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河口海岸经济发达,人口密集,在人与自然的胁迫下环境变化强烈。江苏圆陀角位于长江北支岸线与江苏海岸线的交汇处,独特的潮滩环境和复杂的地貌沉动力,决定粉砂淤泥质潮滩对环境变化的响应具有敏感性。长江口北支口门附近径流、波浪、潮流以及风暴潮是圆陀角附近岸滩变化的自然原因,其中潮流作用扮演重要的角色。在全球变暖、海平面上升和风暴潮加剧的背景下,侵蚀的趋势将不可避免,现代人类活动特别是长江流域大型水利工程建设、长江口北支河道整治、沿海围垦工程建设对圆陀角附近岸滩冲淤变化也有重要影响。
圆陀角地区海岸地貌动态变化显著,人类活动影响强烈。本论文通过对圆陀角进行野外实地调查研究观测分析,野外采集表层沉积物样并钻取柱状沉积物样,进行沉积物粒度和测年分析,在137Cs定年的基础上揭示此段海岸的沉积速率变化。利用粒度变化、沉积速率等环境指标,结合本区近50年来围垦活动的历史,分析圆陀角海岸地貌动态及沉积特征,判识人类活动及海岸环境对海岸地貌动态与沉积特征的影响。本文主要研究以下四个方面的内容:1.圆陀角附近海岸地貌动态研究;2.圆陀角附近表层沉积物特征;3.圆陀角附近岩芯沉积记录的环境变化;4.圆陀角附近人类活动对海岸沉积环境的影响。本文的研究研究得出如下重要结论:
圆陀角附近海岸属于粉砂淤泥质海岸,地貌动态变化显著,主要表现为:人类围垦活动对海岸的强烈影响、潮滩的快速的冲淤变化,在短时间尺度上,粉砂淤泥质潮滩地貌对海洋沉积动力变化有敏感性响应。恒大集团2007年围垦大堤离最近的海堤2.5km,海堤外侧海洋动力作用加强,新的海岸底质以砂为主,发育沙坝和坝间沟槽相间分布的砂质海岸地貌。在圆陀角长江大堤达标纪念碑附近米草滩前缘有陡坎地貌快速变化,2006年8月陡坎比光滩高40-50 cm,2007年4月陡坎在消失,光滩淤积加强,与2006年3月的风暴潮影响有关,潮流从外海携带大量泥沙在潮滩堆积;同时,在2006年3月强风暴潮的影响下,近期圆陀角附近互花米草滩前缘陡坎存在强烈的侵蚀后退过程,风暴潮事件前后的对比发现,互花米草滩前缘后退的最大距离达到8-10m。近期圆陀角附近互花米草滩前缘的侵蚀后退,在互花米草滩前缘后退的过程中,粉砂淤泥质光滩的淤积加快,互花米草滩前缘陡坎在消失。圆陀角近期粉砂淤泥质潮滩的快速变化趋势及其环境影响,有待进一步的研究。
圆陀角附近潮滩表层沉积物粒度分析显示以粉砂为主,是典型的粉砂淤泥质海岸沉积特点。不同的断面表层沉积物粒度存在差异,与断面所在的沉积环境有密切关系。论文在圆陀角附近潮滩采集了YT(190 cm)和YY(218 cm)两个柱状岩芯。圆陀角YT孔岩芯沉积物137Cs时标推算,1986年以来的平均沉积速率为1.6cm/a,1963-1986年之间的平均速率达到2.9 cm/a。沉积速率变化表明20世纪60年代以来伴随潮滩淤积增高,潮滩沉积速率下降,原因与采样点滩面淤高以及沿海围堤向东推进造成的泥沙沉积中心向东迁移有关。伴随潮滩淤高和海洋沉积动力减弱,圆陀角YT孔沉积物粒度呈向上变细的趋势。圆陀角YY孔岩芯的粒度变化显示粒度具有自下向上先变细后变粗的特点,根据岩芯沉积物137Cs时标推算,1952-1963年,2.55cm/a,1963-1986年,2.69cm/a,1986-2007年,1.24cm/a,在126cm以下代表此处50年代之前海滩的自然淤涨状态,砂的含量呈减少趋势;从126cm向上砂含量较多,粒度较粗,主要与采样点靠近海堤,采样点遭受潮汐动力作用比较强。圆陀角YY孔粒度变化指示了潮滩滩面自然淤积增高与受海堤影响下的淤积过程。圆陀角附近潮滩沉积速率大体与辐射沙洲南翼淤积型潮滩沉积速率一致,小于长江口外海滨的泥沙沉积速率。
江苏圆陀角附近人类围垦影响下潮滩地貌与沉积特征快速变化,研究区位于辐射沙洲南翼的顶部,受南下的苏北沿岸流影响,辐射沙洲南翼潮滩被侵蚀的泥沙向长江口北支迁移是圆陀角附近泥沙快速淤积的主要来源。