古代黄河三角洲海岸的现代特征——黄河三角洲潮滩时空谱系研究Ⅰ

从冀鲁交界的大口河口向东至顺江沟为蜿蜒120km的粉沙淤泥质海岸。作者先后于1987、1992和2000年对该海岸进行了多次实施考察，并应用80年代至90年代末以来的航空和卫星遥感等资料对其进行了综合分析。公元11－1128年，黄河尾阎在此摆动入海，开成河口滩型海岸。1128年以后，黄河自此迁走，在海洋动力作用下，由河口滩型海岸逐渐演变成为典型的潮滩型海岸。该岸段海岸发育了广阔平坦的、相带十分明显的潮滩地带。在潮滩上同时发育了岛链状贝壳堤、残留冲积岛和巨大的多级分叉贯通性的潮水沟网络，构成了独具特色的海岸地貌环境体系，即黄河三角洲潮滩海岸时空谱系中的古代典河三角洲海岸。     

近代黄河三角洲海岸发育体系--黄河三角洲潮滩海岸时空谱系研究Ⅱ

黄河三角洲为大含沙输沙之尾闾地上分流河道频繁决口摆动而形成的迅速淤进型洲体。近代黄河三角洲自陆向海由三角洲上部冲积平原、中部冲积－海积平原和下部潮间带平原三大环境带组成，各环境带都有自身地貌组合体系。黄河三角洲与世界各大河三角洲比较，其总体应处在三角洲三元谱系的河控域，但各不同时期形成的二级叶瓣的海岸确兼具谱系中的三元域。各时期行水河口滩型海岸处在三元谱系的河控端域；具有宽大的相带分明并发育着密集潮水沟的岸段（占该三角洲海岸的大部分）则处于三元谱系中潮控端域；还有少部分岸段，如三有洲东北角（5号桩西北岸段）地处渤海南部M2分潮无潮点正迎区域强风浪部位，为三元谱系中浪控端域。其他岸段为过渡型。黄河三角洲河潮波三元控域各有其特点，同时它们又是尾闾河道摆动出口将其时空串联起来，展现出相当丰富而具有特色的三角洲海岸发育的时空谱系。     

古代黄河三角洲海岸的现代特征--黄河三角洲潮滩时空谱系研究I

从冀鲁交界的大口河口向东至顺江沟为蜿蜒120 km的粉沙淤泥质海岸。作者先后于1987、1992和2000年对该海岸进行了多次实地考察，并应用80年代至90年代末以来的航空和卫星遥感等资料对其进行了综合分析。公元11～1128年，黄河尾闾在此摆动入海，形成河口滩型海岸。1128年以后，黄河自此迁走，在海洋动力作用下，由河口滩型海岸逐渐演变成为典型的潮滩型海岸。该岸段海岸发育了广阔平坦的、相带十分明显的潮滩地带。在潮滩上同时发育了岛链状贝壳堤、残留冲积岛和巨大的多级分叉贯通性的潮水沟网络，构成了独具特色的海岸地貌环境体系，即黄河三角洲潮滩海岸时空谱系中的古代黄河三角洲海岸。     

现代黄河三角洲海岸演化研究

通过不同年代海图或地形图对比、不同年代的卫片对比、野外地质调查、不同年代潮滩剖面测量及对比等,研究了现代黄河三角洲海岸带不同时期的冲淤速率及其发展演化趋势。黄河尾闾1996年6月进行人工改道向东流入海,开始堆积现代黄河三角洲的第11个叶瓣,推测这次改道可能是第3个亚三角洲形成的开始,使黄河三角洲的发展呈第一、第二、第三亚三角洲逐次向东偏北方向推进之势。现代黄河三角洲及莱州湾海岸带可分成7个冲淤状态不同的岸段：大口河至顺江沟岸段为相对稳定海岸段;顺江沟至挑河口岸段为弱蚀退岸段;挑河口至106站岸段为强蚀退岸段;106站至孤东油田段为石堤护岸强制稳定海岸段;孤东油田至大汶流海堡岸段为强淤进岸段：大汶流海堡至淄脉沟岸段为弱淤进海岸段;淄脉沟口至胶莱河口岸段为稳定海岸段。预测10a内,各海岸段的冲淤状态基本保持不变,但各海岸段的蚀退或淤进速率有逐渐减缓之趋势。人类活动对岸线的变迁有明显影响。     

黄河三角洲潮滩潮沟体系的分维特征

利用分形分维方法对黄河三角洲潮滩和潮沟的地貌特征进行了定量研究。结果表明，潮滩和潮沟的分维值可以较好地反映潮滩潮沟的发育演化规律。随着时间的推移和潮沟潮滩的进一步发育，黄河三角洲潮沟的分维值呈逐渐增大的趋势，而潮滩的分维值则呈逐渐减小的趋势，两者在分维值的变化上存在着负相关关系。该研究为黄河三角洲潮滩发育时空谱系的建立和深入研究提出了一种新方法和新的定量指标。     

黄河三角洲下三角洲平原沉积环境

现代黄河三角洲活动叶瓣上河口附近发育着决口扇沉积物,潮汐影响不明显。两侧发育着具有进积潮滩特点的沉积物。叶瓣废弃后由于压实下沉和波浪作用海岸后退,形成退积潮滩。在废弃河口侧部发育较好。那里高潮线处没有侵蚀陡坎,海岸后退是由于压实下沉引起的。废弃河口附近侵蚀作用明显,高潮线处发育侵蚀陡坎,潮间带变窄。     

海岸趋势面应用技术比较分析 ——以黄河三角洲海岸为例

依据黄河三角洲潮滩海岸准同步断面实测地形点数据，进行地貌趋势面的多种技术方法处理。多项式回归方法能把握潮滩海岸三维形态的总趋势，忽略全部次一级形态特征；Nearest Neighbor方法、Kriging方法和Triangulation W/线性插值方法均可以显示总趋势面上次一级形态——潮滩海岸沟盆体系。其中Triangulation W/线性插值法计算出的局部特征十分明显，但边界会产生很大误差。Kriging方法和NearestNeighbor方法在边界上处理得较好，Kriging方法图象过渡得非常自然，而Nearest Neighbor方法相对保留了矩形的处理特征。趋势面分析表明，潮沟—潮盆体系的形成与发展是表征黄河三角洲潮滩海岸时空谱系发育进程的重要指标。     

海平面变化及其海岸响应

第四纪气温的大幅度冷暖变化，导致全球海平面的变化，引起陆架海侵扣海退。海岸上的各种地貌如海滩、沙坝、三角洲扣陆架沙脊等响应海平面升降而发生新的演化扣变异。东海陆架古岸线、围绕古岸线发育的陆架沙脊、陆架深切河谷扣河谷充填沉积以及冰后期海进型扣海退型沙坝的形成乖演化等沉积事件都是响应海平面升降的结果。近百年来特别是近30年全球海平面普遍上升，引起风暴潮的频度扣幅度的增大。近岸波能增强，越滩浪增多，导致海滩侵蚀，岸线后退。Bruun法则扣其他一些模型能够说明海滩随海平面上升而蚀退的规律，但在预测速率时仍存在很多问题。使用时应注意海平面变化的区域性、海滩发育的滞后性和海滩蚀退因素间的权重关系。     

黄河三角洲地貌环境体系

黄河三角洲是由三角洲上部冲积平原一下部冲积海积平原（超潮滩）─周边潮滩三个区带的地貌系列构成．它们之间形成三条地貌环境岸线，是一个复杂而统一的陆上─潮滩堆积地貌体系．该体系研究对三角洲发育．环境及其开发利用有一定理论和实践意义．     

黄河三角洲潮滩发育时空谱系

研究黄河三角洲潮滩发育的时空话系指出：在时间上，黄河三角洲潮滩系由不同时期河口滩发育而成，各段潮滩发育时间因素的差异在比较形态学上有清晰反映，在空间上，并存着处于不同发育阶段上的四种类型（阶段）。由此构成了黄河三角洲前沿所特有的湖滩形态时空体系。     

黄河三角洲潮滩剖面特征

利用验潮、潮滩水准测量、沉积物分析和遥感资料,分析了黄河三角洲不同岸段潮滩的特征。水准测量表明,侵蚀潮滩剖面形态为下凹,而淤积潮滩则上凸,由高潮线至低潮线,潮滩沉积物均变粗,这种变粗趋势在北部侵蚀岸段和河口侧缘明显,在河口南侧稳定海岸则不明显。潮滩沉积物含水量为12.2%~32.2%,平均为21%,海滩表层沉积物不排水剪切强度在0.1~0.35 kg/cm2之间。受局限岸滩的平面形态和剖面形态受到周围大坝地形影响,具有和砂质海滩类似的形态,显示波浪对该潮滩的作用强烈,根据剖面测量结果与遥感图像,发现河口北侧有一个小的冲积扇。     

黄河现行与废弃河口海岸地貌动力作用差异的数值研究

波浪是塑造黄河三角洲河口与海岸地貌的重要动力因素之一。基于Delft3D模型耦合水动力与泥沙输运模块,模拟了黄河不同入海水沙条件下的表层悬沙浓度的分布变化,通过悬沙浓度差异值(Di值)定量研究了黄河清水沟流路现行河口与废弃河口之间的海洋动力差异,进而揭示了潮流与波浪在不同时期黄河三角洲地貌演变中的塑造作用。研究结果表明,在不同时期不同入海泥沙条件下,废弃河口及其近岸区域Di值普遍较高且为正值;但现行河口近岸的Di值分布普遍为负值。在废弃河口波浪使已沉积的粉砂、黏土起动、再悬浮,由潮流将其搬离海岸,从而使海岸发生蚀退;但现行河口由于大量黄河粉砂、黏土快速输入,潮流无法在短时间内将其全部搬离河口,进而使河口及两侧海岸向海淤进。比较而言,波浪在废弃河口及海岸的地貌作用较强,在现行河口相对较弱。这些研究结果对了解黄河三角洲动力地貌演变机理有重要的理论价值。     

废弃的黄河三角洲的地貌特征及演化

本文通过对废弃的黄河三角洲北部沿岸的潮滩和附近海域的地形，地貌对比研究，认为废弃的黄河河口沙嘴，废弃５０年以仍处于侵蚀状态，河口附近海域３０－４０年后已无明显侵蚀。钓口附近海域经５０年冲蚀，目前已不具备水下三角洲的地貌特征，但一１５ｍ以上仍处于侵蚀状态，侵蚀强度水深增加而减小。－１５ｍ以下已无侵蚀作用。     

黄河三角洲海岸剖面类型与演变规律

根据1976-2002年黄河三角洲滨海区36个断面的地形实测资料以及利津水文站的水沙资料,运用动力地貌学的方法,对黄河三角洲海岸剖面形态及冲淤演变进行了研究。结果表明,黄河三角洲海岸剖面可分为建设型、破坏型和稳定型三种基本类型。建设型海岸分布于行水河口,等深线向海推进的距离取决于入海泥沙的堆积过程与海洋动力对泥沙的侵蚀过程两者之间的对比;破坏型海岸主要分布于停止行河不久的废弃河口附近,剖面侵蚀深度与海洋动力条件尤其是潮流流速大小密切相关;而稳定型海岸主要分布于长时间不行河的湾湾沟口附近和广利河以南岸段,前者受河海动力因素影响较小,而后者主要与莱州湾潮流流场有关。     

海岸趋势面应用技术比较分析

依据黄河三角洲潮滩海岸准同步断面实测地形点数据，进行地貌趋势面的多种技术方法处理。多项式回归方法能把握潮滩海岸三维形态的总趋势，忽略全部次一级形态特征；NearestNeighbor方法、Kriging方法和Triangulation W/线性插值方法均可以显示总趋势面上次一级形态——潮滩海岸沟盆体系。其中Triangulation W/线性插值法计算出的局部特征十分明显，但边界会产生很大误差。Kriging方法和NearestNeighbor方法在边界上处理得较好，Kriging方法图象过渡得非常自然，而Nearest Neighbor方法相对保留了矩形的处理特征。趋势面分析表明，潮沟—潮盆体系的形成与发展是表征黄河三角洲潮滩海岸时空谱系发育进程的重要指标。     

黄河三角洲黄河海港附近沉积物和沉积序列

黄河海港附近上部4m沉积层序自下而上为:(1)1964年以前形成的河口沙坝沉积物;(2)1964～1972年形成的下三角洲平原(潮滩)和三角洲侧缘沉积物;(3)1972～1974年形成的决口扇和近河口分流河道充填沉积物;(4)1975～1984年分流河道废弃后形成的湖滩沉积物。这一层序显示平行海岸方向环境的垂向叠覆。这是黄河三角洲垂向序列的一个重要特征。     

河北省沙质海岸侵蚀灾害和防治对策

河北省沙质海岸是渤海海岸侵蚀灾害最严重的区段之一,海岸侵蚀主要表现于海滩沙粗化,滩肩迅速变窄,滩坡变陡,基岩裸露的比率增多.岸线蚀退率达1.5～3.5m/a,严重制约了海滩旅游事业.整治海难,刻不容缓.采取岸外潜坝和丁坝群等人工建筑物和大量补沙相结合的海滩养护方法应是当前最迫切、最科学和最实际的方法,只有南段沙丘和沙坝-泻湖岸段可采用植树种草的生物学方法护岸.     

现行黄河三角洲叶瓣蚀积演化对动力环境的影响

现行黄河三角洲地貌演化已使河口动力环境发生了显著变化,但黄河改道清8汊后,现行河口以及废弃河道清水沟河口动力环境如何变化尚不清楚。基于1976、1995和2002年黄河三角洲实测水深数据,应用Delft3D模型对清水沟流路不同时期冬夏季河口动力环境进行了数值模拟,定量研究了黄河三角洲地貌演化对动力环境的影响。模拟结果表明,黄河现行三角洲地貌演化导致河口动力环境发生了显著变化,1976年河口动力环境弱,随着河嘴向海突出,1995年河口处涨、落潮最大流速较1976年增长了约60%~90%,潮致剪切力增大约2倍,冬季大风条件下浪致剪切力较1976年增加1个数量级,2002年黄河改道清8汊入海后,现行河口处涨、落潮最大流速较1995年减小约20%,潮致剪切力减小1/3,冬季大风条件下浪致剪切力是1995年的1~2倍,而废弃河道河口处涨、落潮最大流速较1995年减小约20%~40%,潮致剪切力减小约20%。黄河三角洲动力环境变化也显著影响了入海泥沙的搬运与沉积,造成清水沟河口呈"南肥北瘦"形态,且废弃后侵蚀速率不断降低。同时,地貌形态与动力环境之间的耦合关系对黄河三角洲冲淤模式的转变有重要影响。     

废黄河口海岸侵蚀与对策

废黄河三角洲海岸剖面形态以上凹形为特征,在平均大潮高潮位附近发育了小规模的贝壳堤或贝壳滩,中潮位有薄层蚀余物质堆积,其余大部分滩面均出露老的三角洲沉积。这说明废黄河口海岸侵蚀的主要动力是波浪作用,而平行于海岸的潮流则更加剧了侵蚀。在发育阶段上,废黄河口海岸侵蚀仍处于前期阶段,离开自然稳定状态还很远。按照顺应自然的原则,根据淤泥质海岸剖面的发育规律,本文提出了以海堤前人工填砂进行废黄河口海岸防护的方案。与海堤前抛石筑丁坝的方案相比,人工填砂方案技术较合理,投资较省。人工填砂的关键是待填物质粒径和填砂后海滩坡度的设计。     

苏北古黄河三角洲的演变

本文根据实地调查资料和有关文献,分别对古黄河三角洲在江苏滨海平原的地貌变化、变化速率及沉积特征等进行了论述。黄河三角洲发育可分为:全新世古黄河河口三角洲、最大海侵山前河口扇三角洲、喇叭口填充河口三角洲、分流入海串珠状河口三角洲、全流入海鸟嘴状河口三角洲、三角洲蚀退6个阶段。 从苏北古黄河三角洲发育特征可得出以下结论:1.在河流入海河口三角洲发育的漫长历史中,随河流本身来水来沙和人工作用,及海平面变化的影响,其发育具有明显的阶段性;2.河流入海河口三角洲发育的阶段性,随泥沙沉积形成了不同的河口三角洲模式;3.河流入海河口沉积的不同模式,在同一条河流中可以转换模式。