百年来黄河三角洲东北部毗邻海域沉积记录演化及其影响因素

通过对黄河三角洲东北部毗邻海域采集的多个沉积物岩心,开展系统的沉积物粒度、有机碳氮及其同位素特征的分析,结合210Pb年代测定,探讨研究区近百年来高分辨率的沉积记录及其变化的主要因素。研究表明:岩心O3、M2和B63处于相对稳定的沉积环境中,沉积物的粒度分布都呈阶段性变化但表现出差异性,O3和M2自1976年以来沉积物粒度出现粗化,而距离现行河口较近的B63则变细之后粒度粗化,在沉积物的上段C/N和δ13C的变化都反映了陆源有机质输入的增加。黄河1976年改道使三角洲北部和东部海域的沉积环境发生改变,O3和M2受再悬浮泥沙的影响粒度变粗,废弃三角洲叶瓣再悬浮泥沙对研究区的供给量增加,导致O3和M2接受更多陆源有机质的供给。而B63受到更多较细粒黄河入海泥沙影响,粒度变细,陆源有机质输入也增加。黄河入海水沙的阶段性递减和调水调沙工程导致输运至研究区的细粒物质减少,使岩心B63沉积物上段层位的粒度变粗。     

1976年黄河改道以来三角洲近岸区变化遥感监测

通过对黄河三角洲沿岸10个河口、潮汐汉道的23景陆地卫星影像高潮线的解译与对比,探讨自1976年黄河改道以来,三角洲岸线的变化特征;同时,利用GIS软件处理1976年和1992年滨海区水深测量数据,并与黄河利津站同期入海沙量进行对照分析。结果表明：1)目前黄河三角洲总体处于侵蚀破坏阶段,侵蚀岸线长相当于淤积岸线的2倍;2)人类活动对三角洲岸线变化的影响不断增强,人工海岸长度大幅度增加,总岸线长度缩短,岸线趋于平直;3)52．6％的黄河入海泥沙堆积于入海口附近,其中92％的泥沙堆积在15m水深线以内,向外迅速减少,20m水深线以外出现侵蚀;4)87％黄河入海泥沙往东、东南方向扩散与沉积,往南、东北方向扩散与沉积的泥沙很少,河口的北、西北方向整体上处于侵蚀状态。海岸侵蚀与河口泥沙的输移密切相关。     

黄河三角洲海岸及滨海区演变与河口流路、入海水沙的关系

黄河自1855年夺大清河道入渤海的140多年来，除1938年以前部分时段在河口段以上改道使现三角洲河竭和1938～1947年花园口人为决口夺淮入海外，其余100多年均在现三角洲上行河入海。由于黄河每年都携带巨量泥沙进入河口地区，并且在三角洲面上决口、分汊、改道频繁，使三角洲演变剧烈，海岸变化复杂。黄河输往河口地区的泥沙除一部分淤积在河口附近河道外，其余部分进入河口滨海区，其中大部分快速落淤在河口附近的近岸海域．还有一部分被海洋动力输往较远的海域。因此．黄河三角洲海岸演变与河口流路的变化和入海水沙的变化关系密切。     

黄河口水下三角洲刁口叶瓣的核素分布与沉积特征

于黄河水下三角洲刁口叶瓣东侧获取柱状样K2,对其进行~(137)Cs活度分析,发现活度剖面在2.7和1.9 m处分别存在一个最大蓄积峰和次级蓄积峰,根据~(137)Cs的大气沉降规律并结合沉积物粒度数据与黄河输沙量,确定其最大蓄积峰对应于1964年,次级蓄积峰对应于1967年。柱状样的粒度组分以深度2.1 m为界可明显划分为两段,下段沉积物粒度组分稳定,上段砂粒含量明显增大并在1.9 m处达最大值。对柱状样~(210)Pb_(ex)的活度剖面分析表明,其呈现两段式分布:1.9～3.5 m为衰变层,0～1.9 m为混合层。分析结果表明~(137)Cs活度剖面的蓄积峰、沉积物粒度组分的改变以及~(210)Pb_(ex)活度的两段式分布均记录了黄河入海口的变迁,并与黄河入海泥沙量存在对应关系。本文统计了研究区1958—2014年的历史水深资料,分析得出钻孔所处海域在1964—1976年(刁口流路行河期)的淤积厚度远大于1976—2014年(清水沟流路行河期)的侵蚀厚度,因此柱状样K2的~(137)Cs活度剖面的1964年最大蓄积峰与~(210)Pb_(ex)活度衰变层得以存在。     

长江水下三角洲邻近海域~(210)Pb分布特征及沉积动力学指示意义

为了研究长江水下三角洲及邻近海域沉积动力环境对长江入海输沙量减少的响应,进行了野外采样以及论文数据收集工作,利用~(210)Pb放射性同位素的测量和分析,分别比较表层和柱状沉积物的~(210)Pb活度在2003年前后的变化。结果显示,在2003年后,表层沉积物~(210)Pb活度分布特征由原来的明显梯度变化变为均一分布,同时活度值普遍降低;而柱状沉积物的~(210)Pb垂向分布曲线也由原来的稳定沉积曲线变为混合强烈的均匀分布。这说明了,在长江入海输沙量减小的背景下,研究区内的沉积动力环境随之发生改变,河口过程主导的沉积作用在不断减弱,而陆架过程主导的混合作用却在不断加强。     

近百年来黄河改道及输沙量变化对山东半岛泥质楔沉积物粒度特征的影响

对山东半岛泥质楔柱状样进行沉积物粒度分析,并在210Pb测年基础上结合黄河年输沙量、悬浮泥沙粒径、河口位置及沿岸流强弱替代指标等数据研究近百年来黄河改道及输沙量变化对远端沉积区沉积特征的影响。研究结果显示,研究区沉积物粒度的变化是黄河入海泥沙特征和沿岸流等水动力作用共同影响的结果。1884–1939年及1947–1999年,研究区沉积物粒度特征的变化主要受到沿岸流强弱的影响;1939–1947年及1999–2012年,受1938–1947年花园口决堤以及20世纪90年代末以来黄河年输沙量持续偏低致使源区泥沙不足的影响,沉积物粒度相对粗化,与沿岸流强度的相关性减弱。与黄河入海泥沙近端沉积区不同,研究区粒度特征对黄河尾闾改道事件不敏感,且对花园口决堤及年输沙量低于临界值的响应有一定程度的延迟,这与该区沉积物经历了再悬浮过程及中间复杂的物质混合有关。黄河改道及输沙量变化仍然是远端沉积区沉积特征演化不可忽视的因素。     

黄河入海干流随潮流变化的特征及泥沙运动方向

前言黄河口自1976年5月改道走清水沟入海以来,行河八年,淤积延伸总长度达23.5公里,平均每年3公里,河口水下沙咀已凸出平均海岸线16公里。由于黄河水量少,含沙量大,每年挟带约11.79亿吨泥沙进入下游河道,河床不断淤积抬高,河口逐年向海中延伸,受洪水和风暴潮等因素的影响,入海口则在几十公里范围内频繁摆动改道,平均十余年,则需大改道一次,对河口三角洲资源的开发利用,非常不利。     

南黄海北部B03孔黏土矿物和稀土元素地球化学特征及物源分析

本文通过对南黄海北部B03孔沉积物黏土矿物组成、黏土粒级沉积物元素地球化学分析以及沉积速率研究,探讨其物质来源及其环境变化记录。研究认为,B03孔沉积物中黏土矿物组分以伊利石为主,同时含有较多蒙脱石,伊利石-蒙脱石-(高岭石+绿泥石)判别图解表明该岩芯源区主要来自黄河沉积物;B03孔黏土粒级沉积物稀土元素分布模式显示,90cm以上的黏土粒级沉积物稀土元素球粒陨石标准化分布模式与黄河沉积物的较为接近,表明其与黄河沉积物的亲缘性较大。结合B03孔的210Pb测年结果和稀土元素地球化学特征,推测1855年黄河改道对山东半岛东部陆架海的物源影响是造成该岩芯以90cm为界分为上下两段沉积的主要原因。     

南黄海底栖有孔虫组合对1855年黄河改道的响应

黄河改道是中国东部陆架沉积物源汇过程的特有现象,对包括南黄海在内的东部海域的沉积环境具有重要的影响。本研究通过南黄海YSL04柱的底栖有孔虫的分析,结合岩心粒度数据和放射性核素210Pb的年代标定,揭示了1855年黄河改道事件在南黄海中部泥质区西南边缘的沉积记录,探讨了有孔虫对黄河改道事件的响应。研究表明:改道之前,研究区形成了相对细颗粒沉积,有孔虫的丰度、分异度均较低,以广盐的近岸浅水冷水属种为主,研究区受河流作用和黄河入海淡水的影响,水体盐度较低;改道之后,废黄河三角洲发生快速侵蚀,岸线后退,沉积颗粒变粗,有孔虫丰度、分异度均相对较高,有孔虫组合中喜冷、窄盐的陆架浅水种含量增加,研究区波浪作用增强,失去黄河淡水注入,但是受黄海沿岸流的影响,表现为研究区水体盐度升高而水体温度降低。该研究显示1855年黄河北归渤海对南黄海沉积环境具有显著的影响。     

古黄河三角洲若干问题的思考

孟村古黄河三角洲分流河道体系代表歧口三角洲超级叶瓣(700BC-11AD)的上三角洲平原沉积物，其下的三角洲沉积层序多属于更老的超级叶瓣。山东北部大口河至徒骇河口海岸700BC—1099AD多次受到黄河的影响，埕口—马山子东北部的海岸平原主要形成于893—1048年，那里岛链状贝壳堤开始形成的时间晚于1128年，与贝壳堤的^14C年龄相差700～1850a。苏北斗龙港口—弶港海岸平原地表之下约9m厚的沉积物主要是黄河入海泥沙在海流作用下向南搬运，并沉积下来。苏北黄河三角洲南界在谅港附近。自然地理和海洋地质工作者采纳“公元前602年或战国中期(公元前4世纪)发生第一次大改道”的观点是一个误会，实际上这是多数历史地理学家已经放弃的认识。     

近代黄河三角洲海域210Pb多阶分布与河口变迁

黄河是中国的第二大河流,输沙量居世界之冠(平均年输沙量约12亿吨),黄河的频繁改道和大量泥沙入海促成了黄河三角洲的迅速形成。测定黄河口外海区近代沉积速率和沉积通量对沉积动力学的研究及黄河三角洲的治理与开发有重要意义。近年来,国内外学者利用~(210)Pb法广泛测定了江、河、湖泊和浅海陆架的沉积速率,取得了可喜的成果。然而,测定象黄河口外高速沉积环境海域的近代沉积速率是一个新的尝试。本文利用~(210)Pb法测定了黄河三角洲海域4个岩芯~(210)Pb的放射性强度,结果报告于后。     

南黄海西部中陆架区近50年来沉积物重金属元素地球化学特征

以南黄海西部中陆架区SYS-0701钻孔顶部102.5 cm岩心为研究对象,通过对岩心沉积物的210Pb、137Cs同位素测年和重金属元素(Cu、Pb、Zn、Cr、Hg、As、Cd)含量分析,研究了该孔0～102.5 cm岩心的沉积速率及其重金属元素地球化学特征.结果表明,岩心沉积物的平均沉积速率为2.16 cm/a;重金属含量在1961-1970年含量较低,1970-2004年呈上升趋势,随后开始减少,这与人类活动密切相关.SYS-0701孔顶部102.5 cm岩心未明显受重金属污染,且与黄渤海其他海域相比重金属含量偏低,其原因可解释为该钻孔岩心沉积物主要为老黄河沉积物(1128-1855年)在1855年之后被海流侵蚀并搬运而来,来自苏北岸外的现代沉积含量较低.     

三角洲废弃河道演化过程及受控机制——以黄河刁口废弃河道为例

废弃河道是河流系统的重要组成部分,其沉积记录蕴含了丰富的流域内构造活动、水文特征、海平面波动等环境变化的珍贵记录.然而相比内陆河废弃河道,三角洲废弃河道的演化过程及机制研究尚显不足.1976年黄河人工改道清水沟流路,切断了刁口流路的河流水沙供给,刁口流路逐渐废弃.通过1976—2016年的Landsat遥感影像、黄河水...     

黄河清水沟流路大嘴的形成对莱州湾潮流场影响的数值研究

黄河口于1976年改道清水沟流路入海,入海河沙淤进致使莱州湾西岸局部岸线向海推进约21 km,在0,5,10 m等深线处分别向海推进21,17,16 km。按黄河口改道清水沟流路前和改道后的莱州湾岸线和海底地形分别建立模型,计算了黄河口改道前后的莱州湾潮流场。结果表明,黄河大嘴的形成,致使其两侧涨落急计算流速减小了40 cm/s之多,其东侧形成一个东西宽约8 km、南北长6 km的流速增大区,该流速增大区涨落急时刻计算流速较改道前增大30 cm/s以上;莱州湾西部海域计算主流向偏转,偏转量在27°~108°之间;清水沟流路大嘴形成前后,莱州湾东部潮流场变化不明显。     

应用NOAA图象分析黄河悬沙对冀鲁建港的影响

本文应用NOAA卫星图象,分析黄河入海泥沙的扩散形态。经研究后发现,黄河入海口位置不同,入海泥沙的扩散形态亦不同。1976年后,黄河在清水沟附近入海,此处黄河泥沙的扩散形态有明显的扩散边界,绝大部分入海泥沙沉降在边界以内,黄河口南北两侧,不存在强烈的沿岸泥沙流,所以目前黄河泥沙对河北、山东沿岸港口无直接影响。     

山东半岛近岸海区现代沉积速率分析

对山东半岛南北两侧的6个沉积物柱状样岩心进行了^210Pb测定,绘制出了^210Pb活度垂向分布图。YZ5中^210Pb垂向分布具有混合层、衰变层、平衡层三段式特点;YZ26、YZ33在0～6cm段^210Pb呈现倒置式,6cm以下具有显著的衰变层和平衡层;YZ14、YZ38中^210Pb表现为只具有衰变层和平衡层的二段式;YZ21中^210Pb表现为一段式,从表层到底层的扎。Pb活度衰变数值均一。YZ5、YZ14、YZ38、YZ33四站的沉积速率分别为0．418cm／a、0．757cm／a、0．326cm／a、0．338cm／a,属于中高速沉积区;YZ26的沉积速率为0．159cm／a,属于低速沉积区;YZ21的沉积速率很低。结合有关资料,对影响沉积速率的主要因素进行了简要探讨分析。     

南黄海江苏岸外潮流沙脊远端沉积与演化

SYS-0702孔位于南黄海江苏岸外潮流沙脊的远端(水深32 m),其最顶部18.64 m岩心对应于潮流沙脊沉积.根据对潮流沙脊沉积物的岩性特征、粒度分析、AMS 14C测年资料和210Pb测试分析,结合通过该孔位的高分辨率浅地层剖面,揭示了该远端沙脊的沉积特征、形成时间以及老黄河从江苏入海(1128-1855年)对沙...     

黄河三角洲孤东及新滩海岸侵蚀机制研究

黄河三角洲孤东及新滩地区是黄河1976年以来清水沟流路河口新淤积的滩涂地带。根据孤东及新滩海域1997—2003年16个海岸剖面的实测地形资料以及利津水文站的水沙资料，阐述了黄河口尾闻改道清8出汉后，孤东及新潍海岸剖面的冲淤演变过程，并从动力地貌的角度对其冲淤过程和机制做了重点研究．结果表明，1998年以后，除新口门附近轻微淤积，其它岸段均遭到不同程度的侵蚀．清水沟老河口附近剖面表现为上冲下淤的侵蚀类型；其余侵蚀剖面形态则表现为均衡侵蚀型．近年来黄河入海水沙量的减少以及1996年河口流路的改变，调整了入海水沙、海洋动力和海岸地形之间的动态平衡，海洋动力相对增强，从而导致海岸侵蚀后退。     

三峡大坝建坝前后长江水下三角洲及邻近陆架沉积速率变化

沉积速率是沉积物供给和沉积作用的综合结果,也是表征沉积环境状态的重要指标。本文基于长江水下三角洲及邻近海域收集及补充的254个放射性²¹⁰Pb数据,对数据进行同化处理并使用统一的方法重新估算了沉积速率,分析三峡大坝建成前后研究区沉积速率的变化,探讨了长江入海泥沙减少及性质的变异对河口三角洲冲淤的影响。结果显示,2006年之后长江水下三角洲及邻近陆架沉积速率明显降低,其中水下三角洲沉积速率由最高5.4 cm/a降低到整体不足2 cm/a,而内陆架降幅较小由1～2 cm/a降低到不足1 cm/a,水下三角洲还出现了局部无沉积的站位。2006年之后沉积体表层混合作用增强,混合层厚度从4～10 cm增加到5～30 cm。沉积速率改变主要受制于长江入海沉积物的通量的巨减以及沉积物颗粒的粗化,而沉积速率的改变促进了底栖生物发育从而导致混合作用增强。     

现行黄河三角洲叶瓣蚀积演化对动力环境的影响

现行黄河三角洲地貌演化已使河口动力环境发生了显著变化,但黄河改道清8汊后,现行河口以及废弃河道清水沟河口动力环境如何变化尚不清楚。基于1976、1995和2002年黄河三角洲实测水深数据,应用Delft3D模型对清水沟流路不同时期冬夏季河口动力环境进行了数值模拟,定量研究了黄河三角洲地貌演化对动力环境的影响。模拟结果表明,黄河现行三角洲地貌演化导致河口动力环境发生了显著变化,1976年河口动力环境弱,随着河嘴向海突出,1995年河口处涨、落潮最大流速较1976年增长了约60%~90%,潮致剪切力增大约2倍,冬季大风条件下浪致剪切力较1976年增加1个数量级,2002年黄河改道清8汊入海后,现行河口处涨、落潮最大流速较1995年减小约20%,潮致剪切力减小1/3,冬季大风条件下浪致剪切力是1995年的1~2倍,而废弃河道河口处涨、落潮最大流速较1995年减小约20%~40%,潮致剪切力减小约20%。黄河三角洲动力环境变化也显著影响了入海泥沙的搬运与沉积,造成清水沟河口呈"南肥北瘦"形态,且废弃后侵蚀速率不断降低。同时,地貌形态与动力环境之间的耦合关系对黄河三角洲冲淤模式的转变有重要影响。