闽江河口潮滩季节性冲淤变化格局及其控制机制

潮滩是潮汐作用下形成的细颗粒沉积物堆积体，在世界范围内分布广泛，在碳汇和海岸防护中发挥着十分重要的作用。随着河流输沙的减少，河口潮滩冲淤格局发生了变化，直接影响了潮滩功能发挥，亟需开展河口潮滩短周期的冲淤变化过程研究，为评估潮滩功能提供科学依据。根据在福建闽江口琅岐岛潮滩开展的不同季节沉积动力要素（水深、流速、波浪、悬沙浓度）和现场冲淤观测及表层沉积物的粒度分析结果，琅岐岛潮滩表层沉积物在夏季主要以粉砂和黏土组成的细颗粒沉积物为主，冬季则主要以砂和粉砂组成的粗颗粒沉积物为主；潮间带上部的互花米草盐沼总体以持续淤积为主，潮间带中部和下部表现出周期性的冲淤特征，总体以夏季淤积、冬季侵蚀为总特征，并且潮间带中部的冲淤变化幅度较潮间带下部大；冬季潮流流速、波浪作用及悬沙浓度均大于夏季，冬季潮周期内近底部悬沙以净向海输运为主，而夏季则以净向岸输运为主。综上所述，闽江口潮滩冲淤变化主要受动力过程控制，冬季波浪作用导致表层沉积物发生再悬浮，并被较强的潮流净向海输运，导致滩面发生侵蚀；夏季，波浪作用较弱，水体中的悬沙易发生沉降，较弱的潮流将泥沙净向岸输运，导致潮间带发生淤积。     

河口海岸底部边界层和细颗粒泥沙过程??

水动力、细颗粒泥沙过程是淤泥质河口海岸变化的重要物理过程 ;并具有这样的特征 :强密度梯度、高度不稳定和非均匀流、高浓度泥沙、底床与流相互作用、难确定的底床／水界面。淤泥质河口海岸水动力、细颗粒泥沙过程的研究主要起因于：１）海洋科学的基础理论研究 ;２）港口航道的建设、维持（整治、疏浚）、海岸防护工程实践等需要。就淤泥质河口海岸水动力、细颗粒泥沙过程而言 ,水流最重要的部分是底部边界层。为计算河口海岸水流中的底床切应力 ,必需考虑边界层。在淤泥质河口海岸底部边界层内 ,强劲的潮流、波致流可以引起淤泥底床沉积…     

辽东湾近海波流作用下的泥沙浓度特征分析研究

海岸和河口地区是波浪和潮流相互作用最复杂的区域,在潮流和波浪作用下,该区域泥沙运动是当下的研究热点,也是难点。为探究波浪和潮流共同作用下的泥沙悬浊度的分布情况,本文采用辽东湾近海区域实测水文及泥沙悬浊度数据,进行波流作用下的泥沙浓度特征分析研究。分析显示:观测期间,潮流呈现半日潮性质,呈现东北-西南走向,涨潮流流速略大于落潮流流速;观测期间波浪以西南向波浪为主;泥沙浓度与垂向水深呈正比关系,且与流速相关性较好,而与波高、波浪周期相关性较差;利用窦国仁公式对辽东湾近岸泥沙浓度与动力条件关系进行拟合分析,得到α、β分别为0.0045和0.00037,相关系数γ=0.76。     

江苏海岸带盐沼潮滩在小尺度下的沉积变化过程

在小尺度范围内,潮滩沉积的研究一般都是基于几个站位或断面进行短时日的调查和监测来获取数据,或多或少地存在数据的连续性不足等问题。基于此,本文在潮滩地貌典型的江苏平原海岸选取了约160 000 m²的盐沼潮滩作为研究对象,在多年的野外连续观测下,分析了人类围垦活动对盐沼潮滩沉积过程及变化的影响。结果表明：人类围垦活动（如堤坝建设等）对潮滩沉积和盐沼植被覆盖的变化有重要影响。围垦堤坝修建之前,研究区向陆一侧为盐沼植物（现为养殖池）,向海一侧为光滩,岸线形态比较平直。在2006年围垦堤坝修建后,研究区变为“凹岸”型的人工岸线,沉积环境变得更有利于泥沙的淤积。根据2007-2012年对滩面高程的野外观测,在风暴潮的影响下,潮滩最大淤积率高达23 cm/a。盐沼植被在泥沙快速淤积的基础上不断发育生长,盐沼植物覆盖面积不断扩张。同时外部的沙嘴也在不断增长,潮汐风浪侵蚀携带沙嘴外部泥沙进入盐沼滩地,盐沼植物在泥沙的覆盖下,出现萎缩退化,覆盖面积减少,但是对潮滩上的泥沙而言还是不断堆积增厚。柱状样岩芯的粒度垂向剖面特征也记录了盐沼潮滩沉积环境的变化。小尺度下盐沼潮滩沉积表现出的阶段性变化规律,揭示出合理的围垦活动有利于堤坝前的潮滩淤积和盐沼植被的扩张。     

互花米草对泉州湾盐沼表层沉积物输运的影响

海岸盐沼是海岸湿地系统的重要组成部分,具有很强的环境调节功能．互花米草（Spartina alterniflora）的引种对海岸盐沼的沉积动力产生很大影响．粒度分析结果表明,互花米草盐沼边缘与沉积物平均粒径为6．7φ的等值线分布一致．现场观测表明,互花米草对流速具有明显的阻滞作用,使得光滩流速明显大于互花米草内的流速;在互花米草滩内,随着离盐沼边缘距离、植被高度、植株直径的不同,涨落潮流速也表现出不同的变化趋势．粒径趋势分析结果显示,互花米草盐沼边缘的表层沉积物由光滩向盐沼内输运,潮水沟的存在对沉积物的输运格局具有显著影响．对比分析表明落潮后期的水动力条件控制着研究区内表层沉积物的净输运方向．     

江苏弶港盐沼风车河潮沟地貌与动力演化

联合国环境署(1990)在题为“海相环境的状况”的报告中指出,世界人口约一半集中在海岸地区,因而这些地区人口压力巨大,同时受到污染、风暴潮、地面沉降的威胁,以及高地灌溉水资源枯竭的影响;在低地海岸、河滩和湿地,海平面的上升将会给沿岸城市的工农业生产及人民生活带来极其严重的后果。而盐沼-潮沟体系则是淤泥质海岸缓冲、削减波浪-潮流能量的重要地貌系统,对海岸的保护起着至关重要的作用。潮沟常常贯穿盐沼与泥坪(或沙坪),成为沟通盐沼-泥坪体系物质能量交换的纽带;在淤涨型淤泥质海岸上,细颗粒泥沙被涨潮流沿潮沟输送到盐沼上,结果使盐沼不断向海淤进。而当海平面上升时,盐沼-潮沟系统功能又发生改变,成为削减潮汐能量的“装置”。Pethick(1980,1992)研究了英国Norfolk盐沼潮沟水流的特征,并提出了流速的预报模型;Healey等(1981)在观测中发现了一些与模型不符的情况。本文从地貌和动力方面研究了江苏淤泥质海岸弶港盐沼风车河潮沟的地貌演变与动力演化的关系,以及水动力与地貌因素之间的相互响应机制。     

长江品崇明东滩盐沼前缘地带悬浮泥沙横向通量的潮周期变化

对长江口崇明东滩盐沼边缘及邻近光滩处的水深、流速和悬沙含量的潮周期变化过程进行了现场实测,并对横向悬沙通量进行了计算和分析.研究结果表明,在平静天气条件下光滩和盐沼上的流速过程有明显差异,植被缓流作用在落潮期更为显著,流速在涨潮由光滩向盐沼不断增大.与涨潮流速优势相对应,涨潮期平均悬沙含量是落潮期的1.8倍.横向悬沙通量以向岸输移为主,悬沙总通量与潮次内最大水深的四次方呈显著正相关.在平静天气条件下潮汐作用控制着盐沼前缘地带泥沙输移水平,盐沼滩面保持稳定淤积,前缘光滩淤积速率高于盐沼处的,盐沼逐渐向海延伸.在大风天气条件下潮次内的流速和悬沙含量水平提高了数倍,悬沙输移量大增,净输移仍以向岸方向为主,在盐沼上部和前缘光滩均可能在短期内发生大量淤积.     

长江口崇明东滩盐沼前缘地带悬浮泥沙横向通量的潮周期变化

对长江口崇明东滩盐沼边缘及邻近光滩处的水深、流速和悬沙含量的潮周期变化过程进行了现场实测,并对横向悬沙通量进行了计算和分析。研究结果表明,在平静天气条件下光滩和盐沼上的流速过程有明显差异,植被缓流作用在落潮期更为显著,流速在涨潮由光滩向盐沼不断增大。与涨潮流速优势相对应,涨潮期平均悬沙含量是落潮期的1.8倍。横向悬沙通量以向岸输移为主,悬沙总通量与潮次内最大水深的四次方呈显著正相关。在平静天气条件下潮汐作用控制着盐沼前缘地带泥沙输移水平,盐沼滩面保持稳定淤积,前缘光滩淤积速率高于盐沼处的,盐沼逐渐向海延伸。在大风天气条件下潮次内的流速和悬沙含量水平提高了数倍,悬沙输移量大增,净输移仍以向岸方向为主,在盐沼上部和前缘光滩均可能在短期内发生大量淤积。     

伶仃洋河口泥沙絮凝特征及影响因素研究

泥沙絮凝对河口细颗粒泥沙运动过程起着极其重要的作用。本文通过LISST-100激光粒度仪等仪器实测伶仃洋河口2013年洪季悬浮泥沙絮凝体现场粒径及水动力、泥沙条件,结合实验室悬沙粒径分析,研究大小潮期间伶仃洋河口泥沙絮凝特征,探讨紊动剪切强度、含沙量、盐度分层及波浪等因素对伶仃洋河口泥沙絮凝的影响。结果表明:伶仃洋河口水体中现场粒径平均值为148.53 μm,大于实验室悬沙分散粒径36.74 μm,河口絮凝现象明显;沉速与有效密度、粒径呈正相关,絮团平均有效密度为153.49 kg/m3,平均沉速达1.13 mm/s;小潮时絮团平均粒径大于大潮,垂向上表底层絮团粒径小、中层大,中底层絮团沉速大于表层。伶仃洋河口水动力、泥沙条件是影响其泥沙絮凝的重要因素,低剪切强度（小于5 s-1）、低含沙量（小于50 mg/L）及高体积浓度有利于细颗粒泥沙之间的相互碰撞,促进絮凝作用;当剪切强度与颗粒间碰撞强度高于絮团所能承受的强度时,絮团易破碎分解成小絮团或更细的泥沙颗粒;伶仃洋河口盐度层化引起的泥沙捕获现象增大中层泥沙体积浓度,有利于中层絮凝体的发育;观测期相对较大的波浪增强水体紊动,增大了水体细颗粒泥沙的碰撞几率,表层絮团粒径随波高峰值的出现而增大。     

双台子河口区悬沙分布和运移特征

利用海流与悬沙含量实测资料相结合的方法,对双台子河口悬沙运动进行分析。结果表明本区含沙量与波浪、潮流等水动力关系密切,双台子河悬浮泥沙中的细颗粒物质经落潮流搬运至较深水域的潮道和浅海进行沉积,泥沙入海沉积后,接受海洋水动力作用的改造,部分细颗粒物质在水动力作用下会再次起动、运移。悬浮泥沙中的细颗粒物质主要有两个来源：一是波浪、潮流输运而来的大辽河、大凌河等河流物质,二是波浪、潮流对周边海域沉积物质的搬运。1990--2002年研究区整体处于淤积状态,淤积物主要为粒径在2～4Φ的粗颗粒物质,这些物质主要来自于波浪、潮流对河口潮滩的侵蚀、冲刷。     

罗源湾海岸盐沼悬沙粒度及沉降速率的观测和分析

海岸盐沼对环境变化的响应非常敏感,是研究全球变化和人类活动对海岸带环境影响的典型区域之一。影响盐沼演化过程的一个非常重要的因素就是水体悬沙特性[1]。在沿岸水域环境中,有机和无机的细颗粒悬沙在物理和化学的作用下絮凝成大颗粒的絮凝体,其粒径和沉降速率通常是分散细颗粒悬沙的好几倍,因此絮凝过程基本上改变了细颗粒悬沙的水动力行为过程[2]。絮凝体因相对分散颗粒物有较高的沉降速率,水中的悬沙更容易沉降到滩面,控制着水体中的细颗粒物质的沉降通量[3]。     

长江口潮沼植物对动力沉积过程的影响

为探讨潮沼植物对动力沉积过程的影响,在长江口南汇东滩沼泽和邻近的光滩上进行了近底层流速、波浪、悬沙浓度、沉积物粒径和滩面淤积速率等对比实验,并在九段沙潮沼中做了两种先锋植物黏附悬沙的实验.结果表明,沼泽和同高程的邻近光滩近底层平均流速的比值为0.16～0.84;两种环境平均波周期、平均波高和平均悬沙浓度的比值分别为1.4,0.43,和0.71.波浪传入沼泽后,一方面波高大大降低,另一方面变得规则有序.海三棱草和草两种先锋植物群落黏附的悬沙分别达到298和40g/m2.由于水动力降低和植物的捕沙功能,细颗粒泥沙易于在沼泽中沉积下来,导致沼泽环境沉积物明显较相邻光滩细;沼泽中沉积速率加快,侵蚀受到抑制.     

气压生波的数值模似

目前海岸工程实验室中几乎都采用推板或摇板式生波机产生实验研究所需要的波浪。对于波浪、潮流、泥沙模型而言,这种生波机有两个缺点：一是妨碍潮流、泥沙的运移,二是产生二次反射使波浪场失真。是向水面喷压气体的气压装置来产生波浪,用于波浪、潮流、泥沙模型,可以避免上述两个缺点。本文通过数值模拟,认为这种方法是可行的。     

风暴对滨海湿地潮沟水沙输运的影响——以长江口崇明东滩为例

为了探知风暴事件对滨海湿地潮沟水沙输运的影响,分别于平静天气和风暴天气("摩羯"和"温比亚"台风)条件下,在崇明东滩一典型潮沟进行了现场水沙数据观测。结果表明:台风期间近岸平均风速较平静天气增大3～4倍,有效波高增大7～15倍,盐沼前缘光滩和潮沟遭受强烈侵蚀,潮滩表层沉积物粗化1～2.1倍,水体悬沙浓度增大3～11倍,潮沟潮周期单宽泥沙输运通量增大4～33倍,单宽泥沙净输沙量增大8～17倍。风暴天气下,潮沟水沙输运呈现"大进大出"的特点,在盐沼潮滩内受盐沼植被消波、缓流和捕沙作用下,潮周期内单宽泥沙净通量指向盐沼潮滩,促进了盐沼滩内部泥沙的淤积。     

粉砂质海岸大风天泥沙运动研究

根据黄河三角洲五号桩海域6级大风前后现场悬沙、沉积物和实测水流资料,研究了淤泥质粉砂海岸大风过程后泥沙分布特征和运动规律。发现大风天气海底泥沙对波浪作用反应灵敏,悬沙和底沙分布规律与波浪作用吻合,为波浪作用下海底泥沙运动的理论研究以及海区工程开发提供了科学依据。     

浙东淤泥质海岸的泥沙来源和塑造机理

本文以浙东海岸地区水文、泥沙多次调查和各种文献资料为依据，通过对陆域、海域和空域泥沙的平衡计算，揭示了落淤浙东海岸地区的泥沙主要来自长江，它约占总来沙量的９１％，海域和当地河流来沙属同一量级，合占９％，空域来沙不足１ｔ。随之，也进一步论证了长江年输沙量约３０％南下浙江近海，这一观点是可信的。通过潮汐、波浪造滩过程分析，阐明了具有驻波性质的潮流作用于滩面时，造成涨潮流的减速时段长于加速时段，从而使浙东港湾淤泥质海岸在泥沙来源少的条件下仍能缓慢淤涨；开敞性海岸同受潮汐和波浪作用，波浪能在坡缓的淤泥质滩涂造成数公里宽的破碎带，使泥沙不断地来回搬运，海岸呈不平衡态，但因波浪作用时间比潮汐短，泥沙来源丰沛，故多呈淤涨势态。     

长江河口北槽河道悬沙絮团特性及其影响因素研究

利用多种先进室内外测量仪器进行河口现场观测和室内电镜扫描获得相关资料,对长江河口北槽河道细颗粒泥沙絮凝的水沙环境、絮团的微观形态结构、絮团的粒径组成及其主要影响因素进行了综合分析和讨论。结果表明,北槽河道具有非常适宜细颗粒泥沙絮凝的潮流、盐度、含沙量和悬沙颗粒粒径等基本环境条件。北槽河道悬沙絮团形态多样,主要包括松散状絮团、蜂窝状絮团和密实状絮团。絮团主要由细粉砂和黏土类细颗粒泥沙组成,表面多粗糙不平,结构或密或疏。絮团粒径变化与潮周期动力过程密切相关,具有周期性变化特征。涨、落憩时絮团粒径较大,涨、落急时絮团粒径较小。絮团粒径涨憩大于落憩,小潮大于大潮。垂向上,絮团粒径由表层至底层逐渐增大。周期性潮流流速对北槽河道悬沙絮团粒径变化起到了控制作用。北槽细颗粒泥沙絮凝作用,是导致疏浚航道发生回淤的主要原因之一。     

黄河三角洲飞雁滩海岸的侵蚀及机理

飞雁滩海域是1964－1976年黄河刁口河流路入海区域。根据地形和断面水深监测资料，阐述了该岸段流路废弃后的岸滩侵蚀特征和地貌变化。研究结果表明，刁口河流路废弃后飞雁滩海岸向海凸出的地形特征，是造成该岸段强烈侵蚀的重要原因。进一步结合波、流动力的对应分析认为，波浪以掀沙为主，潮流以输沙为主，波浪和潮流的联合作用是飞雁滩海岸侵蚀的主要动力机制，其中潮流主要通过余流携沙外榆，造成近岸泥沙亏损。     

黄河三角洲飞雁滩海岸的侵蚀与机理

飞雁滩海域是1964—1976 年黄河刁口河流路入海区域。根据地形和断面水深监测资料,阐述了该岸段流路废弃后的岸滩侵蚀特征和地貌变化。研究结果表明,刁口河流路废弃后飞雁滩海岸向海凸出的地形特征,是造成该岸段强烈侵蚀的重要原因。进一步结合波、流动力的对应分析认为,波浪以掀沙为主,潮流以输沙为主,波浪和潮流的联合作用是飞雁滩海岸侵蚀的主要动力机制,其中潮流主要通过余流携沙外输,造成近岸泥沙亏损。     

台风作用下的港湾型潮滩沉积过程 以2008年“凤凰”台风对福建省罗源湾的影响为例

通过对"凤凰"台风的现场观测和沉积物样品的分析,结果表明,在台风影响下潮水淹没时间增长,增水达1.1 m;台风期间互花米草盐沼内流速变化较复杂,而且盐沼内部流速大于盐沼边缘的;台风期间盐沼边缘潮周期平均悬沙含量是台风前2 d的7倍;台风期间十分之一波高最大为1.54 m。滩面重复测量结果显示,台风登陆期间整个光滩滩面都发生了侵蚀,盐沼内部有部分地区发生侵蚀,侵蚀深度为4.5~5.5 cm,盐沼边缘的侵蚀深度仅为0.7 cm,侵蚀原因主要是植被在风浪作用下从根部折断,从而带走了滩面的沉积物;随着台风强度的减弱,整个滩面均接受悬沙沉降;台风带来的强降雨是影响滩面沉积物活动的重要因素。