黄河口生物地球化学指标特征在河海划界中的应用

次水体的温度 、电导率 、氯度 、pH 、浊度和溶解氧 (DO)
等参数 ,结果表明 :盐度 、电导率 、氯度有相似的变化规
律 ,并对河海混和过程有很好的指示作用 (见表 1) ,而
温度 、pH 、浊度和溶解氧在河海混和过程中变化不明
世界河口分别有以盐度 、地形 、地貌 、生物等因素 下的定义 ,这反映了河口的复杂性[427] ,其实河口地区 的化学过程在物质迁移和转化中也有明显的特征 。本 文为了寻找黄河口河海划界的科学依据 ,对影响黄河 口河海划界的各种水文 、地质 、生物 、化学等要素进行 了丰 、平 、枯水期的现场测定和室内分析 ,目的是找出 更具有代表性 、实用性 、稳定性 、合理性和连接性的黄 河口河海划界的科学指标 。
各种类型河口 。黄河口海岸线形态上的节点或突出点
虽不明显 ,考虑到与三角洲海岸线衔接的原则 ,按地形 法对黄河口河海划分为距离 A03 站以东 2km 的位置。
地貌法主要是根据河口三角洲典型的地貌特征 , 将三角洲前缘 、拦门沙 、沙坎 、水下三角洲等地貌体作 为河口河海分界线的标志 ,对于部分冲淤变化大的河 口 ,其稳定性较差 。表 1 给出了 3 个航次的河床和海底 的地形剖面 ,拦门沙坎的前缘地貌特征突变 ,依此作为 河海划界在距 A03 站以东 13.5 ～15.5km 的位置处。
4期
陈友媛 ,等 :黄河口生物地球化学指标特征在河海划界中的应用
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表 1 3 个航次各项指标在黄河口近口段 、河口段和口外海滨段的变化规律
Table1 Variationofdifferentindexesalon gdifferentestuarinesectionsintheYellowRiverEstuar
2 调查的内容和方法
国家海洋局北海分局监测中心与中国海洋大学联 合组队对黄河口的近口段 、河口段和口外海滨段 ,模拟 黄河丰 、平 、枯水期 (2004 年 11 月 ,2005 年 5 月 ,2005 年 9 月) 进行现场调查和取样分析 。3 个航次分别设置 12 个 、8 个 、8 个走航观测站位 ,自近口段的新滩油田浮 桥 A03 站位开始 ,间距 1～2km 左右 ,直到口门 A01 (距 A03 站位 13～15km ) 以及口外海滨段水深相对较 大的 A012,A013 站位 。获取了表底层水文 、常量离 子 、水质综合指数 、营养盐 、重金属 、生物 、有机物等资 料 ,还调查了地质地貌情况 ,站位见图 1 。
1 黄河口的概况
黄河是世界上泥沙含量最高的河流 ,渤海又是世 界上最浅的海域之一 ,故黄河口是世界上淤进最快的 河口地区之一[8] 。黄河河道具有“大水带大沙”的特
点 ,其尾闾善淤 、善决 、善徒决定了河口地区的不稳定 性[9] 。黄河非汛期流量很小 ,潮区界约 17km, 潮流界 为 5～6km; 汛期流量较大 ,潮区界约 12km, 潮流界为 3～4km 。虽然黄河口是弱潮汐河口 ,但咸淡水混和类 型具有明显的季节差异 ,枯水季节为强混和型 ,洪水期 为缓混和型[10] 。黄河口的近口段介于潮区界与潮流 界之间 、河口段介于潮流界与口门断面之间 、口外海滨 即口门外浅海[1] ,其中河口段是淡水和海水的混合区 , 长度不过 3～8km, 但其生物地球化学指标有明显的 物理混和变化 ,表现出一定的规律性 。
3 个航次的调查布点 ,样品的采集 、保存 、分析和评 价均严格按照国家有关技术规范和标准 。主要包括 : 《海洋监测规 范》( GB1737821998 ) ;《海 洋 调 查 规 范》 ( GB12763291) 《; 海水水质标准》( GB309721997) 《; 海洋 沉 积 物 质 量 》( GB1866822002 ) ;《海 洋 生 物 质 量 》
水文指标 (流速 、流向) Hydrologicalindexes (velocityofflow, directionofflow )
地质指标 (地貌法) Gerologicalindexes ( geomorphology)
生物指标 (浮游 植Baidu Nhomakorabea密度)
Biologicalindex (ph ytoplanktonic
Ξ 基金项目 :国家海洋局海域办专项基金资助 收稿日期 :2007209212; 修订日期 :2008202225 作者简介 :陈友媛 (19662) ,女 ,博士 ,副教授 ,主要从事水环境研究与教学 。E2mail:youyuan@ouc.edu.cn
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中 国 海 洋 大 学 学 报
水生生物有淡水相 、半咸水相和海相 ,如淡水相中 的细柱藻 ,半咸水相的螺旋藻 、海水相中的中肋骨条 藻 。本次调查将浮游植物的分布划分为 3 个区域 : 河 水区 ,混合区和海水区 。淡水品种 ,有的既可以分布在 河水区也可分布在混合区 ; 而海水浮游植物品种有的 分布在混合区和海水区 ,表现为广盐性特征 ,所以生物 的分区有重叠性 。由于生物的分布与光照 、盐度 、含沙 量 、径流潮流 、生物的习性等都有关系 ,季节变化大 ,规 律十分复杂 ,虽代表性好 ,但以此为依据确定的河口河 海划界位置难以确定 ,主观性强 ,不便管理 。
从 3 个航次的水文特征看 ,潮流对河道的影响基 本在 A03 站位以下 9～13km 范围内 ,表现为流速减小 显著 ,具有海相的特点 ,为河海交汇混合区 ,故本次水 文指标对黄河口河海划界定为距离 A03 站以东 9km 的位置 。 3.2 地质指标特征及划界
地质指标是指地形 、地貌 、底土的颗粒组成和矿物 成分组成等 。地质指标对国际海洋划界起过重要作 用[11] ,相对于其它划界指标 ,具有稳定性好 、容易辨识 的特点 。如地形法主要是依据河口自然地理分类法进 行划界 ,具体是根据河口海岸线的几何形态 ,以河口海 岸线形态上的节点或突出点连线作为河口海岸线 ,适于
重金属指标 (沉积 物中的汞) Metalindex
( mercur yinthe sediments)
有机质污染指 标 ( PAHs)
Organic pollution index ( PAHs)
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中 国 海 洋 大 学 学 报
2008 年
3.4 水质综合指标特征及划界
水质综合指标是指用多参数水质仪测定的 3 个航
density)
水质综合指标 (盐度) Theinte grated
indexesofwater quality (salinity)
常量离子指 标 (镁离子) Ordinar yionsindex (magnesiumion )
营养盐指标 (硅酸盐)
Nutrientsalt index (silicate)
第 38 卷 第 4 2008 年 7 月
期
中国海洋大学学报
PERIODICALOFOCEANUNIVERSITYOFCHINA
38 (4) :647 ～652 Jul y, 2008
黄河口生物地球化学指标特征在河海划界中的应用Ξ
陈友媛1 , 高 丽1 , 杨应斌2 , 贾永刚1 , 高振会2
底土的颗粒组成和矿物成分组成往往受径流 、潮 流 、地形 ,输沙量等因素的影响 ,本次调查底土的矿物 成分组成基本一致 ,矿物成分就不能作为划界的指标 。 底土的颗粒组成由陆向海 ,由细砂向粉砂或粉质粘土 过渡 ,没有明显的突跃现象 ,或拐点出现 ,不利于作为 黄河口河海划界的指标 。 3.3 生物指标特征及划界
y
航次/ 科学指标 Navigation/
scienceindexes
2004 年 11 月 (第 1 航次) Norember2004 ( Thefirstnavi gation)
2005 年 5 月 (第 2 航次) May2005 ( Thesecondnavi gation)
2005 年 9 月 (第 3 航次) September2005 ( Thethirdnavi gation)
表 1 给出了浮游植物密度的变化规律 。第 1, 第 3 航次的浮游植物随着河水区向混和区的过渡 ,密度呈 迅速下降 ,在混合区密度又开始上升达到最大 ,然后在 口门处降到最低 。第 2 航次浮游植物的密度远低于其 他 2 个航次 ,不予考虑 。故本次生物指标以浮游植物 的密度为标准的黄河口河海划界在距离 A03 站位以东 的 7.5km 处 。
(1. 中国海洋大学环境科学与工程学院海洋环境与生态教育部重点实验室 , 山东 青岛 266100; 2. 国家海洋局北海环境监测中心 , 山东 青岛 266033 )
摘 要 : 为了寻找黄河口河海划界的科学依据 ,对影响黄河口河海划界的各种水文 、地质 、生物 、物理 、化学等要素进行 了丰 、平 、枯水期的现场测定和室内分析 。结果发现 ,除了以前学者经常采用的水文 、地质 、生物等指标具有划界的作用 外 ,电导率 、盐度 、常量离子 、硅酸盐等指标特征也具有很好的划界指示意义 。综合各项科学指标的划界结果表明 :黄河口 河海划界在距离新滩油田浮桥 A03 站位以东的 2～13.5km 处 ;其中水文指标和化学指标 (盐度 、常量离子 、硅酸盐等) 的 河海划界在距离 A03 站位以东的 9～10km 处 ;地质指标 (地形法) 在 2km 处 ,地质指标 (地貌法) 在 13.5km 处 ;生物指标 法在 7.5km 处 ;而重金属 、有机物污染 、有机碳等指标不宜作为河海划界指标 。 关键词 : 黄河口 ; 河海划界 ; 生物地球化学指标特征 中图法分类号 : P641 文献标识码 : A 文章编号 :167225174 (2008) 042647206
( GB1842122001) 《; 地表水环境质量标准基本项目标准 限值》( GB383822002) 等 。
2008 年
图 1 黄河口河海划界调查站位示意图
Fig.1 Sketchma pofinvesti gationstationsfordelimitationthelinebetweenseaandlandintheYellowRiverEstuar
y
在各类生物地球化学指标确定的划界范围内 ,可 选最接近平均大潮高潮线的上界或下界作为该指标的 划界 ,因为《海域使用管理法》规定海岸线是指平均大 潮高潮线 。
3 结果分析
3 个航次的生物地球化学调查资料非常丰富 ,由于 篇幅的限制 ,这里只选取每种科学指标中 1 个有代表 性的变化规律来说明其指标的特征 (见表 1) ,其中横坐 标是距 A03 站以东的距离 (km) 。 3.1 水文指标特征及划界
3 个航次分别实测了黄河河道内 A03 站至口门外 A013 站 17～20km 范围的水深 、流速和流向 ,其结果 见表 1 。除 A03 站位的水深可达 2～5m 外 ,其余河道 站位水深为 1.5m 左右 ,口门外水深超过 6m 。河道内 流速的总体分布呈表 、底层流速小 ,中间流速大 ,流速 分布较均匀 ,沿河方向为正 。表 1 显示 2005 年 11 月 黄河的流量明显小于其它 2 个航次 ,故在 13 ～15km 处测得反向水流 。在口门附近 ,潮流和波浪流对流速 和流向有一定的影响 。
河口地区是陆海相互作用的集中地带 ,各种过程 (物理 ,化学 ,生物和地质过程) 耦合多变 ,演变机制复 杂 ,生态环境敏感脆弱 。河口海岸地带又是经济发达 、 人口集居之地 ,科学地提出河口河海划分指标 ,对该地 区社会经济的可持续发展有重要意义 。
科学的河海划界不是一个固定的断面 ,受制于物 理 、地理 、化学 、生物等因素的影响 。以前一些小河流 河口以河流入海由窄变宽的口门断面作为分界线 ,大 体是符合实际的[1] 。但对自然情况复杂 、人类经济活 动频繁的大河河口就不适用 ,于健等提出河口河海划 分应以几何形态法为主要方法 ,以地貌法为辅助方法 , 其它方法作为参考使用[2] 。目前公开发表的河海划界 文献 ,以行政和管理等主观因素为主 ,而客观 、详实的 科学技术指标较少[3] 。