长江河口南、北槽中下段沉积动力变化过程研究

发布时间：2017-11-25 12:04

  本文关键词：长江河口南、北槽中下段沉积动力变化过程研究

  更多相关文章： 悬沙 沉积物 泥沙垂向交换 南槽 北槽 长江口

【摘要】：河口处于陆地河流与海洋的交接地带,是陆海相互作用最为敏感的地带。在径流、潮流、波浪等自然动力和高强度人类活动的共同作用下,河口的沉积过程复杂多变。其中水沙运动及水体泥沙的垂向交换是河口动力—沉积机制分析中的核心和焦点。长江河口自徐六泾以下呈“三级分汊,四口入海”的格局,而南槽和北槽作为长江河口的第三级分汊河槽,不仅是长江输水输沙的主要通道,而且是极具代表性的分汉型河槽,兼之深水航道位于北槽,南槽周边南汇边滩作为上海市后备土地资源,其重要性不言而喻。因此,分析南、北槽水沙运动及泥沙交换过程对理解长江口的动力沉积过程意义重大。本文基于长江河口南、北槽和南槽口门水域2011-2013年水文观测数据、悬沙样品资料,以及大面积走航所采集沉积物、近底层悬沙样品,分析南、北槽悬沙与沉积物时空变化特征及影响因素。进而以南槽口门水域为例,对长江口南部的近底层水体悬沙及表层、次表层沉积物的交换过程进行分析,弄清该区域水沙变化及泥沙交换过程。主要结论包括：从水流特性来看,南、北槽落潮历时大于涨潮历时,落潮流速大于涨潮流速。水流运动形式主要为往复流,以落潮流占优势。北槽中段的水流强度大于北槽下段,南槽中段水流强度大致与北槽下段相当。含沙量上,大体为北槽中段大于北槽下段,北槽下段大于南槽中段。大潮含沙量高于小潮含沙量。其中,在南槽中段,大潮落潮平均含沙量是中、小潮的2-3倍。在北槽下段,大潮涨潮平均含沙量为小潮的3倍多,大潮落潮平均含沙量则将近达小潮的6倍。在北槽中段,大潮涨、落潮平均含沙量与小潮相比更是高达5倍和8倍之多,北槽大、小潮相对于南槽含沙量差异更大。从小潮到大潮,其水体悬沙粒径分选性变差,从表层到底层,水体悬沙粒径分选性也逐渐变差。大潮期间水体悬沙粒径偏态值较中、小潮有所增加,表层水体悬沙粒径的偏态值小于同期近底层水体悬沙。水体悬沙粒径的峰态值随大小潮的变化很小。表层沉积物粒度方面,南槽中段表层沉积物粒径粗于北槽中段,北槽中段粗于北槽下段。从小潮到大潮,南槽中段和北槽下段沉积物粒径从小潮到大潮呈由粗变细的趋势,北槽中段则经历了一个细-粗-细的变化过程。北槽中段和下段表层沉积物分选比南槽中段差,属分选很差范围,小潮到大潮,分选系数变化不大。北槽中段表层沉积物属极正偏范围。北槽下段和南槽中段表层沉积物则由极正偏逐步向正偏过渡。南槽中段和北槽中段表层沉积物粒径峰态系数呈中等尖锐形态。北槽下段表层沉积物的峰态系数在小、中、大潮期间的均值则呈逐渐变小趋势,且在大潮期间逐步稳定在1附近。南、北槽大潮期间悬沙与表层沉积物交换频率比小潮高。在悬沙与表层沉积物的交换粒级方面,粘土、细粉砂和粗粉砂组分是南槽中段和北槽中下段悬沙与表层沉积物交换中贡献度最高的三组粒级。南槽口门水域,近底层水体悬沙与表层沉积物在垂向上的主要交换粒级则为粉砂组分粒级。在表层沉积物与次表层沉积物的垂向交换中,南槽口门中部辐散区的主要交换粒级为粗粉砂-细砂组分粒级,南槽口门附近其余区域主要交换粒级则为粉砂组分粒级。小潮到大潮,表层沉积物中的大量粘土、细粉砂和粗粉砂通过再悬扩散浮到水体中,其中,粗粉砂组分再悬浮的比例最高。粘土与细粉砂特性相似,对水动力响应敏感程度也比较一致,并且在南槽中段和北槽中下段水体悬沙在组成成分上,细粉砂与粘士含量存在一个比较稳定的比例,细粉砂含量几乎在每一时刻都维持在粘土含量的1.5倍左右。北槽中段粘土与细粉砂组分含量百分比大于北槽下段和南槽中段,粗粉砂组分含量百分比则是南槽中段最大,同时,在南槽中段粗粉砂和细砂组分也是受流速变化影响最为敏感的粒级。而在北槽中下段细砂组只对中潮——大潮较大的涨、落急流速有所相应。
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV148

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本文编号：1225941