潮滩是在潮汐作用下形成由淤泥粉砂质沉积物组成的宽阔平坦的浅滩,以潮间滩涂为主,还包含潮上带及潮下带水下岸坡。黄河携带大量泥沙在三角洲近岸区堆积,在潮汐不断作用下形成潮滩,潮滩作为重要的土地资源,在能量输送和物质交换、保持物种多样性等方面具有重要意义。自1984年以来,黄河输沙量锐减,入海泥沙急剧减少,导致三角洲近岸海域悬沙浓度降低。在近海含沙量逐年减少背景下,黄河三角洲潮间带及潮下带水下岸坡的地貌发育规律目前尚不清楚,而数值模拟、现场观测和遥感分析等手段均存在不同缺陷。本文在国家自然科学基金项目“最近五十年来黄河三角洲潮间滩涂动力地貌演变研究(U1706220)”的资助下开展研究工作,旨在使用物理模型方法,研究黄河入海泥沙减少对潮滩地貌冲淤变化的影响。本文使用黄河三角洲天然粉砂,利用自设计水沙均匀混合涨落潮循环装置、造波造流装置以及Argus系统,在室内建立潮滩干湿转化物理模型和含沙量减少对潮滩地貌冲淤影响的物理模型,辅以使用环刀法、图像畸变校正、烘干法以及地理空间插值的方法,研究了潮滩干湿转化地貌发育空间分布差异和含沙量减少对潮滩地貌发育的影响。本研究主要结论如下:(1)黄河三角洲粉砂孔隙内潴留空气排出滞后于潮流淹没,由于气体承压后水平和垂直随机运移,形成细微的地形起伏,从而进一步影响潮流运动和潮滩地貌形态,使得潮滩地貌空间分布具有明显差异性。(2)潮滩干湿转化的过程,由于地表扰动形成树枝状细小纹理,继而在退潮“归槽水”、坡度和水流作用下,纹理继续发育,形成具有溯源侵蚀的的潮沟。潮滩上部地表变化大,形成的高密度和连接复杂的不规则潮沟--塌陷系统;潮滩中部和潮滩下部地表变化小,地形平坦,在微小陡坎和塌陷上方发育有树枝状细密潮沟,沿岸线平行方向分布。(3)悬沙由近岸海域向潮滩传播,沿途大量沉降,进入潮下带的含沙量不足原始浓度10%。相同水动力条件下,近海含沙量越大,水流进入潮下带的含沙量越大。潮下带含沙量的变化规律为涨潮过程逐步增大、落潮过程逐步减少,这与底床的冲刷滞后于水流条件的增强、泥沙的沉降滞后于水流条件的减弱有关。(4)含沙量减少对潮滩微地貌的改造,潮间带受潮汐作用影响,沿岸线垂直方向发育有梳妆流痕,潮下带以沙波运动为主。相同含沙量情境,不同纵剖面沙波的统计特征及变化规律差异较大;不同含沙量情景,相同纵剖面沙波发育也有明显差别,这与水流对底床作用强度和含沙量变化有关。(5)总结潮滩地貌的冲淤模式:经过含沙量的依次减少,总体上,潮滩淤积与侵蚀并存,以7m等深线为界,向陆一侧呈侵蚀状态,向海一侧呈淤积状态且越靠近海洋淤积强度越大。具体而言,100%含沙量下,潮滩全线淤积,伴有极小部分侵蚀;65%含沙量下,潮滩侵蚀、淤积并存;30%含沙量下,潮滩全线侵蚀,伴有小部分淤积;15%含沙量下,潮滩仍以侵蚀为主,伴有小部分淤积;清水下,潮滩不存在淤积,全部呈侵蚀状态。含沙量由100%逐步降至清水,潮滩经历了全线淤积,极小部分侵蚀-侵蚀与冲淤并存-全线侵蚀,小部分淤积-全部侵蚀的过程。本文创新点主要在于:(1)通过室内物理模型实验,研究了潮滩干湿转化地貌发育机制和黄河入海泥沙减少对潮滩冲淤的影响,弥补了传统研究手段的缺陷和不足,并揭示了天然粉砂孔隙内潴留空气对潮滩地形起伏的动力机制。(2)将Argus系统引入室内实验,为物理模型现场记录提供了一种新的手段。自行设计了水沙均匀混合涨落潮循环装置和造波造流装置,实现了规定时间内涨落潮模拟和浑水的配制,同时为试验提供了潮汐和潮流动力。