【摘要】：沉積特征是沉積物在地理環(huán)境、水動力條件等多種因素長時間作用下的共同作用的結果,蘊含了豐富的沉積環(huán)境信息。河口沙島由于受到河勢演變、徑潮流相互作用、鹽沼植被和人類活動的影響,沉積特征復雜多變。崇明島是世界上典型的河口沙島,長江巨量泥沙到達河口后,由于水流分散、咸淡水混合以及徑潮流相互作用等因素,沙島不斷發(fā)育、延伸,對河口沉積環(huán)境演變帶來深刻影響。近幾十年來,由于長江流域泥沙來源銳減,在復雜的徑、潮流和風浪等作用下,崇明島及其周邊沉積環(huán)境發(fā)生了顯著變化,因此研究河口沙島在自然演變和人類活動影響下的沉積特征及其影響機制,對深入研究河口岸灘演變、豐富河口潮灘沉積理論體系以及保護河口資源與環(huán)境具有重要意義。本文基于近五年長江口崇明島周邊岸灘表層沉積物數(shù)據(jù)、現(xiàn)場定點水沙觀測資料以及崇明島歷史海圖資料,通過室內(nèi)實驗、數(shù)據(jù)分析和地形沖淤計算等方法,分析了近期崇明島周邊岸灘沉積物粒度特征和空間差異,研究不同因子對岸灘沉積特征的影響,同時結合上游來沙銳減、圍墾工程建設等人類活動因素,對岸灘沉積環(huán)境演變趨勢進行探討。具體結論如下:1、崇明島周邊岸灘沉積物中值粒徑整體介于9.1~134.9μm之間,平均中值粒徑為48μm,中值粒徑頻率曲線呈雙峰型分布。沉積物的Shepard分類結果包括粉砂、粉砂質(zhì)砂、砂、砂-粉砂-粘土、砂質(zhì)粉砂和粘土質(zhì)粉砂六種,其中砂質(zhì)粉砂數(shù)量最多,占所有樣品的45.2%,在崇明島周邊岸灘均有分布;其次為粉砂質(zhì)砂,占17.3%,主要位于崇明島北岸上段和南岸中段的淺灘處;粘土質(zhì)粉砂占樣品的13.0%,主要位于崇明島北岸下段和東灘北側的潮間帶處。2、沉積物中值粒徑總體表現(xiàn)為南岸北岸東灘。南、北岸岸灘總體表現(xiàn)為坡陡、灘窄,沉積物自西向東逐漸變細的特征,北岸岸灘坡度略緩,南岸崇頭至廟鎮(zhèn)之間存在局部細顆粒物質(zhì)沉積區(qū);東部岸灘灘寬、坡緩,整體表現(xiàn)為“北細南粗”的沉積特征。岸灘沉積斷面上,上細下粗,高潮灘處粘土組分含量相對較高,水下斜坡和河槽底部粉砂含量較高。3、自然條件下崇明島周邊岸灘沉積環(huán)境影響因子包括:1)南、北支河勢演變造成了崇明島周圍岸灘整體沉積環(huán)境分布格局的形成。(1)近年來南支主槽受到?jīng)_刷、河槽加深,使得崇明島南岸灘窄、坡陡,沉積物顆粒相對較粗。局部區(qū)域,如南岸上段(白茆沙北水道附近),由于近年來北水道整體呈淤漲態(tài)勢,沉積物顆粒與南岸其他岸灘斷面相比略細。(2)北支河道整體束窄,深槽相對變淺,使得崇明島北岸灘寬同樣較窄,坡度比南岸略緩,由于北支整體處于淤漲狀態(tài),北岸的沉積物顆粒較南岸相對偏細。(3)崇明東灘整體不斷向外延伸,使得東灘灘寬、坡緩,沉積物顆粒相對較細,南北岸不同的沖淤變化特征,也造成了東灘南北側沉積環(huán)境的差異。2)徑、潮流作用對岸灘斷面沉積物分布特征影響明顯。崇明島北岸下段和東灘北側岸灘主要受潮流控制,以細顆粒泥沙沉積為主,潮灘沉積物相對較細;南岸中段和北岸上段受徑流影響較大,沉積物相對較粗。3)風浪對崇明東灘淺灘沉積物具有強烈的分選作用。崇明東灘海域春、夏風浪以SSE和SE為主,秋、冬季風浪以NNE和NE為主。一方面崇明島東灘南側受強勁的風浪作用影響,使得沉積物粒徑明顯粗于北側;另一方面,崇明東灘0~2 m淺灘處沉積物受風浪的分選作用顯著,導致淺灘處沉積物粗化明顯。4)潮灘植被主要影響細顆粒沉積物在潮間帶的分布。崇明島周圍常見的植被包括蘆葦、海三棱呰草和互花米草。潮灘植被的存在,增加了細顆粒泥沙在植被灘面的沉積速率,促使灘面沉積物細化。4、河口沙島沉積環(huán)境與流域水沙條件密切相關,河口河勢演變以及水動力過程對河口沙島周邊沉積環(huán)境影響顯著,同時崇明島周邊灘涂圍墾和深水航道建設,使崇明島周邊岸灘沉積環(huán)境一直處在不斷變化之中。近期崇明島整體仍處于淤漲環(huán)境,其中東部淤漲最為明顯,隨著上游來沙銳減、人類活動加劇,使得崇明島的淤漲速率略有減緩,部分岸灘斷面水下斜坡則呈后退趨勢,高潮灘處大量的細顆粒泥沙被圈圍,也導致部分潮灘沉積物整體粗化。崇明島是典型的大型河口沙島,隨著“崇明國際生態(tài)島”建設方案的落實,崇明島整體仍將處于南岸相對穩(wěn)定,北岸、東部略有淤漲的沉積環(huán)境。
【學位授予單位】：華東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：P737.1;P736.21
【圖文】：

圖 2-1 研究區(qū)域（2018 年 5 月）Fig. 2-1 Study area of the Chongming Island2.2 數(shù)據(jù)來源2.2.1 沉積物調(diào)查沉積物資料來源于 2015 年 9 月- 2018 年期間的兩次沉積物采樣調(diào)查，共計14 條垂直于海岸線的取樣斷面（北岸 4 條；南岸 7 條；東灘 3 條）。采樣方法包括了調(diào)查船在 3m 水深以深區(qū)域用箱式采用器進行現(xiàn)場采樣；3m 水深以淺區(qū)域，通過泡沫小船進行采樣；高潮灘以上區(qū)域采用從陸上向水邊線人工采樣方法。其中潮下帶部分沉積物主要取自于 2015 年 9 月份，潮間帶部分沉積物資料主要來自于 2018 年 4-5 月份。每條斷面在高潮灘至河槽主泓或水下岸坡 10m 等深線

圖 2-2 沉積物站點Fig. 2-2 Surface sediment sampling sites around Chongming Island2.2.2 定點水文觀測為了獲取崇明島周邊的水沙數(shù)據(jù)，布設了多個定點水文觀測點（圖 2-3），采樣時間為 2013 年 7 月洪季大、小潮和 2014 年 1 月枯季大、小潮�，F(xiàn)場主要使用 OBS（光學后向散射濁度計，型號 OBS-3A，Interv20S，Duratio10 S）和 ADCP（聲學多普勒流速剖面儀，型號 ADCP-600K，換能器入水水深0.5 m，磁偏角-4，底跟蹤模式 5，水跟蹤模式 1）進行觀測。在每個整點使用 OBS進行垂線上鹽度和濁度的測定，并且同步使用六點法采集水樣 600ml，將所采水樣帶回實驗室內(nèi)進行鹽度和含沙量的分析，用以標定 OBS 數(shù)據(jù)；ADCP 在潮周期內(nèi)進行連續(xù)觀測，用來測定剖面的流速流向，其中換能器入水水深為 0.5 m，

圖 2-3 水文和風浪站點Fig. 2-3 The location of hydrological observations around Chongming Island2.2.3 風浪資料崇明東灘東側風浪預報資料通過歐洲中期天氣預報中心（ECMWF）下載，下載地址為 https://www.ecmwf.int/（ECMWF 官網(wǎng)）。測站位于 31.50°N，122.15°E（圖 2-3）。2.2.4 地形資料本文收集了長江口崇明島及其附件歷史海圖資料總共十余幅，各海圖具體信息如表 2-1 所示。其中基準面為理論基準面，投影為墨卡托投影。

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