三门湾潮汐汊道系统的稳定性

发布时间：2020-10-16 11:42

　　 潮汐汊道是位于陆海相互作用区的主要海岸带子系统之一,其在港口航道、能源基地、临港工业、滩涂开发、生态保护等方面已愈来愈重要。与砂质海岸潮汐汊道相比,国内外对基岩海岸潮汐汉道的研究不够深入,没有形成比较完整的理论体系。本论文选择具有代表性的三门湾潮汐汊道系统,运用沉积学、地貌学和同位素年代学等多学科交叉方法,研究人类活动背景下的沉积地貌过程与发育演变机制,评价潮汐汉道的稳定性规律及其演化趋势,丰富了基岩海岸潮汐汊道理论研究内容。 根据浅地层剖面探测记录与钻孔资料对比,三门湾浅部沉积地层明显分为四层,第一层以水平状层理为主,第二层以倾斜状、交错状层理为主,第三层底界面起伏不平,局部有古水道充填沉积。根据不整合面特征和沉积相标志,推断上部三层为全新世地层,厚度在20～35m之间,古水道充填沉积厚度可达42m。推算全新世平均沉积速率一般为0.2～0.5cm/a。 对18个沉积物柱样进行岩性、结构分析和210Pb、137Cs年代测定,结果表明,三门湾潮滩为典型的潮汐沉积层理特征,现代沉积速率介于0.6～2.4cm/a；猫头水道浅水区以潮汐沉积为主,现代沉积速率介于1.9～2.6cm/a,深潭区以残留的风暴骤淤沉积为主,现代沉积速率介于3.9～8.6cm/a。 三门湾沉积过程具有明显的时间尺度效应和区域空间差异特征。全新世平均沉积速率与现代沉积速率相差约一个量级,全新世平均沉积速率与水深之间是负相关关系,即水深愈大,沉积速率愈小。现代沉积速率与水深之间是正相关关系,即水深愈大,沉积速率愈大。 利用不同历史时期海图和水下地形图资料对比分析,结果表明,1930年三门湾海岸、滩槽地貌格局已成型；1930～1964年,三门湾整体上处于稳定或缓慢淤积的自然状态；1964年以来,受围涂堵港工程的影响,三门湾海岸线外推明显,潮滩淤涨加快,汊道深槽普遍淤积。潮汐汊道系统的地貌发育与演变呈现出明显的阶段性、区域性特征。 综合分析,认为地质构造与原始地形、潮流、悬浮泥沙是三门湾发育演变的主要因素,而近代人类活动(围涂堵港)通过改变原有的海岸边界、削弱落潮优势流,促进了潮滩淤涨和深槽淤积,已成为影响三门湾潮汐汊道系统发育演变的主要营力。 对现有潮汐汊道P-A关系的统计分析方法进行剖析,认为不适用于单个潮汐汊道系统的稳定性评价。根据三门湾发育演变的区域性、阶段性和相似性的特点,从动力地貌学的角度出发,对三门湾复合型潮汐汊道系统进行分区、分级。基于1964年均衡状态下各分级、分区汊道系统的P和A实测数据的回归分析,推导出三门湾均衡态P-A关系式：A=2.49×10-4P0.940974,相关系数R达到0.999。 运用均衡态P-A关系式,推算1994、2003、2007年各汊道口门达到均衡状态下的口门断面面积和口门断面平均水深,与实测值进行比较,评价三门湾潮汐汊道系统的稳定性变化。结果显示,人类开发活动影响下的三门湾潮汐汊道的各个子系统的发育演变与调整均趋向均衡态P-A关系曲线,并具有明显的区域性、阶段性特征。其中,沥洋港、青山港能够较快调整、达到均衡状态；蛇蟠水道受到晏站涂前沿舌状浅滩、纳潮区围涂工程的双重影响,处于周期性变化状态；猫头水道、三门湾口门受到沥洋港、青山港、蛇蟠水道演化的多重影响,调整过程复杂多变,具有明显的滞后特征。 根据三门湾近期围垦规划,预测了各汊道系统发展趋势。其中,猫头水道在今后的二十年内将一直处于快速淤积调整状态,达到均衡状态下的口门断面平均水深为12.6m,比2003年实测口门断面平均水深小5m,估算猫头深潭最大水深将不足35m,可能影响到三门核电站取排水口的水深条件和温排水扩散能力。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2011
【中图分类】：P731.23
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
目次
第一篇 绪论
    1.1 选题背景与意义
    1.2 国内外研究现状分析
        1.2.1 国内外潮汐汊道研究进展
        1.2.2 浙江三门湾相关研究进展
        1.2.3 研究方向与展望
    1.3 本文研究工作
        1.3.1 研究目标
        1.3.2 主要研究内容
        1.3.3 研究方法与技术路线
第二篇 研究区域概况
    2.1 地形地貌特征
    2.2 水文泥沙特征
    2.3 沉积物来源及分布特征
第三篇 材料与方法
    3.1 浅地层剖面探测与解译
    3.2 沉积物柱样采集与分析测试
        3.2.1 沉积物柱样采集
        3.2.2 沉积物柱样分析与测试
        3.2.3 沉积物柱样测年
    3.3 海岸线修测
    3.4 历史海图和地形图数字化处理与分析
        3.4.1 历史海图与水下地形图资料
        3.4.2 数值化处理与分析
    3.5 水文泥沙观测与分析
第四篇 三门湾潮汐汊道系统的沉积层序与沉积过程
    4.1 全新世沉积层序与沉积过程
        4.1.1 浅部沉积地层结构
        4.1.2 全新世沉积地层厚度与沉积速率
    4.2 现代沉积层序与沉积过程
        4.2.1 典型地貌部位的柱样沉积物岩性与结构
        4.2.2 现代沉积速率
    4.3 沉积速率的时空变化
        4.3.1 沉积速率的时间尺度效应
        4.3.2 沉积速率的区域差异特征
    本篇小结
第五篇 三门湾潮汐汊道系统的地貌发育与演化机制
    5.1 地貌发育与演变特征
        5.1.1 总体特征
        5.1.2 海岸线推移
        5.1.3 潮滩发育与演变规律
        5.1.4 汊道发育与演变
        5.1.5 口外近滨区拦门浅滩发育演变
    5.2 地貌发育与演化机制
        5.2.1 地貌轮廓受地质构造和原始地形控制
        5.2.2 潮流是地貌发育与演变的主导因素
        5.2.3 悬浮泥沙是地貌发育与演变的物质基础
        5.2.4 岬角挑流作用是深潭发育与维持的动力机制
        5.2.5 台风暴潮是滩槽快速冲淤的主要因素
        5.2.6 人类开发活动已成为潮汐汊道系统演化的主要营力
    本篇小结
第六篇 三门湾潮汐汊道系统的稳定性
    6.1 现有潮汐汊道P-A关系的局限性
    6.2 三门湾潮汐汊道系统的均衡态P-A关系
        6.2.1 三门湾潮汐汊道系统的动力地貌分区
        6.2.2 三门湾潮汐汊道系统的均衡态P-A关系式
    6.3 三门湾潮汐汊道系统的稳定性评价与趋势预测
        6.3.1 三门湾潮汐汊道系统的稳定性变化
        6.3.2 典型汊道的稳定性评价与趋势预测
    本篇小结
第七篇 结语
    7.1 主要研究进展
    7.2 未来工作展望
参考文献
作者简历

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本文编号：2843209