• / 101
  • 下载费用:20 下载币  

长江口表层沉积物分布特性研究

关 键 词:
长江口 表层 沉积物 分布 特性 研究
资源描述:
2006届研究生硕士学位论文Y 8955 50学校代码:10269学 号:: 塑旦塑崖型堂班究喧专 业: 自然地理堂研究方向:逦旦塑崖丞动左塑遑边运麴指导教师: 值壹麴撞硕士研究生: 刻红2006年6月完成中文摘要摘要本文基于2003年以来大面积采集的表层沉积物样品,采用沉积学与水动力学分析相结合的方法,分析了长江口表层沉积物的时空分布特征和沉积动力环境,探讨了二十年来长江口表层沉积物分布的差异。利用滩地表层沉积物资料,讨论了长江口滩地表层沉积物分布特征和沉积动力特征,总结了各滩地表层沉积物滩槽分布的模式及主控水动力因子。结合同步采集的水动力资料分析影响长江口主槽表层沉积物分布的水动力因子,探讨表层沉积物分布的动力响应机制。研究表明:1.从江阴一口外表层沉积物中值粒径逐渐变小。横沙以上区域表层沉积物类型主要以砂为主,口外以粘土质粉砂为主,浑浊带表层沉积物类型复杂多样。浑浊带海域三个入海汊道,北港下泄的表层沉积物最粗,北槽次之,南槽最小。2.长江口表层沉积物洪季总体比枯季略粗,浑浊带海域更明显,口外海滨枯季表层沉积物中值粒径略粗于洪季。近二十年来,长江口北支上段、南北港分流口和浑浊带区域的表层沉积物中值粒径变化较大。3.通过分析典型剖面的表层沉积物分布模式,探讨滩槽表层沉积物的沉积动力特征。崇西滩地与南北港滩地处于长江口门内,受径流和潮流的影响表层沉积物的分布呈现“主槽粗,边滩细”的特征。径流和潮流影响的强度和作用的方向不同,引起南支和北支滩槽表层沉积物分布特征的差异。南汇滩地和崇明东滩面临开敞海域,受外海波浪的影响,表现为“水下岸坡细,滩地粗”的特征。4.横沙以上海域表层沉积物主要来源于上游河段推移质输沙,粘土和粉砂组分多不参与造床;浑浊带和口外海域表层沉积物分布受絮凝沉降和再悬浮的双重作用的影响,二者的相互作用强度决定了表层沉积物中值粒径和各组分含量的大小,粘土和粉砂组分大量参与造床。5.长江口主槽表层沉积物中值粒径与落潮流速、落潮历时、veⅣ潮动力条件是决定表层沉积物中值粒径的大小的主要动力因素。关键{司:长江口表层沉积物分布特性滩槽分布动力响应英文摘要n 003,of t by k t、vo he e in me of t al 芏of me le on,of of it he m 50 of l of of in in nd it h me is in in of in in aⅡd a)【in he of 0he of by of in p姗№in he 0in me by so of in me in of he by o me of in 血in in o啦:0he in of a)(g 50卸d of by e me to 50 of 坨in 咖我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示谢意。作者签名: 兰j!! 日期’:竺堕!望用学位论文的规定,学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。学位论文作者签名:扣鱼璺塑导师张何首日期:竺生垂!!!?第一章绪论第一章绪论§1.1研究意义§1.2国内外研究现状§1.3本文研究内容1.1研究意义长江河口是在径流量大、泥沙丰富、潮流强的特定环境下形成的典型的分汉型河口,每年从流域内携带大量的泥沙以不同的运动形式输送到河口,在潮流和径流的共同作用下,在河口堆积成沙岛、沙洲、沙嘴和水下沙体,并在口外塑造水下三角洲;悬浮泥沙与床沙交换频繁,使得河口段河床冲淤多变。上述河口过程不仅对长江河口的发育和沉积物的分布产生重要影响,而且对港口、航道的冲刷和淤积也产生重要的作用。表层沉积物的粒径、活动层厚度是泥沙分析和计算中最关键的参数,表层沉积物分布状况也是床面形态、河床阻力、河床冲淤演变、泥沙数学模型以及河口泥沙通量等研究的基础。因此,探讨长江河口表层沉积物的分布、沉积动力环境以及动力响应机制,不仅对长江河口的综合整治及港口航道建设具有重要的现实意义,同时也将丰富泥沙运动力学、沉积动力学的学科内容。2003年三峡工程蓄水以后,长江上游来水来沙减少,长江口区的水文泥沙特性已有所反映;而且长江口深水航道一、二期工程实施以后,人工干预下的北槽水流结构、泥沙运动特性发生了较大的变化,因此探讨典型汊道表层沉积物分布特征、输移特性及其对水动力的响应,不仅在学科上丰富河口泥沙研究内涵,也可为长江口越江隧道及深水航道三期工程等国家重大工程项目的建设提供重要的科学依据。1.2国内外研究现状研究表层沉积物的输移方式对于预报河口地貌对自然和人类活动响应十分重要,表层沉积物分布、来源、输移特性是了解河口地貌演变的重要途径,也是评价人类活动可持续发展的依据(et 2001)。目前和表层沉积物相关的研究主要集中在粒度特征、沉积动力环境、沉积物输移、床沙与悬沙交换、动力机制等几个方面:1.2.1粒度特征沉积物粒度及其分布是沉积物的基本性质,粒度分析是揭示沉积动力的主要第一章绪论手段之一。沉积物粒度参数包含了丰富的关于沉积动力条件和沉积物运移方面的重要信息。多年来,沉积学家一直致力于研究沉积物粒度模式和沉积环境之间相互关系,以识别沉积环境类型和颗粒运动的方式(悬移、跃移或者推移)。发展了三角图示法、直方图与累计曲线法、正态概率累计曲线图、01k et 1957;Ⅵ969;979;et 1985:988)。粒度参数的统计目前主要有两种方法:图解法和矩法。图解法是根据粒度分析结果绘制出累积分布曲线,从曲线上直接读取某些具有代表性的累积百分数所对应的粒径值,进行参数计算。矩法是将样品的平均粒径、分选系数、偏度值和峭度值分别定义为粒度分布的一阶矩、二阶矩、三阶矩和四阶矩的函数,其计算公式也有多个。早期的研究特别是筛析法取得的粒度数据广泛采用图解法分析粒度参数(杨世伦,1994)。图解法公式中确度很高,应用最为广泛,也是国家海洋局海洋地质调查规范规定的计算公式(国家海洋局,1975);在矩法公式中,少了计算量,并对高阶矩进行了削阶处理,使其输出的粒度参数与图解法参数有相同的数量级。图解法所反映的是样品的一个子样的粒度特征,而矩法则反映了样品的总体特征(贾建军等,2002)。表层沉积物的粒度分布往往因采样地点的变化而不同。这种沉积物粒度特征的空间变化是由多种因素造成的,如源地物质组分特点与丰度、沉积环境的能量类型和大小、搬运过程中各种组分的混合、分选与颗粒的磨损等。985)认为沉积物的运移是一种随机过程,粒度参数的变化在运移方向上遵循统计规律;根据这一规律,可以揭示沉积物的运移方向及沉积物分选等特征,即沉积物的输运方向必定与粒度参数(平均粒径、分选系数、偏态等1的某种空间变化模式相联系。其后,992)又进行了深入研究,提出了一种称为“粒径趋势分析”(方法,以找出粒度特征与颗粒运动格局之间的联系。用于英国血o】国西南部潮间带、及渤海湾曹妃甸,所得结果与流场观测、人工示踪砂实验和地貌沉积特征显示的物质输运格局较为吻合(993;994;996;贾玉连等,1999)。对于沉积物粒度,人们往往更多地关注其空间上(沿岸和横向上)的分布变化及其与沉积环境的响应,而时间上的演变较少引起注意,原因可能是人们通常认为粒度在时间上的变化没有空间上变化大,而且长期的取样资料积累不够。不同潮时的动力作用下,沉积物粒度参数和物质组成有所不同。陈沈良等(2004)2第一章绪论对淤泥质潮滩长期取样的研究发现,由于潮滩的冲淤变化,其粒度也相应变化。戴志军等(2005)对长江口南槽不同潮时采集的沉积物粒度特征的分析说明,不同潮时的动力作用下,大潮期间的沉积物粒度参数和物质组成与中、小潮期间相应的沉积物粒度参数及物质组成有所不同。在对长江口不同时期的沉积物作比较分析时,选择同一潮时的沉积物可能更有意义。在有关工程评价时,也应注意沉积物特征的时间变化。1.2.2沉积动力环境沉积物的搬运和沉积除受沉积物性状(粒度分布与组分、颗粒形状、堆积方式、胶结、压实、絮凝、包裹、生物扰动等)的影响以外,主要受水动力条件控制,不同性状沉积物的分布特征中包含着发生沉积时水动力条件的重要信息。在河口沉积环境中,表层沉积物粒度分布的空间变化,亦反映了多种动力搬运的综合,包含着河口沉积水动力条件的重要信息:沉积环境类型、物质运动方式、沉积物输运方向和速度等(周蒂,1999;程鹏等,2000;彭晓彤等,2004)。沉积物的结构特征可以指示沉积水动力的强弱,并作为判别沉积环境的重要标志(954;Ⅵ969;988)。刘阿成(2002)对杭州湾口北部的表层沉积物粒度分布和动力沉积作用进行了研究,表层沉积物中的砂主要来源于岛峡下的晚更新世陆相砂砾的侵蚀产物:粘土来自长江输沙。在长江口海域表层沉积物的研究方面,林承坤(1984)根据地学原理建立了长江口泥沙的来源分析和数量计算的模式,定量分析了长江口泥沙的来源和数量,验证结果表明计算值与验证值十分吻合。董永发等(1988)通过对长江口沉积物的粒度特征的研究,阐明在一定的动力机制下沉积物的分布规律。刘苍字等(1995)根据多年积累底质样品,分析长江口水下三角洲地区的沉积结构和沉积构造特征,同时结合水动力条件的分析,探讨长江水下三角洲的沉积作用机制。李九发等(1995)通过分段研究长江河口床面泥沙颗粒组成的平面分布说明各河槽底部推移质泥沙的运动机理。贾海林等(2001)以长江口北支表层沉积物粒度分析资料为依据,阐明潮流特别是涨潮优势流是塑造长江口北支的主要动力,分析了北支表层沉积物的分布规律,用流流.潮流作用的河口河槽,潮流作用主导的潮流脊,潮流作用主导的潮汐水道;揭示北支的沉积作用机制。以上的相关研究表明,长江口表层沉积物的分布特征与河口地区的水流动力以及泥沙运动等沉积条件有极为密切的关系,而动力响应机制的研究特别是与沉积物分布相关的水动力强弱的量化指标方面未有报道。第一章绪论1.2.3沉积物(底沙)输移河口海岸表层沉积物输移对于研究岸滩冲淤及河槽演变尤为重要,而且通过表层沉积物输移的研究可以预测表层沉积物的运移趋势,为河道整治提供科学依据。在河口海岸环境的推移质输沙过程的研究揭示了推移质在海滩和激浪带的输移(991;et 1992a,1992b;993;et 1994,1995;02,1995;et 1998,1999),同时et 1991,ct 1999)。研究表层沉积物输移—在床面上滚动、滑动、跳跃形式存在的砂质颗粒的输移,仍然不够成熟。其中一个很好的方法就是结合近底流速观测数据应用推移质输沙方程进行求解。程和琴等(19981在研究河口区沙波形成机理和运移机制的基础上提出,利用声学方法获得底形剖面形态及底形高度过平衡域谱分析技术获得沙波运动速率c,估算由底形运移导致的推移质搬运速率。考虑波浪的影响,张庆河等(1997)利用天津新港实测流变数据提出了简化的非线性流变关系,建立了波浪与淤泥质河床相互作用的多层模型,讨论了规则波和不规则波作用下的底泥质量输移。多数情况下在河口、海岸环境下的底沙输移取决于底床的移动和床面形态的改变,沙波跟踪技术可以应用于推算底沙输沙率和方向。在河口区直接测量沉积物推移速率、总量和方向极其困难,但底形迁移可被用于估算作滚动、滑动和跳动的表层沉积物推移速率。推移质泥沙厚度是研究开敞水流通道下输沙率的重要参数,但经常是凭经验估算的。基于水动力扩散和泥沙颗粒相互作用的观点,003)应用一种分析模型来计算推移质泥沙的厚度,分析结果表明,推移质泥沙厚度和颗粒直径的比值取决于无量纲的颗粒直径(D。=D[(生—£)2]乃 ) 和无量纲的床面剪切应力(矗=“?/(一,)/y))。为反映粘滞效应对输沙率的影响,004)对层流作用下的表层沉积物输移进行了研究,表明层流状态下无量纲的输沙率也取决于无量纲的床面剪切应力(询和无量纲的颗粒直径(D.)(或者说剪切雷诺数巩彩兰等(2002,2003)研究了南港底沙输移规律以及底沙输移对南港河槽分化和南北槽分汉演变趋势的影响,表明底沙主要来自洪水和落潮流冲刷上游河床底部,再在下游堆积形成新的淤积体。长江口南港底沙输移趋势以进入下游南槽为主,少量进入北槽。1.2.4表层沉积物与悬沙交换在长江口这样的以粘性细颗粒泥沙为主的河口,了解其悬沙粒度及平面和垂4第一章绪论向分布特性是进一步研究河口泥沙的沉降、起动、再悬浮和絮凝规律的基础,而且是了解悬浮泥沙与表层沉积物交换的“窗口”。严肃庄等(1995)和曹沛奎等(1996)指出长江口悬浮体粒度分布主要与河口区悬浮体的物质来源、表层沉积物类型与结构、水动力环境有密切关系,含沙量及絮凝作用也较大程度上影响着悬浮体粒度,而且指出悬沙峰对悬浮体起着过滤效应,对物质的输移和冲淤变化起着积极的作用。李军等(2003)对1998年11月长江口悬浮体粒度及其参数特征进行了分析,并且对再悬浮作用和悬浮细颗粒絮凝进行了一定的分析。最近,许多学者关注到悬浮泥沙粒径与流量、悬沙浓度之间复杂的关系。许炯心(2003)研究了黄河中游支流悬移质粒度与含沙量、流量之间的复杂关系。梁志勇等(2004)讨论了黄河干支流悬移质粒径与含沙量关系,并导出了泥沙中值粒径与含沙量的函数关系式,分析和讨论了泥沙粒径与含沙量关系的实质。吴月英等(2005)利用大通站资料用回归分析的方法研究了长江入海悬移质泥沙的粒度特征与流量、含沙量的关系,分析表明入海悬移质泥沙粒度均随流量增加而变粗,说明水动力条件对长江入海悬移质泥沙粒度特性具有明显的控制作用;悬沙粒径年内变化的总趋势是随含沙量增加而先增后减,历年变化则随含沙量增加而先减后增。王爱军等(2005)长江口枯季悬沙粒度与浓度之间的关系,认为二者关系与沉积物来源、当地的水动力条件和絮凝作用等因素有密切关系。在悬沙与水动力响应机制的研究方面,971)对切萨皮克湾最大浑浊带的悬沙粒径的涨落潮周期变化研究。李伯根等(1999)对椒江河口最大浑浊带悬沙粒径分布对潮动力和含沙浓度变化的响应机制做了较深入的探讨,研究表明,悬沙的粒径分布主要受物质来源、底部沉积物再悬浮物质和絮凝沉降3个因素的影响。在表层沉积物与悬沙交换的研究方面,也有学者进行了有益的探索。如江文胜等(2005)对莱州湾悬浮泥沙分布形态及其与底质分布的关系进行分析,莱州湾的底质类型决定着其悬浮物的分布形态,底质粒级分布呈明显的双峰结构,而较细的峰值与水体中悬浮颗粒的粒径相近。1.2.5动力机制沉积物在水流作用下沿程搬运,除了反映沉积环境的某些特征外,与相应的水动力条件相适应。周蒂(1996,1999)提出利用沉积水动力经验公式及沉积物粒度分选系数梯度、998)分析了山溪河流鹅卵石河床水动力与沉积物输运之间的关第一章绪论系,通过沉积物和水流参数相关分析发现,对于山溪河流而言,颗粒剪切力、溪流能量、近底流速、平均流速、示沉积物的输运。000)对潮流控制的基岩河口表层沉积物进行分类,并分析了泥沙的动力特征。001)砂质砾石河床的表层沉积物和水动力特征进行了分析,探讨了泥沙起动的临界条件以及剪切应力与输沙率的对应关系。002)在丹麦西海岸分析了大面积海床的沉积物粒度的变化(区域变化、沿海底地形的变化)和床面形态的变化,揭示了泥沙向北的净输移,表层沉积物的平均粒径与床面形态的变化之间有显著的正相关关系。002)通过海图、沉积物分布和s 92模型(计算近底剪切应力和泥沙输移)研究了海岸岬角的存在对水流扩散和泥沙输移的影响,研究表明,岬角引起的水流涡旋对沉积物的侵蚀、搬运、沉积过程有着重要的作用,底床剪切应力的时空梯度差异是引起沉积物分布变化的重要因素,同时底床形态又控制着近底剪切应力的分布。·预测泥沙的侵蚀是河口海岸工程一个重要的命题,沉积物粒径及组分特征是进行侵蚀预测的基础,而且也是冲淤定量计算的关键问题。目前,粘性沙(泥,62.5¨m)侵蚀的预测均已取得了一定的成果,但二者之间缺乏一定的联系。996)的研究丰富了我们有关砂和泥混合体侵蚀问题的认识,他以野外观测和室内实验的资料为基础,分析了混合体侵蚀的物理过程。在实验中将砂加入泥或者泥加入砂,均会增加床面侵蚀阻力,减少泥沙的侵蚀。当混合体中砂的重量达到30.50%时,临界侵蚀剪切应力最大;少量的泥混入砂中,明显的增加混合物的抗侵蚀能力,加入泥的重量占混合体重量的3—5%的时候,泥沙将由非粘性沙转变为粘性沙。因此研究表层沉积物的组分特征不仅可以了解泥沙特征(粘性还是非粘性),而且可以了解泥沙的侵蚀特性以及河床的稳定性。在沉积物输运模型的研究方面,蒋东辉等(2002)建立了统一的悬移质和推移质输运和海底冲淤的平面二维数值模型,以模拟渤海海峡沉积物输运格局和海底冲淤演变。张士华等(2004)建立了一个垂向平均二维沉积物输运数学模型,研究黄河水下三角洲沉积物输运机制和海底冲淤演变过程,认为潮流决定了本区沉积物净输运的总体格局,黄河来水来沙加强了沉积物净输运,改变了水下三角洲附近的悬沙净输运方向,并使三角洲附近由断流时的冲刷区转为正常行河期间的淤积区,使得整个海域淤积区增大,侵蚀区缩小。以上的研究也只是定性的模拟近底层剪切应力与沉积物分布的趋势,具体水动力强弱量化指标不够明确。讨论沉积物分布与剪应切力和临界剪应切力关系方面也有相关的研究。蒋第一章绪论东辉等(2002)采用986)公式(t=藏=户(7.∞瞥)2=49.算了渤海海峡的临界起动剪切应力,计算结果与最大潮流底应力(r=比分析表明,最大潮流底应力和沉积物临界起动切应力的关系与底质分布之间存在着明显的对应,最大潮流底应力大于临界起动切应力的地方,分布着粗颗粒沉积物,若前者小于后者,对应的是细颗粒沉积物,若两者近于相等,则对应着较细颗粒的沉积物。通过计算长江口表层沉积物临界起动切应力,表明公式中的系数需要修正。以往结合水动力研究沉积结构、沉积环境和表层沉积物输移多采用垂线平均流速值作为分析指标,然而与表层沉积物直接作用的是近底层水流,因此采用六点法观测的第六点流速资料(或者近底含沙量更能反映表层沉积物对水动力的响应。考虑近底水流紊动状况和细颗粒泥沙的粘滞性,近底摩阻流速u·(地=眈,力恐)可以作为研究表层沉积物对水动力响应的一个重要指标(et 2002)。还有其他一些与表层沉积物相关的研究,如矿物研究(林承坤,1984;杨作升等,1988;王腊春等:1997;周晓静等,2003)、水工及数值模型(严以新等,2002;丁平兴等,2003)、底质环境评价(孟翊等,2003)、生物化学相关的研究以及河床阻力(钱宁等,1983;黄才安等,2002)的研究等,这些相关研究为我们更好地认识河口海岸地区动力、地貌、沉积以及生化特征打下了坚实的基础。1.3本文研究内容在长江流域大型水利工程(三峡工程、南水北调工程、长江口深水航道工程等)实旎、长江来水来沙减少的背景下,长江口近期大范围表层沉积物分布的特征尚未见报道,工程实施后长江口表层沉积物分布特征如何,是我们迫切需要了解的问题,同时也为工程实施对长江r]水沙条件影响的评价提供了重要的依据。前人的研究往往是结合某一具体课题,对长江口某一特定区域的表层沉积物分布和沉积动力环境进行分析;或者是长期积累资料的分析,探讨长江口表层沉积物分布特征,但长江口近期大范围同步观测资料的分析较少。本文基于长江口大范围同步观测资料,分析长江口表层沉积物的时空分布特征,并结合滩槽沉积物分布的差异探讨滩地沉积动力特征。表层沉积物分布是与水动力条件的强弱息息相关,以往的研究只是定性的给予描述,而涉及到水动力的定量描述、表层沉积物分布与水动力响应机制的关键性问题还未有明确的解释。本文从水力学和泥沙运动力学的角度出发,同时结合沉积学的相关理论对可能影响表层沉积物分布的相关水动力参数,包括近底层涨第一章绪论落潮流速、涨落潮历时、近底余流、近底摩阻流速与表层沉积物粒度特征之间的关系进行深入的研究,找到影响表层沉积物分布的主要参数,进而揭示表层沉积物分布与水动力响应的机制,解决表层沉积物与水动力响应的关键性问题。本文章节安排:第一章绪论。主要阐述本文研究的科学背景、研究意义和国内外研究现状,以及本文拟解决的关键问题。第二章研究区域概况及研究方法。对长江口形势、来水来沙情况、潮汐和波浪情况简要的概述,介绍本文的采样情况及研究方法。第三章长江口表层沉积物时空分布特征。利用2003年和2004年洪枯季、大小潮出海采集的表层沉积物资料分析了长江口区表层沉积物时空分布特征;第四章长江口滩地沉积动力特征。利用采集的滩地表层沉积物样品,分析滩地表层沉积物粒径和组分特征以及滩槽之间表层沉积物分布的模式。第五章长江口表层沉积物动力响应机制。以2003年2月水文观测资料为基础,分析涨落潮流速、涨落潮历时、v小,且对比分析悬沙与表层沉积物组分特征,分析影响长江口表层沉积物分布的主要动力因子。第六章结论与展望。第二章研究区域概况及研究方法第二章研究区域概况及研究方法第一节长江口概况及水沙条件概述长江口以其丰富的泥沙供应、大量的细颗粒泥沙而著称,是典型的高浊度河口。长江河口从口内到口外长120b,宽90h,长江河口出徐六泾以后,呈三级分汊四口入海的形势:崇明岛将长江河口分为南支和北支,南支又被长兴岛、横沙岛分为南港和北港,九段沙又将南港分为南槽和北槽,因而又是一个典型的分汉型河口(图2—1)。图2.1长江口形势-1 sl‘外为正规半日潮,口内为非正规半日浅海潮,南支潮差由口门往里递减,口门附近中浚站平均潮差2.66m,最大潮差4.62米,口内吴淞站平均潮差2.21m。长江口波浪以风浪为主,涌浪次之,波高从口门向口内逐渐降低。口门引水船站平均波高0.9m,最大波高6.2m,平均周期3.9s:口内高桥站平均波高0.4m,最大波高2.3m,平均周期1.7s(陈吉余等,1988)。在径流和潮流的双重作用下,河口段河床冲淤多变,河槽变化频繁,水下浅滩广泛发育,在河口附近分布水下三角洲和水下沙坝,地貌形态复杂多变。长江河口水量丰沛,据大通站资料,最大流量92600m3,s(1954年),最小流第二章研究区域概况及研究方法量4620m3/s(1979年),年平均流量29300m3/s,年径流总量905950一2000),2003年为9248亿流量有明显的季节变化,5—10月为洪季,占全年的71.7%,以7月最大,11.4月为枯季,占28.3%,以2月为最小。由于水量大,大通站年平均输沙量达4.33亿吨(1950.2000),其中2003年为2.06亿吨,相对2002年的2.75亿吨,减少了大约25%。其中洪季输沙量约占全年的87%,7月输沙量最大,约占全年的21%,2月输沙量最小,不足全年的0.7%。据大通站资料,年平均含沙量O.486kg,950.2000),2003年为O.223k∥浮泥沙年平均粒径为17003年为10肛1(陈吉余等,1988;中国河流泥沙公报,2003)。2003年长江干流的输沙量和年平均含沙量与多年平均值比较,明显偏少。长江上游总体上表现为平水少沙,输沙量明显偏少,其中受三峡工程135昌站年输沙量比多年平均少80%。中下游总体上为平水(略偏多)少沙,大通站年径流量偏多3%左右,但输沙量少55%左右,而且干流各站年平均含沙量均比多年平均值偏小。第二节采样及分析方法2.2.1表层沉积物和悬沙粒度分析长江口表层沉积物样品采用“筒式”采样器抓取,悬浮泥沙采用横式采样器采集离床面约0.5实验室对采集的沉积物(悬沙)样品加入浓度为4%的六偏磷酸钠([),然后用超声波振荡对样品进行分散处理后,经光粒度仪测试,分析沉积物(悬沙)粒径。在累积频率曲线上,对应频率为5%、16%、25%、50%、75%、84%和95%的点读出其对应的粒径分别为05、016、晚5、西50、巾75、50对应中值粒径均粒径(分选性(偏度(sⅪ)和峭度(据以下4个公式得到(ct 1975)。50+3 (2.1)西84一西16)/4+(5)/6.6 (2.2)SⅪ=(中84+0162(084一(西95+西5—22((2G=(2.44((2.4)粘土、粉砂和砂的粒级分类采用国际通用的2.1),在进行沉积物命名时,含量大于20%的组分参与命名,且含量低的在前,含量高的在后。表2:!:!£!!!!!i!!坚!!!!里!坐!!巴P!!塑!!类型 粒度区间(9) 粒度区间(Ⅱ吼)10第二章研究区域概况及研究方法2.2.2水动力分析涨落潮平均流速、平均历时计算将流速过程线插值(每小时3600等份)求出流速过程线与到涨落潮平均历时,然后用积分法求出涨落潮所围面积,除以涨落潮平均历时,得到涨落潮平均流速。余流计算u=軎f。确m (2u(t)为阻流速计算在没有风浪,近底水流密度和悬沙浓度所造成的分层现象不明显的情况下,可以假设近底的水流符合对数流速分布公式(王元叶,2004)。根据对数流速分布公式和KaⅡ流剪切应力可以表示如下:f。=∥之 (2.6)生盟:三、 (2.7)"·c 0其中,/kg/u。。为摩阻流速(耐s);uc(z)为距床面s);1常取0.4;m)。对式(2.7)分解得到:“。(z):堕111(2.8)u。(z)=口 (2.9)应用该方法计算摩阻流速,要对式(2.6)的1lc(z)一1般情况下,uc(z)和111上的显著性水平,否则认为两者之间线性关系不显著,该条垂线就应舍弃。第三章长江口表层沉积物时空分布特征第三章长江口表层沉积物时空分布特征§3.1洪枯季变化§3.2年际变化§3.3沉积环境分区§3.4近二十年变化§3.5本章小结沉积物粒度及其分布特征是沉积物的基本性质,粒度分析也是揭示沉积动力过程的主要手段之一。沉积物粒度主要受搬运介质、搬运方式和水动力强弱等因素的控制,并且与沉积环境息息相关,因而众多学者利用沉积物粒度参数之间的关系进行沉积环境的判别,推断沉积物发生沉积时的水动力条件(954;967;Ⅵ969;979;p,1988)。正是由于粒度分布是与沉积环境相关的最广泛的一种沉积特征,并且受搬运营力
展开阅读全文
  石油文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
0条评论

还可以输入200字符

暂无评论,赶快抢占沙发吧。

关于本文
本文标题:长江口表层沉积物分布特性研究
链接地址:http://oilwenku.com/p-58332.html
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
copyright@ 2016-2020 石油文库网站版权所有
经营许可证编号:川B2-20120048,ICP备案号:蜀ICP备11026253号-10号
收起
展开