内伶仃洋百年人类活动地貌指纹识别、变迁及河口动力响应研究

Human activities have left abundant geomorphic fingerprint records in global estuaries, which is the international frontier of geomorphology research. The Pearl River Estuary is one of the largest estuaries in the world. Human activities have strongly changed the shape of the coastline and the seabed topography, resulting in a great change in the hydrodynamical pattern. Among them, the Inner Lingding Bay is the most prominent, and it is the ideal area to study the hydrodynamical and morphological evolution of the estuary driven by human activities. Using the Inner Lingding Bay as the core study area, this project is planned to: 1) systematically process long-term topographic, hydrological, remote sensing and other multi-source historical and observational data, establish a multi-temporal hydrology and geomorphology database of the estuary, identify anthropogenic geomorphic fingerprints at different temporal and spatial scales, such as reclamation, dredging and sand excavation, etc., establish a multi-parameter geomorphic fingerprint database, and carry out research on the changes of typical anthropogenic geomorphic fingerprints; 2) based on the constructed hydrology and geomorphology database, using the geomorphic fingerprints as boundary conditions, establish a long-term “hydrodynamic-geomorphic” coupling numerical model; 3) combined the sequential geomorphic fingerprint database and numerical simulation results, investigate the hydrodynamical and geomorphological response of the Inner Lingding Bay to human activities over the past 100 years. The expected results can not only enrich the understanding of the evolution process and mechanism of the “Anthropocene” estuarine geomorphology, but also provide a scientific basis for the construction and sustainable development of the Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Area.

人类活动在全球河口留下了丰富的地貌指纹记录，是地貌学研究的国际前沿方向。珠江河口是世界性大河口，人类活动强烈地改变岸线形态和海底地形，导致动力格局随之发生巨大变化，其中以内伶仃洋河口最为显著，是研究人类活动驱动下河口动力与形态演化的理想区域。本项目以此为核心研究区，拟开展：1）系统处理长周期的地形、水文和遥感等多源历史与实测数据，建立多时相的河口水文与地貌数据库，辨识围垦、疏浚和挖沙等不同时空尺度的人类活动地貌指纹，建立多参量人类活动地貌指纹数据库，开展典型地貌指纹变迁规律研究；2）基于构建的水文与地貌数据库，以地貌指纹为约束，建立长周期“动力—地貌”耦合的数值模型；3）结合时序地貌指纹库和数值模拟结果，探讨内伶仃洋百年来地形地貌及动力演变对人类活动的响应。预期成果不仅能丰富“人类世”河口地貌演变过程与机制的认识，还可为“粤港澳”大湾区建设和可持续发展提供科学依据。

珠江河口是世界性大河口，人类活动强烈地改变岸线形态和海底地形，导致动力格局随之发生巨大变化，其中以内伶仃洋河口最为显著，是研究人类活动驱动下河口动力与形态演化的理想区域。围绕本项目的研究目标和研究内容，通过3年的深入研究，取得如下创新性研究成果：. 1）系统收集和梳理了研究区实测/历史多期次地形地貌、沉积动力、遥感等资料；基于原创的数据自动处理的PGO方法，对实测地形数据进行精细处理与建模，构建了研究区多要素数据库。. 2）基于原创的联合不确定度多期水深剖面分析方法，识别并划定了伶仃洋河口区典型人类活动（围垦、疏浚、挖沙）地貌指纹分布，开展了典型地貌指纹变迁规律研究。. 3）建立了我国九大河流流域长周期“输沙-输水-降雨”数据库，研发了“人类活动-输沙-输水”定量评估方法，发现九大河流的平均输沙以1969年、1986年、1999年、2004年为关键节点，呈现显著的台阶式下降；60多年来，九大河流累积向河口和近海输送了约710亿吨泥沙，但有约533亿吨被截留在陆地。大量的泥沙被拦截，不仅导致水库淤塞，还使得河口三角洲出现强烈侵蚀。. 4）构建了地貌指纹约束的沉积动力数值模型，开展了近45年来研究区沉积动力演变过程研究。. 在本项目资助下，累计已发表学术论文9篇，其中，SCI/EI收录论文8篇；项目负责人作为共同主编出版学术专著2部，作为编委参编学术专著2部，授权发明专利4件。本项目取得的研究成果不仅得到了国内媒体的报道，还获得2021年度浙江省科学技术进步奖二等奖。本项目全面完成了课题既定的研究任务，有效推动了河口地貌学的研究，成果可为珠江河口管理和工程规划提供科学依据。