苏北废黄河三角洲海岸冲淤演变及其控制因素

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作者：

张林

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摘要：

1128年至1855年黄河夺淮入黄海期间发育了苏北废黄河三角洲,1855年黄河北归后该三角洲遭受强烈的侵蚀.近800多年来,废黄河三角洲经历了700多年的发育期和一个半世纪的侵蚀期,大规模快速的淤蚀转换是其独特的特征.由于黄河决口等原因导致流路频繁变迁,并致使入海口位置经常变化,由此造成废黄河三角洲的冲淤演变具有明显的阶段性,且各阶段的冲淤演变也各具特征.黄河携带的巨量泥沙是三角洲发育演变的物质基础,黄河北归后废弃三角洲持续遭受侵蚀,被侵蚀的沉积物在水动力作用下被输运和再沉积.本文通过收集大量废黄河三角洲冲淤演变的历史资料,遥感影像,野外调查数据和实验室分析数据,将宏观的定性描述和微观的定量分析相结合,运用地统计学,粒度分析,粒径趋势分析模型和环境磁学等方法,系统地研究了废黄河三角洲海岸冲淤演变过程,并对岸线的变化趋势进行了预测,同时探讨了沉积物对三角洲演变的响应和三角洲冲淤演变的控制因素.基于苏北废黄河三角洲的历史资料的分析表明,该三角洲可划分为发育和侵蚀两个时期,并可进一步划分为淤积缓慢期,淤积快速期,淤积波动期,侵蚀快速期,侵蚀调整期和侵蚀减缓期等六个演变阶段.发育期具有以径流和潮流作用为主导的向海淤进和加积的演变特征,侵蚀期则主要表现为波浪和潮流影响下的沙洲并陆,岸线变迁和岸滩蚀退的特征.整个演变过程具有早期发育缓慢,中期发育迅速,侵蚀剧烈和后期侵蚀减缓的特征.基于卫星遥感影像,1993～2007年5条断面数据和2008～2013年野外测量的6条固定断面水深数据,对近期废黄河三角洲岸线变迁和滨海区的断面演变过程进行了分析,结果表明研究区域水下岸坡遭受侵蚀最显著,三角洲岸滩平均侵蚀深度为-10m;随着侵蚀的持续和侵蚀强度的衰减,未来岸线的侵蚀速率呈逐渐减弱的趋势,200年后基本达到冲淤平衡.随着侵蚀速率的减小,岸线变化距离增大的幅度也逐渐趋于减小;中山河口至扁担港岸线的持续侵蚀是废黄河三角洲未来岸线变化的主要特征,海平面上升和风暴潮将加剧这种侵蚀趋势.基于苏北废黄河三角洲的沉积物粒度数据,分析了沉积物对三角洲冲淤演变的响应.研究区沉积物的粒度在三角洲演变过程中呈变粗的趋势.粉砂是废黄河三角洲沉积物的主要组分;沉积物类型主要有粉砂质砂,砂质粉砂,粉砂,砂质泥,泥和砂,其中以粉砂的分布范围最广,其次是砂质粉砂.基于敏感粒级组分和磁学参数的三角洲沉积动力环境分析结果表明,研究区近岸的水动力作用比远岸强,三角洲拐角区比两翼区的沉积动力作用强,沉积动力环境在垂向上呈现出明显的波动变化特征.三角洲海岸冲淤演变过程的直接控制因素是水动力条件和沉积物,间接控制因素主要是人类活动,气候变化.运用粒径趋势分析模型揭示了研究区的沉积物的输运趋势,探讨了现代沉积动力环境下的海岸侵蚀和淤积.结果表明,研究区域北翼的沉积物呈现出向北-西北方向的输运趋势,而南翼则表现为向外海-东南方向输运趋势,三角洲拐角处主要为向外海的输运趋势.废黄河三角洲在水动力作用和沉积物输运的影响下,提供沉积物的海岸呈侵蚀状态,接收沉积物的岸段则呈冲淤平衡或微淤状态.

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关键词：

废黄河三角洲 冲淤演变 演变趋势 控制因素 人类活动 海平面上升 沉积物输运