淤泥质海岸

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1.5 潮滩的泥沙输移
冲刷滞后指的是使维持泥沙质点悬浮所需要的流速与冲刷 相同粒径泥沙质点所需要的临界流速之间的差别。 这种滞后在粘性细颗粒泥沙运动中表现尤为明显,悬浮的 细颗粒泥沙一旦沉积下来,就需要有附加的能量去克服重 力和粘性作用,促使泥沙颗粒重新悬浮。
1.5 潮滩的泥沙输移
velocity
8.2 贝壳堤
由于黄河改道,入海泥沙剧减,海水澄清,淤积停
止,海岸线趋于稳定,贝类大量繁殖,在波浪作用下又 形成新的贝壳堤,即黄骅 2号贝壳堤。 2号贝壳堤的形成年龄为距今4740-3955年,距离1号堤 15公里。该堤的形成经历了约785年。
8.2 贝壳堤
6000余年来,黄河入海口摆动在渤海与黄海之间。黄骅沿岸的6道贝壳堤, 都是大海和黄河的产物。
从东向西平行分布的6道贝壳堤。最西面离岸最远的1号堤形成至今已有 6150年。最东面的6号堤,至今仍在潮起被淹,潮落出露的高潮滩上,形 成至今只有1030年。两者相距30公里,年龄相差5120年。
六条贝壳堤说明,在距今6150年以来,黄骅海岸线由西向东,处于剧烈 的变化之中。贝类动物遗体可供测定地质年代。贝壳堤是海岸变迁和海 平面变化的忠实记录,具有重大的科学价值。
8.4 潮汐汊道和潮汐三角洲
通常是指沟通泻湖和海洋的通道,由于两者之间水 体的交换是由涨落潮来实现,故称潮汐汊道,有些 地方把连接外海和半封闭港湾的通道也叫潮汐汊道。
8.4 潮汐汊道和潮汐三角洲
8.4.1 潮汐汊道的形成
沿岸输沙形成。
暴风浪冲决沙堤。在堡岛狭窄的地段,最容易被风 浪冲决而成为通道。
8.2 贝壳堤
贝壳堤广泛分布于受到细颗粒泥沙供应的潮滩,如 黄河三角洲,长江三角洲等。
贝壳堤形成的条件是:稳定的或下降的海面,较强的 沿岸流作用,有足够的泥沙供应(包括大量的死亡 的软体动物)。
8.2 贝壳堤
无棣贝壳堤: 纯度最高、规模最大,保存最完整、惟一新老堤并存。 贝壳质含量几乎达到100%,而美国圣路易斯安娜州和 南美苏里南贝壳堤,贝壳含量仅为30%左右。
8.3 潮水沟
潮水沟是指潮滩上的沟谷系统,受到涨潮与落潮双向水流的作 用,落潮后干露。有潮水沟时潮滩的水文泥沙状况复杂,影响 到潮滩的发育。 而影响潮水沟的形成有很多因素,包括潮汐和波浪特征、沉积 物类型、滩面坡度以及沉积物的固结度,沉积物搬运的总量不 仅与水量有关,还与植被和动物的活动有关。
8.3 潮水沟
A
c1 B' A B G c2 C' D' C D Land E F Distance D''
velocity
B
C1
P
O
R
S Time
1.5 潮滩的泥沙输移
C1和C2曲线分别表示从潮汐通道到海岸之间涨潮 水团和落潮水团的流速曲线。
这些曲线是以简单的假设为基础的,即假设每一 地点的水流速度随着时间变化都成正弦曲线,并 假设潮差不变,而潮流平均流速自潮汐通道向岸 作线性递减。
划分二:
潮间带(中潮滩)平均高潮位和平均低潮位之间; 潮上带(高潮滩)平均高潮位之上。 潮下带(低潮滩)平均低潮位之下。 根据植被的覆盖情况 沼泽带(高等植物所覆盖的地带)和光滩(无植被覆盖)。
潮滩的横向分带
1.3 潮滩的微地貌
潮滩的底形是流体在松散边界层上运动所形成的, 其形态反映了潮波(或波浪)的作用过程。 可根据微地貌来推断潮流与泥沙运动的状况。 微地貌的延长方向与流体运动方向一致。
1.5 潮滩的泥沙输移
机制: 影响潮滩泥沙输移的因素很多,主要因素包括潮流、 波浪、水深及潮水淹没时间等。 在本世纪50和60年代初,Postma 等曾经论述了悬浮 物质的沉积受到“沉降滞后”和“冲刷滞后”这两种机制。
1.5 潮滩的泥沙输移
沉降滞后指的是水流速度下降到不能维持颗粒悬浮时,颗 粒从开始下沉至落到滩面上所需要的时间。 即水流流速小于悬浮泥沙临界沉降以后,该悬浮泥沙仍可 随水流运移一段距离才能沉降下来。
1.3 潮滩的微地貌
潮滩上有各种长形的、舌状的水流波痕,波痕的高度:前 坡坡长:后坡坡长=0.5:1:6。一般波痕高5-10cm,长度可 达2m。 流痕形成后又受改造,一时落潮时水位逐渐减低,水底流 痕逐渐被改造为小形态的流痕,就在大的舌状流痕上叠加 了小型舌状和菱形流痕; 二是水位降低较快,大的纵向流痕仍被保存,只是脊部被 削去,成平顶的纵向流痕或舌状流痕。
第七章 淤泥质海岸
淤泥质海岸通常是由砂、粉砂、粘土和贝壳碎屑以及植物腐 殖质等多种泥沙粒级和有机质混合组成的。 淤泥质海岸环境的海洋动力条件较弱,沉积物结构较细,海 岸坡度相当平缓,一般为1‰-2‰。淤泥质海岸主要受到潮 汐和潮流的作用。
第一节 潮滩
有时被称为潮坪,是潮间带松散沉积物堆积体。
狭义的潮滩----潮间带光滩。 广义的潮滩----除光滩外还 包括潮间带上部的盐沼和红 树林,限于纬度低于30°左 右的热带和亚热带。
1.1 潮滩的形成
物质:丰富的泥沙来源是潮滩形成的物质基础。 河流直接提供, 浅海冰期沉积物侵蚀ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的向岸搬运。
动力:显著的潮差,潮流强劲,波浪较弱。
地形:泻湖、海湾、潮汐通道和河口湾。
1.2 潮滩的分带
平均大小潮的高低潮位作为基本的分界线。 划分一: 潮间带:平均大潮高潮位和平均大潮低潮位之间; 高潮滩:平均大潮高潮位和平均小潮高潮位之间 中潮滩:平均小潮高潮位平均小潮低潮位之间 低潮滩:平均小潮低潮位和平均大潮低潮位之间 潮上带:平均大潮高潮位之上(理论上可至最高潮位)。 潮下带:平均大潮低潮位之上(理论上可至最低潮位)。
1.4 潮滩的动力和粒度
(1)动力 潮间带是海与陆之间的过渡带,在大潮期间,整个潮间带 被海水淹没,而在大潮低潮位时则全部出露。
潮流是塑造潮滩的主要动力因素。潮流特征受地形和附近 流场的影响。有的潮滩的潮流以往复流为主,存在明显的 憩流时刻。
1.4 潮滩的动力和粒度
(1)动力
潮间带的水位---流速变化过程一般是不一致的,最大流 速常常出现在中潮位附近.
和其他类型的潮滩一样,沉积物从低潮位向高潮位变细。
1.6 潮滩的基本类型
开敞型潮滩:潮滩的发育主要取决于沿岸的泥沙供应量与海洋动力 搬运量的对比。 如果沿岸泥沙供应量长期大于沿岸动力的总搬移量,则泥沙向海进 积,使岸外的水深逐渐变浅,相应地消弱了海洋动力的能量,导致 了潮滩的发育, 这种潮滩的发育通常与大河所输出的巨量泥沙有密切关系。
8.3.1潮水沟形态 潮沟可以是单一潮沟,也可以是潮沟系统。 从岸向海,大多 数潮滩的潮水沟呈树枝状具陆地水系的形状。
潮水沟:弯曲型,顺直型或弱弯型,树枝状.
弯曲率:潮水沟的两端沟谷长度与两端间直线距离之比。当弯曲率 大于等于1.5,潮沟被称为弯曲型,当弯曲率小于1.5时,被称为顺直 型或弱弯型。
8.3 潮水沟
8.2 贝壳堤
渤海湾西岸,河北省 黄骅市沿海的贝壳堤 名闻遐迩。
6条贝壳堤都与现代海 岸线平行,代表不同 时代的海岸位置。
8.2 贝壳堤
黄骅1号贝壳堤形成的时代为距今6150-5340年。从开始 形成到停止发育,前后经历了810年。 在距今5340年以后,由于黄河在附近入海,海水混浊, 泥沙淤积成陆,海岸线前伸,从而把1号贝壳堤遗弃在高 处的陆地上。
8.3.2潮水沟的发育 潮水沟的发育可以用它的密度来表示。 密度=潮水沟面积/潮滩面积。 如江苏东潮滩在侵蚀岸段潮水沟密度为7%,淤积岸 段为12-22%,平均密度为15.4%。 潮水沟对潮滩的重要性。
8.3 潮水沟
高潮滩的潮水沟比较平直。流速小于40cm/s。潮流很少越过 沟谷漫向滩面。 中潮滩是潮水沟密集区,沟系复杂,主干沟切入滩面,支沟汇 入,主沟侵蚀作用明显。 低潮滩潮水沟沟口附近,沟谷宽浅,流速一般大于100cm/s, 沟型平直,这一段堆积。 潮水沟的纵剖面在高潮滩极为平缓(0.1‰),中潮滩坡度最 大(1-0.5‰),低潮滩坡度又变缓(0.1-0.2‰)。
1.5 潮滩的泥沙输移
当来自A点的水团继续向岸运动,这时开始落潮转流,水流从E点向海 方向流动。 水流经过D点时,流速DD”小于BB”,不足以使沉积在D点的泥沙掀动和 向海运动, 直至来自F的水团经过D点时,流速DD”克服了泥沙粘结力,并使泥沙颗 粒悬浮起来,然后随着落潮水流向海方向移动,沉积在G点上。 因而一个潮周期内泥沙颗粒向陆方向搬移的距离为BG,在下一个潮周 期该泥沙颗粒将进一步向陆方向搬移。由于泥沙颗粒的搬移受到冲刷 滞后和沉积滞后这两种效应的作用,所以高海滨线附近的潮滩成为淤 泥沉积带。
涨落潮流历时和流速不对称,一般来说,涨潮历时短于落 潮历时,涨潮平均流速大于落潮平均流速。
1.4 潮滩的动力和粒度
(2)粒度:从低潮线至高潮线,泥沙的粒径逐渐变细。 涨潮和落潮加速带,较粗物质的沉降带, 涨潮和落潮减速带,沉积物粒径较细。
1.4 潮滩的动力和粒度
(2)粒度:淤泥砂质潮滩的沉积构造出现淤泥和砂的交 替沉积,从而产生了砂和粘土的纹层理,扁平层理以及透 镜状层理。
8.2 贝壳堤
贝壳堤是由生活在潮间带的贝类死亡后的硬壳经波浪搬运,在高 潮线附近堆积形成的。这些堆积体发育于淤泥质平原海岸,发育 的地方岸坡平缓(1-2‰),具有中等强度的激浪作用,粉砂质或 粘土粉砂质海岸。是一种沿岸堤,标志着海岸线的位置。
8.2 贝壳堤
组成这类沙脊的物质主要是软体动物的贝壳或壳屑。 强烈的激浪作用可使贝壳破碎。 一定强度的激浪作用可将贝壳从潮滩中挖掘出来,而于 高潮海滨处堆积成滩脊。 粉砂滩最适宜各种贝类繁殖,潮滩坡度小,宽度大,提 供了大量的贝类物质。
1.6 潮滩的基本类型
堡岛隐蔽型:有些海 岸浅海被一系列与海 岸平行的堡岛与外海 域分隔开,在这些堡 岛之间有水流迅急的 潮汐汊道,他们成为 海岸水域与外海域之 间水流和沉积物相互 交换的通道,在这种 海岸环境中往往会发 育良好的潮滩。
1.6 潮滩的基本类型
潮沟带: 潮流是主要的动力条件。 潮沟因侧向侵蚀和侧向沉积而引起侧向迁移, 在水中的大量泥沙主要来自侧向侵蚀作用。
1.6 潮滩的基本类型
通道-潮滩带: 沿着宽阔通道的潮滩边缘受 到波浪相当强烈的影响。 在一些波浪作用相当微弱的 地带则以淤泥含量增加为特 征。 在这种潮滩边缘地带,形成 一些类似滩脊、滩肩和大的 沙波。
1.6 潮滩的基本类型
潮滩带: 潮滩由砂沉积物组成,滩面上具有一些水流塑造的小波痕。由于底 栖动物活动频繁,沉积层中几乎没有层理构造。
1.5 潮滩的泥沙输移
假设有一颗泥沙处于位置B,如果假定冲刷滞后为零,即泥沙的 启动流速等于止动流速,在B点的泥沙颗粒启动和止动流速为uc. 当来自A点的水团经过B点时,涨潮流速BB’等于uc,泥沙进入悬 浮状态。 这颗泥沙随着水团向岸搬移,当抵达位置C’时,流速CC’降低到 uc以下,泥沙应该沉降在C位置上, 当时由于存在沉积滞后关系,泥沙并没有沉降在C点,而是沉降 在更向岸方向的位置D。这是由于沉积滞后效应所引起的。
在淤泥质和砂混合的潮滩带,动力过程的强度比砂质潮滩来的弱, 形成砂和淤泥的交互层理、扁平层理和透镜状层理。
1.6 潮滩的基本类型
港湾隐蔽型:分布在港湾内环境内的潮滩。 沿岸丰富的泥沙通过湾口时被涨潮流带进湾中沉积。
浙江海岸的很多港湾潮滩就是长江口泥沙向南作沿岸搬运时沉积的。 有些港湾的湾顶有河流注入,这时候湾的泥沙来源既有沿岸搬运也 有河流输运。
1.6 潮滩的基本类型
河口沙洲型潮滩:河口发育与演变是在水动力作用下通过泥沙的搬 移完成的. 河口泥沙有在径、潮流等动力条件和盐、淡水的相互作用下,最终 将会在适当的地区沉积下来。 在过去的13个世纪中,在长江河口 区 沉积下来的泥沙已经形成了4 个合口沙洲---崇明岛、长兴岛、横沙岛以及九段沙,其中九段沙 是最年轻的一个沙洲,它是最近几十年发展起来的。
8.3.2潮水沟的水流特征
8.3 潮水沟
当潮流仅在潮水沟中流动,流速较小且涨落潮流速流量 大体相当;
当潮位高于滩面,落潮流速将大于涨潮流速,其最大流 速出现于刚刚高出滩面或即将低于滩面的较短的时间。
一次涨落潮过程中,滩面是通过涨潮带来泥沙产生淤积, 而潮水沟主要是通过落潮向岸外输送泥沙。
8.3 潮水沟
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