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细颗粒悬浮物在河口海湾内的净搬运主要受余流控制,沉降延迟和侵蚀迟后效应使近岸的细颗粒悬浮物易于在潮滩上部沉降而又不易被搬走,因此,潮滩上部的细颗粒沉积物是近岸悬浮物在涨潮期堆积的结果。通过比较粒度参数,粒径趋势分析模型可获取潮滩上部细颗粒沉积物的沿岸净输运方向,再将其与近岸余流的研究结果进行对比,可以对粒径趋势分析模型反演得到的沉积物净输运结果的正确性进行检验,从而可对粒径趋势分析模型的适用性进行评估。
本文利用Mastersizer2000型激光粒度仪对杭州湾南北两岸潮滩上部的沉积物进行了分析,通过对比了两岸沉积物的粒度参数,分析了两岸沉积环境的差别,并对比了潮滩上部和近岸底质分布的不同;将粒度参数结果应用于Gao-Collins模型来获取沉积物的沿岸净输运方向,并把它与收集得到的杭州湾余流场的结果进行了对比。
粒度分析的结果显示,杭州湾南北两岸沉积物整体呈明显的高能潮滩特征,平均粒径主要集中在4.5~6.5(),以粉砂为主;沉积物组份以粉砂为主,频率直方图全部为单峰,沉积物中优势组份为4~5();两岸沉积物大部分属分选较差,而北岸较南岸更差;偏态系数主要为正偏,峰态属宽峰。潮滩上部和近岸底质沉积物对比来看,两者分布基本相同,在近岸底质沉积物分布相对较粗的地方,潮滩上部沉积物粒度组成中砂组份含量也相对较多,反之亦然。粒度分维值的计算结果显示,两岸沉积物组份的复杂性均不高,而大部分沉积物的粒度分维值都位于没有实际物理意义的区间,这说明潮滩上部沉积物粒度的分形特征并不明显。
杭州湾是一个强潮型海湾,两岸不同的动力环境对潮滩上沉积物的粒度有重要影响。两岸沉积物粒度参数对比分析表明,涨潮期北岸潮滩的水动力条件要强于南岸。北岸沉积物粒度参数的沿岸变化趋势较小,在一定程度上说明其沉积环境的一致性,而南岸西三以东沉积物的平均粒径均值较西三以西的要小,这表明,潮波到达西三后地形束窄导致的潮能增强对沉积物粒度的影响显著。
Gao-Collins粒径趋势分析模型的结果显示,北岸沿岸输运方向大致可分为三段:海盐附近和芦潮港以东附近均向西输运,乍浦和拓林之间向东输运;南岸的整体输运趋势都是向东,少量站位出现不显著的向西输运趋势。这和收集整理得到的近岸余流场结果是基本一致的,这说明,作为潮滩上部细颗粒沉积物的主要来源的近岸水体中,悬浮沉积物的净输运是受近岸余流控制的。