（地理学专业论文）江苏大丰潮滩沉积动力过程研究.pdf

江苏大丰潮滩沉积动力过程研究 摘要 根据现场观测资料，本文从底质粒径组成、潮流边界层、悬沙剖面、悬沙级配特征、 沉积物输运等方面探讨了江苏大丰潮滩的沉积动力特征。 大丰潮滩的底质粒径组成具有明显的空间差异，由海向陆底质的砂含量减小、粉砂含 量和粘土含量增加。盐蒿滩和互花米草滩沉积物主要来源于悬沙沉降，悬沙粒径组成和沉 降特点决定了表层底质的粒径组成。在泥砂混合滩、粉砂细砂滩和细砂滩上，推移质物质 是影响表层底质粒径组成的重要因素。 低潮位附近的细砂滩滩面的涨潮流以逆时针方向旋转为主，落潮流以顺时针方向旋转 为主，涨潮流的流向范围和潮流旋转幅度均大于落潮。落潮历时一般大于涨潮历时，而落 潮流速明显大于涨潮；落潮单宽净输水量明显大于涨潮，涨潮净输水方向以平行海岸为 主。落潮以垂直海岸向海为主，全潮单宽诤输水量主要受落潮流控制。这种水文特征是潮 沟和，或平面环流( 涨、落潮流路不一致) 的影响所造成的。在低潮位附近，涨、落潮周期 中只出现一个明显的流速高峰，出现在落潮中期，高水位时不存在明显的憩流。 一个潮周期内，符合对数分布的流速剖面一般占总数的4 2 9 6 ，各潮周期差别较大。 影响流速剖面非对数分布的因素主要有风、波浪、流速的非恒定性、悬沙浓度等。受悬沙 浓度和流速垂向变化的影响，水体密度层化参数母具有明显的时间变化和垂向变化。悬沙 浓度能够减弱水体垂向上的动能量交换，使摩阻流速或剪切力减小。根据对摩阻流速与推 移质输运率关系的分析，h a r d i s t y ( 1 9 8 3 ) 的推移质输运率公式可导致较大的误差。 悬沙浓度在潮周期内的变化很大，涨潮平均悬沙浓度大于落潮，悬沙浓度及其垂向梯 度具有明显的空间差异。从流速与悬沙浓度的关系以及悬沙粒径组成来看，位于细砂滩的 测站处没有发生明显的再悬浮和悬沙沉降，悬沙浓度的变化主要与悬沙平流输运和悬沙浓 度的空间梯度有关。在有明显再悬浮和沉降的情况下，悬沙粒径组成在潮周期内具有明显 的时间变化和垂向变化，再悬浮量越大，悬沙粒径越粗，悬沙沉降量越大，悬沙粒径越 细，底层悬沙粒径明显粗于上层悬沙粒径。在没有明显再悬浮和沉降的隋况下，悬沙粒径 组成在潮周期内的时间变化和垂向变化都很小，随潮周期的变化也很小。 t 在细砂滩上的观测站位，落潮时段的平均悬沙输运率大于涨潮，涨潮净悬沙输运方向 以平行海岸为主，落潮以垂直海岸向海为主，全潮平均悬沙输运量主要受落潮控制。这种 悬沙输运格局与潮沟的影响、平面环流、涨落潮悬沙浓度不等等因素有关。落潮平均推移 质输运率比涨潮离1 - 2 个数量级，全潮平均输运率受落潮流控制。涨潮时段悬沙输运强度 远大于推移质输运强度，而落潮时段多数情况下推移质输运强度略小于悬沙输运强度，偶 而出现前者大于后者的状况。总体而言，悬沙输运是沉积物输运的主要形式。观测期间， 低潮位附近的滩面受到侵蚀，侵蚀产生的物质向海方向输运；由大潮向小潮，滩面侵蚀速 率减小。 在无观显再悬浮和沉降发生的情况下，悬沙颗粒在垂向上混合均匀，根据r o u s e 能够 较好的模拟出各水层的悬沙浓度，即悬沙浓度的垂向分布符合r o u s e ，悬沙浓度的垂向分 布达到均衡状态。悬沙沉降速度为悬沙中值粒径静水沉降速度的2 2 2 8 倍，絮凝沉降可能 是影响悬沙总体沉降速度和悬沙浓度垂向分布的决定性因素。悬沙浓度在垂向上亦符合对 数分布，c l n z 的线性关系较好，根据两个水层的悬沙浓度具有的对数分布关系可以比较准 确的模拟其他水层的悬沙浓度。 在盐蒿滩上，潮沟内的流速、悬沙输运率、底质活动性都显著大于相应滩面。滩面净 输水、净输沙方向指向涨潮方向，而潮沟受滩面归槽水影响，净输水方向指向落潮方向。 滩面归槽水是造成潮沟流速涨落潮不对称的主要原因，流速不对称程度随潮周期不同而有 所变化。：基沙是盐蒿滩滩面底质的主要物质来源，悬沙与底质在粒径组成上存在着必然联 系，沉积物粒径与该粒级在底质中的含量与在悬沙中的含量之比具有明显的幂函数关系。 关键词：流速剖面；悬沙浓度剖面：悬沙级配；沉积物输运；潮沟；沉积动力；大丰潮滩 i i s e d i m e n td y n a m i cp r o c e s so f i n t e r t i d a lf l a t s ，d a f e n g ，n o r t h e r n j i a n g s u ，c h i n a a b s t r a c t t h et h e s i sd e a l sw i t ht h es e d i m e n td y n a m i cp r o c e s s e so fi n t e r t i d a lf i a t sa td a f a n g ，n o r t h e r n j i a n g s u ，i nt e r m so fs e d i m e n tg a i n - s i z ev a r i a b i l i t y , b e n t h i cb o u n d a r yl a y e rp r o p e r t i e sa n d s u s p e n d e ds e d i m e n tc o n c e n t r a t i o np r o f i l e s ，s e d i m e n tt r a n s p o r tr a t e ，o nt h eb a s i so fi n s i t u m e a s u r e m e n t sa n dl a b o r a t o r ya n a l y s e s g r a i ns i z ed i s 打i b u f i o n so f t h es e a b e ds e d i m e n th a v em a r k e ds p a t i a lv a r i a t i o n so nt h ei n t e r t i d a l f i a t ，w i t ht h es a n dc o n t e n td e c r e a s i n ga n ds i l ta n dc l a yc o n t e n t si n c r e a s i n gf r o mt h el o w e rp a r t t o w a r d st h eu p p e rp a r to ft h ei n t e r t i d a lz o n e ，o nt h es u e a d as a l s aa n d 印a r t i n aa l t e m i f l o r af l a t s ， m a t e r i a l sf r o ms e t t l i n go f s u s p e n d e ds e d i m e n ta r et h em a i ns o u r c ef o rs e a b e ds e d i m e n t ；h e n c e ，t h e g r a i ns i z ed i s t r i b u t i o no fs e a b e ds e d i m e n ti sd e t e r m i n e db yt h ec h a r a c t e r i s t i c so fs u s p e n d e d s e d i m e n to no t h e rp a r t so f t h ef l a t ，t h es e a b e ds e d i m e n to r i g i n a t e sl a r g e l yf r o mb e d l o a dt r a n s p o r t n e a rt h el o w e rp a r to ft h ef i n es a n d yf i a t ，t h et i d a lc u r r e n tr o t a t e si na na n t i c l o c k w i s em a r f f l e r d u n n g t h ef l o o dp h a s eo f t h et i d e ，w h e r e a sd u r i n gt h ee b bt h ec u r r e n tr o t a t e si nac l o c k w i s ep a t t e r n ； t h er a n g ea n dr o t a t i o nd u r i n gt h ef l o o di sl a r g e rt h a nd u r i n gt h ee b b e b bd u r m i o ni sl o n g e rt h a n f l o o dd u r a t i o n ，b u tt h ee b bc u r r e n tv e l o c i t yi ss t r o n g e rt h a nt h ef l o o d n e tw a t e rt r a n s p o r td u r i n g t h ee b bi ss p o n g e rt h a nd u r i n gt h ef l o o d ；n e tw a t e rt r a n s p o r td i r e c t i o nd u r i n gt h ef l o o di sp a r a l l e l t ot h es h o r e l i n e ，b u ti ti st o w a r d st h es e ad u r i n ge b b ( p e r p e n d i c u l a rt ot h es h o r e l i n e ) ，s u c h h y d r o d y n a m i cp a t t e m sr e s u l tf r o mt h ei n f l u e n c e so f t h ep r e s e n c eo f t i d a lc r e e ks y s t e m sa n d o rt h e r e s i d u a lc i r c u l a t i o no v e rt h ei n t e r t i d a lz o n e d u r i n gt h ee n t i r et i d a lc y c l e ，t h e r ei so n l yo n ec u r r e n t v e l o c i t yp e a kt h a to c c u r sa tt h em i d d l ee b b ，a n dt h e r ei sa l m o s tn os l a c kw a t e r ( ie z e r oc u r r e n t v e l o c i t y ) d u r i n gt h eh i g hw a t e rp e r i o d s o nt h ei n t e r t i d a lf l a t ，s u s p e n d e ds e d i m e n tc o n c e n t r a t i o n s ( s s c s ) v a r yc o n s i d e r a b l yd u r i n gt h e t i d a lc y c l e ；t i m ea v e r a g e ds s c sd u r i n gt h ef l o o da r eh i g h e rt h a nd u r i n gt h ee b b ，w i t hr e m a r k e d t e m p o r a la n ds p a t i a lv a r i a t i o n si nt h es s ca n di t sv e r i c a lg r a d i e n t 。b a s e du p o nt h ei n f o r m a t i o no n c u r r e n tv e l o c i t y , s s ca n dv a r i a t i o n so fg r a i ns i z ed i s t r i b u t i o no fs u s p e n d e ds e d i m e n t ，t h e r ei sn o i n t e n s i v er e s u s p e n s i o na n ds e t t l i n ga tt h em e a s u r e m e n ts t a t i o nd u r i n gt h es u r v e yp e r i o d a d v e c t i c m a n ds p a t i a lg r a d i e n to f s s ci st h em a i nr e a s o no f c c sc h a n g e si nt h et i d a lc y c l e ；i nt h i sc a s e ，t h e t e m p o r a lv a r i a t i o ni nt h es s ci sar e f l e c t i o no ft h es p m i a lv a r i a t i o n r e s u s p e n s i o na n ds e t t l i n g i i i p r o c e s s e sc a l lo a l l s ec h a n g e si ng r a i ns i z ec h a r a c t e r i s t i c s ，w h i c ha r ea f f e c t e db yc u r r e n tv e l o c i t y w h e ni n t e n s i v er e s u s p e n s i o na n ds e t t l i n go c c u r ，t h eg r a i ns i z ed i s t r i b u t i o no fs u s p e n d e ds e d i m e n t h a sr e m a r k e dt e m p o r a la n dv e r t i c a lv a r i a t i o n sd u r i n gt h et i d a lc y c l e h o w e v e r , w h e nr e s u s p e n s i o n a n ds e t t l i n ga r ew e a k ，g r a i ns i z ed i s t r i b u t i o nv a r i a t i o n sa r es m a l l s u s p e n d e ds e d i m e n tt r a n s p o r tr a t ed u r i n gt h ef l o o di sl a r g e rt h a nd u r i n gt h ee b b ；t h ed i r e c t i o n o f n e ts u s p e n d e ds e d i m e n tt r a n s p o r ti sp a r a l l e lt ot h es h o r e l i n ed u r i n gt h ef l o o da n dp e r p e n d i c u l a r t ot h es h o r e l i n ed u r i n gt h ee b b t h et i d a lc y c l en e ts u s p e n d e ds e d i m e n tt r a n s p o r ti sc o n t r o l l e db y t h ee b bc u r r e n t s w a t e rc i r c u l a t i o na n dd i f f e r e n c e si nt h es s cd u r i n gt h ef l o o da n de b bp h a s e so f t h et i d ea r et h em a i nf a c t o r sa f f e c t i n gt h eq u a n t i t yo f n e ts u s p e n d e ds e d i m e n tt r a n s p o r t i nt e r m so f b e d l o a dt r a n s p o r t ，b e c a u s et h ee b bc u r r e n t sd o m i n a t eo v e rt h ef l o o dc u r r e n t s ，t h en e tt r a n s p o r ti s d i r e c t e dt os e a w a r d t h es u s p e n d e ds e d i m e n tt r a n s p o r tr a t ei s1 - 3o r d e ro fm a g n i t u d el a r g e rt h a n b e d l o a dt r a n s p o r t e dr a t ed u r i n gt h ef l o o d ；d u r i n gt h ee b b ，i nm o s tc a s e s ，s u s p e n d e ds e d i m e n t t r a n s p o r tr a t ei sl a r g e rt h a nb e d l o a dt r a n s p o r t e dr a t e ，b u to c c a s i o n a l l yb e d l o a dt r a n s p o r ti ss t r o n g e r t h a ns u s p e n d e dt r a n s p o r t f o raw h o l et i d a lc y c l e ，t r a n s p o r tb ys u s p e n s i o nd o m i n a t e so v e rb e d l o a d t r a n s p o r t d u r i n gt h em e a s u r e m e n tp e r i o d 。t h es e a b e dw a se r o d i n g n e a rt h el o w e ri n t e r t i d a ln a t ， w i t ht h ee r o d e ds e d i m e n tb e i n gl r a n s p o r t e dt o w a r d st h es e a f r o mt h es p r i n gt ot h en e a p ，t h e e r o s i o nr a t ed e c r e a s e d d u r i n gac o m p l e t et i d a lc y c l e 4 2 - 9 6 o f t h ev e l o c i t yp r o f i l e sa r el o g a r i t h m i c ；t h ef r e q u e n c y o fo c c u i t e n e eo ft h el o g a r i t h m i cc h a r a c t e r i s t i c sc h a n g e sw i t ht i m e ，w i t hw i n d ，w a v e ，v e l o c i t y a c c e l e r a t i o na n dd e c e l e r a t i o na n ds t r a t i f i c a t i o nb e i n gt h em a i nc o n t r o l l i n gf a c t o r s t h er i c h a r d s o n n u m b e rh a sr e m a r k e dt e m p o r a la n dv e r t i c a lv a r i m i o nb e c a u s eo ft h ep r e s e n c eo fs u s p e n d e d s e d i m e n t t h eb o u n d a r yl a y e rp a r a m e t e r sc a l c u l a t e db yt h ea d a m sm e t h o da r ei n f l u e n c e db yt h e r i c h a r d s o nn u m b e r s u s p e n d e ds e d i m e n tc a l lw e a k e nt h ev e r t i c a le x c h a n g eo fm o m e n t u ma n d e n e r g y , c a u s i n gd e c r e a s ei n n e a r - b e ds h e a rs t r e s s t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e ns h e a rs t r e s sa n d b e d l o a dt r a n s p o r tr a t ei m p l i e st h a tt h eh a r d i s t ye q u a t i o nm a yl e a dt ol a r g ee r r o r si nt h ec a l c u l a t i o n o f b e d l o a dt r a n s p o r t w h e nr e m a r k e dr e s u s p e n s i o na n ds e t t l i n gd on o te x i s t , s u s p e n d e dp a r t i c l e sw e r ew e l lm i x e d w i t h i nt h ew a t e rc o l u m n i na d d i t i o n ，t h es u s p e n d e ds e d i m e n tc o n c e n t r a t i o nc a nb ed e r i v e d a c c u r a t e l yo nt h eb a s e so ft h er o u s ee q u a t i o n t h es e t t l i n gv e l o c i t yo fs u s p e n d e ds e d i m e n t i s a r o u n d2 2 2 8t i m e so ft h ev a l u e sc a l c u l a t e du s i n gt h es t o k e se q u a t i o n t h ef l o c c u l a t i o nw a s p r o b a b l et h em a j o rf a c t o rt h a ta f f e c t st h es e t t l i n go f t h eb u l ks e d i m e n ta n d t h ev e r t i c a ld i s t r i b u t i o n p a t t e m so f t h ec o n c e n t r a t i o n t h ev e r t i c a ld i s t r i b u t i o no f t h e s s cm a yb ed e f i n e db yal o g a r i t h m i c i v p a t c e m ，w i t ht h es s ci n c r e a s i n gf r o mt h eb e dt o w a r d st h ew a t e rs u r f a c e a na n a l y s i si n d i c a t e st h a t t h e r ee x i t sal i n e a rr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h es s c ( c ) a n dl o g a r i t h m i ch e i g h t ( 1 n z ) b a s e du p o nt h e l o g a r i t h m i cr e l a t i o n s h i pe s t a b l i s h e du s i n gs u s p e n d e ds e d i m e n tc o n c e n t r a t i o nd a t ao f t w od i f f e r e n t l e v e l s ，t h ec o n c e n t r a t i o no fo t h e rl e v e l sa b o v et h eb e dc a r lb ee s t i m a t e dw i t ham o d e r a t ea c c u r a c y o nt h es u e a d as a l s af l a t c u r r e n tv e l o c i t y , s u s p e n d e ds e d i m e n tt r a n s p o r tr a t ea n ds e a b e d m o b i l i t yw i t h i nat i d a lc r e e ka l ea l ll a r g e rt h a no v e ra no p e nf l a ts u r f a c e f u r t h e r , o nt h eo p e nf l a t s u r f a c et h et i m e 。a s y m m e t r yp a t t e r n sf a v o u r ss u s p e n d e ds e d i m e n t t r a n s p o r tt o w a r d st h el a n d ；i nt h e t i d a lc r e e k , t h ew a t e rd i s c h a r g ei sn o ti nb a l a n c eb e c a u s eo ft h ee x c e s s i v ew a t e rf l o w i n g t h r o u g h t h ec r e e kd u r i n gt h ee b b ，r e s u l t i n gi ne b b d o m i n a t e dt r a n s p o r to fs u s p e n d e ds e d i m e n t t h u s ，t h e t i d a lc r e e kp l a y sa l li m p o r t a n tr o l ei nm o d i f y i n gt h et i m e a s y m m e t r y p a t t e m so nt h ei n t e r t i d a lf l a t o b s e r v a t i o n si n d i c a t et h a tt h et i m e a s y m m e t r yp a t t e r n sv a r yi nd i f f e r e n tt i d a lc y c l e s s u s p e n d e d s e d i m e n t sa r et h em a j o rs o u r c eo fs e a b e ds e d i m e n t s ，t h e r e f o r e , t h eg r a i ns i z ed i s t r i b u t i o n so f s e a b e dm a ds u s p e n d e ds e d i m e n t sa r ev e r yc l o s ea n dt h e r ei sag o o de x p o n e n t i a l r e l a t i o n s h i p b e t w e e n a g r a i ns i z ea n d t h er a t i o o f t h ec o n t e n t o f t h ec o m p o n e n t a s s o c i a t e d w i t h t h e g r a i ns i z e i n s e a b e ds e d i m e n tt ot h a ti ns u s p e n d e ds e d i m e n t k e yw o r d s ：c u r r e n tv e l o c i t yp r o f i l e ；s u s p e n d e ds e d i m e n tc o n c e n t r a t i o np r o f i l e ；g r a i ns i z e d i s t r i b u t i o n ；s e d i m e n tt r a n s p o r t ；t i d a lc r e e k ；h y d r o d y n a m i c so fs e d i m e n t a t i o n ；i n t e r t i d a lf i a ta t d a f e n g v 1 1 研究目的 第一章引言 海洋沉积动力学研究海洋环境下沉积物的侵蚀、搬运和堆积过程及其对环境的影响， 核心问题为悬移质和推移质输运问题。其研究成果广泛应用于海岸海洋工程、海岸海洋资 源的开发、利用和保护，并为生态环境保护、海岸海洋管理提供重要的科学依据。 潮滩具有水深浅、水流强、悬沙浓度高、底质颗粒细、沉积物运动强烈的特点。在潮 汐作用下，滩面水深变化剧烈，干出和淹没频繁交替。底质在潮流和波浪的作用不断被起 动、悬浮和搬运，悬沙与底质通过底质再悬浮和悬沙沉降进行泥沙交换，受沉积物运动的 影响，潮滩地形地貌处于不断变化之中。研究潮滩沉积动力特征对认识潮滩的发展演化、 泥沙输运、侵蚀和堆积、水沙关系等具有重要意义，进行潮滩沉积动力学研究十分必要。 潮滩上水沙作用强烈，沉降和再悬浮作用明显，易于观测沉积物运动对流速变化的响应， 因而又是研究水一沙界面颗粒态物质运动的理想区域。 我国拥有广阔的潮滩资源，潮滩研究具有重要的科学意义和现实意义。众多学者对潮 滩进行了卓有成效的研究，取得了大量科研成果，对于认识潮滩地貌演化、沉积特征和沉 积过程、水动力作用过程、水沙关系、颗粒态物质运动特性等具有重要意义，如王颖 ( 1 9 6 3 ) 对潮滩分带性特征的研究、陈吉余等( 1 9 8 0 ) 对潮滩平衡剖面的研究、任美锷等 ( 1 9 8 3 ) 对风暴潮对潮滩的影响及风暴潮沉积特征的研究、朱大奎等( 1 9 8 7 ) 等对潮滩沉 积结构的研究、杨世伦等( 1 9 9 4 b ，2 0 0 1 a ) 和时钟等( 1 9 9 7 ，1 9 9 8 ) 对植被对潮滩沉积影响 的研究、张忍顺( 1 9 8 6 ) 对潮滩上悬沙运动特征的研究、张忍顺( 1 9 9 5 ) 和邵虚生 ( 1 9 8 8 ) 对潮滩潮水沟的类型和成因的研究、李炎等( 1 9 9 3 ) 对潮滩发育的周期性的研 究、李从先等( 1 9 9 5 ，1 9 9 9 ) 和范代读( 2 0 0 1 ) 对潮汐层偶形成和保存潜力的研究等。 潮滩研究对于潮滩资源的开发利用和管理、潮滩围垦及促淤、海岸防护、沿岸社会经 济发展、环境保护、海洋工程建设具有重要意义。潮滩盐沼的初级生产力很高，生长了大 量的动植物，是重要的湿地生态系统：盐沼是一些珍贵鸟类的栖息繁殖地，如丹顶鹤等， 具有非常重要的生态、环境和科研价值。 江苏大丰海岸属于半开敞型边缘海海岸，大丰潮滩滩面宽阔，坡度平缓，地貌类型发 育齐全，底质颗粒细，滩面以堆积为主，向海推进速度快，是典型的堆积型粉砂淤泥质海 岸潮滩规模和发育特征十分典型。潮汐类型为规则半日潮，平均潮差3 6 8 m ，属于中等 潮差海岸，潮流类型为旋转流。选择大丰潮滩作为研究对象主要有两个原因：一是潮滩特 征典型，二是前人对大丰潮滩进行过大量研究( 朱大奎，1 9 8 2 、1 9 8 6 ；杨巨海，1 9 8 2 ；任美 】 锷等，1 9 8 4 ；高抒，1 9 8 5 ) ，具有一定的研究基础。 本文从沉积动力学的角度研究大丰潮滩的自然特征。为此进行了多次野外观测，采集 了大量底质和悬沙样品，并对滩面流速和悬沙浓度进行了多个潮周期的观测。利用野外实 测资料，分析了潮滩底质的空间分布、流速剖面及底部边界层参数特征、悬沙浓度剖面分 布、悬沙级配特征及其动力响应、潮滩的输水输沙特征及盐蒿滩潮沟及滩面的沉积动力特 征等。 1 2 研究进展 1 2 1 国外潮滩研究概况 潮滩研究始于上世纪三十年代，从上世纪六十年代以来，研究者们从地理、地质、生 物、物理、生化等角度对潮滩进行了深入研究，大量研究成果集中在沉积环境、沉积结 构、沉积相、沉积模式、沉积判别、与古潮滩沉积的对比等方面( r e i n e c k ，1 9 7 2 ；k l e i n ， 1 9 7 7 ；a m o s ，1 9 8 0 ；a l l e n ，1 9 8 2 ；d a v i s ，1 9 8 5 ) 。 在上世纪5 0 一6 0 年代，p o s t m af 1 9 6 7 ) 和v a ns t r a n t e n & k u e n e n ( 1 9 5 8 ) 提出了细颗粒物 质的沉降迟后和冲刷迟后理论，这对解释潮滩沉积物由海向岸逐渐变细的空间分布特点提 供了重要理论依据。沉降迟后是指当水流流速小于悬沙临界沉速到悬沙在滩面沉降之间存 在一定的时间间隔。侵蚀迟后是指维持泥沙悬浮的最大流速速度小于泥沙的临界侵蚀流 速，这种差异使涨潮期间沉积在中高潮滩的细颗粒泥沙不易重新悬浮。p e s 订o n g ( 1 9 7 2 ) 、 f r e y b a s a n ( 1 9 8 5 ) 、e l l i o t t ( 1 9 8 6 ) 等运用该理论对盐沼的沉积特征进行了解释。除沉降迟 后和冲刷迟后以外，沉积物的空间分布还与波浪作用、围垦、沿岸潮流、生物作用、风暴 潮等因素有关( c o l l i n se ta 1 ，1 9 8 1 ；c a l i n g ，1 9 8 2 ；z h a n g ，1 9 9 2 ；f r e n c h & s p e n c e l1 9 9 3 ；d y e l 1 9 9 4 ；k e ，1 9 9 5 ；f l e m m i n g & n y a n d w i ，1 9 9 4 ；l e ee ta 1 ，1 9 9 9 ；f a ne ta 1 ，2 0 0 2 ) 。 潮汐和波浪是造成潮滩沉积物发生侵蚀、搬运和堆积的动力因素，潮流流向控制着沉 积物的输运方向，风成环流、潮汐不对称、河流输水等对沉积物输运方向也有重要影响 ( h i re ta 1 ，2 0 0 0 ；u n c l e s & s t e p h e n s ，2 0 0 0 ；w h i t e h o u s ee ta 1 ，2 0 0 0 ) ，波浪与潮流的非线性 作用能够增加滩面水体与底床间的摩擦作用，增强底床沉积物的运动强度，并对沉积物的 净输运方向产生影响( f r o s t i c k & m c c a v e ，1 9 7 9 ；k e ，1 9 9 s ；a m o s ，1 9 9 5 ；b a s s o u l l e te ta 1 ，2 0 0 0 ； f r e n c he ta 1 ，2 0 0 0 ) 。潮汐、波浪又是塑造潮滩剖面形态的重要因素，r o b e r t se ta 1 ( 2 0 0 0 ) 采 用数学模型的方法研究了它们的影响，发现潮差增加可以使潮滩坡度变陡，潮滩宽度则基 本不变：波浪作用增强能够使滩面坡度变陡。 2 滩面具有多种时间尺度的周期性变化( o b r i e ne ta l ，2 0 0 0 ) ，如潮周期、大小潮周期、 季节和年际周期等，大小潮周期和潮周期变化主要受潮汐作用所驱动，季节变化与波浪的 强度、频率以及生物作用有关，非周期性因素如暴雨、台风等对潮滩发育也有重要影响。 s t e l d e r ( 2 0 0 0 ) 研究认为潮滩的沉积动力特点与天气状况密切相关，平静天气时，水动力以 潮流作用为主，滩面发生堆积：大风天气时，潮流和波浪的共同作用使滩面发生明显的侵 蚀；风暴潮天气时，滩面侵蚀主要与波浪作用有关，并且波浪作用控制着沉积物的输运。 潮滩底质的抗侵蚀性有明显的时间和空间变化( w i d d o w se ta 1 ，2 0 0 0 ) ，底质在空气中的 出露时间和生物作用是影响底质抗侵蚀性的重要因素，藻类能够增加底质的抗侵蚀能力 ( t o l h u r s te ta l ，2 0 0 0 ；c h r i s t i ee ta 1 ，2 0 0 0 ) ，底栖动物的扰动则能减弱底质的抗侵蚀能力，压 实作用、底质的粘土含量和物质组成对抗侵蚀性也有重要影响，压实作用越强、粘土含量 越高，底质越难以被侵蚀( a m o se ta 1 ，1 9 8 8 ；p a t e r s o n ，1 9 9 7 ；a u g u s t i n u s ，2 0 0 0 ) 。 在滩面上和潮沟里存在明显的涨落潮历时不对称和流速不对称，时间流速不对称将导 致潮滩的输水输沙不对称，并会对沉积物的侵蚀、输运和堆积过程产生重要影响( p e t h i c k ， 1 9 8 0 ；c o l l i n se ta 1 ，1 9 8 1 ；a d a m se ta 1 ，1 9 9 0 ；p i l l a ye ta 1 ，1 9 9 2 ；d a v i d s o ne ta l ，1 9 9 3 ；k e c o l l i n s ，2 0 0 0 ；r a n a s i n g h e p a t t i a r a t h i ，2 0 0 0 ；b l a n t o ne ta 1 ，2 0 0 2 ) ，a n d e r s e n & p e j r u p ( 2 0 0 1 ) 研究发现平静天气时潮滩沉积物输运与流速时间不对称密切相关。潮滩的输水输沙有涨落 潮变化和明显的季节变化( w a r d ，1 9 8 1 ) ，涨落潮变化与时间一流速- 悬沙浓度不对称有关，季 节变化则与生物活动、大风和大雨天气、波浪有关。 1 2 2 国内潮滩研究概况 潮滩具有明显的分带性，按植被、地貌、沉积和动力等，可将潮滩划分多个相带，比 如泥滩( 一般包括盐蒿滩、米草滩和互花米草滩) 、泥砂混合滩、粉砂细砂滩和细砂滩。 王颖等( 1 9 6 3 ) 通过对渤海湾淤泥质潮滩的研究，提出了潮滩的分带性特征。邵虚生等 ( 1 9 8 2 ) 、徐志明( 1 9 8 5 ) 研究了上海潮滩的地貌和沉积特征的空间分带性。杨巨海 ( 1 9 8 1 ) 、任美锷等( 1 9 8 4 ) 、柯贤坤( 1 9 8 5 ) 、朱大奎( 1 9 8 7 ) 对江苏潮滩的地貌、沉 积结构进行了研究。张国栋等( 1 9 8 4 ) 研究了苏北谅港现代潮坪各相带的微地貌和沉积构 造特征；符文侠( 1 9 9 4 ) 研究了锦州湾潮滩的微地貌类型和横向分带。李伯根等( 1 9 9 4 ) 发现瓯江口南岸潮滩的沉积物由海向岸逐渐变粗，认为该现象与波浪作用有关。蒋国俊 ( 1 9 9 8 ) 对峡道潮滩的沉积特征进行了研究。 潮流和波浪是影响潮滩发育的动力因素，樊社军等( 1 9 9 7a ，b ) 和虞志英等( 1 9 9 4 ) 的研究认为在侵蚀岸段，波浪是导致岸段侵蚀的主要动力，潮流主要起到泥沙输运和扩散 3 的作用，在堆积岸段，潮流是岸滩塑造的主要动力。徐元等( 1 9 9 4 ，1 9 9 8 ) 分行了潮峰的 特点和生成机制，认为潮锋是涨潮前锋的水流加速过程，其强度和时空变化由潮位变化速 率所决定，潮波为驻波时，潮锋对中潮滩的作用最强烈，潮波为前进波时，对低潮滩的作 用最强烈。陈卫跃( 1 9 9 2 ) 分析了弱浪和暴风浪时期潮滩上的水沙运动特征和地貌响应， 认为泥沙沉降延迟和冲刷延迟理论在暴风浪时期受很大限制。章可奇等( 1 9 9 4 ) 发现潮流 能够引起潮滩的低频变化，波浪能够一起潮滩的高频变化，潮滩不同部位对潮流和波浪作 用的响应程度是不相同的。风暴潮也是影响潮滩发育的重要动力，任美锷等( 1 9 8 3 ) 研究 发现一次风暴潮对潮滩的影响超过潮滩整个季节的变化，在风暴潮过程中，潮间带普遍先 冲刷然后局部淤积，潮沟的变化具有多样性，一般是沟头严重淤积或堵塞，下部明显拓 宽，槽底高程抬高，胡明毅等( 2 0 0 2 ) 回顾了风暴对潮滩沉积的影响。 潮滩发育具有多种周期性，如涨落潮周期、大小潮周期、季节周期、年周期等。杨世 伦( 1 9 9 7 ) 认为长江三角洲潮滩的发育存在季节性冲淤循环，潮差、风浪、岸外含沙量、 平均海面等因素是主要影响因子。夏小明等( 1 9 9 7 ) 探讨了港湾淤泥质潮滩的周期变化， 认为潮滩循环是各种环境条件和动力因素周期性变化的结果。章可奇等( 1 9 9 4 ) 通过频谱 分析，认为滩面发育与潮流、波浪关系密切，具有2 - 5 天、1 5 天、3 0 天的周期性变化