迪河河口湾形态演变概要
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河口与海岸带地理环境演变研究河口和海岸带地理环境的演变一直是地球科学领域的一个重要研究课题。
河口是河流与海洋相交的地带,海岸带则是陆地和海洋间的过渡地带。
这两个地理单元的演变对于生态系统、环境保护和人类社会的可持续发展都具有重要意义。
首先,我们来看一下河口的地理环境演变。
河口的形态和河流特性密切相关。
在泥沙充沛的情况下,河口往往会呈现三角洲的形态,例如黄河口。
黄河的泥沙极其丰富,进入海洋后会沉积形成大量的沙洲和沉积扇,最终形成三角洲。
这些沙洲和沉积扇会隔离河流和海洋,形成内湾和海滩。
而当河流的泥沙含量较低时,河口则呈现沙嘴或沙滩的形态,例如中国的长江口。
长江的泥沙相对较少,进入海洋后主要沉积以河流的冲刷力为主,形成长长的沙嘴延伸进海洋。
河口的地理环境演变与人类活动密切相关。
河流中大量的泥沙和沉积物往往以悬浮态进入海洋。
当人类进行大规模水利工程、水电站建设等活动时,会改变河流泥沙的输送和沉积过程,进而影响河口的地理环境演变。
此外,河口地区的土地开垦、港口建设和河道整治等人类活动也会对河口地理环境造成直接或间接的影响。
因此,对河口地理环境的研究需要综合考虑自然因素和人类活动对其的共同作用。
接下来,我们来探讨一下海岸带的地理环境演变。
海岸带是陆地和海洋之间的过渡地带,其地理环境演变主要受到海洋动力学过程和陆地形态变化的影响。
海岸带的主要形态包括海蚀平原、海滩和礁滩等。
当海岸受到风浪和海流的冲击时,海蚀平原会逐渐形成。
而当沉积过程强于侵蚀过程时,海滩和礁滩会逐渐形成。
海岸带的地理环境演变也与人类活动的干扰有关。
近年来,人类活动对海岸带的影响日益凸显,例如海岸城市的快速发展、港口建设、海洋资源开发等。
这些人类活动不仅会改变海岸带的自然地貌,还会对生态环境产生一系列的影响,包括沙滩消失、海岸侵蚀、生态系统破坏等。
因此,进行海岸带地理环境演变研究以及相关的环境保护工作显得尤为重要。
综上所述,河口和海岸带地理环境的演变研究对于生态系统、环境保护和人类社会发展至关重要。
河口湾沉积模式河口湾是指河流注入海洋的地方,由于河流和海洋交汇的地点,河口湾是一个复杂的地质地貌,也是一个重要的沉积盆地。
河口湾的沉积模式受到多种因素的影响,包括河流输入、海浪、潮汐等,其沉积模式可以分为三个主要类型:河口型、海湾型和沉积型。
1.河口型:河口型沉积是河流输入为主导因素的沉积模式。
在这种模式下,河流携带的泥沙在河口处沉积,并形成扇状三角洲。
由于河流输入较大,沉积物主要由粗粒物质(如沙、砾石)组成。
河流的携带能力决定了河口型沉积物的粗细度。
另外,河口型沉积还受到潮汐和海浪的影响。
潮汐会影响河口区域水位和流速的变化,从而对沉积物的输运和分布产生影响。
海浪则会将部分沿岸沉积物再悬浮,形成悬浮负荷,进一步影响沉积模式。
2.海湾型:海湾型沉积是海洋动力作用为主导因素的沉积模式。
在这种模式下,河流输入相对较小,海浪和潮汐成为主要的沉积力。
潮汐进出潮流的强度和方向决定了沉积物的输运方向和速度,尤其是在浅水区域。
海浪可以将沉积物悬浮在水中,形成悬浮负荷,并随着浪高和浪向的变化而改变。
海湾类型的沉积物主要由细粒物质组成,如泥沙和粉砂。
3.沉积型:沉积型沉积是河流和海洋动力共同作用的沉积模式。
这种类型的沉积物受到河流径流和波浪影响的综合作用。
河流的输入能量较大,携带沉积物进入海洋。
海浪和潮汐的作用将沉积物重新悬浮并重新分布。
沉积型沉积物的粒度通常介于河口型和海湾型之间,包括大小不等的砂、泥沙和粉砂。
此外,河口湾的沉积模式还受到地形、海岸线形态、水动力、河流径流变动、气候变化等因素的影响。
河口湾的沉积模式对于河口湾生态环境、海岸线演化和资源开发具有重要的研究意义。
深入了解河口湾的沉积模式可以为河口湾的保护和管理提供科学依据,促进河口湾地区的可持续发展。
潮控三角洲形态特征
三角洲是河流在进入湖泊或海洋时形成的地貌特征之一,潮控三角洲是指受潮汐影响的三角洲。
潮控三角洲的形态特征主要受潮汐的作用所决定,以下是潮控三角洲常见的形态特征。
潮控三角洲的前缘呈弯曲状,呈现出一系列弧形或半环形的形态,这是因为潮汐过程中潮水的上升和下降造成了沉积物的聚集和重分布。
潮控三角洲的后缘通常呈现出锐角状或较直的形态,这是因为潮汐过程中潮水带走了沉积物,使得后缘的沉积相对较少。
潮控三角洲的演化过程中会形成多个支脉和分支河道,形成复杂的河网系统。
这是因为潮水的周期性变化带来了不断的冲刷和堆积,导致了河道的分散和扩展。
潮控三角洲还常常形成许多潟湖和河口湾,这是由于潮汐过程中产生的水动力作用,使得一部分沉积物被积聚在三角洲的前缘,形成了相对封闭的水域。
总体而言,潮控三角洲的形态特征包括前缘的弯曲形态、后缘的锐角状或直线状、多支流和复杂的河网系统以及潟湖和河口湾的形成。
这些形态特征是潮汐作用在三角洲形成过程中的表现,对于认识和研究三角洲地貌具有重要意义。
河口地区的地貌特征与演变河口地区是河流与海洋交汇的地方,其地貌特征与演变具有独特的魅力。
本文将探讨河口地区的地貌特征,并深入分析其演变过程。
一、地貌特征1. 河口湾:河口地区最明显的地貌特征之一就是河口湾,即河流流入海洋形成的水域。
河口湾具有宽阔的水面、浅平的水底和丰富的生物资源,常常形成天然良港。
例如,中国的珠江口、黄河口和长江口都是著名的河口湾。
2. 河流三角洲:河流在流入海洋时,由于水流受到海浪和潮汐的影响,其携带的沉积物开始沉积,逐渐形成三角洲。
河流三角洲通常由多个河道组成,河道上分布着丰富的沉积物和沼泽地。
著名的河流三角洲有尼罗河三角洲、恒河三角洲和密西西比河三角洲。
3. 滨海平原:河口地区河流与海洋交汇形成的滨海平原平坦宽广,土壤肥沃,是重要的农业生产基地。
滨海平原的地势较低,容易受到洪水和海潮的影响,但同时也提供了良好的灌溉条件和海洋资源。
二、演变过程1. 河流沉积物的沉积:当河流流入海洋时,水流速度减慢,携带的泥沙和颗粒物开始沉积。
这些沉积物在河口湾和河流三角洲形成,并逐渐丰富地扩展。
沉积物的类型和数量取决于水流的速度、波浪和潮汐的作用以及供应河流的土壤类型和含量。
2. 潮汐和海浪的影响:河口地区的地貌演变不仅取决于河流的作用,还受到潮汐和海浪的影响。
潮汐的周期性水动力作用会改变河床的形状,可能会导致河道的变化和新的沉积物的形成。
海浪的冲击力和侵蚀作用也会改变河口地区的地貌特征。
3. 人类活动的影响:随着人类活动的发展,河口地区的地貌特征也发生了一定程度的改变。
河口湾和河流三角洲常常成为人类活动的中心,例如港口、城市和工业园区的建设。
这些人类活动给河口地区的生态环境带来了一定的压力,如水质污染、土地退化和生物多样性减少。
在研究河口地区的地貌特征与演变过程时,我们应当注重对自然环境和人类活动之间的相互作用的理解。
只有充分了解地貌演变的原因和机制,才能更好地保护河口地区的生态环境,提高其可持续发展能力。
河口演化对海岸带地貌变化的影响研究河口演化,作为自然界中的一个重要现象,对海岸带地貌的变化有着重要影响。
本文将探讨河口演化的原因和对海岸带地貌的影响,并简要介绍一些相关研究成果。
首先,河口演化是指河流在进入海洋、湖泊或其他水域之前的一个过程。
它通常包括三个阶段:源头,河床和河口。
源头是河流发源地,河床是河流流经地,而河口则是河流流入大海或湖泊之处。
在这个过程中,河口会不断变化,不仅形态会发生变化,而且河口位置、河道宽度、河床深度等也会发生变化。
河口演化的原因有很多,其中最重要的一点是河流的输沙能力。
当河流的输沙能力大于沉积能力时,河口就会不断向外推进,形成新的河床。
相反,当河流的输沙能力小于沉积能力时,河口就会不断向内回退,形成旧的河床。
此外,河水流速、沉积物的类型和河床的坡度也会对河口演化产生影响。
这些因素的综合作用导致了河口演化的发生。
河口演化对海岸带地貌的影响非常明显。
首先,河口演化会导致海岸线的变化。
当河口向外推进时,海岸线会向海岸方向移动,形成新的海岸线;而当河口向内回退时,海岸线则会向内移动,形成旧的海岸线。
这种变化可能会对海岸线附近的房屋、道路和港口等人类活动造成影响,并引发一系列环境和经济问题。
其次,河口演化还会改变海岸带的地貌特征。
河口的不断推进或回退会导致海岸带地貌发生剧烈变化。
例如,河口推进时,会形成长期河道,代表性的就是中国的黄河,它的河床纵横交错、泥沙丰富;而河口回退时,河道会被淤积物封闭,形成一个凹陷的湖泊。
这种地貌变化对生态环境和人类活动都有着重要的影响。
最后,河口演化的研究成果为我们提供了更多关于地质学和地理学的知识。
许多科学家和研究人员对河口演化进行了深入研究,探索其背后的机制和规律。
他们使用航空摄影、遥感技术和数值模拟等方法,对河口演化进行观测和模拟,以了解其对海岸带地貌变化的影响。
这些研究成果不仅为我们提供了更深入的认识,还为相关领域的科学发展提供了重要参考。
第24卷第2期岩石力学与工程学报V ol.24No.2 2005年1月Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Jan.,2005河谷岸坡变形破坏的一种特殊模式——论尼泊尔色迪河桥桥址区岸坡岩体拉裂变形的成因机制许强,王士天,李渝生,杨芸(成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家专业实验室,四川成都 610059)摘要:尼泊尔色迪河桥于1995年开始修建,1998年9月竣工。
1995年6月洪水期间,加德满都岸岸坡出现3条裂缝。
1999年8月,该岸最外侧裂缝张开度开始加大,到目前为止,该裂缝最大宽度已超过4 m,对大桥的安全已造成了一定的威胁。
通过现场考察和结合最新的勘探资料,提出了色迪河桥岸坡变形破坏的主要成因机理:在该桥址岸坡特殊的气象水文条件、独特的河谷地貌形态以及独特的岸坡地质结构这3种因素的有机组合下,河谷底部岩层在水流强烈侧蚀作用下被冲刷掏空,上部相对坚硬岩体在重力作用下产生“悬臂梁”式的拉裂倾倒变形,裂缝自上而下发展贯通后整体下座。
上述变形破坏模式是一种非常特殊的河谷岸坡变形破坏模式,在国内外都很少见。
关键词:岩石力学;色迪河桥;岸坡;变形破坏模式;成因机理;倾倒;易冲蚀层;拉裂—倾倒—座落中图分类号:TU 457 文献标识码:A 文章编号:1000–6915(2005)02–0344–07SPECIAL DEFORMATION AND FAILURE MODE OF RIVER BANK SLOPE ——STUDIES ON MECHANISM OF DEFORMATION AND FAILURE OF BANK ROCKSLOPE AT SETI BRIDGE SITE,NEPALXU Qiang,WANG Shi-tian,LI Yu-sheng,YANG Yun(National Lab of Geo-hazard Prevention and Geo-environment Protection,Chengdu University of Technology,Chengdu610059,China)Abstract:Seti bridge,located in Pokhara city,Nepal,is one of the key bridges in main national highway network,connecting Kathmandu with Plkhara,and plays an important role in Pokhara city traffic. Its construction started in 1995 and was completed in September 1998. During floods in June 1995,three cracks appeared at left bank. Till now,the largest crack width is about 4 m,threatening the safety of the bridge. In March 2001,a group of seven Chinese scholars investigated the deformation and failure of bank rock slope. Investigation results show that the main deformation mechanisms of the Seti bridge river bank rocks are the combination actions of its peculiar conditions:special meteorological-hydrographic condition (intensive rainfall),valley topographical features (deep-cutting and narrow valley) and special geological structures (banks consisting of bonded gravel with “easy-scouring”rock stratum underneath,as proved by new investigation results,2002),and the erosion of the bottom rock strata to form a reentrant by strong water flow. The deformation and failure mechanisms of bank rock slope at Seti bridge site are very special,named as a fracturing-toppling-falling pattern. Under intense scouring actions,easy-scouring strata at the bottom of valley are hollowed out by rushing water. Tensile cracks will then develop in the relatively rigid rock mass overlaid,and induces toppling failure like cantilever due to gravity. The收稿日期:2003–05–27;修回日期:2003–07–24基金项目:国家自然科学基金资助项目(40172096);高等学校优秀青年教师教学科研奖励计划(328);霍英东高校青年教师基金资助项目(91020)作者简介:许强(1968–),男,博士,1992年毕业于成都地质学院水文地质与工程地质专业,现任教授,主要从事地质灾害勘察、评价、预测及防治方面的工作。
河口湾潮坪潮汐水道发育特征及地质意义——以钱塘江为例郭芪恒;史书婷;金振奎;李阳;王金艺;任奕霖;王凌【期刊名称】《沉积学报》【年(卷),期】2022(40)1【摘要】河口湾中的砂体是有利的油气储集层,但复杂的水动力变化导致古代河口湾识别困难。
通过对现代钱塘江河口湾的研究表明,河口湾潮坪环境潮汐水道可以成为识别古河口湾的一种辅助标志。
基于野外实地观测,结合卫星地图对潮坪环境潮汐水道的发育特征进行了详细的描述,并探讨了它的地质意义。
结果表明:1)泥坪潮汐水道横截面形态主要有"V"型及宽缓的透镜状,平面上由海向陆可划分为曲折的A段、平直的B段和树状分叉的C段;2)砂坪潮汐水道横截面形态主要有"U"型和阶梯型,平面上由海向陆可划分为曲折或平直的A’段和树状分叉的B’段,A’段的平直与曲折主要受控于砂坪潮道规模的大小;3)在砂质潮坪中常见炭屑层、包卷层理、液化流痕、垮塌构造、波痕等特殊的沉积构造;不同形态和规模的潮坪潮道主要受控于潮坪坡度、沉积物粒度、河口湾形态及相对海平面高低的影响,高坡度、低海平面有利于完整序列潮道的发育;4)不同类型河口湾潮坪潮道的特征及其伴生的特殊沉积构造可以为确定地质历史时期的古河口湾及其演化提供参考。
【总页数】10页(P182-191)【关键词】钱塘江;河口湾;潮汐水道;沉积构造【作者】郭芪恒;史书婷;金振奎;李阳;王金艺;任奕霖;王凌【作者单位】低渗透油气田勘探开发国家工程实验室;中国石油长庆油田分公司勘探开发研究院;中国石油大学(北京)地球科学学院;中石化石油物探技术研究院【正文语种】中文【中图分类】P618.13【相关文献】1.潮控河口湾环境下的沉积相特征研究——以D-F油田M1油藏为例2.基于潮汐逆模型技术对渤黄海正压M2分潮开边界条件的优化研究:Ⅱ.潮汐特征、潮汐动力学及潮余流3.潮控河口湾砂坝发育特征及形成因素分析——以钱塘江为例4.珠江"伶仃洋河口湾-虎门-潮汐通道"的潮波传播特征5.冰后期最大海侵以来长江、钱塘江河口湾发育过程的沉积动力学研究因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
河口地貌类型及成因河流注入海洋或湖泊时,水流流来向外扩散,动能显著减弱,并将所带的泥沙堆积下来,形成一片向海或向湖伸出的平地,外形常呈△状,所以称为三角洲。
从河口区的动力特点来看,因河水受潮流的顶托,流速较小,最易形成心滩和江心洲,使河流发生分叉。
在河口口门处,因水流扩散,流速减缓,泥沙常堆积成浅滩,横阻河口,故名拦门沙,为河口区航运的主要障碍。
河口三角洲的形成是在河流堆积作用超过侵蚀作用的条件下,泥沙在河口大量堆积的结果。
冲积物在河口堆积,开始先出现一系列水下浅滩、心滩或沙嘴,水流发生分叉,同时形成向海倾斜的水下三角洲。
随着各叉道的消长与心滩的归并扩大,使水下三角洲的前缘不断向海推进,而其后缘因滩地淤高,并盖上洪水泛滥堆积物,便变为水上三角洲的组成部分。
由于叉道的不断变迁,在三角洲上往往形成许多交错的滨河床沙堤及湖沼洼地。
三角洲的主要类型有扇形三角洲、鸟足形三角洲、尖形三角洲、岛屿型三角洲等。
1、扇形三角洲在海水浅波浪作用较强能将伸出河口的沙嘴冲刷夷平的地区,常形成弧形扇状三角洲。
我国黄河三角洲就是在弱潮、多沙条件下形成的扇形三角洲。
它的特点是:河流入海泥沙多,三角洲上河道变迁频繁,有时分几股入海。
泥沙在河口迅速淤积,形成大的河口沙嘴,沙嘴延伸至一定程度,因比降减小,水流不畅而改道,在新的河口又迅速形成新的沙嘴。
而老河口断流后,又受波浪与海流作用,沙嘴逐渐被蚀后退,形成扇状轮廓。
直至其上再有新河道流经时,这段岸线才又迅速向前推进。
因此,随着河口的不断变迁,三角洲海岸是交替向前推进的,并在海滨分布许多沙嘴,使三角洲岸线路略锯齿状。
2、鸟足形三角洲在波浪作用较弱的河口区,河流分叉为几股同时入海,各叉流的泥沙堆积量均超过波浪的侵蚀量,泥沙沿各叉道堆积延伸,形成长条形大沙嘴伸入海中,使三角洲外形呈鸟足状。
由于这种叉道比较稳定,两侧常发育天然堤,天然堤又起着约束水流的作用,使叉流能够继续向海伸长。
天然堤一旦被洪水冲积,就会产生新的叉流。
迪河河口湾形态演变——位于英国东爱尔兰海的潮汐不对称河口摘要潮汐不对称(涨潮和落潮持续时间不相等)是导致河口剩余沉积物搬运和河口形态变化的主要因素。
河口形态演变是一个短期的动态平衡过程,然而,这些特征在对于长期来说确是短暂的。
在这项研究中,我们用三维数值模型法调查了迪河河口潮汐变形和潮汐不对称的空间分布。
从流域测高法和近来的区域侵蚀和沉积方面来说,高分辨率的激光雷达测量被用来支持并解释我们的数值模型结果。
数值模型结果的谐波分析表明更浅的潮间带区域潮汐最不对称,表现出涨潮控制作用。
在主要的通航水道显示出一些落潮流处于控制地位,但是这些地方的潮水相对的没有变形.。
总体看来,涨潮流处于主导作用的情况下,将沉积物带入河口地区,这可以用来解释大家都知道的历史形态变化(在过去的两个多世纪中大面积的增长)及近期的可以从LIDAR测量中看到2003—2006年的形态变化。
测高分析表明迪河河口可能趋于平衡,并且,在将来涨潮流的控制作用和沉积速率可能因此而降低。
一个填充型的河口,潮滩面积的增长及海拔的升高会最终使得河口变成一个落潮控制型河口,如以前的研究所表现及在这项研究中理想化河口模型结果所呈现的结果一样。
然而,迪河大潮幅与液压深度比率表明潮滩必然会向广阔发展。
关键字:形态学迪河河口湾潮汐不对称水动力学测高法1.引言和目的河口和潮滩是受海洋和陆地影响的复杂的动力系统。
通常有着非常高的娱乐、商业和生态价值,因此,对其管理是非常重要的,深入的了解河口形态过程和演变对于海岸管理是不可缺少的,因为可以预测沉积物沉积和运移的变化模式。
这项研究的目的是调查形态动力过程和识别导致现在迪河河口水深测量的机制,以用于预测将来的变化趋势。
最近的LIDAR调查数据已经出来,并且已经用于推断河口范围的行为趋势的测高分析。
随后,与迪河有关的河口平衡和稳定性的概念被讨论。
迪河的潮汐传播被用数值模型分析法描画出来。
迪河河口的潮汐不对称、剩余流和剩余沉积物搬运的模式也被研究。
最后,用理想河口模型概念,涨潮和落潮控制作用的敏感度在测高学方面(比如,改变河道深度和潮滩海拔)也被探索。
河口形态是由水动力条件、沉积环境、沉积物供应及基础的地质情况共同作用控制的。
特别是潮汐港湾的形态演变是沉积环境和非线性的潮汐传播不断的相互作用造成的。
这样的相互作用会引起剩余循环和沉积物通量的空间变化。
此外,形态改变的反作用影响潮汐的水动力特征和沉积物运移,特别是河口平均深度的改变和对潮间带区域海拔∕容积的改变。
反馈机制和非线性相互作用使得潮汐港湾的地貌演变成为复杂的现象,并且很难预测。
同时,以前假设沉积物特征控制河口水深。
但是近来的理论却表明基础的测深参数(深度剖面和潮汐长度)取决于潮幅和河流径流的长期变化。
无论在哪种情况下,无疑的,在长期的演变过程中,形态动力学和水动力学是紧密联系在一起的。
.最近几年,形态模型已经有了重大的进步,已经有几种方法了。
首先,自下而上的模式在流场和沉积物搬运的独立模块中用物理过程的动力学方程。
相反的,自上而下的模式用港湾范围形态行为预测变化,如几何学联系。
这样的例子包括流态关系,如O'Brien (1931) and Eyesink (1991)的潮水量关系,形成分析(Prandle and Rahman, 1980)和潮汐不对称分析(Dronkers, 1986; Friedrichs and Aubrey, 1988)。
这两种方法的混合被认为是半经验主义或结合了复杂的自下而上方法来模拟水动力,但用经验公式模型来模拟形态变化。
然而,水动力模拟的精确性远远大于沉积物侵蚀、搬运、沉积模拟的精确性。
因此,这项研究不是致力于沉积物侵蚀、搬运、沉积的数值模型,而是使用能推断变化的基于过程的水动力模型。
1.1.潮汐不对称潮汐对称是指涨潮和落潮有相等的持续时间,并且能够达到大致相等的最大速度,最终没有净沉积物搬运。
当涨潮和落潮持续时间不相等时,这就是大家都知道的潮汐不对称,潮汐不对称是当潮汐传播进入浅滩,沿着沿海大陆架和进入河口湾时产生潮波变形导致的。
引起潮波变形的机制就是潮汐传播的非线性作用。
非线性的主要原因是二次摩擦、随时间变化的水深、随时间变化的横截面宽度。
当潮波接近海岸的时候变成浅水波(相速与水深的平方根成比例),波峰比波谷运动快,因为更大的水深在最高点之下。
最终,在潮汐变化幅度很大和强烈收敛港湾的极端条件下,潮波很可能变陡,直到波峰赶到波谷,从而形成一个涌潮,相同的基本原理,后面的波在海岸上破碎。
潮汐变形可以用天文分潮的谐波来描述。
基本潮汐周期的高潮汐谐频是由非线性的潮汐传播引起的。
估计潮汐不对称的程度以前已经被研究过了,用河口结构分析的方法,还有对照M2和M4分潮的潮汐分析方法。
M2分潮是占主导地位的太阴主要半日分潮,(M代表月亮,脚标2代表频率,每天两次),M4分潮是四分之一日潮,M2倍潮的非线性谐波。
关于潮汐不对称在形态上的综合影响的细节可以参考Wang et al. (2002)。
不断有论据证明,如果落潮的持续时间比涨潮长,应该有持续时间更短,更强烈(更高的速度)的涨潮流。
与落潮流相比,在涨潮时更高的涨潮流速导致对海床更强的剪切作用。
一旦河床的临界剪切应力(启动沉积物运动的最小剪切应力)被超过,任何更多的增加都会引起大量的沉积物悬浮。
因此,沉积物搬运是给定时间剪切应力和临界剪切应力被超过时水流持续时间的函数。
最终,在潮汐周期中产生净沉积物搬运,涨潮控制水流导致向河口内的净沉积物搬运。
这可能会引起河口充填。
在落潮流控制条件下,会产生反方向的向海的净沉积物搬运,是沉积物从河口向外输出。
沉积物搬运的悬浮负荷部分很大程度是受潮汐不平衡影响,而床底负荷部分不是。
因此,当小颗粒处于优势并且悬浮是主要的搬运方式时,影响是最大的。
这包括许多河口,如像迪河这样主要是细砂和粉砂(为主)的河口。
同样值得考虑的是,由于密度差异的原因,在海床附近水道最深的地区,河流径流会加强涨潮流同时消弱落潮流。
这样的重力环流的加强或减弱(河流径流分别高或低时)可能会引起潮汐不平衡的显著变化,甚至是在高度混合型的强潮河口。
潮汐不平衡通常是引起净沉积物搬运和沉积的主要因素,导致沉积物沉积于海岸区和河口湾。
河口水道的适航性和河口的地质演变都会受潮汐不平衡的影响。
因此,潮汐不平衡是潮汐港湾形态发展的控制因素。
所以,了解河口的潮汐传播类型对于研究河口的沉积物动力学是至关重要的。
1.2.形态平衡和稳定河口平衡原理的概念,在给定的水动力条件下,会存在一种平衡地貌,河口都会向这种平衡地貌演变,然后变得稳定。
形态动力学平衡需要长时期进入水湾∕河口湾的平均沉积物通量等于零。
一个形态平衡的河口可能仍然保留一定程度的潮汐不对称。
形态稳定性就是,在扰乱之后河口回到它的原始状态的能力(Hume and Herdendorf, 1993)。
如果一个系统是形态学稳定的,形态的微弱扰动会使潮流的传播发生改变。
为了使系统恢复到它的原始状态,涨潮和落潮的沉积物通量会失去平衡。
然而,由于外部条件如平均海平面和风成浪模式随时间也会发生变化,很难说一个完全稳定的河口是否能存在(Dronkers, 1986)。
潮汐入口或河口可能不断地变化以适应一个新的平衡(Van Dongeren and de Vriend, 1994)。
因此,可能存在一种动力地貌学平衡和稳定存在。
存在一些形式的平衡被认为是保证一个河口长期存在并坚持的必要条件。
一个不平衡的河口(不稳定,没有平衡状态)很可能会被侵蚀掉,或者,更可能的是,被完全填充。
2.迪河河口湾:背景情况和资料库迪河河口湾是一个强潮型的漏斗形的潮汐型河口,位于英格兰和威尔士之间的东爱尔兰海(图1)。
现在的迪尔河口有30公里的有效长度,河口的最大宽度是8.5公里。
主要的运输水道从河口的最前面分叉向海延伸12公里,导致有两条深水道延伸进利物浦湾。
向西的叫做Mostyn水道,向东的叫做Hilbre水道。
图1.迪河河口湾的位置和环境,英国东爱尔兰海,显示的水深来源于2003的LIDAR测量这是一个海岸平原河口,是在末次最大冰期的低海平面时期,在涨潮和落潮过程中被迪河切出来的谷。
自然河口向内陆延伸到切斯特的罗马城(2000年前),35—40公里长。
在河口的最前端开凿运河、地面流水、以及开垦彻底的改变了河口的水动力系统,并且是河口长度缩短到30公里。
以前主要的航道位于离河口的东海岸很近的地方。
开凿运河使得靠近西海岸(威尔士)的水道发生变化。
这导致由于接着发生的低水流条件,使得东海岸发生严重淤积且增长。
高程度的增长导致河口变成一个非常浅的系统。
随着泥岸和沙岸海拔在演变过程中不断地增长,大范围区域被盐沼垦殖。
最早的开拓者是海篷子属植物,然后被唐氏米草属控制。
1930年大米草的引进被认为明显的加速了盐沼范围的伸展。
盐沼改造陆地导致了河口有效长度的缩短,防潮堤的建造进一步恶化扩大了迪河开凿运河的部分。
历史上关于淤积和盐沼扩张的摘要可以在Marker(1967)中找到。
大潮及相关的强潮水流存在使得迪尔河口成为一个高能,高动力系统,迪河河口的平均潮水量是4×108 m3。
表明平均低水位和平均高水位之间的容积增加超过80%。
平均河口径流相对比较小,大约31m3∕s。
一个潮控河口会典型的有一个至少小于潮水量数量级的河流径流(Lanzoni and Seminara, 2002)。
这在迪尔河是无疑的,在一个潮汐周期中,河流径流相当于大概潮水量的0.35%。
在河口附近的希尔布勒岛平均大潮超差为7—8米。
3.方法学3.1.激光雷达测量迪尔河口的机载LIDAR测量已经在2003和2006年间被环境局完成,还有一个2004年的不完全测量,约20—30cm的垂直精度。
2003和2006测量的水平分辨率和垂直分辨率分别是2m 和1m,20-30cm。
机载测量被应用于涨潮到最大潮时的低水位区的河口最大裸露区。
在涨潮低水位时被水覆盖的更深水道被用船载的扫描测深。
如此高的分辨率数据系统已经为数字模型提供了高质量的测深数据。
LIDAR同时也提供了用于计算河口测高特性的重要数据。
这些也可以用来推断形态行为。
这些包括:•横断面积•河口容量(在高水位、低水位、潮水量等)•河口有效长度•测高轮廓(面积∕海拔关系),一些几何特征已经在下面被计算和解释3.2.数字模型为了模拟水动力潮汐传播,数字模型已经应用于迪尔河口。
然后水动力模型结果被用于推断可能的形态变化。
这个被用的模型是一个POLCOMS(鲁德曼海洋实验室海岸模型系统),是一个三维传统格点配置法斜压模型。
关于这个模型更多的详细内容可在霍尔特和詹姆士(2001)中找到。
最近的修改包括为干燥和潮湿河口用TVD方案计算体积通量。