理论教育 黄河三角洲近海沉积速率、水深变化及沉积收支估算

黄河三角洲近海沉积速率、水深变化及沉积收支估算

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:黄河三角洲沉积量的估算,主要利用水深变化。图3-7黄河三角洲南侧及莱州湾柱状样的210Pb、137Cs剖面和粒度组分图水深变化利用2012年测量的水深及收集近岸2012年水深资料,与1976年的水深进行对比。从长期来看,这可能指示输入到北黄海的沉积物以侵蚀物质为主。

黄河三角洲近海沉积速率、水深变化及沉积收支估算

综合本项目测量的沉积速率和收集的资料,本区沉积速率平面图见图3-8(a)。1976年以来水下三角洲斜坡的沉积速率可高达18cm/a。向水下斜坡坡脚处,沉积速率约为2cm/a。再向大于15m的深水区,沉积速率约为1~2cm/a。此外,黄河水下三角洲的210Pb剖面变化受到粒度控制,呈多段性,变化主要受快速、阶段性的沉积影响,而不反映随时间的衰变,不能用于估算沉积速率。黄河三角洲沉积量的估算,主要利用水深变化。在大于15m的较深区域,210Pb剖面有明显的衰减段,呈现稳定沉积,可利用沉积速率来估算沉积量。

图3-7 黄河三角洲南侧及莱州湾柱状样的210Pb、137Cs剖面和粒度组分图

水深变化利用2012年测量的水深及收集近岸2012年水深资料,与1976年的水深进行对比。对比之前,将所有数据转换为深度基准。采用Surfer 8.0进行网格化和计算。1976年水深值由黄河水利委员会的水深图读取得到。2012年的水深资料包括两部分:一部分为2012年青岛海洋地质研究所实测水深值,一般在大于5m水深区域,向东测量至莱州湾东岸;另一部分为2012年黄河水利委员会山东水文水资源局的测深数据,包含小于5m的区域,但向东只测量至东经119°35′。根据沉积速率分布、水深变化情况,可将黄河三角洲及邻近区域划分为4个区[图3-8(c)]:A1区是1976—2012年水深变化小于或等于1m的陆上区域(2012年低潮线以上);A2区是1976—2012年水深变化大于或等于1m的水下区域;A3是1976—2012年水深变化于0~1m的区域;A4是1976—2012年水深变化大于或等于15m的深水区域。根据柱状样测量结果,沉积物的干密度取1.2g/m3。这样,得到各区沉积物量见表3-2。

表3-2 黄河三角洲近海的沉积物量(www.daowen.com)

图3-8 黄河三角洲近海沉积速率分布图(a)、137Cs穿透深度图(b)及分区图(c)

1976年5月—2000年10月,黄河输沙(利津站)量为138×108t(燕峒胜等,2007)。再根据2001—2012年黄河水资源公报,2001—2012年黄河输沙量为17.6×108t。所以,1976年汛期后至2012年黄河输沙(利津站)量为148×108t。这相当于每年平均输沙4.11×108t(148×108t/36a)。黄河输沙是A1、A2和A3三个区的主要物质来源。根据表3-2,85%的河流输沙沉积于这3个区。余下的沉积物以每年约0.6×108t/a的速率输向远海。

对于A4,除了黄河输沙,老沉积物的侵蚀也是物源(陈沈良等,2004;Keller et al,1990;Qiao et al,2011)。陈沈良等(2004)估算北部区域侵蚀量为2.11×108t/a。另据王厚杰等(2013)这一带平均侵蚀量为1.10×108t/a。因此保守估计A4区域侵蚀量也有1.10×108t/a。因此,这1.10×108t/a和黄河输沙的0.6×108t/a,共1.70×108t/a,沉积于A4区以及穿过渤海海峡向东的北黄海海区。由于沉积于A4区的侵蚀量为0.69×108t/a,则有约1.0×108t/a的沙输向北黄海。这1.0×108t/a的沙约有1/3(60/170)来自黄河输入。所以有约0.35×108t/a的黄河输沙穿过渤海海峡,进入北黄海。这个值与使用遥感数据估计的值接近(0.4×108t/a,Bi et al,2011)。输入北黄海另外的0.65×108t/a的沉积物来自对黄河海岸的侵蚀。从长期来看,这可能指示输入到北黄海的沉积物以侵蚀物质为主。

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