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如何研究台风等极端天气事件影响下的湿地系统响应过程,进而提出有效的生态完整性维护和管理方案,对关键区域的湿地管理及生态安全维护具有重要意义。本文于2021年9月“灿都”台风期间在南汇东滩南岸设置水动力观测点,采集表层沉积物、测量滩面高程并用无人机获得植被影像,运用ArcGIS空间分析,探讨了台风过程影响下的南汇东滩水动力、滩面沉积变化与植被分布面积响应。结果表明:台风中,观测点近底层平均流速为0.23 m/s,植被边缘平均有效波高和波能是台风前后的1.54倍和2.14倍,近底层1 m的滩面出现“高悬沙浓度层”（>10 g/L）且存在时长为8.13 h。台风后高程低于4 m的稀疏海三棱藨草和互花米草滩面侵蚀0～4.8 cm,高程高于4 m的茂盛互花米草和芦苇滩面淤积0～14.7 cm;研究区植被分布面积共减少1 827.67 m2,减少量占台风前植被总量的1.63%,其中侵蚀滩面植被分布面积减少31.9%,淤积滩面减少68.1%。对台风过程影响后的湿地管理,可以总结为:（1）湿地在台风过程后滩面基本表现为明显的侵蚀、淤积区域共存的特征;（2）对高程低于4 m的侵蚀滩面,建议确定植被适宜生长的高程,结合台风过程冲淤变化通过“微生物膜”和植被斑块移植的方法消浪、固滩和促淤,加速湿地在台风过程影响后的修复。 相似文献
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为了探知风暴事件对滨海湿地潮沟水沙输运的影响,分别于平静天气和风暴天气("摩羯"和"温比亚"台风)条件下,在崇明东滩一典型潮沟进行了现场水沙数据观测。结果表明:台风期间近岸平均风速较平静天气增大3～4倍,有效波高增大7～15倍,盐沼前缘光滩和潮沟遭受强烈侵蚀,潮滩表层沉积物粗化1～2.1倍,水体悬沙浓度增大3～11倍,潮沟潮周期单宽泥沙输运通量增大4～33倍,单宽泥沙净输沙量增大8～17倍。风暴天气下,潮沟水沙输运呈现"大进大出"的特点,在盐沼潮滩内受盐沼植被消波、缓流和捕沙作用下,潮周期内单宽泥沙净通量指向盐沼潮滩,促进了盐沼滩内部泥沙的淤积。 相似文献
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潮沟系统水沙输运研究——以长江口崇明东滩为例 总被引：1，自引：1，他引：0
本研究以崇明东滩2015年4月实测潮间带水沙数据为基础,分析了潮沟、盐沼及光滩的水沙特征,重点研究了潮沟系统及邻近潮滩潮周期内悬沙通量情况。结果表明:（1）潮沟表层沉积物比潮滩细,二者平均中值粒径分别为21.7 μm和33.0 μm,悬沙粒径由海向陆逐渐变小;（2）大、小潮沟潮周期内潮流均以往复流为主,垂向平均流速分别为15.4 cm/s和34.6 cm/s;盐沼界和光滩则以旋转流为主,平均流速分别为11.3 cm/s和28.9 cm/s;（3）潮沟中的高悬沙浓度出现在涨潮初期,最大可达7.5 kg/m3,而潮滩高悬沙浓度则出现在潮落潮中期和高水位时刻;大、小潮沟和盐沼界站涨潮阶段平均悬沙浓度大于落潮阶段,光滩站则相反。潮沟悬沙主要来自邻近水域,而潮滩悬沙则与滩面表层沉积物密切相关;（4）潮沟在潮周期内净输沙方向均指向滩地,大潮沟潮周期单宽净输沙量可达4.0 t/m;盐沼界处垂直岸线和沿岸输沙强度相近,净输沙由海向陆,潮周期离岸输沙强度为1.0 t/m;光滩沿岸输沙强度远大于垂直岸线输沙,光滩净输沙由陆向海。研究揭示了潮间带潮沟系统的强供沙能力以及研究区域光滩冲蚀,盐沼植被带淤积的动力地貌过程。 相似文献
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对长江口崇明东滩盐沼边缘及邻近光滩处的水深、流速和悬沙含量的潮周期变化过程进行了现场实测,并对横向悬沙通量进行了计算和分析.研究结果表明,在平静天气条件下光滩和盐沼上的流速过程有明显差异,植被缓流作用在落潮期更为显著,流速在涨潮由光滩向盐沼不断增大.与涨潮流速优势相对应,涨潮期平均悬沙含量是落潮期的1.8倍.横向悬沙通量以向岸输移为主,悬沙总通量与潮次内最大水深的四次方呈显著正相关.在平静天气条件下潮汐作用控制着盐沼前缘地带泥沙输移水平,盐沼滩面保持稳定淤积,前缘光滩淤积速率高于盐沼处的,盐沼逐渐向海延伸.在大风天气条件下潮次内的流速和悬沙含量水平提高了数倍,悬沙输移量大增,净输移仍以向岸方向为主,在盐沼上部和前缘光滩均可能在短期内发生大量淤积. 相似文献
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对长江口崇明东滩盐沼边缘及邻近光滩处的水深、流速和悬沙含量的潮周期变化过程进行了现场实测,并对横向悬沙通量进行了计算和分析。研究结果表明,在平静天气条件下光滩和盐沼上的流速过程有明显差异,植被缓流作用在落潮期更为显著,流速在涨潮由光滩向盐沼不断增大。与涨潮流速优势相对应,涨潮期平均悬沙含量是落潮期的1.8倍。横向悬沙通量以向岸输移为主,悬沙总通量与潮次内最大水深的四次方呈显著正相关。在平静天气条件下潮汐作用控制着盐沼前缘地带泥沙输移水平,盐沼滩面保持稳定淤积,前缘光滩淤积速率高于盐沼处的,盐沼逐渐向海延伸。在大风天气条件下潮次内的流速和悬沙含量水平提高了数倍,悬沙输移量大增,净输移仍以向岸方向为主,在盐沼上部和前缘光滩均可能在短期内发生大量淤积。 相似文献
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通过无人机和滩面高程监测等技术手段，获取了1909号台风“利奇马”过境山东省海阳市前后的海滩监测数据，分析海滩在台风前后的整体形态和剖面冲淤变化，探讨了海滩演化对台风的响应规律。结果表明，台风过境后海滩整体形态以风成沙丘面积略有扩大、高?中潮带滩面发生下蚀和微地貌消失等现象为主。台风对海滩的影响以侵蚀为主，造成了约2.43×104 m3的侵蚀量，且主要发生在高潮带滩面；风成沙丘以弱淤积为主，但部分岸段发生严重冲蚀；后滨则受大风和冲越流携沙堆积后以弱淤积为主；中低潮带冲淤主要受其滩面坡度控制，表现为高坡度滩面冲蚀，低坡度滩面弱淤积，且台风过后形成多个小型水下沙坝。整体而言，台风“利奇马”对山东海阳海滩演化造成一定的影响，沉积物收支愈发亏损，进一步加重了海阳海滩的侵蚀程度。 相似文献
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长江口九段沙岸滩的短周期地貌动力过程 总被引：3，自引：0，他引：3
根据2006年5～10月(洪季)长江口九段沙上沙两固定断面的逐月滩面高程测量及表层沉积物的粒度分析结果,尤其是应用"碧利斯"台风前后的实测水文地貌资料,结合同期表层悬沙浓度的逐日观测资料,开展了九段沙岸滩地貌动力过程及沉积物对台风响应的研究.结果显示,长江口九段沙上沙东南岸滩演变表现为"岸冲滩淤"的变化规律,即堤岸呈现冲蚀,潮滩在冲淤变化中总体趋于淤积.2006年"碧利斯"台风期间,九段沙上沙波高达2.56 m,增水1 m多,强浪伴随增水,导致滩面平均蚀低6.4 cm,最大蚀深为20.2 cm.台风作用造成滩面冲刷,沉积物粗化,台风过后滩面迅速回淤,粒径变细.这充分表明,暴风浪是引起九段沙上沙岸滩及其沉积物短期突变的重要动力因素.河口潮滩冲淤对流域水沙变化有较敏感响应,长江来水来沙变化是制约潮滩季节性冲淤演化的重要因子.岸滩短期变化主要原因在于波浪掀沙和潮流输沙的联合作用.由于潮流和潮位位相不一致,造成涨潮流携高含沙量水体上滩落淤,落潮流携低含沙量滩水归槽,涨潮输沙淤滩被波浪刷滩所掩盖,如此往复,潮滩淤积.最后分析了上沙抛石堤的护岸保滩作用及不足之处,并提出了加固措施.现有的上沙抛石堤能防御常浪冲刷,受台风浪袭击时仅能抵御堤岸蚀退,石堤自身的毁坏难以避免,需经常修护;在潮沟口应设涵洞;基于台风浪的巨大能量,抛石堤块石需增大增重.该研究结果可为河口湿地的保护和建设提供科学依据. 相似文献
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风暴是造成海滩剧烈变化的重要因子。由于观测环境的恶劣，目前极少有风暴过程中海滩响应的现场高频观测工作。本研究在2018年台风“贝碧嘉”期间对徐闻青安湾海滩开展了历时6天半的高频观测，获得了全时水动力要素和164组逐时海滩滩面高程变化数据。通过分析表明:(1)青安湾海域风暴增水及波浪受控于海南岛?雷州半岛特有的地形地貌和台风“贝碧嘉”的多变路径，增水稳定在0.38～0.5 m之间，而波高先由0.78 m衰减至0.43 m，再增加至0.56 m；(2)海滩剖面地形变化总体表现为滩肩侵蚀，形成水下沙坝，滩肩响应过程分为快速向下侵蚀、缓慢侵蚀至最大值、振荡回淤恢复3个阶段，台风期间滩肩振荡恢复幅度可达最大侵蚀深度的1/4；(3)海滩的风暴响应过程主要由4个模态耦合而成:第一模态体现大潮滩肩侵蚀生成水下沙坝过程；第二模态体现风暴滩肩侵蚀，补偿大潮滩肩侵蚀位置和进一步促进沙坝形成过程；第三模态揭示了波浪二次破碎位置的上冲流和离岸底流使泥沙发生双向输移过程；第四模态表明台风大浪使得碎波带内泥沙大量悬浮，在沿岸流和离岸流作用下部分悬沙进入深水区，可能造成海滩泥沙的永久亏损。 相似文献
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江苏王港盐沼潮沟的水动力和悬沙输运过程 总被引：4，自引：2，他引：4
在江苏王港盐沼湿地的两条潮沟内分别设立观测站位，进行了水位、潮流流速和悬沙浓度的观测。结果表明，潮沟水流的流速与潮位变化率之问存在着显著的线性相关关系，并受到潮沟本身特征(如潮沟级别、坡度、所在部位等)的影响。潮周期中的流速突变现象发生于涨潮初期、潮沟满溢和滩面水归槽阶段。涨潮期间，悬沙浓度和流速有显著的正相关关系，悬沙浓度的变化受再悬浮作用控制；落潮期间，悬沙浓度的变化基本上与流速大小无关，悬沙输运以平流作用为主。大潮期间盐沼潮沟内悬沙净输运方向由陆向海。 相似文献
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不同沉积物养护海滩对台风响应的差异性研究 总被引：2，自引：2，他引：0
本文通过对厦门天泉湾人工卵石滩和会展人工沙滩在1614“莫兰蒂”超强台风影响前后的典型剖面监测，结合水文动力要素的观测和数值模拟，计算了台风影响过程的波浪场、总水位，分析了剖面形态和台风过程的剖面平均变化量。结果表明，强潮海岸人工卵石滩与人工沙滩对台风响应的特征明显不同，人工卵石滩横向上大部分卵石向岸输移堆积，滩面侵蚀，滩肩堆积形成更高的风暴滩肩，坡度明显变陡。而人工沙滩则表现为明显的沉积物离岸输运，上部滩面侵蚀，下部滩面淤积，滩面坡度明显变缓，受台风登陆后的强烈向岸风作用，滩肩顶有所夷平，滩肩高度变化很小。海滩滩肩在台风过程中是否侵蚀与台风登陆和影响过程的总水位(天文潮、风暴增水、波浪爬高)密切相关，两个人工海滩的风暴响应模式均为冲蚀；台风影响过程中，波浪能量相对强、滩面坡度相对陡的人工卵石滩比人工沙滩的剖面平均变化量小，对于台风的响应程度小，在强侵蚀高能海岸采用砾石等粗粒径沉积物进行海滩养护是减缓砂质海滩侵蚀的一种有效手段。 相似文献
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长江口的台风浪及其对崇明东滩的冲淤作用 总被引：1，自引：0，他引：1
本文分析了多年的台风和波浪资料得到如下的结果:对崇明东滩有较大影响的台风路径主要有两类:即在浙江中部至长江口登陆的台风和在长江口外侧海域转向北上的台风;佘山岛海洋站百年一遇的最大波高为5.6m;台风期间偏北、东北、东南的强风向均能引起长江口较大的增水现象。 本文还以8310号台风为例,阐明了台风前后的冲淤变化及台风浪塑造的滩地地貌形态。指出东旺沙和北八效高潮滩冲淤甚微,中低潮滩冲刷严重,奚东沙高潮滩冲刷严重,中低潮滩呈微淤状态。波浪对东滩塑造的主要地貌形态有冲刷坑和浪蚀泥坎。 相似文献
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黄河口潮滩以其悬浮沉积物浓度高而闻名。但是，目前对其高浓度悬浮沉积物的控制因素和来源的了解尚不清晰。因此，本文基于黄河口潮滩上为期7天的水动力(水深，波高和水流速度)和悬浮沉积物浓度观测，对黄河口潮滩不同海况下悬浮沉积物的控制因素和来源进行分析。数据显示，在大部分时间里，黄河口潮滩处于1级海况下(波高小于0.1m)，SSC的变化范围为0.1-3.5 g/L，潮流的沉积物输运为悬浮沉积物的主要来源。但是，当水动力作用增强并且导致海底发生大规模侵蚀时，再悬浮沉积物成为了悬浮沉积物的主要来源，水体中的悬浮沉积物浓度可达到17.3 g/L。我们发现悬浮泥沙通量主要受平流输运的控制，而波浪引起的切应力也可通过影响悬浮泥沙浓度影响悬浮泥沙通量的变化。在观测期间， 1级海况下，流致再悬浮沉积物浓度(RSC)大于波致RSC。与此相反，在2级海况下，波致RSC大于流致RSC，例如，在观测期间出现的单个波浪事件导致6小时内海床被侵蚀了11.8 cm。该研究揭示了河控河流三角洲潮滩附近高悬浮沉积物浓度的不同控制因素，并有助于我们更好地了解三角洲的沉积和侵蚀机制。 相似文献
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Between April 2002 and April 2003, in situ measurements of water depth, current velocity and suspended sediment content were carried out in edge region of East Chongming salt marsh and neighboring bald flat in the Changjiang (Yangtze) Estuary under different weather conditions. Cross-shore suspended sediment flux was calculated and analyzed. The results show that under calm weather conditions, the current velocity process in bald field and salt marsh area varied differently during semidiurnal tidal cycles. Owing to current velocity asymmetry, mean SSC during flood tide phase was 1.8 times higher than that of ebb tide phase. As a result, net onshore sediment flux controlled cross-shore suspended sediment transport process and salt marsh pioneer zone was generally accreting. There was significant positive correlation between total sediment flux and quartic power of maximum water depth. It indicates that tidal ranges dominate suspended sediment transport and sedimentation process in the salt marsh pioneer zone under the calm weather condition. The sedimentation rate on the adjacent mudflat was higher than the salt marsh, which induced stable accreting of salt marsh towards the sea. The wind events enhanced SSC and current velocity during the semidiurnal tides. And the remarkable onshore net sediment flux could occur on the high marsh and mudflat close to the marsh fringe during the short period under the rough weather condition. 相似文献
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悬沙浓度是淤泥质海岸重要的环境指标。为探讨潮滩悬沙浓度和悬沙输运对风暴事件的响应过程及其动力机制,于2014年9月"凤凰"台风过境前、中、后在长江三角洲南汇潮滩进行了现场观测,获得同步高分辨率的水深、波高、近底流速和浊度剖面时间序列(9个潮周期)。结果表明,风暴中平均和最大波高、波-流联合底床剪切应力、悬沙浓度和悬沙输运率可比平静天气高数倍;风暴期间高潮位低流速阶段悬沙沉降导致近底发育数十厘米厚的浮泥层(悬沙浓度大于10 g/L)。研究认为风暴事件中淤泥质海岸悬沙浓度和悬沙输运的剧烈变化其根本动力机制是风暴把巨大能量传递给近岸水体,进而显著增大波-流联合底床剪切应力,导致细颗粒泥沙再悬浮。 相似文献
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《Marine Geology》2006,225(1-4):103-127
This paper examines the spatial and temporal variability in the volumetric sediment balance of Allen Creek marsh, a macro-tidal salt marsh in the Bay of Fundy. The volumetric balance was determined as the balance of inputs of sediments and organic matter via accretion on the marsh surface and outputs of sedimentary material primarily due to erosion of the marsh margin. Changes in marsh surface elevation were measured at 20 buried plates and 3 modified sediment elevation tables from 1996–2002, and detailed margin surveys were conducted in 1997, 1999 and 2001 using a differential global positioning system. Changes in surface area were calculated using GIS overlay analysis and used in conjunction with accretion and erosion data to derive volumetric estimates of gains and losses of sedimentary material in the marsh system.Currently the volumetric sediment balance at Allen Creek marsh is positive. However the processes of erosion and accretion demonstrate seasonal, annual and spatial variability. Inputs to the system include deposition on the marsh surface from sediment laden waters and from ice rafting of sediments. Sediment is deposited onto the marsh surface year round, even during the winter when vegetation cover is sparse, and the amount of deposition in general is not significantly correlated with the frequency of tidal inundations. Based on the data from 1996 to 2002, the mid and high marsh zones experience mean accretion rates of approximately 1.4 cm year− 1 whereas accretion rates in the low marsh region are statistically significantly lower (0.8 cm year− 1). The absolute amount of accretion varies between seasons and from year to year. The main loss to the marsh is through erosion of the marsh margin cliffs which can remove a comparatively large volume of sedimentary material in one mass wasting event and which also decreases the vegetated surface area available for deposition from sediment laden waters. The volume of material removed from the marsh margin almost tripled between 1997 (169 m3) and 2001 (502 m3) following breaching of the side of a tidal creek channel, altering the patterns of margin erosion and deposition in the marsh system. During this time, however, other sheltered areas of the marsh system, such as along the tidal creek banks, showed evidence of new vegetation growth, increasing the amount of vegetated surface area available for deposition.The processes of erosion and deposition on the marsh surface exhibit considerable spatial variability, with different regions of the marsh being more or less sensitive to seasonal variability in the dominant controls influencing sediment deposition and erosion in this system, namely wave activity, vegetation, ice and water depths. A key factor in predicting how a marsh will evolve and respond to a number of different controls, e.g. sea-level rise or reduced sediment supply, is to quantify both accretion of the marsh surface and erosion of the marsh margin, evaluating the marsh system as a volumetric whole. This study demonstrates that a marsh system should be assessed in three dimensions rather than simply as a surface of accumulation. This is particularly important for open coastal marshes exposed to the erosive action of waves. 相似文献
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开敞大河口滩槽冲淤对台风的响应及其动力泥沙机制探讨——以长江口南汇边滩—南槽—九段沙系统为例 总被引：7，自引：0，他引：7
台风期间 ,潮间带和潮下带岸坡总体上遭受侵蚀 ,而向岸一侧的沼泽和向海一侧的深槽则趋于淤积。台风期间的冲淤强度比正常天气的高 1- 2个数量级。台风期间裸滩的侵蚀机制是风将高能传递给水体使水体挟沙能力剧增 ,沼泽迅速淤积的机制与植被的消能捕沙功能、涨潮水体的高含沙量和明显的增水有关 ,而深槽的骤淤则是由于深水区底层相对较弱的动力条件与浅滩侵蚀所致的高含沙量不相适应。受径流和潮流对泥沙扩散作用的影响 ,台风所致的滩槽冲淤不一定达成平衡 相似文献
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陆架海岸台风沉积记录及信息提取 总被引：3，自引：2，他引：1
长时间尺度风暴强度–频率关系与气候变化相关联，而器测记录和历史记载难以提供充分的信息，因此从沉积记录中提取风暴信息成为一个前沿科学问题。在应用上，这项研究可为海岸带城市群应对未来气候和海面变化提供决策依据。本文回顾了台风沉积记录研究进展，显示陆架泥质沉积、海滩及海岸沙丘、潮滩、潟湖、巨砾是台风事件记录的良好载体，可通过层序形态和物质特性分析而识别。同时，还需进一步完善分析方法，以区分台风、冬季风暴、河流洪水和海啸等不同类型的极端事件沉积。在台风强度信息提取方面，陆架泥质沉积所含贝壳–粗颗粒沉积物可作为海底再悬浮强度的指标，但需更多实测数据的率定；海滩及海岸沙丘顶部的台风沉积分布高程指示了台风激浪流的上冲高度，而台风巨砾的重量可以与近岸波浪的波高建立联系。以上数据经过换算后可以得出台风强度的信息，虽然这些间接的沉积学信息还不足以建立风暴强度–频率关系，但有助于台风强度大数据的建立。潮滩、潟湖沉积连续性好，可构成台风事件的时间序列，然而关于台风强度却是多解的，台风最大风力、持续时间、移动路径、登陆地点的不同组合可能产生同样的事件沉积。我们建议，应发展台风信息提取的新方法，来解决这个问题。进行现代过程模拟，根据已知的台风事件资料构建沉积物输运堆积模型，使之能够复演事件沉积的特征；进行多个地点事件沉积的反演模拟，在此情形下，即便每个站位的结果是多解的，但针对多个站位上求取其解的交集之后，多解性将下降，这种模拟方法可称之为“解空间收缩法”；采用大数据融合方式，将其他来源的台风强度数据纳入模拟体系，可进一步降低风暴信息提取的不确定性。动力过程模拟与大数据融合方法的建立，有助于获得与沉积记录同样时间尺度的台风强度–频率关系曲线，进而分析台风动态与气候变化的关系。 相似文献
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Coastal salt marshes represent an important coastal wetland system.In order to understand the differences between boundary layer parameters of vegetated and unvegetated areas,as well as the mechanisms of sediment transport,several electromagnetic current meters (AEM HR,products of Alec Electronics Co.Ltd.) were deployed in coastal wetlands in Quanzhou Bay,China,to measure current velocity.During the low tide phase,the surficial sediment was collected at 10 m intervals.In situ measurements show that the current velocities on the bare flat were much higher than those in the Spartina alterniflora marsh.Current velocity also varied with distance from marsh edge and plant canopy height and diameter.Around 63% of the velocity profiles in the tidal creek can be described by a logarithmic equation.Over the bare flat and Spartina alterniflora marsh,a logarithmic profile almost occurs during the flood tide phase.Sediment analysis shows that mean grain size was 6.7 Φ along the marsh edge,and surface sediments were transported from bare flat to marsh;the tidal creeks may change this sediment transport pattern.The hydrodynamics at early flood tide and late ebb tide phases determined the net transport direction within the study area. 相似文献