 ) ，海岸侵蚀已经成为全球普遍关注的环境问题，海岸侵蚀不仅意味 着土地的丧失，同时会带来生物多样性、海岸生态环境、海岸湿地的消失，而且 会对海岸区的人类设施、工农业生产和居民的生活带来巨大的压力。2 0 世纪6 0 年代美国陆军工程部队汇编的全国海岸线研究报告提到在美国1 3 5 1 0 4 k m 海岸线上，有1 4 属于严重侵蚀类型。大西洋沿岸7 0 以上的岸线处于侵蚀状态， 平均蚀退速度为0 8 m a ；墨西哥湾平均蚀退速度1 8 r n a ；在日本堆积型岸线小于 侵蚀型岸线长度，部分海岸侵蚀速度超过3 m a ，大约一半的海岸线因海岸侵蚀 而需要采取工程措施加以保护( 李光天，1 9 9 2 ；夏东兴，1 9 9 3 ) 。我国上世纪五 十年代之前除个别废弃河口三角洲被侵蚀后退外，绝大多数海岸呈缓慢淤进或稳 定状态( 袁迎如，1 9 8 3 ；丁东，1 9 8 8 ) 。自5 0 年代末期以来，我国海岸线的迁移 方向出现逆向变化，多数沙岸、泥岸或珊瑚礁海岸由淤进或稳定转为侵蚀，约有 7 0 的沙质海滩和大部分处于开阔水域的泥质潮滩受到侵蚀，而且岸滩侵蚀的范 围日益扩大，侵蚀速度日渐增强( 夏东兴，1 9 9 3 ) 。 河口海岸是地球四大圈层交汇、能量流和物质流的重要聚散地带；海陆相互 作用集中，各种过程交替，演化机制复杂多变，生态环境敏感脆弱。入海泥沙量 和海岸动力环境的相互关系是海岸冲淤的决定性因素；全球气候变化和人类活动 的影响导致地表径流量和入海泥沙的减少，从而加速河口海岸的侵蚀。 三角洲位于河流入海口，是海洋过程和河流过程间复杂交互作用的产物( 任 美锷，1 9 9 4 ) 河流是影响三角洲的形态和沉积最重要的因素之一，河流输送入海 的大部分泥沙在近岸区落淤，为三角洲的发育形成提供了物质基础，例如：亚马 逊河每年输送入海的泥沙有2 0 用于三角洲的构建；恒河一雅鲁藏布江5 5 的 入海泥沙被滞留在三角洲；黄河每年携带约1 0 7 1 0 8 t 的泥沙入海，其中约有 2 3 堆积在三角洲( 许健民，2 0 0 1 ) ；长江每年输送入海的泥沙中有3 2 淤积在 河口附近( w a n ge ta 1 ，2 0 0 3 ) 。因此，三角洲的淤、蚀演变极易受河流入海泥沙 量的影响( c h e n ，1 9 9 8 ) 。近几十年受流域人类活动的影响，许多河流的入海泥沙 量急剧减少，使三角洲环境发生重大变化( 陈吉余，1 9 9 6 ) 。河流入海水沙量的 减少已成为一个全球性的问题，对三角洲及其邻近海岸的发育提出了严峻的挑 战。从本世纪以来，尼罗河三角洲的岸线发生了强烈的蚀退，部分岸段的蚀退速 率可以达到10 0 m a ( s m i t ha n da b d e l k a d e r ，19 8 8 ；f a n o se ta 1 ，19 9 5 ；a h m e d ， 4 现代黄河三角洲海岸带环境演变 2 0 0 0 ) 。1 9 0 0 年以前，尼罗河年均入海水沙量分别为1 1 0 1 0 9 m a 和2 0 0 1 0 6 t a ； 沿流域修建一系列水坝后，河流泥沙绝大部分被拦截在水库里，1 9 6 4 年阿斯旺 高坝的修建使其入海水沙通量剧减( a m i e l ie ta 1 ，1 9 9 3 ) 。入海水沙的变化使得 尼罗河三角洲由建设性阶段转入毁灭性阶段，水下三角洲变化的同时，陆上三角 洲也呈现明显的蚀退。毫无疑问，尼罗河上兴建的水坝是三角洲侵蚀的主要原因 ( k o m a r ，1 9 9 9 ) 。 在美洲，由于h o o v e r 大坝( 1 9 3 4 ) 和g l e n nc a n y o n 大坝( 1 9 5 2 ) 的兴建， 科罗拉多河的供沙量锐减，由于流域建坝滞留了绝大部分河流输沙，加上三角洲 人类活动的影响，导致三角洲的面积不断萎缩，由7 7 7 0 k m 2 减至6 0 0 k i n 2 ( m i c h a e l e ta 1 ，2 0 0 1 ) 。由于流域人类活动的影响，密西西比河入海泥沙减少了5 0 ，是 三角洲蚀退和湿地迅速消失的重要原因之一。在南加洲海岸由于河流建坝导致供 沙量减少使三角洲侵蚀消亡( 杨世伦，2 0 0 3 ) 。 亚洲和太平洋诸岛河流贡献了全球入海泥沙量的4 0 。同时，这些地区河流 流域人口最为密集，受人类活动的影响也最为强烈。在近半个世纪，由于流域建 坝和工农业引水增加，印度河入海泥沙量减少，加之海岸区的强波能作用，三角 洲遭受严重侵蚀，甚至活动三角洲叶瓣的面积不断萎缩，红树林湿地正在逐渐消 失。流域建坝或引水对湄公河和红河三角洲岸线发育都具有重要影响，湄公河三 角洲g a n hh a o 和b od e 的大部分海岸年均侵蚀率达3 0 5 0m a ，红河流域h o a b i n h 大坝的修建拦截入海泥沙，使红河三角洲海岸侵蚀速率明显加剧。 我国有大小入海河流1 0 0 0 余条，由于受流域人类活动( 筑坝、引水、水土保 持等) 和气候变化的影响，我国河流入海泥沙量也呈锐减的态势，河流入海水沙 量急剧减少使我国河口海岸正面临着严重的挑战，特别是在地势低平的三角洲地 区( 陈吉余2 0 0 2 ) 。我国1 8 0 0 0 多公里的大陆海岸线中有2 5 属三角洲及平原海 岸，其中不少岸段因河流改道、海岸夷平作用、风暴浪及强潮的冲刷，而发生不 同程度的侵蚀后退( 阮成江等，2 0 0 0 ) 。自5 0 年代末期以来，约有7 0 的沙质海 岸和大部分粉砂淤泥质海岸遭受侵蚀( 李光天和符文侠，1 9 9 2 ；夏东兴等，1 9 9 3 ) 。 在泥沙来源相对较丰的长江三角洲和苏北滨海平原海岸，侵蚀岸线的长度占全区 岸线总长的4 1 ( 季子修，1 9 9 8 ) 。最为严重的侵蚀发生在江苏北部的废弃黄河 三角洲，1 8 5 5 年黄河北徙由渤海入海，废弃黄河三角洲河流供沙停止，由于海 现代黄河三角洲海岸带环境演变 洋动力和海岸带地区人类活动的作用，三角洲不断被侵蚀，河口岸线近百年来约 蚀退2 0 多k m ，蚀退面积约1 4 0 0 k m 2 ( j j 延森，1 9 8 9 ) ，2 0 世纪中期岸线后退速度 仍达1 0 0 m a ( 张忍顺，2 0 0 2 ) ，1 9 8 0 年以来的海岸后退速度为1 0 3 m a ( 季子修等， 1 9 9 8 ) 。 许炯心( 2 0 0 1 ) 以近5 0 年来的观测资料和公元1 1 9 4 年以来苏北废黄河和现 代黄河的历史文献资料为基础，在宏观时间尺度上研究了人类活动对黄河口延伸 速率的影响，结果表明：现代黄河三角洲1 8 5 5 1 9 4 9 年河口延伸速率较慢；从 2 0 世纪5 0 年代至6 0 年代由于流域人口迅速增长，流域侵蚀加剧，入海泥沙增 多，河口延伸速度加快；从2 0 世纪7 0 年代以来，由于流域水土保持、建坝、引 水等工程的实施，河流入海泥沙通量大幅度降低，河口延伸速率急剧减少。由于 现代黄河三角洲河道频繁变迁，使岸滩淤进及蚀退交替出现。 0 2 2 现代黄河三角洲海岸研究 0 2 2 1 三角洲冲淤演变研究 黄河三角洲是河流动力和海洋动力相互作用下在河口地区形成的沉积物堆 积体，河道行水期间黄河带来大量泥沙在口门处倾泻，河流动力作用远大于海洋， 河口海岸在短时间内大幅度向海推进，形成不平衡的淤积状态；河道废弃后，泥 沙来源被切断，河口海岸在海洋动力单方面的作用下迅速后退，河口沉积物堆积 体逐渐被海洋动力作用改造以适合当地的水动力环境。从2 0 世纪7 0 年代以来， 随着河流入海泥沙通量的大幅度降低，行水河口海岸推进和造陆速度逐渐减小， 有些年份甚至出现蚀退现象；废弃河口海岸侵蚀现象更加严重，引起广大学者的 关注。 在流路行水期间，入海泥沙主要淤积在河口区，研究重点集中在三角洲造陆 速度和海岸线延伸速度以及泥沙淤积分布特点上及规律上。庞家珍( 1 9 8 0 ) 、乔 彭年( 1 9 9 4 ) 、黄世光( 1 9 9 0 ) 分析了1 8 5 5 1 9 9 3 年不同年份期间入海泥沙在三 角洲上淤积的数量及其分布规律；乔彭年( 1 9 9 4 ) 、尹延鸿( 2 0 0 3 ) 各自计算了 1 8 5 5 - 2 0 0 1 年间不同时期内三角洲造陆的平均速度和海岸线平均延伸速度。武桂 秋( 1 9 9 4 ) 通过绘制地形冲淤图分析了1 9 5 3 1 9 8 7 年间入海泥沙的分布规律；李 广雪( 1 9 9 3 ) 对比了1 9 7 6 - - 1 9 8 8 年实测剖面，发现黄河清水沟流路水下三角洲现 今活动叶瓣沉积厚度分布等值线呈椭圆形，长轴与海岸平行，并认为黄河单一而 6 现代黄河三角洲海岸带环境演变 短期的分流河道及高浓度水体形成的椭圆形砂体相匀叠置，是黄河三角洲砂体特 有的特征；孙效功、杨作升和李殿魁( 2 0 0 2 ) 分析1 9 7 6 - - 1 9 8 8 年间黄河口2m 和01 1 1 线以下泥沙冲淤等厚度图和立体图，认为海域口f - j 多 b 是最强烈的淤积区， 8 0 以上的泥沙淤积在拦门沙区内：仲德林( 2 0 0 3 ) 分析了1 9 9 6 2 0 0 0 年黄河 口至黄河海港岸段的泥沙冲淤变化图，指出现在的黄河口及其附近海域海底整体 受到侵蚀，浅于1 0m 水深的近岸水域更为显著，且不断加剧。师长兴( 2 0 0 3 ) 对不同沉积环境使用不同的干容重求得1 9 6 5 1 9 7 4 年间沉积在钓口河亚三角洲 前缘坡脚以内的泥沙总量为7 1 1 0 8 t 。总之，这一方面的研究成果是显著的， 但由于所用统计方法受实测资料精度和数量等的限制，并且三角洲边界又是过渡 性和变化的，位置难以确定和统一，因而各家所得结果有很大出入并缺乏对比性。 为了解决黄河下游河道不断淤积、黄河水沙减少对黄河三角洲地区产生的不 利影响，2 0 0 2 年到2 0 0 4 年连续三年进行调水调沙试验，之后投入生产运营，每 年进行调水调沙工作，缓解了黄河断流，下游河道淤积等一系列问题。关于调水 调沙对黄河三角洲的研究大多停留在基础研究阶段。 黄河每次改道后，原河口三角洲因泥沙来源减少或中止，原来以河流作用为 主的堆积淤进过程，转化成海洋动力作用下的侵蚀后退过程。对此的研究大都是 借助地形资料完成的，黄世光( 1 9 9 3 ) 通过1 8 5 5 1 9 8 4 年间套尔河湾海域冲淤 图研究了水下三角洲的冲淤规律，得出5 1 0i l l 海区的坡度小于1 20 0 0 是平衡 剖面海区的标志，冲淤速率o 0 5 6k i n a 是海岸线相对稳定的标志；成国栋 ( 1 9 9 1 ) 通过对比1 9 7 5 1 9 8 5 年间黄河三角洲潮滩和水下三角洲卫片与地形图 得到了不同时期的蚀退速率，并探讨了三角洲蚀退作用模式；周永青( 1 9 9 8 ) 通 过对比钓口流路三角洲水下岸坡1 9 7 6 - - , 1 9 9 5 年间的地形变化，分析了三角洲前缘 区和潮间带的侵蚀状态，指出水下岸坡在强侵蚀阶段中存在着准平衡带，但没有 明确给出其发生的条件及影响因素；刘勇( 2 0 0 2 ) 、鹿洪友( 2 0 0 3 ) 根据钓口流 路三角洲埕岛海域的水深资料，分别研究了该区的冲淤特征，发现该区在1 9 7 6 年后的海岸冲刷在深度上基本以1 5m 等深线为界，深水区淤积、浅水区冲刷， 至1 9 9 9 年最大冲刷中心与1 9 7 6 年最大堆积中心相吻合，最大冲蚀厚度为8m ， 波浪侵蚀使得水下岸坡正逐渐形成新的冲淤平衡剖面；任于灿( 1 9 9 4 ) 、耿秀山 ( 1 9 8 8 ) 分别通过对比废弃黄河三角洲北部沿岸的潮滩和附近海域的地形地貌， 7 现代黄河三角洲海岸带环境演变 分析了河口沙嘴废弃后的侵蚀特点，并指出钓口附近海域经5 0a 冲蚀后己不具 备水下三角洲的地貌特征。另外，丁东( 1 9 8 8 ) 从沉积物特征角度研究了神仙沟 流路废弃后河口区的蚀退情况。陈沈良( 2 0 0 4 ，2 0 0 5 ) 、左书华( 2 0 0 6 ) 、丁东( 2 0 0 0 ) 等一些学者对黄河三角洲海岸的侵蚀原因、机理和防护工程进行了研究。 三角洲造陆理论上存在着速率为零时的临界平衡状态，显然这需要满足特定 的条件。许炯心( 2 0 0 2 ) 从来水来沙的角度运用经验统计方法估算出的条件是： 年入海沙量s 为2 7 8 l o s t ，年入海水量w 为7 6 7 1 0 8 m 3 ，或者满足关系式 3 1 9 3 4 s + 0 0 8 5 6 w = 1 7 9 4 。刘曙光( 2 0 0 1 ) 从来沙量的角度通过对比分析 1 9 7 6 1 9 9 8 年的海岸线得出的条件是：来沙量为2 4 5 1 0 8 t 。由于三角洲造陆除 受水沙条件影响之外，还受海洋动力条件、海滨地形条件等的影响，因而，仅仅 考虑陆域来水来沙条件显然是不能准确表达临界平衡状态的，所以还需要对此做 进一步的研究。 近年来，随着计算机技术的发展，数值模型方法己成为定量研究三角洲冲淤 变化的重要手段，现阶段多采用较为成熟的二维动边界冲淤计算模型。张世奇 ( 1 9 9 0 ) 考虑了径流、潮流、风吹流、波浪、絮凝及动床阻力等动力因素，采用 概化的长时段冲淤计算方法，算出了1 9 7 6 - - 1 9 7 7 年间黄河三角洲的冲淤分布与冲 淤量；陈界仁和陈国祥( 2 0 0 1 ) 采用经验模型、分析模型和最小功率方法计算了 河口三角洲岸线及其平均延伸情况。这些数值模拟都取得较好的成果，比较真实 地模拟了三角洲的冲淤变化情况。鹿洪友( 2 0 0 3 ) 采用二维趋势面拟合方法，根 据实测水深变化的时间序列预测了水深的演变趋势。但由于河口造陆过程的复杂 性，一方面现有数学模型在具体处理时不得不对实际过程进行大量的简化，对于 模型中大量参数的取舍也往往存在较大的主观任意性；另一方面，三角洲冲淤变 化具有三维特征，而现有二维模型无法同时模拟河口诸要素的垂向分布情况，因 而有待于在进一步细化现有模型的基础上向更确切的真三维方向发展。 o 2 2 2 海岸线和滩涂研究 在三角洲海岸带和滩涂的研究中遥感技术被广泛应用，袁西龙( 2 0 0 7 ) 、李 安龙( 2 0 0 4 ) 、常军( 2 0 0 4 ) 通过黄河三角洲地区不同时相的卫星遥感影像对比 和利用实测水深资料，分别对黄河三角洲整体和废三角洲叶瓣的海岸线的冲淤变 化规律及过程进行分析研究，李安龙提出遥感解译黄河三角洲岸线的简单易行方 现代黄河三角洲海岸带环境演变 法。黄海军( 1 9 9 4 ) 采用遥感方法，使用理论低潮线对比方法分析了黄河三角洲 1 9 7 6 年以来的岸线变化；吉祖稳等( 1 9 9 4 ) 运用遥感卫星照片定性分析了黄河 口地区1 9 7 6 1 9 9 2 年清水沟流路、沙嘴及其附近海岸线的演变情况。赵庚星 ( 1 9 9 9 ) 利用遥感和g i s 技术，研究了黄河口1 9 8 6 1 9 9 6 年间淤积与侵蚀面积 的变化及其空间动态。黄海军( 2 0 0 4 ) 运用1 9 8 6 和2 0 0 1 年两个时相的卫星影像 结合g i s 和分形理论研究了黄河三角洲典型河口岸段潮滩潮沟的发育演变。 还有一些学者用其他方法对三角洲海岸线和潮滩进行研究，杨怀仁( 1 9 9 0 ) 利用钻孔的岩性岩相、微体古生物、地下水化学等资料分析黄河三角洲地区第四 纪海进与海退特征及其对地下咸水形成与分布的影响，勾画了全新世海进盛期的 海岸线；周良勇( 2 0 0 6 ) 利用验潮、潮滩水准测量、沉积物分析和遥感资料，分 析了黄河三角洲不同岸段潮滩的特征；孙效功( 2 0 0 1 ) 、崔承琦( 2 0 0 1 ) 利用分 形分维方法对黄河三角洲潮滩和潮沟的地貌特征进行了定量研究。 0 2 2 3 黄河三角洲湿地研究 黄河三角洲湿地是世界上最年轻、最具特色的湿地。它的突出特色是：海洋 与河口交互性、海陆过渡性、新生性及生态脆弱性。湿地类型比较复杂，面积变 化不稳定。目前黄河三角洲湿地面临大规模开发、黄河断流、湿地污染、海平面 上升和海岸蚀退等问题，生态环境比较脆弱，天然湿地不断萎缩，人工湿地面积 不断扩大。黄河三角洲湿地的独特性和其面临的问题，已引起学术界的广泛关注， 成为全球普遍关注的热点。为此各方面的研究不断展开，而且研究层次逐渐深入， 湿地资源的开发利用、湿地环境影响、湿地评价、湿地修复等方面的研究越来越 多。黄河三角洲湿地己成为当前国际国内众多学者关注的重点领域。 刘红玉( 2 0 0 1 ) 对湿地的开发利用，如能源、旅游、土地、生物等资源的开 发利用优劣条件、资源利用结构变化等进行了研究。许学工( 2 0 0 1 ) 、崔保山 ( 2 0 0 5 ) 、张长春( 2 0 0 5 ) 从湿地生态风险、健康状况、湿地功能等方面对湿地 状态进行评价并对湿地评价理论进行完善。武洪涛( 2 0 0 1 ) 、修长军( 2 0 0 3 ) 、韩 言柱( 2 0 0 0 ) 从农业开发、黄河断流、石油开发、水利工程、海平面上升等方面