当前位置：首页> 围垦工程影响下的淤涨型潮滩演化:以江苏弶港潮滩为例

围垦工程影响下的淤涨型潮滩演化:以江苏弶港潮滩为例

时间：2023-12-28 15:45:53 下载该word文档

围垦工程影响下的淤涨型潮滩演化：以江苏弶港潮滩为例
李明亮;杨磊;龚绪龙;薛文勇;杨旸;石勇;汪亚平
【摘要】通过对受到围垦工程影响的江苏弶港海岸两条潮滩剖面的多期高精度实测高程及沉积物粒度数据进行分析,探讨淤涨型潮滩剖面对围垦工程的响应特征及剖面演化模式.结果表明,在物源充足的淤涨型潮滩围垦,可导致沉积物在围垦堤附近海域快速堆积、沉积物粒径变细;离海堤越远,沉积速率及沉积物粒度参数的变化越不显著.围垦堤附近海域是潮滩低能区,沉积物在此汇聚,造成潮滩剖面凸点的向岸迁移及双凸型剖面的塑造.另外,大型潮沟及其迁移也是影响剖面发育的重要因素.未来需结合海平面变化,研究围垦背景下的长周期潮滩演化趋势.【期刊名称】《海洋通报》【年(卷,期】2016(035006【总页数】11页(P683-693
【关键词】围垦工程;淤涨型潮滩;沉积物输运;沉积速率;潮滩剖面【作者】李明亮;杨磊;龚绪龙;薛文勇;杨旸;石勇;汪亚平
【作者单位】江苏省地质调查研究院,江苏南京210018;国土资源部地裂缝地质灾害重点实验室,江苏南京210018;江苏省地质调查研究院,江苏南京210018;国土资源部地裂缝地质灾害重点实验室,江苏南京210018;江苏省地质调查研究院,江苏南京210018;国土资源部地裂缝地质灾害重点实验室,江苏南京210018;江苏省地质调查研究院,江苏南京210018;南京大学地理与海洋科学学院,江苏南京210023;国家海洋技术中心,天津300112;南京大学地理与海洋科学学院,江苏南京210023

【正文语种】中文【中图分类】P748
潮滩是陆地与海洋过渡区域，受到多种海岸动力的作用，如入海径流、潮汐、波浪、沿岸流、风暴潮等。潮滩也是重要的自然资源，具有提供经济型海产品、增加后备土地资源、维持海岸带生态系统平衡等多种功能。淤涨型潮滩是在以潮汐为主要驱动力影响下，由物源充足的细颗粒物质形成的堆积体，是一种典型的海岸地貌类型（Klein，1985；Gao，2009）；由于具有丰富的陆源或近海物质供给，滩面表现出不断加积抬高，持续向外海推进的特征。江苏中部海岸发育有宽广的淤涨型潮滩，宽度达到8～13km，坡度平缓，在10-3量级，沉积物分带性明显，自向海可分为草滩、泥滩、泥沙混合滩等（朱大奎等，1982），沉积物类型以粉砂为主，由岸向海粒径有粗化趋势（王爱军等，2004）。
有关沙质海滩剖面已经有较多具有广泛适用性的研究成果（Deanetal，1983；Dean，1991；Lee，1994；Dubois，1999），而潮滩不同于沙滩，其组成物质主要为粘性细颗粒物质，会产生胶结、絮凝等沉积动力行为，同时潮滩动力过程复杂，潮汐波浪等造成沉积物的侵蚀、沉降、再悬浮，使得沙滩均衡剖面的研究成果在潮滩往往不具有适用性（Friedrichsetal，1996；Leeetal，1997）。有关潮滩剖面的研究成果较多，如Roberts等（2000a；2000b）采用数学模型研究了垂向潮流及波浪对淤泥质潮滩剖面的塑造，并探讨了不同潮差、沉积物供应状况下的潮滩平衡剖面情况；Pritchard等（2002；2003）研究了潮滩平衡剖面的特征及不同潮差、不同性质的颗粒与沉积物供应状况对于平衡剖面的影响；高抒等（1988）研究了江苏沿海的潮滩剖面，论述了堆积型剖面与侵蚀型剖面的形成机理与剖面形态特征；贺松林（1988）通过分析潮流的冲淤效应，分析了潮滩“S型”剖面的形成机理与变异；刘秀娟等（2010）通过建立数学模型，模拟了淤涨
型潮滩的剖面发育，论述了均衡态的特征及其与潮滩初始地貌、潮差、物源供给的关系；Zhou等（2015）通过数值模拟指出动力条件（潮汐、风浪）能够影响潮滩剖面形态及泥质沉积物的分布及动力分选特性，突出了沉积物特性及絮凝对物质输运、剖面演化的影响。
影响潮滩剖面发育的因素较多，包括沿岸流、潮波、植被、底栖生物、海平面升降等。近年来，人们在江苏潮滩上进行大规模的围垦开发，极大的改变了潮滩的环境动力状况与自然演化趋势（陈才俊，1990；吴小根等，2005；李加林等，2007；Wangetal，2012；杜景龙等，2013；张琴等，2015）。以往有关江苏潮滩剖面的研究，虽有过较多实测工作，但传统仪器测量精度及连续性存在不足，尤其面临人类活动影响剧烈、潮滩剖面演化迅速的现状，因而获取更新的、更高精度与分辨率的数据方能满足科学研究和生产实践的需要。因此，研究围垦影响下潮滩剖面演化，可为数值模拟提供现场数据，为人类活动影响下的潮滩演化模式研究奠定基础，其研究成果还可用于潮滩资源的可持续利用、海岸带灾害防护等。
江苏中部海岸发育有一系列辐射状的水下沙脊群（图1A），南北长约200km，东西宽约140km，面积约2.25×104km2（王颖，2002）。弶港条子泥沙洲（围垦影响区，图1B）位于辐射沙脊内缘毗邻大陆岸滩，北起梁垛河口，南至新川港，南北约40km（卫晓庆等，2013）。该区域主要受东海前进潮波与南黄海旋转潮波控制，南黄海旋转潮波向南通过西洋、陈家坞槽进入条子泥北、东侧水域，东海潮波通过烂沙洋、黄沙洋、条鱼港向北进入条子泥南侧水域（张正龙，2004）。条子泥海域潮汐为正规半日潮，平均潮差介于2～4m，潮差自北向南逐渐增大，浅海半日分潮明显（张正龙等，2004），近期在新条鱼港实测最大潮差9.39m（丁贤荣等，2014），属强潮海岸。该区潮滩宽广，潮滩平坦，潮流作用强，潮水沟系统发育且活跃，同时潮沟的摆动具有一定的周期性（张忍顺等，1991）。辐射沙洲海域全年盛行偏北向浪，频率约为63%，波高小于1m的频率为85%。
而在条子泥沙洲区，由于外围沙脊的掩护，波浪作用较弱（陈君，2002）。由于辐射沙脊丰富的物源供给，条子泥海域潮滩为典型的淤涨型潮滩。
条子泥滩涂围垦始于20世纪70年代的渔舍垦区建设，截止2009年，已经陆续围垦约26.9万亩（王义刚等，2012）。新的条子泥沙洲围垦工程位于梁垛河闸与方塘河闸之间，总的计划围垦面积达34.61万亩（230.73km2），计划按照7个作业区，分3期进行围垦（河海大学，2009）。截止2013年年底，第一期围垦已经将梁垛河口至方塘河闸北侧的近岸滩涂围垦，合计9.14万亩（60.93km2），主要用于发展水产养殖（图1B，绿线为最新围堤），其中，J01断面海堤于2013年10月份合龙，J02断面海堤于2012年6月合龙，目前第二期工程尚未开始施工。
2014年8月15、16日（中潮）在条子泥围垦工程外海堤线南北两侧分别布设了两条垂直于海堤的测量断面J01与J02（图1B），两断面相距约10km。在低潮期，利用Leica公司生产的GPS-RTK采用人工跑滩的方式进行测量，测点平面精度误差控制在1～2cm，高程值误差控制在1cm以内，地形变化较大滩面测点间距控制在30～50m，差异较小滩面测点间距控制在70～100m。在进行高程测量的同时，使用取样薄片采集表层沉积物样品，取样深度控制在1～2cm，取样重量在30～100g，共采样表层样53个。此后，分别在2015年1月14、