本文關(guān)鍵詞：近期長江河口河道沖淤演變及其自動(dòng)調(diào)整機(jī)理初步研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：全世界超過44%的人口生活在河口海岸帶窄長區(qū)域。而20世紀(jì)以來世界性入海泥沙通量的減少引起的海岸帶侵蝕引起了眾人關(guān)注。國際上IGBP、LOICZ等專項(xiàng)計(jì)劃對(duì)泥沙通量減少的影響因素作為重點(diǎn)內(nèi)容進(jìn)行持續(xù)研究。而河口海岸動(dòng)力地貌過程隨著大流域水沙條件的變化必然會(huì)體現(xiàn)出自適應(yīng)或者緩沖效應(yīng)。由此成為當(dāng)今河口海岸研究領(lǐng)域的新課題。眾所周知,近半個(gè)世紀(jì)以來,由于河流大壩蓄水?dāng)r沙作用,全球河流入海泥沙累積減少了1.0×1011t,且在亞洲和非洲區(qū)域尤為顯著。長江作為我國第一大河流、世界排名第三,近期長江三峽大壩及流域涉水工程的建造使流域來水來沙量發(fā)生顯著變化,由此必然會(huì)引起河口水沙和地形地貌做出響應(yīng),并對(duì)此作出適應(yīng)性地調(diào)整。因此研究河口海岸沖淤演變過程及其自動(dòng)調(diào)整機(jī)理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。根據(jù)長江河口多年的地形圖及多次實(shí)測(cè)水沙資料,研究了近期人類活動(dòng)影響下特別是大量涉水工程影響下的河口河道沖淤演變及線性或非線性自適應(yīng)和自動(dòng)調(diào)整過程,包括近期長江河口整體沖淤演變格局、典型河段的沖淤演變過程及原因分析。同時(shí)基于分形理論研究了河口河槽整體流路及活動(dòng)沙群分形特征。1997-2013年長江河口河道的沖淤格局為上下游兩端河床沖刷、中部河段河道略有淤積,即南支河道和河口外區(qū)域以沖刷為主,而攔門沙區(qū)域略有淤積外移。其影響因素由歷史上的自然因素逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀缓腿祟惢顒?dòng)綜合作用為主導(dǎo)。第一、河口段中上游河道河床持續(xù)沖刷,河床沙波等微地貌發(fā)育較為明顯。同時(shí),河口外區(qū)域形成明顯的沖刷帶,主要與近期流域來沙急劇減少有關(guān)；第二、攔門沙區(qū)域,即北槽、南槽、北港口門地處于徑、潮流水動(dòng)力平衡區(qū)域,盡管近期仍以淤積為主,攔門沙頂外移速度有所減慢,與其該地帶動(dòng)力結(jié)構(gòu)以及河口和近海再懸浮泥沙來源多寡等決定因素有關(guān)。第三、局部區(qū)域形成明顯的強(qiáng)沖強(qiáng)淤的帶,與其主要是河口局部工程引起的水動(dòng)力的急劇變化所致有關(guān)。因此,總體來看,近期長江河口河道沖淤演變處于多重因素共同影響下,并處在不斷自動(dòng)調(diào)整過程之中。南支河槽在2003年三峽大壩開始蓄水?dāng)r沙以來,河床持續(xù)沖刷,且在2006年以后沖刷強(qiáng)度有所減小,說明其沖刷強(qiáng)度逐漸處于自適應(yīng)恢復(fù)過程；1997-2012年期間其河槽沖刷主要為5 m等深線以下的河槽區(qū)域(90%),且在2007年以后,呈現(xiàn)“灘淤槽沖”的態(tài)勢(shì)。研究區(qū)域內(nèi)活動(dòng)沙體的變化對(duì)整個(gè)河勢(shì)影響較大,以新瀏河沙及白茆沙為例,新瀏河沙護(hù)灘工程起到了一定的固灘分流作用,但是不能阻止其護(hù)堤周圍河床的沖刷。而瀏河沙包5 m等深線包絡(luò)區(qū)域沙體至2006年被沖刷消失；白茆沙南、北水道“南強(qiáng)北弱”的態(tài)勢(shì)也持續(xù)發(fā)展,其主流經(jīng)過七丫口后北偏態(tài)勢(shì)加強(qiáng)。下扁擔(dān)沙尾部沙體活動(dòng)較為活躍且出現(xiàn)多次的切灘和并灘現(xiàn)象。在河口攔門沙區(qū)域,總體上攔門沙灘頂不斷外移,平面上5 m等深線整體淤積外移,但近期外移速度減慢,且局部灘地出現(xiàn)因河口工程引起侵蝕后退的現(xiàn)象。河口口門外海域,1997年以后呈沖刷態(tài)勢(shì)。北支口外海域部分整體呈現(xiàn)沖刷態(tài)勢(shì),總體來看海域坡度略有變陡。北港口外海域部分在1997年以前呈現(xiàn)淤積態(tài)勢(shì),爾后在10-20 m等深線區(qū)域沖刷,等深線坡度逐漸變陡,20 m水深以外持續(xù)淤高；北槽口外海域在1997年之前總體呈淤積態(tài)勢(shì),爾后海域部分呈沖刷態(tài)勢(shì),坡度略有變陡；南槽口外海域略有沖刷,坡度整體變化較小�？傊�,口門外海域地形出現(xiàn)沖刷,地形剖面坡度變陡�；诜中卫碚撗芯苛四�、北港分流口固沙護(hù)灘工程前后其活動(dòng)沙群的形態(tài)變化。1997-2012年研究區(qū)域內(nèi)理論基面5 m高程面的分形維數(shù)D區(qū)間為[1.7538,1.7823],其中工程期間(2007-2009年)分形維數(shù)D明顯增大,且遠(yuǎn)大于工程前和工程后。工程前分形維數(shù)D的變化主要和1998年洪水及2003年三峽大壩的蓄水?dāng)r沙有關(guān)。工程后分形維數(shù)D逐漸降低且趨于穩(wěn)定,但其值大于工程前的平均值,說明工程后活動(dòng)沙群活動(dòng)仍較活躍,正處于自動(dòng)調(diào)整的過程之中。特別需要指出的是：上游來水量越大,活動(dòng)沙群越不穩(wěn)定,分形維數(shù)D值也就越大。同時(shí),工程期間引起局部河床及水動(dòng)力的變化也會(huì)導(dǎo)致D值急劇增大。與傳統(tǒng)的地形沖淤及等深線分析方法相比,分形維數(shù)D可以在一定程度上定性的表示整個(gè)研究區(qū)域內(nèi)活動(dòng)沙群的變化過程。同時(shí)分析了整個(gè)長江河口河網(wǎng)(流路)分形維數(shù)、盒子尺寸區(qū)間、匯流累計(jì)閾值之間的關(guān)系,確定了長江河口河網(wǎng)盒子尺寸的無標(biāo)度區(qū)間為1.6-4.2 km,最佳匯流累計(jì)閾值為7000。且1990、1997、2013年長江河口河床河網(wǎng)(流路)的盒分維值分別為1.1312、1.2222、1.3805,呈明顯的增大趨勢(shì),表明其河網(wǎng)(流路)逐漸復(fù)雜化。其原因與1990年以來,長江河口徑流量的不穩(wěn)定變化及大量的涉水工程的干擾有關(guān)�？傊�,目前長江河口河道沖淤演變正在通過河道形態(tài)、水流挾沙能力、河床泥沙組成、陸海動(dòng)力相互作用和河床坡度改變等來適應(yīng)流域來水來沙變化和河口局部工程影響而作出自動(dòng)調(diào)整,最終使河口向新的平衡和穩(wěn)定發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】：長江河口 河道沖淤 分形維數(shù) 自動(dòng)調(diào)整 坡度
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TV147
【目錄】：

• 摘要7-10
• ABSTRACT10-16
• 第一章 緒論16-23
• 1.1 科學(xué)背景及研究意義16-17
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀17-21
• 1.2.1 河口動(dòng)力地貌演變研究現(xiàn)狀17-20
• 1.2.2 分形理論在地貌學(xué)中的研究現(xiàn)狀20-21
• 1.3 研究內(nèi)容及關(guān)鍵問題21-23
• 第二章 近期長江河口來水來沙變化23-27
• 2.1 區(qū)域自然條件概況23
• 2.2 流域來水來沙概況23-25
• 2.3 潮位特征25-27
• 第三章 近期長江河口河道沖淤分布格局27-36
• 3.1 數(shù)據(jù)資料及研究方法27-28
• 3.2 長江河口含沙量分布格局及變化28
• 3.3 近期長江河口河道沖淤量及分布格局28-31
• 3.4 近期河道沖淤變化原因分析31-34
• 3.5 本章小結(jié)34-36
• 第四章 典型河道演變過程分析36-58
• 4.1 近期南支河道河勢(shì)變化36-45
• 4.1.1 區(qū)域概況36-37
• 4.1.2 河道沖淤分布及變化37-38
• 4.1.3 南支典型河段形態(tài)演變分析38-45
• 4.1.3.1 白茆沙江心洲河道38-41
• 4.1.3.2 七丫口微彎河道41
• 4.1.3.3 南、北港分流口多漢河道41-45
• 4.2 近期河口攔門沙地形變化及分析45-51
• 4.3 近期河口口門外海域地形變化及分析51-56
• 4.3.1 口外海域典型縱剖面變化51-53
• 4.3.2 口外海域等深線變化53-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 第五章 河口典型沙群和河網(wǎng)分形特征分析58-73
• 5.1 涉水工程影響下的活動(dòng)沙體等深面分形特征58-65
• 5.1.1 南、北港分流口及護(hù)灘工程簡介58-59
• 5.1.2 分形方法及計(jì)算結(jié)果59-61
• 5.1.3 傳統(tǒng)地貌分析方法結(jié)果61-63
• 5.1.4 分形值的影響因素分析63-65
• 5.2 長江河口整體河網(wǎng)(流路)分形特征65-71
• 5.2.1 河網(wǎng)(流路)的提取方法65-67
• 5.2.2 河網(wǎng)(流路)分形計(jì)算過程67-71
• 5.2.3 結(jié)果與分析71
• 5.3 本章小結(jié)71-73
• 第六章 長江河口自動(dòng)調(diào)整機(jī)理初步探討73-78
• 6.1 南支河道73-75
• 6.2 攔門沙區(qū)域75
• 6.3 河口口外海域75-76
• 6.4 本章小結(jié)76-78
• 第七章 結(jié)論與不足78-80
• 參考文獻(xiàn)80-88
• 附錄88-89
• 致謝89

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本文編號(hào)：309950