长江口邻近陆架表层沉积物变化特征及成因
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长江口横沙浅滩及邻近海域含沙量与沉积物特征分析徐海根;虞志英;钮建定;李身铎;郑建朝【摘要】长江口在河流动力和海洋动力相互作用和相互制约下,在河口口门形成了庞大的河口拦门沙系,在河口口外形成了巨大的水下三角洲.横沙浅滩是河口拦门沙系的重要组成部分.横沙浅滩含沙量不仅受到流域来水来沙条件的影响,更主要的是受到台风暴潮和寒潮大风的影响,除了大潮含沙量大于小潮含沙量的特征外,冬季含沙量大大大于夏季含沙量.横沙浅滩5 m水深含沙量的总体水平约为0.459 kg/m3.横沙浅滩邻近海域含沙量在向海方向上迅速降低.除潮汐大小含沙量呈现大小变化之外,冬季含沙量大于夏季含沙量是其主要特征.长江流域来沙近年来呈现减少趋势,邻近海域含沙量有所减少,局部海床出现冲刷现象.横沙浅滩沉积以细粉砂为主,水下三角洲沉积物以粘土质粉砂为主,横沙浅滩及邻近海域沉积物的平面分布和垂向分布均反映了横沙浅滩沉积物和水下三角洲沉积物的组合结构.拟建横沙浅滩挖入式港池和外航道沉积地层均为第四纪疏松沉积层,特别是水下三角洲地层,可挖性好,容易成槽,对工程建设有利.【期刊名称】《华东师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】13页(P42-54)【关键词】长江口;横沙浅滩;水下三角洲;含沙量;沉积物【作者】徐海根;虞志英;钮建定;李身铎;郑建朝【作者单位】华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;中交第三航务工程勘察有限公司,上海200032;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海 200062;中交第三航务工程勘察有限公司,上海 200032【正文语种】中文【中图分类】P7510 引言拟选横沙浅滩挖入式港池及外航道位于长江口横沙浅滩及邻近海域.长江全长6 300 km,流域面积180万km2,流域来水来沙丰富.长江口潮汐强度属于中等.口门多年平均潮差2.66 m,最大潮差4.62 m.长江口潮量巨大.在多年平均流量和平均潮差的情况下,洪季大潮进潮量有53亿m3,枯季小潮进潮量也达13亿m3.长江河口河流作用显著,海洋作用强劲,两者相互作用和相互制约,导致在河口口门泥沙集聚和沉积,形成河口拦门沙系,包括拦门沙航道和拦门沙浅滩,两者相间分布.拦门沙浅滩有崇明东滩、横沙东滩和横沙浅滩、九段沙等.横沙东滩和横沙浅滩以N23丁坝分界,以西与横沙岛相接,称横沙东滩,以东为横沙浅滩.长江口拦门沙向海方向为巨大的长江水下三角洲.面积达1万km2以上,下界水深30~50 m,北面与苏北浅滩相接,南面连接杭州湾海底平原.它是长江入海泥沙扩散沉积形成的一个巨大地貌单元.1 含沙量横沙浅滩含沙量具有长江口拦门沙浅滩含沙量的共同特征.含沙量不仅受上游来水来沙的影响,更加受到台风、寒潮、波浪和潮汐潮流的巨大影响.我们在邻近的佘山水文站从1998年到2001年连续三年观测含沙量资料(见表1),得到多年平均含沙量为0.459 kg/m3.佘山水文站在崇明东滩5 m水深处,可以代表横沙浅滩5m水深处的含沙量总体水平.20世纪80年代,上海市海岸带和海涂资源综合调查时,横沙浅滩5 m水深处含沙量为0.5 kg/m3,与上述数据相当[1,2].横沙浅滩含沙量季节性变化明显(见图1).7月最小,11月最大,月均值前者为0.21 kg/m3,后者为0.74 kg/m3.11月最大含沙量曾出现过17.29 kg/m3.含沙量的季节性变化,显然不是上游来水来沙变化为主因,而是台风暴潮和寒潮大风影响的结果.表1 1998—2001年佘山站含沙量统计表Tab.1 Statistic table of concentration of Sheshan Station from1998 to 2001 kg·m-31 0.46 1.76 8 0.384.20 2 0.44 1.39 9 0.40 3.02 3 0.53 3.86 10 0.47 4.34 4 0.42 2.75 11 0.74 17.29 5 0.26 1.48 12 0.44 1.76 6 0.24 1.10 年平均0.42 17.29 7 0.21 1.81横沙浅滩邻近海域含沙量降低.如表2所示,北港口门含沙量比口外大.含沙量向海方向急剧降低,在洪季北港口门平均含沙量为0.786 kg/m3,口外20 m等深线附近仅为0.153 kg/m3.图1 佘山全年含沙量Fig.1 Monthly suspended sediment concentration at Sheshan Station表2 1982年含沙量同步观测结果Tab.2 Observed suspended sediment concentration in 1982 kg·m-32301(北港口门) 0.728 0.844 0.7860.803 0.746 0.774 2302(北港口外) 0.167 0.139 0.153 2401(北槽口门)0.329 0.587 0.458 1.130 1.068 1.091 2402(北槽口外) 0.242 0.238 0.2401982年洪季平均含沙量分布如图2所示.大潮含沙量大,小潮含沙量小;含沙量等值线大潮外推,小潮内移;含沙量分布向海方向急剧降低.图2 洪季大小潮平均含沙量分布图(kg·m-3)Fig.2 Distribution of average concentration of flood season(kg·m-3)1982年枯季平均含沙量分布如图3所示.大潮含沙量大,小潮含沙量小;含沙量等值线大潮外推,小潮内移;含沙量平面分布,向海方向急剧降低.图3 枯季大小潮平均含沙量分布图(kg·m-3)Fig.3 Distribution of average concentration of dry season(kg·m-3)根据图2和图3分析,含沙量季节性变化明显.冬季含沙量比夏季大.0.2 kg/m3含沙量等值线,洪季大潮分布在20 m等深线以西,枯季大潮可东移到40 m等深线附近.1998年北槽深水航道建设工程开始,横沙东滩促淤圈围工程跟着开工建设,到2004年横沙浅滩及邻近海域的含沙量有如下的分布特征.如表3所示,横沙浅滩5 m水深以浅地区,平均含沙量均在0.5 kg/m3至1.0kg/m3;在横沙浅滩东侧前沿水深5~10 m的鸡骨礁附近含沙量明显降低,平均含沙量降至0.5 kg/m3以下.实测最大含沙量分布在底层,可达1.0kg/m3 以上[5].表3 2004年含沙量同步观测结果Tab.3 Observed suspended sediment concentration in 2004 kg·m-312 N2(北导堤外) 0.40 0.60 0.43 0.89 N4(横沙鸡骨礁-10 m) 0.19 0.35 0.22 0.54 CS5D(-10 m航道侧)0.53 0.86 1.07 1.CS4D(口内) 0.42 0.59 0.74 1.512004年北槽口及附近海域含沙量平面分布如图4所示.从中可以看出,北槽口含沙量大,向海方向急剧降低.0.1 kg/m3含沙量等值线介于10 m和20 m等深线之间,含沙量等值线走向与地形等深线走向相似.长江流域来沙近年发生了显著变化,对河口含沙量已经产生了影响.长江多年平均径流总量约9 000亿m3,年内分布具有季节性(见图5).流域来沙,在各种因素的影响下近年呈现减少趋势.以安徽大通站为例,年均输沙量1951—1989年为4.71亿t,1990—2000年为3.46亿吨,2000—2009年为1.92亿t,2006年为0.848亿t,2011年仅为0.77亿t(见表4和图6).流域来沙减少已致长江口口内含沙量降低,邻近海域也有所降低[4].长江口邻近海域海底地形出现冲刷带,可能与流域来沙减少有关.不过,这方面还得进行进一步的现场测量和研究工作.图4 2004年长江口全潮平均含沙量分布图Fig.4 Distribution of average tidal concentration of Changjiang Estuary in 2004表4 长江大通站输沙量Tab.4 Sediment discharge of Changjiang Datong Stationmm 1950—2000 4.33 0.486 0.年份年输沙量/亿t 年均含沙量/(kg·m-3) D50/017 2003 2.06 0.223 0.010 2011 0.77图5 大通站年径流量变化过程Fig.5 Annual runoff of the Changjiang River in Datong Station图6 大通站年输沙量变化过程Fig.6 Annual sediment discharges of the Changjiang River in Datong Station2 沉积物横沙浅滩及邻近海域动力条件和泥沙运动十分复杂,沉积环境也有多样,因此沉积物类型较多.沉积物类型,粗至细砂,细至粘土,各种类型都有.如细砂、粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、粘土质粉砂、粉砂质粘土和粘土[2,3,5,7].但是,它们分布有序,很有规律.横沙浅滩基本上由粉细砂物质组成.图7为取样站,表5为颗粒分析成果表.有细砂、粉砂质砂、砂质粉砂组成.个别滩地也有粘土质粉砂等细物质沉积,但不是主要的. 图7 横沙浅滩沉积物取样站位图Fig.7 Sediment sampling stations around Hengsha Shoal1982年横沙浅滩及邻近海域沉积物平面分布如图8所示.横沙浅滩由粉砂质砂组成.拦门沙航道由粘土质粉砂组成.邻近海域水下三角洲由粉砂和粘土质粉砂等细颗粒物质组成.2004年横沙浅滩及邻近海域沉积物平面分布如图9所示.横沙浅滩由粉砂质砂组成.拦门沙航道由粘土质粉砂组成.邻近海域5~10 m等深线之间沉积物由粉砂组成,10 m等深线以深的水下三角洲由粘土质粉砂组成.表5 沉积物粒度分析成果统计Tab.5 Statistics of sediment grain sizeQ179 65.8 20.4 13.8 0.126 0.116 TS 2001.5 Q180 50.4 34.9 14.3 0.063 0.067 TS 2001.5 Q181 44 40.5 15 0.051 0.054 TS 2001.5 Q182 75.3 14.75 9.95 0.136 0.125 S 2001.5 Q188 60.52 39.44 27.34 0.122 0.111 Y-TS 2001.5 Q189 76.7 15.58 7.54 0.140 0.129 S 2001.5 Q190 12.5 61.78 25 0.012 0.028 YT 2001.5 Q191 70.9 18.85 10 0.132 0.128 S 2001.5 Q199 20.3 60.56 18.6 0.0200.048 ST 2001.5 Q200 20.2 60.15 19.1 0.019 0.047 ST 2001.5 Q201 73.1 15.29 11.3 0.139 0.120 S 2001.5 Q208 57.7 29.03 12.90.096 0.093 TS 2001.5 Q209 50.9 31.87 16.7 0.067 0.076 TS 2001.5图8 1982年长江口底砂D50(mm)分布图Fig.8 Distributions of Changjiang Estuary sediment(D50)in 1982图9 2004年长江口底砂D50(mm)分布图Fig.9 Distributions of Changjiang Estuary sediment(D50)in 2004长江口表层沉积物中泥的百分含量平面分布图(见图10)和砂的百分含量平面分布图(见图11),是20世纪80年代上海市海岸带和海涂资源综合调查沉积调查的资料.从中可以看出,横沙浅滩表层沉积物泥的百分含量不足10%或20%,砂的百分含量在50%~80%以上.横沙浅滩邻近海域水下三角洲表层沉积物中泥的百分含量在50%以上,砂的百分含量不足20%.应予指出,长江口东北部分,东经122°30′以东和北纬31°20′以北一大片海域,泥的百分含量不足10%,砂的百分含量大于80%,是一个粗颗粒沉积物的存在区.横沙浅滩拟建挖入式港池建议提出以后[6],中交第三航务工程勘察设计院有限公司在横沙浅滩及邻近海域布置和进行了4个工程地质钻孔(见表6,图12和图13),为研究工程区域沉积物垂向分布提供了资料[7].地质历史上,长江口经过复杂的变化.冰后期海侵,长江口成为溺谷.河流入海泥沙堆积,溺谷变成河口湾,再变成三角洲河口.三角洲河口发育阶段,河口拦门沙发育(包括拦门沙航道和拦门沙浅滩),水下三角洲发育.C3孔可以代表河口拦门沙沉积剖面.表层为河口拦门沙航道沉积,物质细,粉质粘土,第二层为河口拦门沙浅滩沉积,物质粗,粉细砂.根据历史海图分析,1842年北港口航道在佘山附近入海,现在北港口航道已在佘山以南,已经移到以前的横沙浅滩位置.根据目前横沙浅滩表层沉积物对比分析,实际上第二层粗物质粉细砂与目前滩面表层沉积物相似.所以C3孔可以代表横沙浅滩沉积物的沉积剖面.横沙浅滩粉细砂沉积层的底板高程约在鸡骨礁(122°22.9′E、31°10.4′N)理论最低潮面下13.20 m 左右.第三层、第四层、第五层,物质变细,粉质粘土、淤泥粘土到粘土,为全新世水下三角洲沉积.底板高程约在鸡骨礁理论最低潮面下48.50 m左右.第六层,物质有所粗化,粉质粘土夹粉砂,属晚更新世沉积地层.图10 长江口沉积物泥百分含量分布图Fig.10 Distributions of Changjiang Estuary mud percentage concentration图11 长江口沉积物砂百分比含量分布图Fig.11 Distributions of Changjiang Estuary sand percentage concentration表6 勘探点位置表Tab.6 Locations of drilling coresC1 31°14.9997′122°25.0110′ 长江口锚地,鸡骨礁外C2 31°15.0029′ 122°20.2960′ 横沙浅滩东侧,鸡骨礁北约8 km C3 31°20.3153′ 122°07.9836′ 横沙浅滩北侧,长江口北港水道C4 31°7.4900′ 122°19.9900′ 横沙浅滩南侧,鸡骨礁南约5 km,长江口南港水道C1孔位于横沙浅滩以东邻近海域,在10 m等深线以外的水下三角洲上.第一层,淤泥;第二层,淤泥质粉质粘土;第三层,淤泥质粘土;第四层,粘土.都是细颗粒沉积物,都属第四纪全新世水下三角洲沉积.与C3孔水下三角洲沉积剖面相似.底板高程在鸡骨礁理论最低潮面下58 m左右.第四层向下的地层为晚更新世沉积地层.C2孔介于C1孔和C3孔之间,在横沙浅滩东侧5 m等深线附近.第一层为粉细砂,属于河口拦门沙浅滩沉积.第二层,淤泥质粘土;第三层,粘土,属于水下三角洲沉积.这与C3、C1的水下三角洲沉积剖面相似.底板高程在鸡骨礁理论最低潮面下46.80 m左右.该层以下为晚更新世沉积地层.实际上,C3、C2、C1三个钻孔可以构成从横沙浅滩到水下三角洲的一个沉积纵剖面.剖面上部河口拦门沙浅滩沉积,以灰色粉细沙为主,局部为灰黄色,饱和,松散~稍密,砂质不纯,颗粒较均匀,含云母和贝壳碎片,夹粘性泥层.剖面下部呈现灰黄色淤泥质粉质粘土,饱和,流塑,土质均匀,切面较光滑,夹少量粉砂层,含少量有机质,偶见粉砂小团块,摇振见反应,韧性中等,再现灰色淤泥质粘土,饱和,流塑,土质均匀,切面光滑,有光泽,夹少量粉砂或粉土微粒层,含少量贝壳碎片,无摇振反应,韧性高,标准贯入击数<1;最后为灰色粘土,饱和,软塑,土质均匀,切面光滑,有光泽,夹粉砂微粒层,含少量贝壳碎片,无摇振反应,韧性高,标准贯入击数2~5击.构成的沉积纵剖面,从横沙浅滩到水下三角洲,沉积物有两大类型,上部为河口拦门沙浅滩沉积,物质粗,向海方向尖灭;下部为水下三角洲沉积,物质细,遍及横沙浅滩和水下三角洲.晚更新世地层在全新世地层之下,标准贯入击数高.这种沉积物沉积剖面结构对横沙浅滩挖入式港池和外航道建设十分有利.C4孔位于横沙浅滩南侧10 m等深线附近,依然显示河口浅滩沉积和水下三角洲沉积的二元结构特征.但是,在鸡骨礁理论最低潮面下48.00m以下的晚更新世地层确为粉细砂,并不是其余3个钻孔所显示的粉质粘土夹粉砂,说明晚更新世沉积地层平面变化比较复杂.在现有资料情况下,C3、C2、C1沉积物垂向分布特征,已经包涵了横沙浅滩及邻近海域,而且沉积物分布有序、规律,可以作为拟选工程横沙浅滩挖入式港池和外航道建设的沉积物分布的特征资料.疏松沉积层,可控性好,对拟建工程建设有利.3 小结综合以上讨论分析,可得:① 长江口在河流和海洋相互作用与相互制约下,形成了庞大的河口拦门沙系和水下三角洲两大地貌单元.拟选横沙浅滩挖入式港池和外航道就在河口拦门沙浅滩和水下三角洲上.② 横沙浅滩5 m水深处含沙量在0.459 kg/m3左右.大潮含沙量大于小潮,冬季含沙量大于夏季,台风暴潮、寒潮大风对浅滩地区泥沙运动作用明显.邻近海域含沙量低,向海方向急剧减小.含沙量大潮大于小潮,冬季大于夏季.近年来长江流域来沙呈现减小趋势,邻近海域含沙量也因此有所降低,局部海床有所冲刷.③ 横沙浅滩表层沉积物粗,以粉细砂为主,水下三角洲表层沉积物细,以粘土质粉砂为主.根据地质钻孔资料分析,C3孔、C2孔、C1孔显示的沉积物垂向分布,全新世地层可以分为两层,上层由粉细砂组成,属于河口拦门沙浅滩沉积,下层由淤泥质粉质粘土、淤泥质粘土、粘土组成,属于水下三角洲沉积.都是疏松沉积层,可挖性好,对横沙浅滩挖入式港池和外航道建设有利.上述意见仅根据现有资料所做的初步分析.实际上,含沙量和沉积物特征及其分布十分复杂,随着研究工作进展,还应做更多、更广泛的调查研究工作.[参考文献][1]陈吉余.中国河口海岸研究与实践[M].北京:高等教育出版社,2007.[2]陈吉余.上海市海岸带和海涂资源综合调查报告[M].上海:上海科学技术出版社,1988.[3]郭蓄民,许世远,王靖泰,等.长江河口地区全新统的分层与分区[G]//严钦尚,许世远.长江三角洲现代沉积研究.上海:华东师范大学出版社,1987. [4]何青.河口泥沙[M]//陈吉余.21世纪的长江河口初探.北京:海洋出版社,2009.[5]虞志英.长江口北槽口外水下地形[G]//沉积环境变化和对三期外航道的影响.上海:华东师范大学河口海岸国家重点实验室,2004.[6]中交第三航务工程勘察设计院有限公司,华东师范大学河口海岸国家重点实验室.上海国际航运中心横沙浅滩挖入式港池规划方案研究报告[R].上海:华东师范大学,2012.[7]中交第三航务工程勘察设计院有限公司.上海新港区选址(横沙)项目研究前期工作报告[R].上海:中交第三航务工程勘察设计院有限公司,2012.。
长江口陆地、岛屿变迁与沙地人迁徙史一、长江三角洲的演变长江三角洲是长江和东海长期相互作用下的产物。
冰期后海侵,三角洲又渐被海水覆盖,海岸线大致相当于今天海拔4~5 米的位置。
距今约6000~5000 年,三角洲大部分地区成为浅海、潟湖、沼泽和滨海低地。
长江口在镇江、扬州以下呈喇叭状,口外一片汪洋,以后在波浪作用下,逐渐堆积了江北的古沙嘴和江南的古沙堤,形成三角湾。
春秋战国时期长江口形势1、长江口北岸公元前1 世纪长江三角湾北侧沙嘴的南缘,约在扬州、泰兴以南江岸,折东北至如皋、李堡一线。
沙嘴前端在如皋以东。
其东有一古沙洲(扶海洲)将长江主泓分为南北二道。
由于主泓流向逐渐偏南,接近北岸的沙洲与沙嘴之间的夹江淤积,沙洲并岸,形成了沙嘴的延伸。
如扶海洲并岸后,形成了凹入滨海三角洲平原的马蹄形海湾(即新川港前身)。
六朝时期北侧岸线大致在今泰兴、如皋以南至白蒲以东一线上,沙嘴前端推至如东(掘港),称廖(料)角嘴。
南通尚在大海之中。
岸外在今南通与海门间涨出东西长40 公里,南北宽17.5 公里的胡逗洲,唐末胡逗洲并岸,又形成今川腰港马蹄形海湾。
廖角嘴推展至今佘西附近。
唐时岸外又涨出东洲和布洲,后合为东布洲。
北宋前期相继并岸,廖角嘴延伸至吕四。
南宋时岸线大致在泰兴、狼山、刀刃山、江家镇一线。
今海门县东南部和启东县尚未成陆。
14、15 世纪开始,长江主流移向北泓,海门县(今启东县北)境土地大片坍没。
元至正中~清康熙十一年(1672)海门县治三次向内陆迁徙。
最后除吕四一角外全部坍入江中,终于废县为乡,并入通州。
清雍正以后又开始沉积,形成海门群沙。
乾隆年间海门群沙靠岸,形成今海门县。
道光年间,海门以东又出现启东群沙。
光绪年间启东群沙并岸,廖角嘴移至今寅阳附近。
今日北部三角洲面貌基本形成。
长江口北岸沙嘴的伸展,基本上是自西北向东南逐个合并沙洲而形成的。
长江口北岸成陆图清朝初期以来海门地方变迁示意图2、崇明岛唐朝初年(618年),长江口位于现在的扬州、镇江一带,当时长江口门外(即扬州、镇江以东)出现了两个小沙洲,称为东沙和西沙,面积亦甚小,约数十平方公里。
长江口及邻近海域表层沉积物中重金属元素含量分布及其影响因素长江口及邻近海域表层沉积物中重金属元素含量分布及其影响因素根据2003和2006年长江口及邻近海域表层沉积物样品的粒度组成和元素铬、铜、镍、铅、锌、铝、钙和锶的含量,分析了重金属元素含量的分布特征,探讨了含量的变化趋势及其对人类活动的响应.自2003年三峡工程一期蓄水完成到2006年6月,长江输沙量逐年减少,长江口海域沉积物中黏土的百分含量明显增加,但是沉积物分布的总体格局并没有发生明显的变化.重金属元素大多在泥质区沉积物中富集,高值区沿岸线呈带状分布,在最大浑浊带和口外羽状锋处达到峰值.在长江大量物质输入的背景下,研究区沉积物中重金属元素含量相对其他类似河口较低.河流的陆源颗粒输入、水动力条件、细颗粒物质的吸附以及絮凝作用是控制沉积物中重金属元素含量分布的主要因素,氧化还原条件也对重金属元素含量变化有一定的影响.人类活动(重大工程的建设和人为污染)对长江口外泥质区中重金属元素含量有重要影响,尤其对铅和锌的含量及其分布的影响显著.自2003年三峡工程一期蓄水以来,长江口海域表层沉积物中重金属元素沉积机制未有明显的变化,但是重金属元素含量有逐渐降低的趋势.作者:董爱国翟世奎ZABEL Matthias 于增慧DONG Ai-guo ZHAI Shi-kui ZABEL Matthias YU Zeng-hui 作者单位:董爱国,DONG Ai-guo(中国海洋大学,海底科学与探测技术教育部重点实验室,山东,青岛,266100;不来梅大学,海洋地球科学学院,不来梅,D-28334) 翟世奎,于增慧,ZHAI Shi-kui,YU Zeng-hui(中国海洋大学,海底科学与探测技术教育部重点实验室,山东,青岛,266100)ZABEL Matthias,ZABEL Matthias(不来梅大学,海洋地球科学学院,不来梅,D-28334)刊名:海洋学报(中文版)ISTIC PKU英文刊名:ACTA OCEANOLOGICA SINICA 年,卷(期):2009 31(6) 分类号:P736.41 关键词:长江口海域表层沉积物重金属元素三峡工程一期蓄水 Changjiang Estuary in China surface sediment heavy metal element Sanxia Reservoir。
长江口新桥水道表层沉积物分布格局及其影响因素陈 云,戴志军,胡高建,梅雪菲,顾靖华Surface sediment distribution pattern of the Xinqiao Channel of Changjiang Estuary and its controlling factorsCHEN Yun, DAI Zhijun, HU Gaojian, MEI Xuefei, and GU Jinghua在线阅读 View online: https:///10.16562/ki.0256-1492.2021061503您可能感兴趣的其他文章Articles you may be interested in莱州湾表层沉积物重金属分布特征、污染评价与来源分析Spatial distribution of heavy metals in the surface sediments of Laizhou Bay and their sources and pollution assessment海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 67江苏中部海岸晚第四纪沉积物的粒度与磁化率特征及其古环境意义Characteristics of grain size and magnetic susceptibility of the Late Quaternary sediments from core 07SR01 in the middle Jiangsu coast and their paleoenvironmental significances海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(5): 210南海北部陆坡神狐海域SH-CL38站位的粒度特征及沉积记录Sediment grain size characteristics of the Core SH-CL38 in the Shenhu area on the northern continental slope of the South China Sea 海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(5): 90南海南部浅表层柱状沉积物孔隙水地球化学特征对甲烷渗漏活动的指示Pore water geochemistry of shallow surface sediments in the southern South China Sea and its implications for methane seepage activities海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(5): 112福宁湾海域夏季大潮期悬浮泥沙输运特征及控制因素Characteristics and controlling factors of suspended sediment transportation in summer spring tide in Funing Bay海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 53冲绳海槽西部陆坡泥底辟和泥火山特征及其形成动力机制Characteristics and genetic dynamics of mud diapirs and mud volcanoes on the western slope of Okinawa Trough schematic geographic map of studied area mud diapirs with different morphology in multi-channel seismic section海洋地质与第四纪地质. 2021, 41(6): 91关注微信公众号,获得更多资讯信息陈云,戴志军,胡高建,等. 长江口新桥水道表层沉积物分布格局及其影响因素[J]. 海洋地质与第四纪地质,2022,42(2): 59-69.CHEN Yun ,DAI Zhijun ,HU Gaojian ,et al. Surface sediment distribution pattern of the Xinqiao Channel of Changjiang Estuary and its controlling factors[J].Marine Geology & Quaternary Geology ,2022,42(2):59-69.长江口新桥水道表层沉积物分布格局及其影响因素陈云1,戴志军1,胡高建2,梅雪菲1,顾靖华11. 华东师范大学 河口海岸学国家重点实验室,上海 2002412. 上海勘测设计研究院有限公司,上海 200335摘要:涨潮槽是全球河口普遍存在的重要地貌单元,其动力沉积过程直接关乎河口涨潮槽冲淤稳定。
长江口北支与口外沉积特征及其影响机制研究沉积特征是沉积物受沉积环境长时间作用的结果,蕴含了丰富的沉积环境信息。
河口地区受径-潮流相互作用、盐淡水混合、风浪作用的影响,动力过程复杂,同时泥沙的絮凝、沉降和再悬浮作用等过程对沉积环境也具有重要影响,使得河口沉积十分复杂。
长江口北支是典型的衰退型潮汐河口,自18世纪中叶长江主泓南偏由南支入海以来,河槽不断萎缩,特别是近30年来,流域来沙量锐减,对北支河槽及水下三角洲沉积环境产生了深刻影响。
因此开展在自然演变和人类活动共同作用下,北支衰退型潮汐河口的沉积特征、机制及其趋势研究,对河口地貌演变研究、工程整治措施以及生态环境保护等方面均具有重要的理论和实践意义。
研究基于长江口北支与口外表层沉积物采样、定点水文泥沙观测等现场调查,以及上世纪80年代海岸带调查的沉积、地形等历史资料,通过室内实验分析、实验分析方法校正,结合粒度、高程等数字方法,分析近期长江口北支与口外沉积物粒度特征和空间差异,并基于校正后的历史粒度数据,讨论长江口北支与口外近30年的粒度变化特征及其原因;在上述基础上,研究不同因子在北支沉积环境演变过程中的作用和机制;同时结合北支来水来沙锐减、围垦工程建设等人类活动过程及趋势,探讨在自然和人类活动共同作用下北支沉积环境的演变趋势。
主要结论如下:1、沉积物粒度特征(1)沉积物组分和类型:沉积物中砂、粉砂、粘土三组分含量分别为37%、46%和17%,以粉砂和砂组分为主;沉积类型以粘土质粉砂、砂质粉砂和砂三种沉积类型为主,其中粘土质粉砂沉积含量最高。
(2)沉积物粒度特征及粒度参数:沉积物中值粒径分布呈双峰型分布,范围在6.2μm~235.4μm之间,平均为53.6μm,北支口内、口外沉积物中值粒径总体均表现为自西向东递减分布特征;沉积物分选系数在0.6~2.9之间,分选性差,口内河槽分选性好于口外;沉积物偏度在-0.17~0.8之间,粒径曲线总体正偏,粗颗粒组分较多,口内河槽较口外更正偏、粒径较粗区域偏度值相对更高;沉积物峰度值在0.68~3.68之间,粒径曲线尖锐,口内河槽峰度大于顾园沙水域及口外,粒径较粗区域峰度也更高。
长江口及其邻近水域油污染分布特征及其评价
长江口及其邻近水域油污染分布特征及其评价
摘要:根据2006年春夏季对长江口及其临近海域的海水和沉积物中的油污染物的.监测结果,分析该海域表层水体和表层沉积物的油分布特征,采用单项指数法评估该海域的油污染程度.结果表明,调查水域表层水体中油含量分布范围为0.018~0.111 mg/L,平均含量为0.055 mg/L,其中春季平均含量为0.060 mg/L,夏季平均含量为0.050 mg/L.表层沉积物的油含量分布范围为(61.2~1 062.4 )×10-6,平均含量为246.1×10-6,其中春季平均含量为176.9×10-6,夏季平均含量为272.8 ×10-6.以<海水水质标准>Ⅱ类和<海洋沉积物质量>Ⅰ类标准计算,表层水体春夏季超标率分别为60.0%和35.0%,表层沉积物均未超标.无论是水体还是沉积物,均以长江口水域的污染最为严重.作者:马继臻袁骐蒋玫沈新强 MA Ji-zhen YUAN Qi JIANG Mei SHEN Xin-qiang 作者单位:马继臻,MA Ji-zhen(中国水产科学研究院东海水产研究所,上海,200090;中国科学院海洋研究所,青岛,266071;中国科学院研究生院,北京,100049)
袁骐,蒋玫,沈新强,YUAN Qi,JIANG Mei,SHEN Xin-qiang(中国水产科学研究院东海水产研究所,上海,200090)
期刊:海洋渔业 ISTICPKU Journal:MARINE FISHERIES 年,卷(期):2007, 29(3) 分类号:X824 关键词:长江口及其邻近水域油分布特征单项指数。
文章编号:1000 0550(2007)03 0445 11国家基础研究发展规划项目(No .2002GB412403);国家自然科学基金项目(批准号:50379014);上海市科委重大项目(No .44031200);教育部创新团队项目(I RT0427)资助收稿日期:2006 09 06;收修改稿日期:2006 11 12长江口表层沉积物粒度时空分布特征刘 红 何 青 王元叶 孟 翊(华东师范大学 河口海岸学国家重点实验室 上海 200062)摘 要 结合近期长江口558个表层沉积物采样资料,分析了长江口表层沉积物时空分布特性,得到了近期长江口表层沉积物中值粒径和沉积物类型分布特征。
横沙以上海域表层沉积物粒径洪枯季变化较小;浑浊带海域洪季粗,枯季细;口外海域则枯季粗,洪季细。
横沙以上和口外海域沉积物类型洪枯季变化较小,浑浊带海域沉积物类型变化较复杂。
无论洪枯季北港表层沉积物最粗,北槽次之,南槽最小。
表层沉积物大小潮变化较小,两次采样平均差别为9.7%;沉积物年际变化随大通流量和输沙量的变化而变化。
近十五年来,长江口表层沉积物类型变化较大的区域主要是北支上段、南北港分流口、北槽和南槽浑浊带海域,主要与河槽的自然演变和人类活动有关。
结合P e jrup 新三角图对长江口各沉积动力环境进行分区,对比各沉积环境亚区的粒度特征,并对黄河口、长江口、珠江口表层沉积物粒度参数进行对比。
关键词 长江口 表层沉积物 粒度 时空分布第一作者简介 刘红 男 1978年出生 博士研究生 河口海岸水动力和泥沙运动通讯作者 何 青qi nghe @sk l ec .ecnu .edu .cn中图分类号 P512.2 P543.63 文献标识码 A1 前言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、水动力强弱和搬运方式等因素的控制,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动力条件[1~5]。
长江口及邻近海域表层沉积物组成和来源研究的开题报告一、课题背景长江口及邻近海域是我国最大的入海河流,其沉积物在地质历史长河中扮演着非常重要的角色。
表层沉积物中所含的有机质、微生物等元素具有很高的生物地球化学意义。
对这些元素进行研究,可对沉积物成因、季节性变化、地球环境演变及海洋生态系统等做出较为直观的解释。
二、研究目的本次研究旨在探究长江口及邻近海域表层沉积物的组成和来源,深入了解其与生物地球化学元素的关系,为该海域的生态环境保护和可持续利用提供科学依据。
三、研究内容1. 长江口及邻近海域表层沉积物的取样与分析:采用海底柿子拓样器在不同深度处取样,进行粒度分析、化学元素的分析(包括有机质含量、N/P/S等元素)、微生物生态的分析等;2. 沉积物的成因分析:通过分析不同深度处的沉积物粒度组成,结合该海域不同时间段的陆源物质输入、海洋水动力学等因素,探讨沉积物的成因及其演化过程;3. 生物地球化学元素的关系研究:调查样品中的有机质含量,分析有机质来源以及有机质在生物地球化学循环中的作用等,探究沉积物中不同元素之间的相互关系及生态系统对本海域表层沉积物成分的影响。
四、主要研究方法1. 现场采取海底柿子拓样器进行沉积物取样;2. 应用化学方法对沉积物的有机质含量、N/P/S等元素含量进行分析;3. 利用微生物学方法,对沉积物中微生物群落、酶活性等生态相关因素进行研究。
五、预期结果通过本次研究,预计能够深入了解长江口及邻近海域表层沉积物的组成和来源,揭示该海域的演化历史和生态地理特征。
同时,本研究还能对该区域的环境保护和可持续发展提供科学依据,对相关领域的研究提供参考。
文章编号:1000⁃0550(2014)05⁃0863⁃10①国家973项目“重大水利工程影响下河口水沙和地貌变化过程”(编号:2010CB429002)资助收稿日期:2013⁃08⁃05;收修改稿日期:2013⁃12⁃01长江口邻近陆架表层沉积物变化特征及成因①杨云平1袁2 李义天1 孙昭华1 邓金运1(1.武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室 武汉 430072;2.交通运输部天津水运工程科学研究所 工程泥沙交通运输行业重点实验室 天津 300456)摘 要 基于近30年长江口邻近陆架区域表层沉积物数据,对表层沉积物与流域入海泥沙特征的响应进行研究。
结果表明:①沉积物表现为东粗西细,北粗南细的分布格局,砂百分比分布表现为东北向西南为减小,粉砂和黏土均表现为东北向西南增加趋势,其中整个区域黏土与粉砂百分比的比值在0.12~0.83之间;②2008~2010年与2003~2006相比,砂的百分含量表现为增加,粉砂和黏土表现为减少趋势,表层沉积物向粗化趋势发展;③砂—泥分界线在2003~2007年北侧(31°30′以北)为交替变化,2007~2010年为向西移动,南侧(31°30′以南)2003~2010年均为向西移动,长江口陆架区域表层沉积物砂泥分界线变化是综合作用的结果,砂质沉积物因海平面上升等作用再悬浮沉积在泥质区的作用将逐渐加强。
④泥质区域面积在三峡水库蓄水后减小,且位置略有南偏,主要受北槽深水航道整治工程及自然因素的影响。
关键词 表层沉积物 趋势及成因 砂—泥分界 泥质区 邻近陆架 长江河口第一作者简介 杨云平 男 1985年出生 博士 河口海岸学 E⁃mail:yangsan520_521@ 中图分类号 P593 文献标识码 A0 引言流域泥沙入海沉积在邻近陆架区域,形成了从“源”到“汇”的联动机制,伴随流域水利工程建设和河口整治工程引起河口泥沙要素的变化,邻近陆架区域表层沉积物势必出现一定的响应。
研究表明:稀土元素主要富集在d<0.031mm 细颗粒中[1];黑碳[2]和有机质[3~5]含量与沉积物平均粒径相关性较好;沉积物颗粒越细,营养元素含量越高[6];有机磷、自生磷灰石磷以及难分界有机磷是的d<0.008mm 粒级沉积物中磷的主要组成成分,碎屑磷主要集中在大于0.032mm 粒径级中[7]。
以上研究均表明,河口表层沉积物颗粒特征变化直接或间接影响该区域营养盐和离子等输运特征。
上世纪90年代数据显示,长江河口表层沉积物的分布格局水下环境粗于潮滩,口内河道粗于口外海滨,南支粗于北支,北港粗于南港,纵向上逐渐变细,横向上表现为深槽粗于浅滩[8]。
基于2003~2005年数据进一步印证了文献[8]的分布特征[9,10]。
基于三峡水库蓄水初期数据发现,总体分布格局尚未变化,砂和黏土百分含量增加,粉砂减少[11,12]。
可见,三峡水库蓄水初期表层沉积物分布格局也未发生变化,随着三峡水库蓄水时间延长和河口整治工程实施等影响,分布格局是否出现新的变化,有待于进一步研究。
长江口外邻近陆架区域表层沉积物来源不完全相同,其中粒径d<0.032mm 来自陆源泥沙,d>0.063mm 来自于陆架残留沉积物的改造和再搬运[13]。
同时以123°作为内陆细粒沉积物和陆架粗颗粒沉积物地理分界,即内陆架的细颗粒是现代近岸沉积,外陆架粗颗粒沉积物是残留沉积[14]。
基于2002年9月~10月长江口外邻近陆架数据与上世纪60~80年代资料比较,口外邻近陆架区域砂的百分比等值线向口内移动,黏土区域面积减小,使得前三角洲南部的表层沉积物趋于粗化[15,16],体现了三峡水库蓄水前表层沉积物的组分变化特征。
其后2008年1月数据显示,砂、粉砂和黏土等值线的变化特征,并与文献[17]比较了等值线的变化趋势,初步总结了长江口“源”“汇”效应[18~20]。
长江口外邻近陆架区域砂—泥分界和泥质区面积的变化十分重要,是研究河口生态安全要素的基础和前提,需要系统的总结和研究。
本研究以长江口外邻近陆架多年实测数据和文献数据为依托,在研究表层沉积物中值粒径、砂、粉砂和黏土的分布规律和变化趋势基础上,探求砂—泥分界线和泥质区变化趋势,并对表层沉积物变化特征及第32卷 第5期2014年10月沉积学报ACTA SEDIMENTOLOGICA SINICAVol.32 No.5Oct.2014a.长江中下游及河口区域b.邻近陆架区域及测点分布图1 长江口位置及研究区域Fig.1 Sketch map of the study area and location of Yangtze estuary表1 长江口外邻近陆架数据来源Table1 Data source of the nearby shelf of the Yangtze River年份数据特点数据点数数据来源年份数据特点数据点数数据来源1977年以前统计值—[17]2004~2006年散点45[24] 1978~1979年统计值—[21]2006年散点39[14] 1982~1986年重绘—[22]2007年散点41[25] 1990~1991年统计值—[8]2008年散点34[19,20] 1997~1998年散点35[23]2009年散点31[26] 2003年散点30[11,12]2010年散点40[27]趋势成因进行探讨。
1 研究区域及资料来源1.1 研究区域长江河口“源”的物质通量,一般以大通水文站为代表,其水沙通量代表着长江流域入海的基本物质要素。
长江口外邻近陆架主要为口门拦门沙为分界,本研究的选取区域为东经122°~124°,北纬30°~32°区间,这一区域包含了杭州湾的部分区域(图1)。
从泥沙扩散角度分析,长江河口泥沙进入口外邻近陆架的“汇”,主要向南偏转,即杭州湾口外部分区域是受长江入海泥沙的影响。
1.2 资料来源与说明长江流域大通水文站的水量、沙量以及分组沙量的数据来源于长江流域中下游水文年鉴。
邻近陆架区域数据来源部分文献数据中的源数据,图表重新绘制及统计数值中统计值为文献之中统计的,1997~ 2010年散点数据为源数据,文献中表格数据,重绘数据为原文献中的图进行重新绘制。
具体数据来源见表1。
文献中1987年以前沉积物测量为滴管测量,1987年之后为激光粒度仪测量,测量手段略有不同,选取1987年以前数据仅作为历史时期参考,在比较趋势和规律上以1987年之后数据为基础。
2 长江流域入海水沙通量的变化特征2.1 入海水沙通量变化长江流域入海水量和沙量均较大,1950~2011年年均入海水通量为8918×108m3/y,年均入海沙量为3.84×108t/y,含沙量为0.43kg/m3。
长江流域入海水量多年变化趋势性不明显,虽然上世纪90年代水量增加,2003~2011年为枯水期,入海水量略有减小(图2),为正常水文波动。
长江入海沙量和含沙量存在突变特征,近期(2003~2011年)为入海年均沙通量较1950~1968年减小为3.46×108t/y,减幅达71%左右(图2)。
入海含沙量也表现为减少趋势,20世纪50年代至80年代初期变化不大,80年代中期至今表现为明显的减小趋势(图3)。
引起入海沙量和含沙量减少的因素较多,主要为流域水库蓄水拦沙[28,29]、中下游江湖关系调整[30]、水土保持[31]及气候变化等因素。
近年来,随着长江流域人类活动的逐468 沉 积 学 报 第32卷 渐增加,对流域入海水量、沙量及分配过程的影响已经逐渐显现出来[32,33]。
通过三峡水库蓄水一、二期实测资料结合对未测区泥沙量的合理估算,认为蓄水后2003~2007年与蓄水前1998~2002年比较,宜昌站、汉口站及大通站悬沙通量下降3.54、1.72及1.63×108t /y,其中三峡水库蓄水的贡献分别占41%、55%及45%[30,34]。
同时长江中下游洞庭湖与鄱阳湖近期入汇长江的泥沙量也呈现减少趋势[30],上游水土保持工程的实施使得侵蚀强度减小,致使进入长江干流的泥沙量减少,进而影响进入河口区域的泥沙量和悬沙浓度。
图2 流域入海水沙通量变化Fig.2 Variations of seawards water and sedimentdischarge图3 流域入海含沙量变化Fig.3 Variations of seawards sediment concentration2.2 入海悬浮泥沙颗粒特征变化依据黏土(d<0.004mm)—粉砂(0.004mm<d <0.063mm)—砂(d>0.063mm)将入海悬沙分为3组,在时间上分为2段,1986~2002年和2003~2010年,比较不同时段3组沙的变化特征。
基本规律为:黏土的百分比和输运量均减小;粉砂百分比略有增加,但增加幅度有限,其输运量减小趋势;砂为较粗颗粒泥沙,百分比增加,输运量减少(表2)。
长江流域人类活动,如筑坝工程、调水工程、水土保持工程、江湖关系调整及河道自身特性的变化等均会引起入海泥沙颗粒特征和输运量变化。
三峡水库下游主要控制站宜昌站悬沙中值粒径1987~2008年期间为减小趋势,汉口站为增加趋势[35],大通水文站悬沙中值粒径略有增加(图4)。
宜昌—汉口河段在三峡水库蓄水前表现为淤积,一期蓄水期间表现为冲刷,而汉口—大通区间表现为持续侵蚀,但蓄水后侵蚀速率下降[35,36]。
比较已有研究中2000年[37]、2006年[38]、2008年[18~20]和2011年[18~20]宜昌—徐六泾河段表层沉积物颗粒变化,可知表层沉积物呈粗化趋势,尤其是三峡水库下游近坝河段粗化最为明显。
长江中、下游悬沙和表层沉积物颗粒特征的变化,对长江流域入海悬移质颗粒变化有重要影响,直接或间接影响长江口邻近陆架区域沉积物特征和趋势。
图4 黏土—粉砂—砂输运百分比Fig.4 Clay,silt and sand transport inpercentage图5 黏土—粉砂—砂输运量Fig.5 Amount of clay,silt and sand transport 表2 三组泥沙百分比和输运量年代特征Table 2 Yearly characteristics of clay 袁silt and sandtransport percentage and amount时间黏土粉砂砂百分比/%/108t /y 百分比/%/108t /y 百分比/%/108t /y 1986~200241.641.32446.981.6311.380.402003~201035.870.5548.020.7416.110.24568 第5期 杨云平等:长江口邻近陆架表层沉积物变化特征及成因图6 长江口外邻近陆架区域中值粒径分布Fig.6 Distribution of median grain size in the nearby shelf of the YangtzeRiver图7 近期砂—粉砂—黏土百分数等值线分布Fig.7 Distribution of recent sand,silt and clay percentage3 长江口外邻近陆架表层沉积物粒径变化特征3.1 表层沉积物中值粒径等值线的分布特征表层沉积物中值粒径等值线的空间分布如图6所示,可以看出,2006年、2008年和2010年长江口外邻近陆架表层沉积物整体上均呈现明显的“东粗西细、北粗南细”分布格局。