長江口作為我國最大河流的入海河口,長期受到高強度的人類活動影響,河口泥沙的動力沉積過程十分復(fù)雜,河床沖淤變化劇烈。近幾十年來,隨著流域及河口眾多大型水利工程建設(shè),長江入海泥沙急劇減少,對河口地形、地貌、沉積環(huán)境造成了很大的影響。自上世紀(jì)八十年代開展的上海市海岸帶和海涂資源綜合調(diào)查已過去三十余年,因此本文基于2015年的長江口大面積表層沉積物樣品,以及1982-1984年長江口沉積物歷史資料,結(jié)合同步定點水文泥沙觀測和歷史地形資料,并經(jīng)過室內(nèi)實驗比較不同粒度測試方法的結(jié)果對歷史資料進(jìn)行校正,通過沉積物粒度分析、粒度參數(shù)空間插值、粘粒含量指標(biāo)提取、沉積物類型劃分、地形沖淤分析等方法,開展了近三十年來長江口河槽沉積特征及其變化研究,分析了其影響因子及其作用特征,探討了長江口沉積物中粘性泥沙的分布特征及其劃分方法,為長江河口的河槽演變以及三角洲的沖淤預(yù)測提供參考和依據(jù)。所得結(jié)果如下:1、長江口表層沉積類型(Folk分類)包括泥、粉砂、砂質(zhì)泥、砂質(zhì)粉砂、泥質(zhì)砂、粉砂質(zhì)砂、砂7種類型,以砂質(zhì)粉砂數(shù)量最多。沉積物砂組分主要分布于河槽上段以及北部的口門淺灘;粉砂組分廣泛分布于河槽中下段及口外區(qū)域;粘土組分主要分布于口外南部區(qū)域。河槽中以砂質(zhì)粉砂和粉砂質(zhì)砂分布最廣,河槽主槽以粉砂質(zhì)砂為主,邊灘以砂質(zhì)粉砂居多,口外主要為砂質(zhì)粉砂、粉砂、泥等類型。沉積物中值粒徑總體呈自西向東變細(xì)趨勢;口門段呈自北向南變細(xì)的特征,河槽內(nèi)總體呈主槽粗、邊灘細(xì)的分布格局,但不同河槽又有所不同;口外5m等深線以內(nèi)淺灘區(qū)域表現(xiàn)為北粗南細(xì)特征。長江口細(xì)顆粒沉積物含量整體上呈由西向東逐漸增加的趨勢,口外含量最高。其中32μm以下組分含量較高的區(qū)域主要分布于口外10 m-20m等深線區(qū)域;口內(nèi)細(xì)顆粒沉積物含量較高的主要分布在南槽、北槽及北支下段崇明東灘北側(cè)區(qū)域。而細(xì)顆粒物質(zhì)組分含量低的區(qū)域,則分布在南、北支上段,以及北港口門、顧園沙東側(cè)5 m等深線以內(nèi)的淺灘區(qū)域。2、長江口各河槽的沉積特征具有顯著差異。南支上段,河槽總體上由上至下呈現(xiàn)中值粒徑逐漸減小、粘性泥沙含量逐漸上升的特征,主槽、邊灘沉積物較粗,以砂、粉砂質(zhì)砂為主,屬于以河流作用為主的沉積。北港上段河槽受到青草沙水庫工程的影響,沉積物總體呈灘粗槽細(xì)的特征;南港河槽總體延續(xù)南支上段的沉積特征,沉積物槽粗灘細(xì),但仍表現(xiàn)為河流作用主控的沉積。北港下段受橫沙東灘促淤圈圍工程影響,細(xì)顆粒泥沙來源減少,同時風(fēng)浪作用強烈,邊灘粘性泥沙含量明顯少于主槽,沉積物較上段變粗;北槽受人工干擾較大,沉積物與其它河槽相比明顯偏細(xì),表現(xiàn)為懸沙沉積的特征;南槽沉積物大體呈槽粗灘細(xì)的分布特征,類型以砂質(zhì)粉砂為主,北側(cè)邊灘粘性泥沙含量較南側(cè)偏少,反映出北沖南淤的沉積環(huán)境差異。北支河槽沉積物類型主要為粉砂質(zhì)砂、砂質(zhì)粉砂和砂,沉積物中值粒徑總體從上游到下游呈由粗變細(xì)的特征,但主槽與邊灘表現(xiàn)又有所差異,上段灘槽均粗、中段槽細(xì)灘粗、下段槽粗灘細(xì),北支河段沉積物分布格局反映了北支河段沉積動力環(huán)境的的差異。3、與上世紀(jì)八十年代相比,長江口沉積物中值粒徑以減小為主,其中北槽、北支中段三和港附近沉積物中值粒徑減小明顯,中值粒徑增大的有南槽、北港下段和北支口外;口外10 m以深區(qū)域受到河流物質(zhì)變化的影響較小,中值粒徑以及細(xì)顆粒泥沙含量變化幅度小于10 m以淺區(qū)域,沉積環(huán)境基本穩(wěn)定。長江口沉積物粘性泥沙含量總體呈上升趨勢,反映了河槽懸沙沉降作用的增強,其中北支中段三和港附近、崇明東灘北側(cè)以及北槽中部粘性泥沙組分增幅明顯;而南槽、北港口門及顧園沙東側(cè),粘性泥沙組分則有所下降,反映了口外沉積物受風(fēng)浪作用的加強。4、影響長江口河槽沉積環(huán)境的主要因子包括物質(zhì)來源和動力條件的改變。不同泥沙來源是造成河槽整體沉積環(huán)境差異的主要因素,南支上段、南港表現(xiàn)為流域來沙的沉積特征,北港、南槽、北槽則表現(xiàn)為河流與海域來沙的混合沉積特征。地形沖淤改變了河槽局部沉積環(huán)境,漲落潮泥沙輸運和沉降過程是影響河槽縱向沉積分布特征的重要因素,風(fēng)浪作用強化了口門段河槽南、北沉積環(huán)境的差異,鹽度變化影響了河槽細(xì)顆粒泥沙的沉降過程,口外沉積物的再懸浮則是河槽細(xì)顆粒物質(zhì)的重要來源。5、河口沉積物中,粘土顆粒組分的含量對泥沙性質(zhì)具有重要作用。不同粘粒含量的沉積物性質(zhì)差異明顯,特別是經(jīng)過固結(jié)后的粘性泥沙,其臨界起動和臨界沖刷應(yīng)力與一般沉積物具有較大差異,對河口河槽演變及口外地形沖淤均具有重要影響。長江口地區(qū)4μm以下粘土含量15%的區(qū)域主要分在口門段南部河槽及口外10 m等深線以外區(qū)域,尤其是南槽口外粘土含量超30%,具有較強的抗沖能力,地形基本穩(wěn)定;4μm以下含量15%的區(qū)域主要分在南、北支上段,以及北港口門、顧園沙東側(cè)5 m等深線以內(nèi)的淺灘區(qū)域,主要為粉砂質(zhì)砂、粉砂和砂。對比表明,4μm以下含量15%的區(qū)域與32μm以下含量50%的區(qū)域具有較好的相似性,32μm以下含量50%可作為界定長江口粘性泥沙的標(biāo)準(zhǔn)。
【學(xué)位單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TV148
【部分圖文】：

圖 2-1 研究區(qū)域Fig. 2-1 Study area of the Yangtze Estuary河槽劃分：以分流截面線、等深線脊線以及等深線曲率最大點連線為界，將河槽劃域（圖 2-1），以 5m 等深線作為主槽與邊灘的界線進(jìn)行二級劃分�？谥Э谕�、北港口外、南港口外，以 10m 等深線為界進(jìn)行二級劃分。分別區(qū)域內(nèi)采樣點粒度數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)等。資料來源沉積物樣品來自于 2015 年 9 月 16 日~9 月 27 日在長江口區(qū)域開展的大觀測采集，分別使用箱式、蚌式、高帽子采泥器采集表層沉積物樣品大致從長江口徐六涇（121°0′E）至口外（122°30′E），口外北至 31°44°50′N，采樣點平均間隔 2′（圖 2-2）。

圖 2-2 2015 年沉積物采樣點、固定觀測站點分布Fig. 2-2 Sampling sites of surface sediment and observation sites in 2015歷史沉積物資料收集自 1980 年~1986 年的上海市海岸帶和海涂資源綜合，采樣范圍西自徐六涇，東至 123°0′ E 水下三角洲前緣，資料包括篩析-沉所測得的粒級分布，以及平均粒徑、分選系數(shù)、偏度、峰度等粒度參數(shù)，參15 年的采樣范圍，選取其中的 277 個沉積物粒度資料，采樣點位置如圖示。

圖 2-3 二十世紀(jì)八十年代沉積物采樣點Fig. 2-3 Sampling sites of surface sediment in the 1980s水沙資料來自 2013 年 7 月以及 2014 年 1 月開展的長江口洪、枯季包括大、小潮綜合水文調(diào)查（圖 2-2），使用多船同步采集水文、泥沙、鹽度數(shù)據(jù)。分別在大、小潮現(xiàn)場每個整點使用 OBS（光學(xué)后向散射濁度計，型號 OBS3A，Interv 20 S，Duratio 10 S）現(xiàn)場實時測定垂線鹽度、濁度數(shù)據(jù)，并同步根據(jù)6 點法采集水樣進(jìn)行鹽度和含沙量室內(nèi)實驗分析，用以標(biāo)定 OBS 數(shù)據(jù)；同時使用 ADCP（聲學(xué)多普勒流速剖面儀，型號 Rio Grande 600，換能器入水深度 0.5m，磁偏角-4，底跟蹤模式 5，水跟蹤模式 1）測定流速剖面數(shù)據(jù)。計算 6 點法垂線平均流速、鹽度及含沙量：Am=(A0.0+2A0.2+2A0.4+2A0.6+2A0.8+A1.0)/10 （2.1）其中 A 為變量，A0.0, A0.2, A0.4, A0.6, A0.8, A1.0分別表示水面及相應(yīng)水深為 0.2h
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2884062