【摘要】：潮汐是影響近岸海域的主要動力,細(xì)顆粒沉積物在潮動力的作用下被起動、搬運(yùn)和堆積,是海岸地貌演化過程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。在近岸海域,還易受人類活動的影響。渤海灣西部海域在黃河改道和附近中小河流建閘導(dǎo)致的沉積物供應(yīng)不足的前提下,仍發(fā)育有緩慢淤長的大面積灘涂。自上世紀(jì)80年代開始,海域頻繁遭受人類活動的影響,進(jìn)入21世紀(jì)后更是經(jīng)歷了長達(dá)10余年的大規(guī)模高強(qiáng)度圍墾時期。因此渤海灣西部海域是研究潮動力特征和細(xì)顆粒沉積物輸運(yùn)格局對人類活動(主要指海域圍墾活動)響應(yīng)的理想?yún)^(qū)域。本文選取渤海灣西岸圍墾工程所處的海域為典型研究區(qū),以天津港所在位置為界,將研究區(qū)分為南、北兩部分。2009年、2014年和2015年,在研究區(qū)內(nèi)進(jìn)行了 12個站位的全潮沉積動力學(xué)觀測,通過實測數(shù)據(jù)分析、MIKE21二維水動力數(shù)值模擬的方法,研究了渤海灣西部海域圍墾條件下的潮動力變化及其影響機(jī)制;同時搜集了研究區(qū)海域范圍內(nèi)2006年、2009年、2014年和2015年的海底沉積物粒度數(shù)據(jù),采用Gao-Collins沉積物粒徑趨勢分析法,進(jìn)一步探討了持續(xù)性圍墾條件下渤海灣西部海域的沉積物輸運(yùn)格局演變趨勢,以期加深對人類活動影響下的海岸地貌演化過程的認(rèn)識。(1)渤海灣西部海域受不規(guī)則半日潮控制,潮流流態(tài)表現(xiàn)為低速的往復(fù)流,但漲潮流強(qiáng)于落潮流;漲潮懸沙濃度大于落潮懸沙濃度,漲潮歷時小于落潮歷時,表現(xiàn)為明顯的“漲潮占優(yōu)”的潮不對稱現(xiàn)象。同時,漲潮期間,底部懸沙濃度與流速、底切應(yīng)力存在正相關(guān)關(guān)系。(2)大多數(shù)站位的懸沙輸運(yùn)表現(xiàn)為向岸凈輸運(yùn)的趨勢。采用通量分解方法,發(fā)現(xiàn)潮汐捕捉項是該區(qū)域懸沙輸運(yùn)的主要貢獻(xiàn)項,其沉積物來源主要是在向岸風(fēng)浪對潮下帶岸灘的沖蝕,到達(dá)近岸潮灘灘面后,在潮流和波浪的共同作用下起動并產(chǎn)生局部的輸運(yùn),再加上海域水動力較弱、細(xì)顆粒沉積物的沉降延遲和沖刷延遲效應(yīng),被搬運(yùn)的細(xì)顆粒沉積物在高灘連續(xù)地沉降,這也就解釋了為何在外來泥沙斷絕的情況下,渤海灣西岸仍能發(fā)育著寬廣的淤泥質(zhì)潮灘。(3)現(xiàn)場觀測結(jié)果表明,圍墾愈增的2009～2015年間,研究區(qū)北部潮不對稱性增強(qiáng),向陸的單寬懸沙輸運(yùn)率由20.15 g/m/s變至24.92 g/m/s,而南部潮不對稱性減弱,向陸的單寬懸沙輸運(yùn)率從37.75g/m/s減小至6.37g/m/s。綜上,持續(xù)地圍墾可能導(dǎo)致研究區(qū)水動力條件改變,推測研究區(qū)北部潮灘淤漲可能加快,而南部淤漲速率減小。(4)數(shù)值模擬結(jié)果表明,總體上圍墾并未改變研究區(qū)的余流趨勢,研究區(qū)北部主要為北向余流,南部主要為南向余流;在近岸區(qū)域,2014年在南部新增圍墾區(qū)的前沿出現(xiàn)了較為明顯的小尺度余環(huán)流,北部的余環(huán)流也有增強(qiáng)趨勢。隨著圍墾工程的實施,研究區(qū)M4分潮振幅值整體增大,尤其是南部新增圍墾區(qū)附近的M4分潮振幅增大為原來的1-2倍。隨著圍墾的進(jìn)行,研究區(qū)北部的γM2/M4值增大,尤其是近岸區(qū)域、靠近在圍墾區(qū)域海域,南部也表現(xiàn)出更顯著的為類似的類似特征;比現(xiàn)場觀測獲得了更全面的潮汐不對稱性的認(rèn)識。(5)渤海灣西部海域的表層沉積物主要為粉砂,且研究區(qū)南、北分布略有差異。天津港以北主要分布粘土質(zhì)粉砂和少量的砂質(zhì)粉砂區(qū),天津港以南靠近海岸帶分布有粒徑稍粗的窄長砂質(zhì)帶,由岸及海依次分布著砂、粉砂質(zhì)砂和砂質(zhì)粉砂,南部的其余海域沉積物類型仍以粘土質(zhì)粉砂為主。圍墾雖然侵占了絕大部分的潮間帶灘涂,但從長期趨勢看潮下帶海域表層沉積物的類型未發(fā)生改變,但部分粒度參數(shù)略有變化:分選系數(shù)變好,偏態(tài)系數(shù)絕對值減小,而平均粒徑則變化不大。(6)通過對比各站位的懸沙和推移質(zhì)輸運(yùn),發(fā)現(xiàn)兩者雖然在一個數(shù)量級上,但不論是在輸運(yùn)方向還是數(shù)值大小上都沒有明顯的相關(guān)性。不同于各站位懸沙凈向岸輸運(yùn)的趨勢,推移質(zhì)輸運(yùn)主要表現(xiàn)為沿岸輸運(yùn),在研究區(qū)北部站位整體表現(xiàn)為與岸線近似平行的趨勢,南部站位的輸運(yùn)趨勢整體上與岸線呈45°。即便是相同年份的相鄰站位,其推移質(zhì)輸運(yùn)甚至也表現(xiàn)截然相反的方向,可能與局部地形和相應(yīng)水動力特征的空間差異性有關(guān)。(7)將Gao-Collins粒徑趨勢分析結(jié)果分別與圍墾條件下渤海灣西部海域的余流場、推移質(zhì)輸運(yùn)趨勢和懸沙輸運(yùn)趨勢對比,發(fā)現(xiàn)研究區(qū)海底沉積物的凈輸運(yùn)趨勢與海域余流所反映的流場特征吻合較好。觀測站位的推移質(zhì)輸運(yùn)趨勢與對應(yīng)年份附近位置的海底沉積物粒徑趨勢對應(yīng)地較好,方向較接近。而懸沙輸運(yùn)趨勢則與海底沉積物粒徑趨勢沒有太大的類似性。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：P736.21
【圖文】：

本文的研宄內(nèi)容主要包括：針對以上研宄內(nèi)容，本文采用水文觀測資料和表逡逑層底質(zhì)樣數(shù)據(jù)結(jié)合分析的方法。逡逑本文的研宄思路和技術(shù)路線如圖１．２所示，首先分析了課題組２００９年、２０１４逡逑年、２０１５年在渤海灣西部海域共計１２個站位的氣象、水文、沉積動力觀測資料逡逑結(jié)合天津地質(zhì)調(diào)查中心在對應(yīng)年份采集的海底沉積物粒度數(shù)據(jù)。同時，選取中國逡逑遙感衛(wèi)星地面站接收的美國Ｌａｎｄｓａｔ衛(wèi)星ＴＭ影像，共選取了邋３個時段（２００９年、逡逑２０１４年、２０１５年）對比發(fā)現(xiàn)，以天津港為界，研究區(qū)南、北部圍墾面積有差異，逡逑因此，本文將研宄區(qū)分為南、北兩部分進(jìn)行研[�。同蕚澌据站螠o誚員冉顯潁義轄玻埃埃埂ⅲ玻埃保匆約埃玻埃保的晗嗤攴蕕牧誚疚蛔霰冉�，以藩勩秵T炔煌Э亞垮義隙認(rèn)魯倍俺粱鍤湓說南煊�。根据蕮踱沉积动力学资料，紦溷不同年份辶x細(xì)髡疚壞牧魎倭饗蚣靶撐ǘ

本文編號：2762273