河口潮滩地貌和沉积物对人类工程的响应特征

第41卷 第5期

海 洋 学 报

HaianuebaoygX

,Vol.41No.5

Ma019y2

issn.0253-4193.2019.05.011

],():,:/谢卫明,何青,张迨,等.河口潮滩地貌和沉积物对人类工程的响应特征[海洋学报,J.2019415118-127doi10.3969.j

[],,():,:/arinetidalflatJ.Haianuebao2019415118-127doi10.3969i.ssn.0253-4193.2019.05.011ygXj

,H,,XieWeimineQinZhanaietal.Theresonseofmorhlondsedimentcharacteristicstohumanmodificationinanestu-gggDpppgya

河口潮滩地貌和沉积物对人类工程的响应特征

2

,谢卫明1,何青1*,张迨1,朱磊1,郭磊城1,王宪业1

(;华东师范大学河口海岸学国家重点实验室,上海2水利部黄河水利委员会黄河水利科学研究院,河南郑1.000622.)州450003

摘要:河口潮滩受径潮流的共同作用,在自然环境与人类活动的影响下处于不断的动态调整中,其中大型人类工程往往对其短期地貌变化和沉积物特征产生巨大影响。长江口2013年底至2014年5月,崇明东滩北部开展大规模互花米草治理工程,本文基于地面三维激光扫描技术、植被点云数据滤除算()法、沉积物取样以及室内粒度分析等手段,对比了工程前后潮滩地貌与沉积物特征。研究发现:完1工后研究区域靠海及南侧区域出现明显冲刷,北侧虽出现淤积,但整个区域平均冲刷幅度仍达4cm;

()工程前研究区域沉积物平均中值粒径为2工程完工后沉积物平均中值粒径则增大到329μm,8μm;

()工程完工后沉积物靠海及南侧区域明显粗化,北侧沉积物则变细。结果表明,围垦工程会造成邻3

近潮滩大幅冲刷以及表层沉积物粗化,但潮滩不同区域地貌和沉积物特征对工程的响应仍存在空间差异性。研究揭示尽管河口潮滩长期演变过程受流域来沙条件影响,但围垦工程等局部影响因素会短期内显著改变潮滩动力地貌过程。关键词:潮滩;地貌;沉积物;人类工程;长江口

中图分类号:P737.17

文献标志码:A

()文章编号:0253-4193201905-0118-10

1 引言

海平面上升、海岸侵蚀后退以及风暴潮等海岸问题,潮滩等生态护岸工程在海岸防护中的作用日益得到

]1

。潮滩还是陆海交界过渡区域物质沉积与转重视[

岸消能的减灾作用以外,其土地储备的经济价值以及

]3-6

。影响河口潮滩发生态环境效益同样十分可观[

未来5全世界的沿海城市或多或少面临0年里,

育的因素众多,其中既包括自然环境因素,诸如流域水沙条件、河口动力环境、台风以及海平面上升等;也包括人类工程影响,比如滩涂围垦等,尤其是近些年来,随着人类对沿海土地资源需求的加大,海岸围垦工程也日益增多,人类工程对潮滩发育的影响也越来

]7-11

。越显著[

换的重要场所,对泥沙输运、生源要素的迁移转化以

]2

。而河口潮及有机质循环等起着重要的控制作用[

除了护Mississii河口、Chesaeake湾以及长江口等,ppp

;。收稿日期:修订日期:2018-06-222018-11-23(,)。17DZ120480016DZ1205403

滩,多分布在沿海经济发达区域,如Scheldt河口、

长江口崇明东滩是世界著名的河口滩涂湿地,位

于亚太候鸟迁徙路线东线中段,其盐沼植被带区域是

;,,,;基金项目:国家重点研发计划项目(国家自然科学基金项目(上海市科委项目2016YFE0133700)51739005513201050054140609441506105),:_作者简介:谢卫明(男,湖南省邵阳市人,博士,主要从事海岸水沙运动与冲淤演变研究。E1990-)-mailtseinzahi@sina.comg:何青,教授,主要从事河口海岸水动力、泥沙运动及冲淤演变研究。E*通信作者:-mailinhe@sklec.ecnu.edu.cnqg

河口潮滩地貌和沉积物对人类工程的响应特征5期 谢卫明等:

]12-13

。因为位处长江河国际迁徙鸟类重要的栖息地[

]14

。口,其地貌变化也与河口系统演变密切相关[

119

在还原潮滩地形高程数据方面仍难以达到高精度要

]19-20

。机载激光扫描技术具有快速获取大面积点求[

崇明东滩实施了互花米草2013年底至2014年5月,

控制与鸟类栖息地优化生态治理工程,期间对崇明东滩中北部互花米草分布区域进行大面积围堤控制,围

[]215

。工程开展期间,垦面积达1施工单位筑堤4.4km

云数据的优点,但其在高程测量上的误差(约15cm)使其较难满足年际时间尺度潮滩地形变化的观测要(,)相比机载激光扫描技TerrestrialLaserScannerTLS

术精度更高,可达厘米级,已经在地形高精度观测方

]23-24

。面得到了广泛应用[

]21-22

。近年来发展迅速的地面三维激光扫描技术求[

),时使用大量土工布充泥带(图1大幅改变了崇明东c滩的水沙动力环境,并破坏了潮滩原本的输水输沙通道,使崇明东滩地貌与沉积物特征发生明显变化,其中地形地貌的冲淤变化是对工程响应最直接、最迅速的特征,而沉积物特征变化也能反映工程对潮滩的影响。

传统潮滩地形观测采用插钎法、水准仪或全站仪等测量方法,但由于潮滩滩面宽广、潮沟密布、泥泞难但其点GPS-RTK技术很大程度上提高了观测速率,

位式的观测特征,仍无法满足潮滩大面积观测的需

]18

。卫片遥感技术尽管已能够反演潮滩地形,求[但]16-17

。行,上述方法往往难以满足快速观测的要求[

明东滩布置测点进行扫描观测,及时获取工程前后研

]15,23

,究潮滩大范围高精度地形数据[并在此基础上对

本研究基于T在工程前后对长江口崇LS技术,

工程前后潮滩地形变化进行了准确定量分析,以探究人类工程对位处其邻近但不同距离潮滩所产生影响的差异;同时采取表层沉积物样品并经后期室内分析得到工程前后沉积物特征数据,并对比工程前后潮滩沉积物特征的变化,以研究沉积物特征的变化规律以及工程对不同距离潮滩沉积物的搬运和沉积作用。

,Fi.1 Masofstudreatheembankmentandfieldobservationsitesgpya

图1工程位置以及观测站位示意图 研究区域、

2 研究区域与方法

2.1 研究区域

研究区域位于长江口崇明东滩鸟类国家级自然)。崇明东滩是长江口最大的保护区南部潮滩(图1

潮滩,南部潮滩靠近北港水道,其所处的长江河口多年平均潮差为2最大潮差可达6为中等强.6m,.0m,为淤泥质潮滩。该处潮滩按有无植被分为盐60μm,

沼植被带和光滩,多条大小不同的潮沟则蜿蜒贯穿于度潮汐环境。潮滩表层沉积物中值粒径一般小于

120海洋学报 41卷

二者之间。本次研究区域以盐沼带居多,覆盖其上的植被种类丰富,以糙叶苔草群落、海三棱藨草群落和,藨草群落为主(其植被高度都在1间杂00cm以下)

[]23

。尽管少量芦苇群落(植被高度在100cm以上)

实现过滤。图像处理中侵蚀和膨胀过程得到应用。侵蚀定义为对于每单元,与窗口尺寸(内(设为其wi)相邻的单元)的值进行比较,取其中最小值为目标单”;元“侵蚀后高程值(膨胀则定义为对每单元,与Ep)窗口尺寸(内各值进行比较,取其中最大值为目标wi)”。计算公式为:单元“膨胀后高程值(Dp)

历史上崇明东滩一直淤涨,但近些年来,随着外界条件的变化比如长江流域来沙减少,崇明东滩潮滩已经呈现出淤涨速度变缓甚至局部转变为冲刷的情2.2 研究方法

2.2.1 潮滩地貌变化高精度观测

]25

。况[

Ep=

Dp=

(x∈wyp,p)

min(zp),

式中,点(代表点p内邻近xp,zwi)yp,p)j在窗口((x∈wyp,p)

max(zp),

()1()2

潮滩地貌传统观测方法大多采用术或遥感技术,但前者点位式观测无法满足潮滩大面GPS-RTK技

积观测需求,后者通常在精度方面难以达到要求[

23

]012年,

河口海岸学国家重点实验室将地面三维激。光扫描技术引入到河口潮滩地貌观测中,开启了潮滩地貌大面积、高精度、高效观测的新时代。本研究中

L器精度可达Z4S系统采用高速、高分辨率三维激光扫描仪000,具有竖直60°,水平36的广阔视角范围Ri,eg

仪l管其最远观测距离可达15mm,重复测量精度达0°10mm;

此外,尽开展的相关实践研究[23

40]00m,

但经过前期在潮滩设置为1000m以内,则获得的数据既可以满足精度,发现若将其观测有效距离

要求又能覆盖较大的空间范围。整个坐标系统采用反射柱矫正法,反射柱中心坐标通过获取[23

程前(。利用TLS技术,

本研究分别于生态治理工GPS-RTK技术

]-11月20)

1在长江口崇明东滩布置扫描站点进行观测3年9-10月)和治理工程完工后(2014年9

(可得研究区域工程前后的激光点云数据图1),将两次观测获取的多站点云数据整合校正后。

,激光点云数据除包含潮滩地形数据外,还涵盖覆盖其上的非地面点数据,比如建筑物(栈桥、小木屋等)、植被、鸟类等。为获取研究区域高精度地形数据需对非地面点进行滤除,这也是。本文基于数学形态滤波原理TLS在潮滩观测方面应用的难点所在,针对研究区域盐沼植被低矮的实际情况,开发潮滩激光点云数据非地面点过滤算法,具体步骤如下:格,其边界取决于点云边界(1)基于点云数据构建,一各单元值取其范围内高个单元组成的矩形网程最低点坐标pj点云数据,那么此单元的值就取距其距离最近的单元(xj,yj,zj),如果范围内没有任何的值。这些单元的高程值构建为过滤前的最小高程平面。

(2

)基于最小高程平面,执行窗口尺寸内比较以点。本文选择的窗口类型为二维矩形,即如果窗口尺寸为nn×n个单元比较。

对于侵蚀和膨胀的应用有多种组合,那么目标单元就和其周围,本文选择“开”操作,即先执行侵蚀然后再执行膨胀,这样可有效使地面点不被误删。“开”操作执行后可得一高程平面,计算该平面各单元与前次计算所得高程平面内各单元的高程差(对于第一次计算,选取最小高程平面作为其前一次高程平面),如高程差((dhidh,j)

大于阈值i,T差阈值)

(,d那么该单元点就被认为是非地面点h。高程i,T)设定如下ì:dhïï

dhi,T=síïï(w0 wi≤1i-wi-1)c+dh0îdh

wi>1,(3)dhmaxhhma0是阈值的初始值 di,T>dx

式中,,一般设定为扫描系统在研究区域的精度量级(本文选择最大值,一般选择非地面点的最大尺寸3cm);dhmax是阈值的;s是区域最大

地形坡度;c是单元尺寸大小;wi是第i次循环中过滤窗口尺寸(其值定义为单元的个数)

。得的高程平面作为(3

)逐渐增大过滤窗口尺寸大小“开”操作的输入值,,再以上一步获循环执行第二步和第三步直到窗口尺寸大小(单元大小c×窗口尺寸wi)大于非地面点的最大尺寸大小dhmax得地面点和非地面点。

。最终可扫描点云数据经整合和过滤之后,得到的地形数据高程精度可达基准面。

0.03m。其中高程参考长江口吴淞.2.2 潮滩沉积物特征分析

在获取地形地貌数据时同步采集潮滩各站滩面表层沉积5物cm深度的沉积物样品,

并在实验室对采集的样品加入浓度为4%的偏磷酸钠(理[N。aP通过O3]6),然后用超声波振荡对样品进行分散处m)测试,C得到样品的分散粒oulter-LS100Q激光粒度仪(径。进一步0.对4~测10试0结0

2TV2μ

河口潮滩地貌和沉积物对人类工程的响应特征5期 谢卫明等:121

果分别统计,得出工程前后各站中值粒径和不同粒,并采用F~2000μm)olk和Ward分类方法确定26]

。其沉积物类型[

径组分(黏土0.粉砂4~6砂65~4μm,2.5μm,2.5

滩后,坡度值减小为约0.1%。2013年盐沼带地形呈现出南北两侧高而中间区域相对要低的现象,此外在北侧潮滩前缘甚至存在一个相对较高的高地;2014年南侧盐沼带高程与2且2013年相比明显降低,013年北侧潮滩前缘的高地也消失,但北侧高潮滩区域的),高程值仍较大。对比两年的地形可知(图2工程修建后,整个潮滩发生了明显的冲刷,高程平均值减少约4c其中盐沼带南侧与北侧潮滩前缘区域发生m,显著的冲刷,冲刷最大处可达6研0cm。尽管如此,究区域北侧高潮滩盐沼带仍有明显的淤积现象,最大淤积幅度也达到了70cm。

3 结果

3.1 工程前后地形变化

3.1.1 工程前后潮滩整体冲淤变化

);海向陆,高程逐渐增大(图2且地形坡度逐渐变缓,坡度以临近海域区域最大,其值约为0进入高潮.3%,

研究区域的整体高程位于-0由.5~5m之间,

)),)Fi.2 Diitalelevationmodelsofthestudreain2013(aand2014(bandtheelevationchanebetweenthetwoyears(cggyag

)图2及2 研究区域高程图(a.2013年,b.2014年)014年与2013年高程差值(c

3.1.2 工程前后潮滩不同剖面地形变化

研究区域从南到北潮滩地貌类型并不完全相同,北侧潮滩与南部相比要更宽,北侧潮沟系统相较。此外,南侧也发育得更充分(图2)治理工程修建在研究区域的北部区域,其与研究区域北侧相邻而离南侧远。为了探讨研究区域不同潮滩地貌类型对)。总的来看,图3由岸向海2、3进行地形变化分析(方向,北侧的潮滩断面最长且最为平缓,近3500m高程变化范围为2.南侧潮滩断2000m,4~4.5m;面则最短且平均坡度最为陡峭,长度不到1300m的剖面高程变化范围为3.中部长度约为0~4.2m;工程的响应过程,故从北到南依次选取潮滩断面1、

3.2 工程前后沉积物特征变化

冲刷,平均冲刷幅度达到19cm。

3.2.1 工程前后中值粒径变化

图4为研究区域2013年、2014年表层沉积物中值粒径的空间分布以及两年中值粒径变化。由图可知,整个研究区域沉积物中值粒径都在60μm以下,属于淤泥质潮滩,这与其所处的长江河口环境相关;研究区域沉积物整体呈现北细南粗的分布规律。此2013年盐沼带南侧高潮滩区域存在较细沉积物的现象,沉积物中值粒径平均值仅有2而该区域在0μm,外,2013年与2014年沉积物特征仍存在一定的差异:

。由图3的断面高程变化范围为2.图3)4~4.6m(但高潮滩潮沟密集处则发生明显的淤积;中部中、高潮滩发生明显的冲刷,但潮滩前缘靠潮沟入口的位置有轻微的泥沙淤积;南侧潮滩断面整体发生显著

可知,工程后,北侧潮滩断面前缘发生明显的冲刷,

平均中值粒径约为32014年沉积物明显粗化,5μm;此外,2014年北侧潮滩前缘区域沉积物平均中值粒径约为5远大于其20μm,013年的值25μm。进一步

)对比工程前后研究区域沉积物中值粒径变化(图4可知,工程后北侧沉积物发生了明显的细化,而盐沼带潮滩前缘、南侧高潮滩区域以及北侧中潮滩区域表

122海洋学报 41卷

Fi.3 Comarisonsoftidalflatprofilesbeforeandaftertheembankmentgp

图3 工程前后各潮滩剖面地形变化比较

)图4及2 研究区域沉积物中值粒径分布(a.2013年,b.2014年)014年与2013年中值粒径变化差值(c)),Fi.4 DistributionsofD5fsurficialsedimentsamlesinthestudiedsitesin2013(aand2014(bgp0o

)andthecomarisonbetweenthetwoyears(cp

值粒径平均值为2工程后该值为39μm,8μm。3.2.2 工程前后沉积物类型变化

层沉积物都发生了明显的粗化。工程前研究区域中粉砂、砂质泥和砂质黏土,范围包括南侧高潮滩区域以及北侧中潮滩区域,而研究区域潮滩前缘则出现了更粗的黏土质砂。

物类型的空间分布情况。可以看出,研究区域表层沉积物主要以粉砂、砂质黏土、砂质泥和砂质粉砂为主。其中,2013年除了北侧潮滩与中部潮滩前缘区域有较小范围的砂质泥和砂质黏土外,潮滩整个区域基本为砂质粉砂;而工程修建后,2014年研究区域沉积物类型分布发生了明显的变化,潮滩沉积物类型出现了

图5为研究区域2013年和2014年的表层沉积

4 讨论

4.1 潮滩地貌与沉积物特征变化的影响因素

近些年来,随着外界条件的变化比如流域来沙减少和海平面上升,世界潮滩都面临着淹没蚀退的挑战,长江河口潮滩也已呈现出淤涨速度变缓甚至局部

]25

。统计对比不同时期大通站平转变为冲刷的情况[

河口潮滩地貌和沉积物对人类工程的响应特征5期 谢卫明等:123

))Fi.5 Sedimentclassficationsofthestudreain2013(aand2014(bgya

))图5和2研究区域表层沉积物类型分布 2013年(a014年(b

均年径流量、年输沙量与崇明东滩垂向淤积速率数据),可知(表1大通站平均年径流量变化1980年以来,

不大,但平均年输沙量显著减少,崇明东滩的垂向淤积速率也明显减小,可以看出崇明东滩年际淤积速率与大通输沙量变化趋势基本一致,说明流域来沙条件是潮滩地貌的重要影响因素。对于本文而言,2013年和2014年大通年输沙量分别为1.17亿t和1.20,亿t二者相差不大,所以可认为流域来沙因素不是本文研究区域显著地貌变化的原因,应该更多考虑局地因素或者工程的影响。

),研究区域邻近长江口北港水道(图1潮滩涨落

泥沙供给会使台风过后数周内潮滩即迅速发生恢复性淤积,同时潮沟出现冲刷,进而削弱台风对潮滩地

]5

。未来开展极端气候对潮滩地貌影响的貌的影响[

定量化研究仍很有必要,这是因为极端气候对于短时间尺度内潮滩系统的泥沙再分布过程有重要影响。

崇明东滩北部生态治理工程修建过程中,围堰等施工手段大幅改变了研究区域的动力环境,并破坏潮滩原本的输水输沙通道,造成潮沟系统泥沙供给发生变化并最终导致进入盐沼带沉积的泥沙减少。此外,施工期间处于枯季,大部分盐沼带植被处于衰亡状态,不能起到促淤固滩的作用,某种程度上加剧了研

]3

。工程修建究区域泥沙来源减少造成的冲刷态势[

]27

,潮流受北港涨落潮流影响较大[尤其是光滩区域,

涨落潮流方向基本与北港水道一致,即输水输沙方向)。因而,与潮滩岸线方向平行(表2崇明东滩南部盐前人研究表明,潮沟系统在近岸海域与盐沼带之间起着水沙输送纽带作用,中低潮期间近岸海域泥沙被输运并沉积在潮沟系统,大潮涨潮期间潮沟中的漫滩水

]3

。本文研究结流将泥沙输送至盐沼植被带并沉积[

后,整个盐沼带相比工程前,地形发生了明显的冲刷,尤其是在南侧区域和潮滩前缘区域;而这些区域沉积物也出现较为明显的粗化现象。以往研究认为合理规划的人类围垦能够在盐沼湿地发育中发挥积极作

]9

,用[本研究的结果表明围堰造堤工程会改变潮滩湿

沼植被带沉积泥沙主要来源于潮沟系统的向岸输沙。

地的水沙动力环境与破坏原本的水沙输运过程,进而影响潮滩地貌变化,因此围垦工程是该时段研究区域地貌变化的主要影响因素。大堤完工后,潮滩地貌会随之进行新的一轮自我调节过程,以往研究表明,大规模海堤建成后,邻近潮滩的水动力条件和泥沙输运路径会发生变化,比如上滩流速受海堤顶托作用减小

]10

,而导致大量泥沙沉积在邻近潮滩[这些泥沙会进

果表明工程后北侧高潮滩潮沟明显淤积,说明北侧潮沟系统有充沛的泥沙输运至邻近滩面,进而造成北侧潮滩显著淤积;相较而言,南部的潮沟系统呈现冲刷态势,说明潮沟系统泥沙供给不充沛,因而南侧盐沼带呈现出冲刷态势。上述结果说明潮沟系统对盐沼带地貌演变有显著影响。需要指出的是,本文研究年际地貌变化没有辨析极端气候的影响,这是因为有研究表明在长江口等高浊度河口,尽管极端气候比如台风会在短期造成潮滩剧烈冲刷和潮沟淤积,但充沛的

一步通过潮沟输运至盐沼植被带;此外,筑堤会围垦大面积潮滩,导致潮滩水域面积减少,即泥沙沉积区域面积减少,上述因素都会造成邻近未围垦潮滩发生淤积。

124海洋学报 41卷

本文研究结果表明,围垦工程作为重要的局部影响因素,短期内会显著改变潮滩动力地貌过程,但长期来看,对于潮滩尤其是河口潮滩来说,若流域来沙

充沛,则潮滩一直淤涨;若流域来沙较少,则潮滩淤涨放缓甚至出现蚀退现象,因此河口潮滩淤涨蚀退过程更多地受流域来沙条件影响。

表1 不同时期大通站水沙情况及崇明东滩垂向淤积速率统计

Tab.1 StatisticsofaveraewaterandsedimentfluxesatDatonndaveraeelevationchanesineasternChonminIslandduringgaggggg

differenteriodsp

时期1982-1990年1990-2006年2006-2010年

]垂向淤积速率依据文献[数据整理。 注:25

3/亿m大通站平均年径流量

-1/垂向淤积速率cm·a

/亿t大通站平均年输沙量

4.152.921.30

8910.009201.538184.80

20.67.22.5

表2 研究区域光滩流速与含沙量分布特征Tab.2 CharacteristicsofvelocitndSSCinthestudreayaya

站位S1S2S1S2

2010年11月8日夜潮

日期

2010年11月8日日潮

涨潮平均

-1/流速cm·s

落潮平均

/·L-1含沙量g

1.61.51.11.3

-1/流速cm·s

24.439.313.523.5

/()流向°217.1248.5218.4250.0

8.37.7

/()流向°81.168.9126.285.5

/·L-1含沙量g

1.72.40.81.1

10.710.0

]依据文献[数据整理, 注:27S1与S2站点位置如图1中所示。

4.2 潮滩地貌与沉积物的工程响应的空间差异

潮滩地貌演变过程涉及以下3个主要因素:水动力过程,泥沙运动过程,以及滩面下垫面特性。如果水动力过程强,滩面泥沙松散,则泥沙易被侵蚀进而造成滩面冲刷;反之,若水动力过程弱,滩面泥沙固结程度高,则泥沙不易侵蚀且水体悬沙易沉降进而滩面发生淤积。

映水动力强弱。对比研究区域沉积物类型和各组分含量发现,本区由陆向海,砂含量逐渐增高;由南向北,黏土含量逐渐增高。这些沉积物分布特征表明研究区域南部潮滩前缘区域水动力最强,而北侧区域水动力相对较弱。同时,南侧潮滩平均坡度相对较大,),而潮滩宽度尤其是盐沼植被带范围较窄(图2盐沼植被在削弱水动力、固结滩面、捕获悬浮泥沙方面的

]29-30

,有效性已经得到了充分验证[故在外界条件发

]28

,根据以往研究结果[沉积物中砂含量可以反

缓,植被覆盖的盐沼带宽广,滩面沉积物较难被扰动,北侧潮滩环境更易于捕获泥沙进而淤积。

本文研究结果充分印证上述情况,工程后研究区)。域靠海及南侧区域出现冲刷,北侧则出现淤积(图2需要指出的是,工程完工后沉积物靠海及南侧区域进一步粗化,而北侧细化,说明工程后南侧水动力环境变强,有可能进一步加剧该区域的冲蚀情况,需要引起重视。

基于本文的研究,从潮滩稳定与海岸可持续发展的角度,建议以后围垦工程地点应尽量选取泥沙来源充沛、潮滩宽广、水动力相对较弱的区域,并且应保证保留足够长的盐沼植被带,使工程后潮滩仍能保持淤涨发育的态势。还需要说明的是,尽管工程后整个潮滩呈现冲刷态势,潮沟系统附近的潮滩仍表现出淤积),态势(图2说明潮滩潮沟系统输水输沙过程是潮滩泥沙输运的重要渠道,因此工程修建过程中应避免破坏现有的潮沟系统,充分保留潮沟系统输水水沙的功能,进而维持潮滩的健康生命。

生变化时,水动力强且盐沼植被带范围更窄的南侧潮滩更容易被扰动侵蚀;相比而言北侧潮滩平均坡度更

河口潮滩地貌和沉积物对人类工程的响应特征5期 谢卫明等:125

5 结论

本文利用地面三维激光扫描系统获取了生态工程修建前2013年和完工后2014年崇明东滩南部潮滩大范围的地形数据,同时采集多站表层沉积物样品并获知该区域的沉积物特征分布情况。得到的主要()结论如下:研究区域高程在-由海10.5~5m之间,向陆高程逐渐增大;沉积物类型以粉砂、砂质黏土、砂)质泥和砂质粉砂为主,为淤泥质潮滩。(工程修建2过程中,围堰工程改变了潮滩的水沙动力环境并破坏参考文献:

原本的水沙输运过程,外加枯季盐沼植被枯萎的影()工程后,北侧潮滩断面前缘发生明显的冲刷,但高3

潮滩潮沟密集处则发生明显的淤积;中部中、高潮滩发生明显的冲刷,但潮滩前缘靠潮沟入口的位置有轻微的泥沙淤积;南侧潮滩断面整体发生显著冲刷,说明潮滩不同区域地貌和沉积物变化对工程的响应存)在明显的空间差异性。(工程修建造成研究区域短4期内出现明显的冲刷,但潮滩的长期动力地貌过程仍取决于流域水沙条件。

响,整个潮滩出现明显的冲刷;而沉积物则明显粗化。

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modificationinanestuarinetidalflat

1211111

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RiverInstituteodraulicResearch,YellowRiverConsercancommissionoheMinistraterResources,ZhenzhoufHyyCftyofWg,450003China)

(,1.StateKeaboratorstuarineandCoastalResearch,EastChinaNormalUniversitShanhai200062China;2.YellowyLyofEy,gsedimentcharacteristicsinestuarinetidalflats.AhueembankmentwasconstructintheeasternChonmintidalggg

flatsintheChanianiverEstuarfrom2013to2014.BasedonTerrestrialLaserScannersstem,non-roundgjgRyyg,sinificanterosionoccursinthesouthernpartwhileeventhouhlihtdeositionaearsinthenorthernpartthegggppp

,entiretidalflatstillexeriencessinificanterosionafterthecomletionoftheembankmentwithaaveraedecreasepgpg

tions.Thehumanmodificationsparticularlhowastroninfluenceontheshort-termmorholoicalchanesandysgpgg

holoicalstatusesofestuarinetidalflatsarealwasbeinnamicduetobothhumanimactsandnaturalvaria-pgygdyp

:AbstractTheestuarinetidalflatsarealwasundertheinfluencesofbothriverinutsandtidalcurrents.Themor-yp

,,ointsfiterinethodsedimentsamlesandlaboratornalsesthisstudimtoexloretheresonseofmor-pgmpyayyapp

:()hlondsedimentcharacteristicstohumanmodificationinanestuarinetidalflat.Theresultsshowthat1ppgya

河口潮滩地貌和沉积物对人类工程的响应特征5期 谢卫明等:127

frontincreaseswhiledecreasesinthenorthernpart.Theresultsindicatethathumanmodificationswouldleadtose-,vereerosionandsurficialsedimentcoarseninbuttheresonseofmorholoicalchanesandsedimentcharacteris-gppggshort-termtidalflatmorhodnamicprocessesremarkabl.pyy:;;;;KeordstidalflateomorholosedimenthumanimactChanianiverEstuargpgypgjgRyyw

;()of4cminelevation2themedianparticlesizeofthesedimentsincreasesfrom29μmto38μmafterthecon-;(),struction3afterthecomletionoftheembankmentsedimentparticlesizeinthesouthernpartandtheflatp

ticsstillvariesindifferentzonesoftidalflats.Thisstudlsofindsthateventhouhitisriverinesedimentinutyagp

,thatlasadominantloleinlon-termevolutionofestuarinetidalflatshumanmodificationscouldchanepyyrgg