长江河口悬浮泥沙向浙闽沿岸输运近期变化的遥感分析

河口悬浮泥沙含量(Suspended Sediment Concentration,SSC)是海域水体环境评价的重要参数之一,可以为河口三角洲的发育演变、海岸带水质情况以及河口生态环境演化等研究提供重要依据。近年来,长江干流经三峡水库调蓄后,年入海泥沙通量加剧减少,导致长江口及邻近海域的泥沙供应、海岸线发生变化,并对入海泥沙的输运扩散造成影响,这是否会导致向海输运的泥沙场产生变化,进而影响泥沙向浙闽沿岸输运特征和时空变化?论文对长江口悬浮泥沙输运研究,特别是利用卫星遥感技术和物源示踪方法做了深入的调研,基于卫星数据和现场实测数据,分析长江河口泥沙大幅减少后河口表层悬沙向浙闽沿岸输运的时空变化和扩散形态,这对探究浙闽沿岸泥沙减少新格局,分析近海生态环境新变化具有重要意义。利用2000~2015年连续时间序列的MODIS影像和实测的长江口、杭州湾悬浮泥沙含量数据,建立悬浮泥沙反演模型,对长江口及毗邻海域悬浮泥沙含量进行了遥感反演,从而揭示泥沙向外海输运及其向浙闽沿岸输运的时空特征和近期变化趋势。结果表明:空间上,长江口、杭州湾悬浮泥沙向南北两侧递减,但主要向东南方向输运,自长江口至闽江口近岸形成向南延伸的条带状泥沙带,同时悬沙向外海扩散基本在122.5°E经线以西,向外海表层悬沙浓度迅速降低。2000~2002年之间,自长江口至闽江口近岸悬浮泥沙浓度变化较小;自2003年始长江口、杭州湾等泥沙骤然减少,长江口以南海域悬浮泥沙浓度也随之降低。受季风和沿岸流动力驱动,长江口悬沙向浙闽沿岸输运具有明显的季节性:春季,悬浮泥沙从长江口向浙闽沿岸呈条带状输运,春夏之交,南下的悬沙至温岭近岸海域出现中断现象;夏季,长江口大量悬沙滞留在长江口杭州湾近岸,仅有少量悬沙向南输运,泥沙带中断;秋季,10月下旬至11月中旬间逐渐形成连续的近岸泥沙带;历冬至春,循环复始。从反演的连续16年的结果和长江、钱塘江、甬江、瓯江以及闽江等河流每年入海的泥沙资料显示,长江口入海泥沙是浙闽近岸秋冬季悬浮泥沙条带存在的泥沙来源地。为了进一步验证遥感影像及泥沙资料显示泥沙来源的可靠性,还从物源示踪的角度,追踪泥沙来源、扩散范围和运移方向,以与遥感监测悬浮泥沙输运相辅相成。结果表明,不论是从常量元素Fe2O3/Al2O3~TiO2/Al2O3和TiO2/Fe2O3~TiO2/Al2O3比值角度,还是从稀土元素δCe~δEu、(∑LREE/∑HREE)ucc~δCe、(Gd/Lu)UCC~(La/Lu)UCC、(La/Sm)UCC~(Gd/Yb)UCC、LREE~HREE物源判别图角度分析,都表明了长江口悬浮物对浙闽沿岸悬浮物贡献较大。遥感结果与表层悬浮物地球化学物源示踪结果均证实了浙闽沿岸泥沙来源于长江入海泥沙,两者相辅相成,相互验证。同时根据长江口悬浮泥沙时空输运的遥感数据集,泥沙骤然减少出现在浙江温岭沿海,据此,计算了浙江温岭海域自2000~2015年悬浮泥沙月平均值并绘制了其变化图。其历年数据分析证实,随着长江流域进入河口的泥沙明显减少,浙闽沿岸海域泥沙浓度也受此影响。冬季连续的输沙带在春季提前断开,在秋季有推迟恢复的现象,三峡水库开始运行的2003年成为明显转折点。这种影响的持续作用,将对浙闽沿岸水文泥沙场产生变化。

MODIS; 反演模型; 悬浮泥沙; 浙闽沿岸; 长江口; 物源示踪;

国家自然科学; 上海市科学技术委员会重大项目;

蒋雪中;

P333.4;P332

215928066K
在线咨询 用户反馈