长江口浅滩对河流来沙减少和大型河口工程的动力地貌响应
批准号:
42106167
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
杨海飞
依托单位:
学科分类:
河口海岸学
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
杨海飞
中文摘要
在河流输沙锐减和大型河口工程的影响下,长江口浅滩的动力地貌演化机理发生显著变化。本项目以长江口横沙浅滩为典型研究区,研究其地貌机理,关注不同时空尺度的两类人类活动影响,一是流域尺度(>50年的长时间尺度)的人类活动改变沉积物供给(系统边界条件),二是河口工程尺度(<30年的中短时间尺度)的人类活动改变局地水动力条件(系统内驱动力)。分析泥沙起动、悬浮、输运和沉降过程,探讨水下三角洲侵蚀为河口湿地淤涨提供沙源的可能。在时间尺度上注重横沙浅滩在河流高、低输沙率期、河口工程建设期和建成期的冲淤对比,在空间尺度上注重横沙浅滩与水下三角洲前缘(纵向上)以及九段沙(横向上)的冲淤对比,进而从物质和能量角度揭示河流输沙减少和大型河口工程对地貌演化影响的耦合机制,验证“水下三角洲侵蚀反哺湿地淤涨”的工作假说,为长江口的陆海统筹管理提供理论依据和技术支撑。
英文摘要
The morphodynamic evolution mechanism of shoals in the Yangtze Delta has changed much under the combined impacts of riverine sediment decline and major estuarine projects. This project will take the Hengsha Shallow Shoal in the Yangtze Delta as a typical research object to study the evolution mechanism. It will focus on two kinds of human activities in both temporal and spatial scales. The first is change in riverine sediment supply (system boundary condition) by human activities in the drainage basin (>50 years over a long time scale), and the second is change in local hydrodynamic conditions (system internal drive) by human activities of estuarine projects in the delta (<30 years over a short to medium time scale). The processes of sediment initiation, suspension, transport and settling will be analyzed to investigate the potential of sediment supply from subaqueous delta front to wetlands. In temporal scales, much attention will be paid on the comparisons of the Hengsha Shallow Shoal between the periods of high sediment flux, low sediment flux, estuarine projects’ construction, and post estuarine projects’ construction. In spatial scales, much attention will be paid on the comparisons between the Hengsha Shallow Shoal with the outer delta front (longitudinally) and with the Jiuduansha Shoal (transversely). Studies will be conducted from the view of material and energy, in order to reveal the coupling mechanism of riverine sediment decline and major estuarine projects on geomorphic evolution, verify the hypothesis that ‘erosion of subaqueous deltas can support wetlands’ expansion’, and provide theoretical reference and technical support for coordinated land and maritime management of the Yangtze Delta.
河口三角洲是连接陆地和海洋的纽带,其土地、岸线和生态资源是支撑三角洲未来经济社会可持续发展的关键。横沙浅滩是长江河口三角洲的重要组成,受南侧深水航道工程和西侧横沙东滩围垦工程联合影响,其对流域来沙减少的响应过程仍不明朗。本项目通过现场实测与历史资料搜集,1)还原了横沙浅滩过去近60年的地貌演化规律(断面、等深线、冲淤),尤其重点分析了横沙浅滩在河口重大工程影响前、中、后的冲淤过程,并与水下三角洲前缘及南侧九段沙的演化进程进行对比分析;2)重建了近60年来横沙浅滩准自然状态下的演化过程,着重开展了河流泥沙减少和河口大型工程对横沙浅滩地貌演化影响的定量分析,揭示了河流输沙和大型工程对地貌演化的定量贡献;3)探讨了横沙浅滩地貌演化的主要影响因子和泥沙输运过程,研判了当下的浅滩地貌演化趋势。主要结论如下:1)横沙浅滩的冲淤演变过程与水下三角洲和九段沙不同。水下三角洲整体表现为“下冲上淤”,沉积物由三角洲前缘净向陆输送;九段沙的面积仍然保持快速甚至加速增长,而横沙浅滩则经历了“大冲大淤”,这反映了其受工程影响尤为显著。2)近60年来横沙浅滩虽然在人为干扰下经历了严重的侵蚀/淤积,但最终的泥沙沉积量仍超过了自然条件下的累积量。大型工程的对地貌的改变程度,最大可达河流输沙的19.1倍。河口工程不仅可增强原有的侵蚀/淤积状态,甚至逆转了原有的淤积/侵蚀状态。3)基于现场沉积动力过程观测,当下横沙浅滩区域沉积物主要由深水向浅水输送,地貌演化特征由原先的水平扩张转变为垂向淤高,当下的空间演化特征主要受大型河口工程控制。本项目研究成果不仅可以丰富河口三角洲演化理论,亦可为长江口滩涂保护利用、生态修复、研究重大工程影响和长江口的规划、设计、管理提供理论依据和技术支持,具有很强的应用价值。
新情境下长江河口泥沙再分配与地貌再平衡机制
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2025
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负责人:杨海飞
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依托单位:
国内基金
海外基金