小浪底水库运行后黄河下游水沙及其三角洲动力沉积演变

发布时间：2017-10-02 23:32

  本文关键词：小浪底水库运行后黄河下游水沙及其三角洲动力沉积演变

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【摘要】：小浪底水库自1999年开始蓄水拦沙,在2002年首次进行黄河调水调沙,改变进入下游水沙的含沙量、流量和泥沙颗粒级配,对下游水沙和河道冲淤产生影响。在调水调沙期间非常态高含沙量的水流进入下游河道输入渤海。入海径流水沙关系的改变对黄河三角洲动力沉积产生重大影响,因此研究小浪底水库运行后黄河三角洲表层沉积物粒度变化和水下地形冲淤的演变过程,对预测未来黄河三角洲动力沉积演变规律有深远意义。本文基于黄河下游水沙资料、黄河三角洲滨海区表层沉积物数据、以及黄河三角洲遥感影像和水下三角洲断面资料,运用统计学方法,通过Surfer和ArcGIS等技术手段,分析了小浪底水库运行后对黄河下游水沙变化过程、下游河道和黄河三角洲滨海区沉积物的影响,探讨了黄河滨海区水下三角洲地貌演变机制,主要得到以下几点结论：小浪底水库通过蓄水拦沙,联合上游水库进行黄河调水调沙改变了下游水沙关系,来沙系数减小,有利于下游河道保持冲刷。根据黄河下游冲刷效率将2000-2013年分为三个时期：调水调沙准备期、调水调沙高效期、调水调沙低效期。调水调沙准备期(2000-2001),小浪底水库年均淤积量最大,下游河道冲刷效率较低,河槽横断面变化不大,平滩流量有所下降；调水调沙高效期(2002-2008),下游河道床沙中值粒径迅速增加,冲刷效率最高,河槽横断面变化较大,平滩流量增加；调水调沙低效期(2008-2013),冲刷效率降低,河槽横断面变化不大,河道床沙中值粒径趋于稳定。虽然黄河调水调沙对黄河年水沙量的调控能力逐年增强但受河道床沙中值粒径和径流含沙量增加影响,调水调沙期间冲刷效率逐年下降,且比全年降低幅度大,开始大幅度降低时间早。小浪底水库运行后,在黄河调水调沙初期,入海泥沙中值粒径变粗且对黄河三角洲表层沉积物影响范围增加,因此2000-2007年间黄河三角洲滨海区表层沉积物砂的含量增加,在现行河口区近岸沉积物粒度变粗,远岸沉积物粒度变细且变化幅度较大；2007-2013年,黄河入海泥沙量减小和泥沙粒径变细,在黄河调水调沙影响范围内的海域,表层沉积物中值粒径变细,分选系数、峰度和偏度均变大。研究发现,近岸表层沉积物蕴含物质来源、岸滩冲淤、季节性变化和风暴潮作用等多种信息,主要反映在粒级频率曲线中,可从曲线的形态类型提取。通过现行河口与老河口的沉积类型比较显示,砂、粉砂质砂、砂质粉砂属侵蚀性沉积物类型；砂-粉砂-粘土、粉砂、粘土质粉砂则属淤积性沉积物类型。黄河三角洲水下地形演变与入海泥沙、流路变迁、入海口方向改变、黄河调水调沙、人工建筑物等因素有关。在黄河三角洲北部区域水下三角洲近岸在波浪扰动影响下侵蚀强烈,再悬浮泥沙由潮流输运至远岸,岸线侵蚀后退,陆地面积减少,2007年后由于在岸滩附近人工护岸、滩涂养殖等人类活动开展,岸线处于冲淤动态平衡状态。黄河三角洲东部岸线大部分为堤坝,基本稳定,在1996-2000年该区域整体侵蚀,2002年以后由于黄河调水调沙的进行,入海泥沙扩散范围增加,该区域整体淤积。由于小浪底水库运行后黄河入海水沙减少,河口区水下三角洲整体侵蚀。在老河口处由于缺少泥沙供应,陆地和水下三角洲侵蚀,再悬浮泥沙由潮流输运至莱州湾近岸。在现行河口在流路变迁初期陆地面积增加,岸线迅速向海推进,由于河口切变峰的作用,入海泥沙大部分在近岸淤积；随着黄河调水调沙实施,调控流量变大,入海泥沙扩散范围增加,河口区淤积范围扩大,近岸淤积速率降低。由于入海口方向改变,原入海口陆地迅速侵蚀,岸线后退；新入海口处水下三角洲淤积,岸线向海推进。
【关键词】：黄河三角洲 黄河调水调沙 水沙变化 沉积物粒度 水下地貌演变
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TV147
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-15
• 第1章 绪论15-21
• 1.1 研究意义15-16
• 1.2 国内外研究状况16-19
• 1.2.1 水沙变化及对三角洲演变的影响16-17
• 1.2.2 动力沉积特征的研究进展17-18
• 1.2.3 黄河调水调沙研究进展18-19
• 1.3 本文的主要工作19-21
• 第2章 区域概况21-25
• 2.1 黄河下游概况21-22
• 2.2 黄河三角洲概况22-23
• 2.3 海洋动力特征23-25
• 2.3.1 潮汐和潮流23
• 2.3.2 余流23-24
• 2.3.3 波浪24-25
• 第3章 小浪底水库运行后下游水沙及其河道变化25-37
• 3.1 资料来源和方法25
• 3.2 黄河下游水沙变化25-26
• 3.3 黄河下游水沙时间分布不均匀性26-30
• 3.3.1 黄河下游水沙的年内和年际变差系数26-27
• 3.3.2 黄河下游汛期与非汛期水沙变化27-28
• 3.3.3 黄河下游泥沙粒径变化28-30
• 3.4 黄河下游河道冲淤量及其断面变化30-34
• 3.4.1 黄河下游冲刷量30-31
• 3.4.2 黄河下游河道冲刷效率与流量之间的关系31-32
• 3.4.3 黄河下游典型断面及其平滩流量变化32-34
• 3.5 调水调沙对下游河道冲淤的影响34-35
• 3.6 小结35-37
• 第4章 黄河三角洲近岸动力沉积特征37-57
• 4.1 资料和方法37-39
• 4.1.1 资料37
• 4.1.2 方法37-39
• 4.2 黄河三角洲动力沉积分布特征39-49
• 4.2.1 2000年与2007年黄河三角洲滨海区动力沉积分布特征39-45
• 4.2.2 2007年与2013年黄河三角洲近岸动力沉积特征45-49
• 4.3 沉积物粒度参数中所蕴含的信息49-55
• 4.3.1 沉积物组分和类型与冲淤指标49-50
• 4.3.2 悬沙与沉积50-53
• 4.3.3 表层沉积物频率分布曲线记录的信息53-55
• 4.3.4 小结55
• 4.4 小结55-57
• 第5章 黄河三角洲岸线与水下地形演变57-77
• 5.1 资料和方法57-60
• 5.1.1 资料57-58
• 5.1.2 研究方法58-60
• 5.2 黄河三角洲海岸及水下地形状况60-62
• 5.3 黄河三角洲造陆面积变化62-64
• 5.3.1 黄河三角洲北部造陆面积变化62-63
• 5.3.2 黄河三角洲河口区造陆面积变化63-64
• 5.4 黄河三角洲水下地形演变64-75
• 5.4.1 黄河三角洲北部水下地形冲淤演变64-67
• 5.4.2 黄河三角洲东部水下三角洲冲淤演变67-69
• 5.4.3 黄河三角洲河口区水下三角洲冲淤演变69-75
• 5.5 小结75-77
• 第6章 结论与不足77-79
• 6.1 结论77-78
• 6.2 展望和不足78-79
• 附录79-80
• 参考文献80-86
• 致谢86

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本文编号：961791