长江口作为我国最大河流的入海河口,长期受到高强度的人类活动影响,河口泥沙的动力沉积过程十分复杂,河床冲淤变化剧烈。近几十年来,随着流域及河口众多大型水利工程建设,长江入海泥沙急剧减少,对河口地形、地貌、沉积环境造成了很大的影响。自上世纪八十年代开展的上海市海岸带和海涂资源综合调查已过去三十余年,因此本文基于2015年的长江口大面积表层沉积物样品,以及1982-1984年长江口沉积物历史资料,结合同步定点水文泥沙观测和历史地形资料,并经过室内实验比较不同粒度测试方法的结果对历史资料进行校正,通过沉积物粒度分析、粒度参数空间插值、粘粒含量指标提取、沉积物类型划分、地形冲淤分析等方法,开展了近三十年来长江口河槽沉积特征及其变化研究,分析了其影响因子及其作用特征,探讨了长江口沉积物中粘性泥沙的分布特征及其划分方法,为长江河口的河槽演变以及三角洲的冲淤预测提供参考和依据。所得结果如下:1、长江口表层沉积类型(Folk分类)包括泥、粉砂、砂质泥、砂质粉砂、泥质砂、粉砂质砂、砂7种类型,以砂质粉砂数量最多。沉积物砂组分主要分布于河槽上段以及北部的口门浅滩;粉砂组分广泛分布于河槽中下段及口外区域;粘土组分主要分布于口外南部区域。河槽中以砂质粉砂和粉砂质砂分布最广,河槽主槽以粉砂质砂为主,边滩以砂质粉砂居多,口外主要为砂质粉砂、粉砂、泥等类型。沉积物中值粒径总体呈自西向东变细趋势;口门段呈自北向南变细的特征,河槽内总体呈主槽粗、边滩细的分布格局,但不同河槽又有所不同;口外5m等深线以内浅滩区域表现为北粗南细特征。长江口细颗粒沉积物含量整体上呈由西向东逐渐增加的趋势,口外含量最高。其中32μm以下组分含量较高的区域主要分布于口外10 m-20m等深线区域;口内细颗粒沉积物含量较高的主要分布在南槽、北槽及北支下段崇明东滩北侧区域。而细颗粒物质组分含量低的区域,则分布在南、北支上段,以及北港口门、顾园沙东侧5 m等深线以内的浅滩区域。2、长江口各河槽的沉积特征具有显著差异。南支上段,河槽总体上由上至下呈现中值粒径逐渐减小、粘性泥沙含量逐渐上升的特征,主槽、边滩沉积物较粗,以砂、粉砂质砂为主,属于以河流作用为主的沉积。北港上段河槽受到青草沙水库工程的影响,沉积物总体呈滩粗槽细的特征;南港河槽总体延续南支上段的沉积特征,沉积物槽粗滩细,但仍表现为河流作用主控的沉积。北港下段受横沙东滩促淤圈围工程影响,细颗粒泥沙来源减少,同时风浪作用强烈,边滩粘性泥沙含量明显少于主槽,沉积物较上段变粗;北槽受人工干扰较大,沉积物与其它河槽相比明显偏细,表现为悬沙沉积的特征;南槽沉积物大体呈槽粗滩细的分布特征,类型以砂质粉砂为主,北侧边滩粘性泥沙含量较南侧偏少,反映出北冲南淤的沉积环境差异。北支河槽沉积物类型主要为粉砂质砂、砂质粉砂和砂,沉积物中值粒径总体从上游到下游呈由粗变细的特征,但主槽与边滩表现又有所差异,上段滩槽均粗、中段槽细滩粗、下段槽粗滩细,北支河段沉积物分布格局反映了北支河段沉积动力环境的的差异。3、与上世纪八十年代相比,长江口沉积物中值粒径以减小为主,其中北槽、北支中段三和港附近沉积物中值粒径减小明显,中值粒径增大的有南槽、北港下段和北支口外;口外10 m以深区域受到河流物质变化的影响较小,中值粒径以及细颗粒泥沙含量变化幅度小于10 m以浅区域,沉积环境基本稳定。长江口沉积物粘性泥沙含量总体呈上升趋势,反映了河槽悬沙沉降作用的增强,其中北支中段三和港附近、崇明东滩北侧以及北槽中部粘性泥沙组分增幅明显;而南槽、北港口门及顾园沙东侧,粘性泥沙组分则有所下降,反映了口外沉积物受风浪作用的加强。4、影响长江口河槽沉积环境的主要因子包括物质来源和动力条件的改变。不同泥沙来源是造成河槽整体沉积环境差异的主要因素,南支上段、南港表现为流域来沙的沉积特征,北港、南槽、北槽则表现为河流与海域来沙的混合沉积特征。地形冲淤改变了河槽局部沉积环境,涨落潮泥沙输运和沉降过程是影响河槽纵向沉积分布特征的重要因素,风浪作用强化了口门段河槽南、北沉积环境的差异,盐度变化影响了河槽细颗粒泥沙的沉降过程,口外沉积物的再悬浮则是河槽细颗粒物质的重要来源。5、河口沉积物中,粘土颗粒组分的含量对泥沙性质具有重要作用。不同粘粒含量的沉积物性质差异明显,特别是经过固结后的粘性泥沙,其临界起动和临界冲刷应力与一般沉积物具有较大差异,对河口河槽演变及口外地形冲淤均具有重要影响。长江口地区4μm以下粘土含量15%的区域主要分在口门段南部河槽及口外10 m等深线以外区域,尤其是南槽口外粘土含量超30%,具有较强的抗冲能力,地形基本稳定;4μm以下含量15%的区域主要分在南、北支上段,以及北港口门、顾园沙东侧5 m等深线以内的浅滩区域,主要为粉砂质砂、粉砂和砂。对比表明,4μm以下含量15%的区域与32μm以下含量50%的区域具有较好的相似性,32μm以下含量50%可作为界定长江口粘性泥沙的标准。
【学位单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TV148
【部分图文】：
图 2-1 研究区域Fig. 2-1 Study area of the Yangtze Estuary河槽划分：以分流截面线、等深线脊线以及等深线曲率最大点连线为界，将河槽划域（图 2-1），以 5m 等深线作为主槽与边滩的界线进行二级划分。口支口外、北港口外、南港口外，以 10m 等深线为界进行二级划分。分别区域内采样点粒度数据、地形数据等。资料来源沉积物样品来自于 2015 年 9 月 16 日~9 月 27 日在长江口区域开展的大观测采集，分别使用箱式、蚌式、高帽子采泥器采集表层沉积物样品大致从长江口徐六泾（121°0′E）至口外（122°30′E），口外北至 31°44°50′N，采样点平均间隔 2′（图 2-2）。
图 2-2 2015 年沉积物采样点、固定观测站点分布Fig. 2-2 Sampling sites of surface sediment and observation sites in 2015历史沉积物资料收集自 1980 年~1986 年的上海市海岸带和海涂资源综合，采样范围西自徐六泾，东至 123°0′ E 水下三角洲前缘，资料包括筛析-沉所测得的粒级分布，以及平均粒径、分选系数、偏度、峰度等粒度参数，参15 年的采样范围，选取其中的 277 个沉积物粒度资料，采样点位置如图示。
图 2-3 二十世纪八十年代沉积物采样点Fig. 2-3 Sampling sites of surface sediment in the 1980s水沙资料来自 2013 年 7 月以及 2014 年 1 月开展的长江口洪、枯季包括大、小潮综合水文调查（图 2-2），使用多船同步采集水文、泥沙、盐度数据。分别在大、小潮现场每个整点使用 OBS（光学后向散射浊度计，型号 OBS3A，Interv 20 S，Duratio 10 S）现场实时测定垂线盐度、浊度数据，并同步根据6 点法采集水样进行盐度和含沙量室内实验分析，用以标定 OBS 数据；同时使用 ADCP（声学多普勒流速剖面仪，型号 Rio Grande 600，换能器入水深度 0.5m，磁偏角-4，底跟踪模式 5，水跟踪模式 1）测定流速剖面数据。计算 6 点法垂线平均流速、盐度及含沙量：Am=(A0.0+2A0.2+2A0.4+2A0.6+2A0.8+A1.0)/10 （2.1）其中 A 为变量，A0.0, A0.2, A0.4, A0.6, A0.8, A1.0分别表示水面及相应水深为 0.2h
【参考文献】
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2884062
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