近35年来长江口河势演变及水下沉船空间管理系统

论文摘要

长江河口是世界第三大河口,毗邻我国经济发达的长三角城市群。受流域自然变化和高强度人类活动的双重影响,自上世纪80年代中期开始,长江入海泥沙通量出现明显下降趋势。这对长江口河势的演变产生巨大影响,在此背景下长江口河势演变缺乏系统的总结与对比。自古以来长江口就在我国水路交通中占有重要的地位,具有丰富而深厚的历史文化遗存。长江口水下遗迹的发掘工作自上世界80年代开展以来取得了一系列重要进展。近年来,随着上游来沙持续减少,水下遗迹勘测数量增加,地形的冲淤可能会影响水下遗迹埋藏条件的变化,然而目前关于这方面的研究甚少,我国针对水下遗迹的高效管理应用并不多。基于此,本研究收集了1982-2017年的长江口地区海图数据,重构长江口水深数字高程模型,讨论各河槽的横向、纵向的变化情况,对各河槽的冲淤演变进行定量的计算;结合实测数据与遥感反演悬沙浓度数据分析对河势演变反映最为敏感的拦门沙地区最大浑浊带的演变;依托上海市文物局提供的水下沉船资料,结合河势演变的定量分析探讨地形冲淤与水下沉船埋藏条件变化的关系,并初步建立了上海市水下沉船地理信息管理系统。主要结果和结论如下:1、近期整体演变仍延续河口向外延伸、河道束窄的历史演变趋势,局部沙体变化影响长江口河势及航道稳定性。近35年来,长江口0 m,-2 m和-5 m等深线在南汇边滩明显向外延伸,崇明东滩、横沙浅滩、九段沙、横沙东滩呈向东南方持续推展的态势,局部河段的沙体变化比如扁担沙沙尾淤涨、瑞丰沙中下沙体持续冲刷、江亚南沙沙尾淤积下延等影响了河势与航道的稳定性。2、长江口水下三角洲地形冲淤变化呈现明显的时空差异性。1982-2002年,处于冲刷状态的区域占长江口总面积的62%,北港主槽、拦门沙河段冲刷明显,其中北港年平均冲刷速率达到10-14 cm/a。2002-2013年处于冲刷状态的区域比例降至47%,由于崇明东滩、横沙浅滩、九段沙和南汇东滩进行了大量的促淤围垦工程,使得泥沙聚集在河口区,从而使得部分区域淤积。该年段净淤积体积为1.01×109m3,净淤积面积为455 km2,研究区域冲淤达到相对平衡,拦门沙河段冲刷程度降低。2013-2017年处于冲刷状态的区域占比提高为55%,长江口的冲刷趋势相对提升,冲刷主要发生在南支主槽以及北港拦门沙河段。3、近30年来长江口最大浑浊带特征依然显著,纵向上随着水深的增加悬沙浓度呈增大趋势,在底层出现垂向上的最大悬沙浓度,但在入海泥沙持续减少背景下,与1982年相比2012年最大浑浊带悬沙浓度降低了约50%,各相近测点枯季大潮表、底层悬沙浓度相较于1982年有不同程度的减小,且由表及底悬沙浓度的增幅也有明显的减小,长江口入海泥沙锐减是两期悬沙分布特征差异的主要原因。4、在无人工疏浚航道的情况下,水下沉船埋藏条件的变化,尤其深度变化反映了局部的冲淤情况。以横沙东滩北侧长江口2号沉船和北港3号沉船为例,自沉没以后,受限于当时条件影响一直未被发掘从而被掩埋在河床之下。此前在沉船附近水域进行扫海测量查明航行障碍物情况时,船体未露出,河床表面平坦,通过侧扫声呐、多波束声呐看不出任何异常现象,在2016年水下考古调查时发现部分船体经冲刷后露出河床,沉船埋藏条件发生变化,最终确定沉船位置。5、开发了上海市水下沉船地理信息管理系统,实现了对上海市水下沉船的空间信息管理。随着长江口水下沉船的不断发现,根据上海市文物局对水下沉船地理信息系统管理的需求,以Visual Studio 2010为开发平台,SQL Server 2008为系统数据库,采用Visual C#语言和ArcGIS Engine 10.0组件开发了上海市水下沉船地理信息系统管理系统,为文物局相关管理人员提供系统支持,并实现业务化运行。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景与意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 国内外河口河势变化研究
•     1.2.2 国内外水下文化遗迹空间管理研究现状
•   1.3 研究目标及主要内容
•     1.3.1 研究目标
•     1.3.2 研究内容
•     1.3.3 论文特色与创新
• 第二章 区域概况、资料来源及研究方法
•   2.1 区域概况
•     2.1.1 潮汐与潮流特征
•     2.1.2 来水来沙特性
•     2.1.3 水下文化遗迹背景
•     2.1.4 研究区域与河槽划分
•   2.2 资料来源
•     2.2.1 历史海图数据
•     2.2.2 实测数据
•     2.2.3 历史水沙资料
•     2.2.4 水下沉船资料
•     2.2.5 遥感影像资料
•   2.3 研究方法
• 第三章 长江口河势演变
•   3.1 等深线变化
•     3.1.1 北支等深线变化
•     3.1.2 南支上段等深线变化
•     3.1.3 南支下段等深线变化
•   3.2 冲淤变化
•     3.2.1 北支冲淤变化
•     3.2.2 南支冲淤变化
•     3.2.3 北港冲淤变化
•     3.2.4 南港冲淤变化
•     3.2.5 北槽冲淤变化
•     3.2.6 南槽冲淤变化
•   3.3 最大浑浊带变化
•     3.3.1 1982 年长江口最大浑浊带悬浮泥沙浓度剖面
•     3.3.2 2012 年长江口最大浑浊带悬浮泥沙浓度剖面
•     3.3.3 1982 -2012 年长江口最大浑浊带悬浮泥沙剖面变化
•     3.3.4 遥感反演口门水域表层悬浮泥沙浓度分布
•     3.3.5 最大浑浊带与河势演变关系
• 第四章 水下沉船埋藏条件变化与冲淤演变探讨
•   4.1 水下沉船空间分布及分析
•     4.1.1 水下沉船空间分布
•     4.1.2 水下沉船空间分布分析
•   4.2 水下沉船埋藏条件变化与冲淤演变分析
•     4.2.1 近期长江口沉船分布
•     4.2.2 沉船埋藏条件变化与地形冲淤分析
• 第五章 上海市水下沉船地理信息管理系统设计与实现
•   5.1 系统总体设计
•     5.1.1 系统需求分析
•     5.1.2 系统设计
•     5.1.3 开发平台与框架
•   5.2 系统数据库设计
•     5.2.1 水下沉船基础信息表
•     5.2.2 水下沉船详情表
•   5.3 功能模块设计
•     5.3.1 用户管理模块
•     5.3.2 地图管理模块
•     5.3.3 信息查询模块
•     5.3.4 数据编辑模块
•     5.3.5 输出管理模块
•   5.4 系统的实例应用
•     5.4.1 系统主要功能模块的实现
• 第六章 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 不足和改进之处
• 参考文献
• 作者在学期间科研成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 彭子源

导师: 蒋雪中

关键词: 长江口,河势演变,最大浑浊带,水下沉船,地理信息系统

来源: 华东师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑,哲学与人文科学

专业: 地球物理学,水利水电工程,考古

单位: 华东师范大学

基金: 国家重点研发计划(2016yfa0600904,2017YFC0405503),国家自然科学基金(41376098),上海文物保护中心委托课题

分类号: TV148;K854.1

总页数: 107

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