文登近岸海域沉积物运移及控制因素研究

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文登市位于山东半岛东南部,近岸海域拥有优质的天然沙滩和海水浴场。本文利用近期调查资料对文登近岸海域的沉积物、水文动力、泥沙运移和冲淤特征进行研究,研究成果对于近岸海域泥沙运移规律的认识和海滩的养护等方面具有一定意义。本文根据2013年7月采集到的173个表层沉积物样品和95个碎屑矿物样品,分析研究了表层沉积物类型、粒度特征和矿物分布规律;利用数值模拟方法,模拟了研究区潮流场、波浪场和冲淤现状特征;通过窦国仁、Sunamura、佐藤、美国海岸工程研究中心等数学公式,计算分析了研究区表层沉积物的起动流速、泥沙活动水深、沿岸输沙等内容;利用1980年和2013年2期水深地形资料,研究了水深地形变化规律;利用2005年和2013年2期卫星遥感影像资料,对比分析了研究区岸线变化特征。在此基础上,研究了文登近岸海域表层沉积物的运移特征,并探讨了控制沉积物运移的因素,研究结果表明:(1)文登近岸海域沉积物类型主要包括粉砂和粘土质粉砂。整体上,沉积物粒径由岸向海逐渐变细,分选变差。碎屑矿物分析鉴定出重矿物35种,轻矿物14种。重矿物中,黑云母等片状矿物受水动力的影响显著,表现出由岸向海含量逐渐增高的特点;轻矿物中,斜长石等主要轻矿物含量等值线分布方向与偏S向的波浪方向一致,这是波浪对碎屑矿物搬运的结果。(2)研究区大潮期,涨急时刻潮流整体上由东往西流,落急时潮流整体由西向东流;研究区波浪场受张家埠新港的影响,波浪作用减弱,并在防波堤附近形成波影区;研究区周边海域整体以微淤积为主,绝大部分区域的年淤积量小于2cm;侵蚀区主要位于张家埠新港防波堤堤头,年最大侵蚀量约16cm。(3)研究区海域沉积物的整体运移趋势为:沿岸(羊村口至小里岛)表层沉积物输运趋势是由西南向东北,在泽库半岛西侧是由南向北,张家埠新港南侧是由东南向西北,表层沉积物整体上向五垒岛湾汇聚,从而塑造了湾内的潮滩地貌,导致了五垒岛湾的淤积现状。(4)研究区内表层沉积物在单纯潮流的作用下基本不能起动,当波浪作用搅动海底表层沉积物后,潮流对泥沙的输运起了主导作用,“波浪掀沙,潮流输沙”控制了研究区沉积物的运移与分布,形成了研究区中部颗粒较粗,东西两侧颗粒较细的沉积物分布规律。(5)张家埠新港的建设是影响研究区沉积物运移的主要的人为因素。新港建设后向海延伸约5km,阻挡了研究区偏E向的波浪,在研究区东部形成波影区,在码头和引堤处最大流速变化达60cm/s,泽库半岛西侧净输沙量增加了52.7×104m3/a。新港的建设直接改变了原有的岸线,影响了水动力条件和沉积环境,从而影响沉积物的运移。
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