磨刀門河口攔門沙的形成與演變機制【畢業(yè)論文】

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p><b>　?。?0 屆）</b></p><p>　　磨刀門河口攔門沙的形成與演變機制</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級 海洋技

2、術(shù) </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號 </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　目錄</b>&l

3、t;/p><p><b>　　中文摘要I</b></p><p><b>　　英文摘要II</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　1 磨刀門河口概況2</p><p>　　1.1 地質(zhì)地貌特征2</p>

4、;<p>　　1.1.1 地質(zhì)基礎(chǔ)2</p><p>　　1.1.2 地貌特征2</p><p>　　1.2 水動力特征4</p><p>　　1.2.1 徑流動力特征4</p><p>　　1.2.2 海洋動力特征5</p><p>　　1.3 泥沙來源與特征9</p><

5、;p>　　1.3.1 泥沙來源9</p><p>　　1.3.2 泥沙運動特征9</p><p>　　2 磨刀門河口攔門沙的形成機制11</p><p>　　2.1 攔門沙的形成條件11</p><p>　　2.2 河口環(huán)流11</p><p>　　2.3 河口最大渾濁帶11</p>&

6、lt;p>　　2.3.1 最大渾濁帶含沙量的變化12</p><p>　　2.3.2 最大渾濁帶的移動規(guī)律12</p><p>　　3 磨刀門河口攔門沙的演變過程13</p><p>　　3.1 攔門沙的季節(jié)演變15</p><p>　　3.2 攔門沙的年際演變15</p><p>　　3.3 攔門沙的

7、演變趨勢16</p><p><b>　　結(jié) 論18</b></p><p><b>　　參考文獻19</b></p><p>　　磨刀門河口攔門沙的形成與演變機制</p><p>　　[摘要] 攔門沙是由于河海交互作用在入海河流的河口形成的一種堆積體。河口攔門沙常處在河流入海的咽喉部位，是海

8、陸相互作用的產(chǎn)物，也是河口水沙與河床作用最劇烈的地帶。攔門沙淤積的原因很多，其豐富的來水來沙是最根本的因素，其次是有海陸相互作用下的動力條件以及細顆粒泥沙絮凝環(huán)境等。磨刀門河口是西江主要出?？陂T，徑流作用強烈，以徑流輸沙為主。根據(jù)實測水文、地形資料和歷史資料，研究磨刀門攔門沙區(qū)域的動力沉積過程和地貌演變特征。結(jié)果表明：在豐富的徑流來沙作用下，在徑流動力與潮汐、高鹽陸架水及沿岸海流等海洋動力綜合作用下，造成了攔門沙處泥沙的淤積。而且徑流作

9、用的外移和加強是攔門沙內(nèi)坡沖刷外移和深槽加速向外推進的主要原因；波浪在攔門沙地區(qū)的折射與繞射往往使攔門沙迎浪側(cè)的泥沙遭受侵蝕，而侵蝕所產(chǎn)生的泥沙一方面橫向搬運，使攔門沙位置加高，另一方面又縱向輸移，改變攔門沙的平面形態(tài)。河口的深槽外移擴展，一主一支分汊明顯；攔門沙內(nèi)坡沖刷外移，外坡變化不大，縱向?qū)挾茸冋?；攔門沙西區(qū)淤積，攔門沙中心區(qū)和攔門沙東區(qū)沖刷；地貌軸線總體向南和西南方向偏轉(zhuǎn)。</p><p>　　[關(guān)鍵詞]

10、 磨刀門河口；攔門沙；最大渾濁帶；河口環(huán)流 </p><p>　　The Mechanism of the Development and Evolution of the Mouth Bar in the Modaomen Estuary</p><p>　　[Abstract] The sandbar-dotted is due to interactions in into the

11、 rivers of hohai the estuary of the formation of a stained。Estuary in the sandbar-dotted often river into the sea, the throat chakra is the result of interaction of the sea-land estuarine water, but also the most drastic

12、 sand and riverbed role of zone. The sandbar-dotted deposition for many reasons, its rich coming water and sediment is the most fundamental factors, it is to have the sea land interaction dynamic conditions and fine <

13、/p><p>　　[key words] Sharpening door estuary; The sandbar-dotted; Maximum turbidity belt; Bayou circulation </p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　河口攔門沙是徑流泥沙輸移過程中，由于能量釋放，在河流、海洋雙向水流的

14、相互頂托作用下，徑流勢能銳減、咸淡水混合、泥沙絮凝沉積而發(fā)育隆起于口門的沙體(葉青超，1996)[1]。由此可見，它是陸海動力相互作用的產(chǎn)物。錢寧（1964）曾將入海河口分為三角洲和三角江兩大類[2]。這樣分類表面看來僅是基于河口的平面形態(tài)，但實際上還是反映了陸海兩種勢力相互抗衡的內(nèi)在聯(lián)系，其差別就在于河口段成型淤積體部位的不同。三角江河口由于潮流強、徑流弱且含沙量小，成型淤積體深入河口以內(nèi)，常稱為沙坎；三角洲河口一般徑流強且來沙量較大

15、，潮流較弱，成型淤積體則位于河口口門附近，這就是攔門沙。 </p><p>　　珠江磨刀門口出海航道，內(nèi)聯(lián)西江，外接南海，是珠江三角洲東側(cè)各工業(yè)城市的主要出海通道之一。隨著外向型經(jīng)濟的快速發(fā)展，西江已成為我國連接大西南和沿海港澳地區(qū)的一條水運大通道，而磨刀門水道是西江的主干出海水道，其洪泄量和輸沙量約占西江口的1/3，因此磨刀門水道航道的整治已經(jīng)成為一項十分重要的任務(wù)。</p><p>　

16、　磨刀門攔門沙主要是洪季河流提供泥沙淤積而成。攔門沙形成后，對河口動力及地貌演變有重要的影響。攔門沙的形成促使河口分汊，攔門沙淤積增高并最終成陸，對河口分汊有穩(wěn)定作用。目前，攔門沙中心區(qū)為磨刀門攔門沙的主體，外型呈三角形，其穩(wěn)定十分重要，如其發(fā)生擺動，則勢必影響東、西汊的穩(wěn)定。洪季磨刀門由具有慣性湍流和摩擦湍流特性的下泄噴射流控制，其攜帶泥沙隨湍流擴散，淤積于擴散末端位置附近。從上世紀(jì)80年代中后期開始，磨刀門內(nèi)海區(qū)實施了大規(guī)模圍墾，內(nèi)

17、海區(qū)水流集中，動力作用加強，口門位置也相繼隨導(dǎo)堤的“約束”而外推，現(xiàn)已移到交杯沙-石欄洲一線附近，攔門沙位置也相繼發(fā)生向外的移動。曾有許多學(xué)者和工程技術(shù)人員對其進行了卓有成效的研究工作。</p><p>　　西江（磨刀門）河口攔門沙淤積，不僅使河口主河道失去舟揖之利，也嚴(yán)重影響西江淺洪排澇，成為珠江日門整治規(guī)劃的重大問題，所以，深刻了解河口攔門沙的形成和演變機制，可以更好的對磨刀門河口攔門沙的治理以及加強對航道的

18、整治。</p><p><b>　　1 磨刀門河口概況</b></p><p>　　1.1 地質(zhì)地貌特征</p><p>　　1.1.1 地質(zhì)基礎(chǔ)</p><p>　　地貌和地質(zhì)構(gòu)造背景是河口發(fā)育的基礎(chǔ)。從靜態(tài)分析，在水動力特征類似的情況下，宏觀地貌的差異，會影響河口三角洲的正常發(fā)展，微地貌則主要影響河口地貌的形成。若從

19、動態(tài)考慮，劇烈的構(gòu)造變動不僅貫穿在河口發(fā)育的全過程，而且對它們的演變有時會起重要的作用。</p><p>　　珠江三角洲基底地貌的特征是，在西、北江三角洲有北西向的五嶺五谷，在東江有北東向的一嶺兩谷，主要河道就沿這些嶺間谷地發(fā)育。在西、北江三角洲，除北西向的斷裂帶之外，還受北東向斷裂的影響。因此，它的基底地貌表現(xiàn)為棋盤狀格局，后者成為谷地的“門檻”。當(dāng)河流遇到這些“門檻”時，切穿之處就成為口門，未能切穿之處則河道

20、分汊。河流沖開缺口之后，堆積成扇形的三角洲，地理界稱之為“沖缺三角洲“。珠江三角洲就是由多個沖缺三角洲疊置組合而成的復(fù)合沖缺三角洲。這種構(gòu)造與地貌格局造成了珠江河網(wǎng)三角洲發(fā)育的基礎(chǔ)，而珠江三角洲的徑流含沙量小和比降平緩的特性，則保證了河網(wǎng)的穩(wěn)定發(fā)展。</p><p>　　磨刀門及其臨近地區(qū)作為華南準(zhǔn)地臺的一部分，中生代燕山運動發(fā)生斷裂和大規(guī)模的巖漿活動，構(gòu)造受北東—南西和北西—南東向兩組斷裂系交叉支配，以后在喜馬

21、拉雅運動時，又受差異振蕩運動的影響，發(fā)生塊斷隆起或陷落，造成許多塊狀山丘和盆地。冰后期海侵及珠江沖積的結(jié)果，形成了具有棋盤狀的山丘。島嶼、低地和水網(wǎng)特色的珠江三角洲。而磨刀門水道則是在北西向的西江斷裂的基礎(chǔ)上發(fā)育起來的[3]。</p><p>　　1.1.2 地貌特征</p><p>　　磨刀門是西江的主要入?？陂T，也是珠江三角洲的主要泄洪通道（圖1）。河口地形灘槽分異明顯。磨刀門水道自然

22、向海外延伸，口內(nèi)有一系列的山丘、海島，自東而西有忙洲、橫琴島、石欄洲、鶴洲、橫洲、馬鬃島、大、小岡島和三灶島等。島嶼之間有洪灣水道，磨刀門水道，白龍河水道和龍屎窟水道等。磨刀門水道主槽位于鶴洲與橫琴島之間，呈北西—南東走向自然向外海延伸，槽床呈沖刷狀態(tài)，至石欄洲島以南河槽形態(tài)發(fā)生分汊，原有主槽向西南偏移，由于攔門沙東翼的推進，在攔門沙與石欄洲之間形成一條東南方向發(fā)展的深槽。三灶島與鶴洲圍墾區(qū)之間的白龍河水道是西墾區(qū)的排水通道，經(jīng)龍屎窟出

23、海，因來水來沙較少，淤積較快，淺灘較多，龍屎窟下段因漲潮流作用強，仍具有較深的深槽，但深槽長度較以前有所縮減。攔門沙東西兩翼分別與橫琴島邊灘和交杯沙淺灘銜接，呈新月形沙壩向海突出。本論文的研究范圍，主要為磨刀門河口段、口外海濱段及部分原磨刀門淺海區(qū)（圖2）。</p><p>　　圖1 磨刀門河口在珠江三角洲中的位置</p><p>　　Fig.1 Sharpening door the

24、position in the pearl river delta river</p><p>　　圖2 磨刀門河口地形圖</p><p>　　Fig.2 Sharpening door estuary topographic map </p><p><b>　　1.2 水動力特征</b></p><p>　　1.2

25、.1 徑流動力特征</p><p>　　根據(jù)資料分析與數(shù)據(jù)統(tǒng)計，西江徑流以馬口站為例，多年平均流量7490m3/s，汛期流量11735m3/s，枯期流量3359m3/s，多年平均徑流總量2360億m3，約占珠江水量的74％。西江徑流年內(nèi)分配不均，4-9月份洪季徑流量約占全年的80％，最大月徑流量占全年的18.7％，徑流年際變化最大值約是最小之值的3倍，年徑流量變差系數(shù)為0.21，均小于北江、東江，與北方河流相比變

26、率更小。</p><p>　　珠江流域多暴雨，降雨強度大，時間長。汛期內(nèi)一般每年有5次洪峰，若遇上大潮頂托和臺風(fēng)增水，水位很高。西江馬口站洪峰流量遠高于北江、東江洪峰流量，通常西江洪水漲落相對較慢，洪水經(jīng)過三榕峽、大鼎峽、羚羊峽等峽谷的調(diào)節(jié)，洪峰較緩和。但集水面積大，洪水量多，洪峰仍很高，沿程各大支流匯入，使干流洪水過程呈多峰臃腫的形式。相比之下，北江洪水漲落較快，峰高而量相對較小。</p><

27、;p>　　西江干流南下經(jīng)各汊道分水，其中磨刀門水道分流量占絕對優(yōu)勢。磨刀門多年平均徑流量為923億m3，其年內(nèi)徑流流量分配情況（馬口站）如圖3。磨刀門泄洪流量約占馬口站流量的三分之一，占西、北江徑流量的四分之一，居珠江三角洲八大口門之首（圖4），為珠江主要泄洪通道。</p><p>　　圖3 磨刀門河口平均流量年內(nèi)變化</p><p>　　Fig.3 The average flow

28、 years shapening door estuary changes</p><p>　　圖4 珠江河口八大口門徑流量變化</p><p>　　Fig.4 Pearl river estuary channel runoff eight changes </p><p>　　磨刀門河口徑流量與進潮量比值為5.78，徑流占主導(dǎo)地位。據(jù)資料分析[4]，除龍屎窟外，

29、各口斷面的徑流始終占主導(dǎo)地位。徑流量和進潮量的比值>0.1者，一般在口外形成攔門沙[5]。磨刀門徑流很強，攔門沙處于河口外。汛期洪水分別從龍屎窟、洪灣水道和磨刀門水道排出，洪季小潮或大潮中水位以下時，磨刀門河口段由徑流控制，下泄噴射流表現(xiàn)為慣性湍流擴散和摩擦湍流擴散特點。下泄噴射流擴散進入攔門沙范圍，因河床摩擦影響，流速減慢；過攔門沙后，出口水流漂浮在高鹽陸架水之上，此時表層下泄流幾乎不受床底摩擦影響，表層沖淡水可擴散到口外海濱較

30、遠區(qū)域?？菁竞推剿冢サ堕T下泄噴射流在攔門沙內(nèi)外坡表現(xiàn)為漂浮擴散水流的特點。由于受西南向沿岸流的影響，磨刀門入海徑流向偏西方向擴散。</p><p>　　1.2.2 海洋動力特征</p><p><b>　?。?）潮汐</b></p><p>　　磨刀門河口附近燈籠山站的潮性系數(shù)為1.5，屬于不規(guī)則半日混合潮，日潮不等現(xiàn)象顯著。每個太陰日發(fā)生

31、兩次漲潮兩次落潮，每一個半日潮歷時約12個小時25分鐘，潮型一般是以高高潮—低低潮—低高潮—高低潮的形式出現(xiàn)，大約經(jīng)過12天或13天，潮型變?yōu)榈透叱薄叩统薄吒叱薄偷统钡男问?。冬、春之間高高潮多處現(xiàn)在夜間，低低潮多出現(xiàn)于白天，夏、秋季則相反。</p><p>　　磨刀門河口平均潮差不足1m，屬弱潮河口，據(jù)燈籠山站1959～1998站潮位資料統(tǒng)計，磨刀門多年平均潮差為0.84m，最大漲潮潮差為2.98m，平均最

32、大潮差為1.73m；最大落潮潮差為2.74m，平均最大落潮潮差為2.06m。與雞啼門、虎跳門比較，磨刀門潮差較小?？菟?，由于雞啼門、虎跳門及崖門潮水上溯，在磨刀門水道附近匯潮，使干流匯潮區(qū)附近產(chǎn)生橫比降，右岸水位高于左岸。汛期，西江強大洪流經(jīng)雞啼門、虎跳門及崖門分流，又導(dǎo)致左岸水位高于右岸。磨刀門主流水道橫比降的存在，將對泥沙輸移及河道沖淤產(chǎn)生重要的影響。</p><p>　　磨刀門河口潮波在上溯過程中變形，潮

33、差自外海向陸沿程遞減。據(jù)統(tǒng)計，三灶站多年平均潮差為1.08m,口門附近燈籠山站多年平均潮差為0.83m,上游的竹銀站則減小為0.66m，天河站減小為0.46m。潮差向上游沿程減小，主要是受河床和徑流摩擦阻力的影響，潮波的能量逐漸消耗所致。</p><p>　　磨刀門河口潮汐在運動過程中，一方面受上游來水來沙阻攔，另一方面受岸線和水下地形的影響，在由外海向口門推進時，其前波增大，后波減緩，從而導(dǎo)致漲潮歷時向上游逐步

34、減小，落潮歷時逐漸增加，落潮歷時大于漲潮歷時。據(jù)大橫琴站和燈籠山站2003年9月26日～27日的逐時潮位資料統(tǒng)計，大橫琴站漲潮歷時為11h，落潮歷時為14h，落潮歷時比漲潮歷時長3h。燈籠山站漲潮歷時為10h，落潮歷時為15h，落潮歷時比漲潮歷時長5h。</p><p><b>　　（2）潮流</b></p><p>　　據(jù)實測數(shù)據(jù)和資料分析，磨刀門屬于強徑流弱潮流、

35、洪潮混合影響的口門，山潮比為5.77。當(dāng)上游馬口站流量大于10000m3/s時，徑流影響明顯加強；當(dāng)馬口站流量小于6000m3/s時，以潮流作用為主。磨刀門燈籠山站年平均漲潮量為160億m3，占八大口門總漲潮量4.25％；落潮量為1083億m3，占八大口門總落潮量15.4％。</p><p>　　磨刀門河口不同區(qū)域潮流流向差異較大。在縱向上，自攔門沙外坡至口內(nèi)，潮流流向具有旋轉(zhuǎn)流—半旋轉(zhuǎn)流—往復(fù)流的過渡變化特征。

36、口外主要潮流方向為西北—東南向，漲潮流為西北向，落潮流為東南向，轉(zhuǎn)流時作順時針旋轉(zhuǎn)。根據(jù)2003年9月26～27日再磨刀門進行的水文同步測驗資料分析，攔門沙外坡10m水深處，受潮波相互迭加、海底摩擦和海岸反射影響，中、底層基本上都為旋轉(zhuǎn)流，水流呈順時針方向旋轉(zhuǎn)，表層潮流受西向沿岸流影響，表現(xiàn)為往復(fù)流特性；在攔門沙頂部，潮流已轉(zhuǎn)變?yōu)榘胄D(zhuǎn)特性；而在大井角附近，由于受徑流和河槽地形影響，潮流表現(xiàn)為往復(fù)流特性，落潮流向明顯，漲潮流向比較復(fù)雜。

37、落潮時磨刀門水道徑流主流分別從橫洲和龍屎窟出口，一分支經(jīng)洪灣出澳門。</p><p>　　潮流界取決于上游來水量和口門的漲潮量，季節(jié)變化較大。枯水期潮流界可達永安～高要之間，洪水期一般可推至口門附近。當(dāng)馬口站枯水流量約為2500m3/s時，潮流界在三榕峽附近。由于河口潮差小，潮流量受潮差的制約不大。影響河口潮流量的主要因素是徑流的枯豐，上游來水來沙量的多寡直接左右河口漲潮量變化。磨刀門河口潮流量變化總趨勢是，汛期

38、的落潮流量比枯季大，枯季的漲潮流量有明顯的變化。</p><p>　　潮流流速受徑流的影響變化較大。據(jù)磨刀門河口實測結(jié)果（2003年9月26～27日）（圖5），垂線平均最大漲潮流速為0.68m/s，垂線平均最大落潮流速為1.13m/s，遠小于潮優(yōu)型河口（錢塘江河口）。潮流動力在磨刀門攔門沙區(qū)域存在差異，總體而言是落潮動力大于漲潮動力。大井角附近，落潮時，受徑流影響，落潮流速較大，表層最大流速為1.72m/s，底層

39、為0.88m/s，落潮平均流速垂向變化與河流相似，由表層至底層逐漸較小。漲潮時，受徑流阻擋的影響，漲潮流速普遍小于落潮流速?？拷鼣r門沙頂，流速小于大井角附近，實測最大落潮流速為1.66m/s，最大漲潮潮流速為0.70m/s，落潮流速大于漲潮流速。垂向分布上，由表層至底層逐漸減小。在口外海濱，流速明顯較小，實測流速均在0.30m/s以下。就整個河口來說，落潮流速大于漲潮流速，表層流速大于中、底層流速。</p><p&g

40、t;　　圖5 磨刀門河口實測各站流速過程線</p><p>　　Fig.5 Sharpening door estuary stations measured velocity process line </p><p><b>　?。?）波浪</b></p><p>　　波浪對河口發(fā)育的影響，主要反映在對河口地形的塑造。波浪分析依據(jù)磨刀門口

41、門西南約40km的荷包島測站一年（1981年10月至1982年9月）和磨刀門口門東北大萬山站一年（2001年4月至2002年3月）的實測資料。由于以上測站與磨刀門河口位于同一海域，且地形形勢與磨刀門口門相似，因此，資料具有代表性。波浪的統(tǒng)計分析顯示如下特征：</p><p>　?。?）波浪頻率高，以涌浪為主，SE向浪占優(yōu)勢。磨刀門海區(qū)的無浪率平均僅為0.7％，這就是說，磨刀門攔門沙地區(qū)幾乎無時無刻不處在波浪動力作

42、用之下。涌浪頻率為67.4％，比風(fēng)浪頻率（32.6％）多一倍。就涌浪來說，全年除7-8月S向涌浪稍多于SE向涌浪外，其余10個月均以SE向涌浪為主，特別是冬季10月至翌年2月，SE向涌浪占這個時期全部涌浪的89.2％-97.6％。這是因為冬季我國東南半壁及近海處于強大的NE向季風(fēng)控制下，在開闊外海由NE向季風(fēng)形成的大浪傳播至本區(qū)近岸時，依近岸等深線和岸線走向（NE-SW）折射轉(zhuǎn)換為SE向。</p><p>　?。?/p>

43、2）波高和波周期變幅小，波浪作用位置穩(wěn)定。實測冬半年平均波高和波周期為1.21m和5.51s，夏半年平均波高和波周期為1.18m和5.47s，冬半年平均波高和波周期略大于夏半年，全年平均波高為1.20m，平均波周期為5.49s?？梢姴ǜ叩姆植驾^為集中。各月平均波高和波周期值分別在1.01m～1.38m和5.51～5.85s范圍內(nèi)，與年平均值很接近，即年內(nèi)各月的波高和周期變幅小，因而攔門沙前緣斜坡上同一水深地帶的波能接近，破波帶位置亦較穩(wěn)

44、定。</p><p>　?。?）波能較強，但充分消耗在水下三角洲淺灘及其前緣斜坡上。波浪力的大小反映了海岸波能強度，據(jù)研究結(jié)果（羅憲林等，1988），磨刀門口門外-10m水深處的波浪力為3.04×103Wm-1，比美國路易斯安娜海岸的深水波力（1.8×103Wm-1）略大，但近岸波力較小（0.032ft·lb/s·ft），與密西西比河口近岸波力（0.030ft·l

45、b/s·ft）相似[6]。這說明了波能的絕大部分已消耗在水下三角洲淺灘及其前緣斜坡上，且在波能攔門沙向海突出的尖端部位幅聚，而在攔門沙兩翼幅散。</p><p>　　圖6 磨刀門波浪折射、繞射示意圖</p><p>　　Fig.6 Sharpening door waves refraction and diffraction schemes </p><p

46、><b>　?。?）余流</b></p><p>　　近岸帶潮汐水流是由各種因素形成的多種水流的綜合體。余流通常指從實測的某一水層綜合水流中分離出閉合周期性潮流后剩余的水流，其量級遠小于潮流。它受多種因素制約，其中河川徑流、沿岸流、密度梯度流、風(fēng)場以及邊界條件是主要因素。由于它能造成質(zhì)點凈運移，所以作用很大，是細顆粒物質(zhì)遠距離搬運的主要動力。</p><p>　

47、　磨刀門是以徑流為主的河口區(qū)，終年各水層主要為落潮優(yōu)勢流?？谕獾拇笪魉乐粮邫趰u區(qū)域在沿岸流影響下，以西南向余流為主要。洪水期，余流值從表層至底層遞減，流向因地形部位不同而異，總體上余流是偏小的。據(jù)磨刀門河口實測結(jié)果，在磨刀門水道下游（杧洲—石欄洲），余流方向和落潮流方向一致，指向外海，余流值由表層至底層遞減，證明本區(qū)余流主要是徑流。在攔門沙內(nèi)坡，受徑流影響，余流以南偏西方向指向外海，底層受密度梯度力作用，有較小余流以西向和西北方向指向

48、交杯沙。而在口外海濱余流則最小，表層以東北方向指向陸地凈輸水，底層以東偏南凈輸水?？傮w上，河口攔門沙外存在一股恒向西南向的沿岸流。</p><p>　　1.3 泥沙來源與特征</p><p>　　1.3.1 泥沙來源</p><p>　　泥沙是建造河口的物質(zhì)基礎(chǔ)，亦是影響河口演變的一個重要因素。與長江、黃河相比，珠江網(wǎng)河水系的含沙量甚少，但徑流量巨大，含沙總量亦相當(dāng)

49、可觀。泥沙以懸移質(zhì)為主，推移質(zhì)沙約為懸移質(zhì)總量的10％～15％。據(jù)資料統(tǒng)計，珠江年輸沙（懸沙）量為8872×104t，其中西江馬口站的年平均含沙量為0.309kg/m3，年均輸沙量為7600×104t，占珠江年總輸沙量的85.7％。受流域降水條件的制約，輸沙量的年內(nèi)分配極不均勻，即季節(jié)變化十分顯著。汛期含沙量較大，導(dǎo)致輸沙量很集中，西江馬口站汛期的輸沙量占全年輸沙量94.6％；枯季的輸沙量則很少（圖7）。如此豐富的輸

50、沙條件，影響著磨刀門河口及其上游河道的沉積特征和地貌的改變。</p><p>　　圖7 珠江八大口門年輸沙量比較</p><p>　　Fig.7 Pearl river eight channel sand quantity is courage </p><p>　　磨刀門河口年平均懸移質(zhì)輸沙量為2341×104t，占珠江八大河口總輸沙量的30.4％，輸

51、沙率與徑流量關(guān)系密切。洪季徑流量大，輸沙量亦大，這種水沙格局對泥沙搬運和河床塑造產(chǎn)生了極為重要的影響。磨刀門河口泥沙以汛期西江帶入的懸移質(zhì)泥沙為主，其中懸沙中徑0.017mm，泥沙組分中80％～90％是粘土和粉砂，河口沉積中最粗的泥沙主要是細砂。懸沙濃度受徑流、鹽水楔和波浪的影響，在由口內(nèi)向外海的縱向分布上，隨著距離和水深的增加而遞減。由于地形、水深、季節(jié)的不同，一般底層含沙量大于表層，汛期含沙量落潮大于漲潮；枯季含沙量漲潮大于落潮。&

52、lt;/p><p>　　1.3.2 泥沙運動特征</p><p>　　泥沙按其運動方式，可分為懸移質(zhì)和推移質(zhì)，其搬運特征分別為[7]：</p><p>　　（1）懸移質(zhì)泥沙搬運特征</p><p>　　西江下游汛期懸移質(zhì)成分中粉砂和粘土的含量占絕對優(yōu)勢，明顯大于砂粒含量，并且愈近口門，懸移質(zhì)粒徑愈細。泥沙沿途按重力分異沉積，懸移質(zhì)中較粗顆粒在沉積

53、過程中與河床泥沙有交換作用，而粒徑較細部分，在整個下泄過程中以沖瀉質(zhì)形式流出口門，不參與造床作用。</p><p>　　河口懸移質(zhì)泥沙在洪季大量被帶往攔門沙外，隨懸浮羽向外擴散。較粗的細粉砂部分直接沉降在壩后內(nèi)海區(qū)和攔門沙外緣，細顆粒泥沙向外呈扇形沉積。由于河口噴射的淡水及沖淡水在攔門沙前緣斜坡上與下部的高鹽陸架水之間密度梯度很大，界面清晰，下層陸架水在底部上溯，則噴射水流帶出的懸移質(zhì)泥沙在界面的摻混過程中進入陸

54、架水，隨后上溯運移并沉積在攔門沙前緣斜坡上。</p><p>　　粗粒懸移質(zhì)泥沙（主要是粉砂）還在燈籠沙淺灘的東半部分發(fā)生了明顯的機械分異沉積作用，這一作用主要是落潮至漲潮初期磨刀門越灘水流攜帶的泥沙因淺灘流速小而沉積的。粉砂一旦淤灘，則在淺灘上作推移運動。</p><p>　　洪季河流攜帶的懸移質(zhì)泥沙（包括膠粒）豐富，但此時河口段水體基本淡化，鹽淡水交混作用主要發(fā)生在攔門沙以外的口外海濱

55、，大量的粘性細顆粒泥沙主要沉積在攔門沙前緣水下斜坡及其以外的海底。枯季隨著徑流減小和咸潮向陸伸入，河口動力消能帶（或平衡帶）內(nèi)移，汛期暫時沉積在口外海濱海底的淤泥這時被漲潮流或波浪掀動而再懸浮揚動，并隨流向陸搬運和沉積。</p><p>　?。?）推移質(zhì)泥沙搬運特征</p><p>　　一般無潮河流，其推移質(zhì)泥沙運動強度與流速的高次方成正比。而有潮河口，其上游推移質(zhì)泥沙運動道潮區(qū)界以下時，

56、水位周期性升降影響河流流速，使得推移質(zhì)泥沙間歇運動非常復(fù)雜。潮流界以下河道漲潮出現(xiàn)負流，推移質(zhì)運動不再是單一下泄輸移，而是前進又后退，后退又前進的反復(fù)運動。粗顆粒推移質(zhì)從上游起沿程搬運、沉積。</p><p>　　洪季整個河槽由下泄流控制，推移泥沙主要在這時發(fā)生較大量的運動，河口段河床（攔門沙內(nèi)坡）發(fā)育巨形沙波，落急時底層最大含沙量高達2～3kg/m3。百頃頭以下的汛期感潮河段內(nèi)因潮汐影響使流速減小，細砂大量聚積

57、，但在落潮水流作用下，它們能繼續(xù)沿床面運動并被推出口外，最后受阻于鹽水楔前端。攔門沙頂部是汛期鹽水楔頂所在，該處成為細砂運動的最后終止地點。此外，由于落潮轉(zhuǎn)漲潮或漲潮轉(zhuǎn)落潮時，河槽底流都向西偏轉(zhuǎn)，推移的細砂還被底流帶上淺灘在燈籠沙和交杯沙淺灘沉積。</p><p>　　綜上所述，不同粒級泥沙的來源和運動方式不同，它們在河床的分布各有其特點和規(guī)律： 1）西江流域推移向下的礫砂很少進入三角洲網(wǎng)河區(qū)而大多堆積在三榕峽以

58、上的峽谷河段；2）推移運動的中粗砂在馬口以上大量聚積，部分往下游搬運至潮區(qū)界以上的百頃頭以上河段，磨刀門水道段因潮汐影響，中粗砂往下搬運能力極低，掛定角附近成為這種泥沙運動的終點； 3）推移運動為主，但時做懸浮運動的細砂物質(zhì)屬于床沙質(zhì)性質(zhì)，它們在沿途各河段都有一定的落淤，但大量的細砂主要向河口輸送。（4）粉砂、淤泥和粘土等細粒泥沙屬于沖瀉性質(zhì)，在西江深泓河床含量極小，這些泥沙大多被輸出口外。中水期河流來水來沙條件是磨刀門水道粉砂和淤泥淤

59、積的最好時機。</p><p>　　2 磨刀門河口攔門沙的形成機制</p><p>　　攔門沙的形成是比較復(fù)雜的。河口區(qū)的泥沙動態(tài)在很大程度上取決于水流形式。在河口區(qū)徑流與漲潮流相互頂托，接觸消能，形成水流相對平衡的“動力平衡帶”。泥沙在此大量堆積。同時，咸淡水相遇，電解質(zhì)不同的水體互相接觸，也會引起細粒物質(zhì)絮凝沉積[8]。</p><p>　　2.1 攔門沙的形成

60、條件</p><p>　　存在攔門沙的河口，其咸淡水混合基本屬于呈楔形分布的緩混合或弱混合型，其內(nèi)在機制可從分析咸水入侵對流速和含沙量分布的影響得到清初的認識。通過繪制口門河段叢向上不同測點的優(yōu)勢流曲線，即可發(fā)現(xiàn)存在上溯流和下泄流，兩者轉(zhuǎn)換、凈流速接近于零的位置處，即為滯流點，滯流點上下的小流速段即為滯流區(qū)。無論是上游來沙、漲潮潮流夾帶來的泥沙，還是遇強電解質(zhì)后絮凝沉降的泥沙，均匯集于此，這就是河口攔門沙形成的主

61、要原因，也是其形成的必要條件。</p><p>　　徑流來沙量的大小，即水流含沙量的高低與河口有無攔門沙并無必然聯(lián)系。但河流來沙量多少卻對三角洲淤積形態(tài)和攔門沙演變有重要影響。來沙多，潮流弱的河口，攔門沙堆積快且不穩(wěn)定，河口延伸速度快，攔門沙地帶頻頻出現(xiàn)汊道。典型實例如：黃河、珠江磨刀門。</p><p>　　含沙量在河口不同部位的分布與混合指標(biāo)、鹽度及上游來沙量有關(guān)。當(dāng)上游來沙量較小時，

62、含沙量在流向上經(jīng)歷小—大—小的變化過程，因而中間斷形成“最大渾濁帶”，此區(qū)域常常是泥沙落淤之處，易形成攔門沙。在一個潮周期內(nèi)，其位置隨漲落潮上下移動，落潮時靠近下游，漲潮時靠近上游；當(dāng)上游來沙量較高時，含沙量分布從上游到下游逐漸減小，泥沙沿程落淤，因此攔門沙的變化表現(xiàn)為洪季淤積，枯季沖刷，這正與磨刀門河口攔門沙的沖淤變化相同。</p><p><b>　　2.2 河口環(huán)流</b></p

63、><p>　　由于鹽水人侵產(chǎn)生鹽淡水異重流，在部分混合型河口存在著底層流向陸，表層流向海的余環(huán)流，余環(huán)流對泥沙輸移的影響同航道攔門沙的形成密切相關(guān)。在其作用下，泥沙在底層被帶向上游，在表層被帶向下游，而在余流為零的地方，泥沙作垂向運動，不斷富集，促進了航道攔門沙的形成[9]。</p><p>　　2.3 河口最大渾濁帶</p><p>　　河口泥沙受多種作用的影響，復(fù)雜

64、多變的動力過程、地形變化，會導(dǎo)致河口泥沙在不同時期和不同河槽的輸移和沉積規(guī)律的差異。在河口口門地區(qū)潮波變形明顯，潮流強勁，引起床沙懸浮，水體含沙量增加，同時咸淡水交匯和重力環(huán)流活躍，泥沙又容易在此聚集，出現(xiàn)“最大渾濁帶”現(xiàn)象，大量泥沙下沉，河床淤積。河口“最大渾濁帶（Turbidity Maximum Zone）”是河口區(qū)細顆粒泥沙運動的主要沉積特性。它發(fā)生在潮汐河口鹽淡水交匯區(qū)，其含沙濃度明顯高于上游和下游地區(qū)，且在一定范圍內(nèi)有規(guī)律的

65、遷移。最大渾濁帶通常與底部淤積段相一致，其位置常與攔門沙位置相吻合。</p><p>　　最大渾濁帶形成有兩個基本條件：一是有豐富的細顆粒泥沙供給；二是存在使泥沙在特定區(qū)段集聚的動力機制。但到目前為止，最大渾濁帶的形成原因還沒有普遍接受的觀點，可以明確的是，最大渾濁帶形成是潮汐動力、重力環(huán)流和泥沙物理性質(zhì)（沖刷、沉積、運移、絮凝）等因素之間相互作用的結(jié)果，只是這些因素的相對重要性還不清楚，或這些因素缺一不可。早期

66、許多研究者認為，最大渾濁帶是由于緩混合和分層河口種垂向環(huán)流的垂向重力環(huán)流模式造成的，重力環(huán)流解釋了最大渾濁帶與鹽水入侵相關(guān)，以及它隨徑流和潮差的變化規(guī)律，但不能解釋泥沙隨潮變化過程。因此本文通過對磨刀門河口徑潮流動力、泥沙來源與運動、含沙量的研究，探討磨刀門河口最大渾濁帶的特征。</p><p>　　2.3.1 最大渾濁帶含沙量的變化</p><p>　　磨刀門河口水體含沙量呈現(xiàn)出中間大、

67、兩端小，底層大、表層小的特點，即縱向上攔門沙頂部含沙量最高，向攔門沙內(nèi)、外坡含沙量逐漸減??；垂向上各站位均呈現(xiàn)出底層含沙量大于表層，含沙量由表層至底層逐漸增加的特點（圖8）。而且，最大渾濁帶的含沙量無論漲潮和落潮，垂線平均和最大含沙量均比其上、下游高。</p><p>　　含沙量在河口不同部位的分布與混合指標(biāo)、鹽度及上游來沙量有關(guān)。當(dāng)上游來沙量較小時，含沙量在流向上經(jīng)歷小—大—小的變化過程，因而中間斷形成“最大渾

68、濁帶”，此區(qū)域常常是泥沙落淤之處，易形成攔門沙。在一個潮周期內(nèi)，其位置隨漲落潮上下移動，落潮時靠近下游，漲潮時靠近上游；當(dāng)上游來沙量較高時，含沙量分布從上游到下游逐漸減小，泥沙沿程落淤，因此攔門沙的變化表現(xiàn)為洪季淤積，枯季沖刷，這正與磨刀門河口攔門沙的沖淤變化相同。</p><p>　　含沙量較高的區(qū)域，它與河口地區(qū)徑潮流的動力作用及鹽度分布的不均勻性有關(guān)。事實上，泥沙濃度分布主要取決于對流擴散和重力沉降的共同作

69、用，前者依賴于水流運動，后者則與依賴于鹽度的沉速有關(guān)。上游水體含鹽度較小，沉速也較小，對流擴散效應(yīng)較重力沉降強，因而水體含沙量較大；下游鹽度增大，導(dǎo)致沉速加大，重力沉降效應(yīng)強于對流擴散，因而泥沙逐漸落淤，含沙量減小，當(dāng)鹽度達到10ppt左右時，沉速不再隨鹽度增大而顯著變化，含沙量亦保持相對穩(wěn)定。在含沙量由小到大再到小的過程中，存在一個含沙量較高的區(qū)域是必然的，此高含沙量區(qū)即通常所說的“最大渾濁帶”。</p><p&g

70、t;　　圖8 磨刀門最大渾濁帶含沙量的垂向變化</p><p>　　Fig.8 Sharpening the door with the maximum turbidity sediment vertical change </p><p>　　2.3.2 最大渾濁帶的移動規(guī)律</p><p>　　磨刀門河口最大渾濁帶位于攔門沙處，上、下游余流均向該處輸運泥沙，造成

71、該處泥沙匯合，從磨刀門河口泥沙凈輸運矢量分布圖上，可以看出攔門沙是河流來沙和海域來沙的交匯處。另一方面，最大渾濁帶的主導(dǎo)過程是局部泥沙的沉積和再懸浮。在最大渾濁帶邊緣區(qū)域，泥沙對流占主導(dǎo)地位。憩流時，在底部形成受時間和空間限制的泥沙沉積，漲憩時，泥沙沉積主要發(fā)生在最大渾濁帶中上段，而落憩時，泥沙沉積主要發(fā)生在中下游，因此落潮時最大渾濁帶中上段新落淤的泥沙發(fā)生沖刷再懸浮；而漲潮時最大渾濁帶中下段新淤積的泥沙發(fā)生沖刷再懸浮。沖起來的泥沙又補

72、充到水體中，增加水體的含沙濃度。如此反復(fù)循環(huán)，加之上游泥沙的源源不斷供給，使得磨刀門河口最大渾濁帶得以形成和維持。再者，攔門沙頂波浪動力較強，波浪作用對淺灘泥沙的分選和搬運使攔門沙頂粗化、凈化，使較細的懸浮泥沙進入最大混濁帶。</p><p>　　通過最大渾濁帶，泥沙在河口不同部位間連續(xù)交換，從河流和海洋中補充輸入的泥沙只占渾濁帶內(nèi)水體所含泥沙的一小部分，輸入的泥沙一般主要由淤積來平衡。泥沙在最大渾濁帶的滯留時間

73、內(nèi)，要經(jīng)過許多次沉積和再懸浮循環(huán)，含沙濃度變化梯度的存在表明對抗河流向海輸沙的作用力。</p><p>　　磨刀門河口最大渾濁帶發(fā)生在鹽淡水混合區(qū)，鹽淡水混合區(qū)的泥沙沉速大[10]，沉積作用強烈，底部易沖沙源充足，因而泥沙的沖刷再懸浮作用強烈，這就限制了最大渾濁帶縱向伸展范圍。沉速的加大與鹽度的絮凝密切相關(guān)，鹽度為0.2‰時基本不發(fā)生絮凝，5‰、10‰、15‰時屬慢絮凝區(qū)，而在13‰時屬較快絮凝區(qū)[11]，磨刀門

74、河口泥沙再懸浮過程與鹽度變化是一致的。在漲憩時，最大渾濁帶中上段水體的鹽度在5‰～15‰之間，這時中上段發(fā)生大量泥沙落淤；在落憩時，中下斷在鹽度為5‰～15‰的區(qū)域發(fā)生大量落淤。</p><p>　　徑流與潮流的消長變化是導(dǎo)致磨刀門河口最大渾濁帶核心移動的主要原因。一般來講，最大渾濁帶的核心部位同河口攔門沙的位置相一致，均位于徑流與潮汐這兩種相互消長的動力作用的平衡點，這一平衡點常被稱為滯流點或河口動力節(jié)點。潮流

75、的動力作用越強或徑流的動力作用越弱時，海水上溯越遠，最大渾濁帶就越靠上游。含沙量隨時間周期性變化，高含沙量區(qū)亦周期性的上下移動。漲憩時刻到達最上游，落憩時刻到達最下游。隨著漲潮流的不斷上溯，在鹽淡水交匯處，沉速加大，平均流速減小，因而含沙量由高到低的轉(zhuǎn)折點不斷上移，直到落憩時刻。反之，高含沙量區(qū)隨落潮流不斷下移，直到落憩時刻。</p><p>　　磨刀門河口最大渾濁帶與攔門沙不僅存在成因聯(lián)系，且有互補關(guān)系。黃勝等

76、（1993）認為“最大渾濁帶”是河口形成攔門沙的原因之一[12]。渾濁帶水體的懸沙沉降是攔門沙淺灘淤積的重要原因，而攔門沙淺灘物質(zhì)的再懸浮則是渾濁帶得以維持高含沙量狀態(tài)的重要因素。分析結(jié)果表明，磨刀門河口攔門沙是汛期鹽水楔的終止點，其對鹽水上溯有阻礙作用，能使滯流點和最大懸沙中心的位置向海推移。攔門沙淺灘高程越高，此種作用越明顯，攔門沙灘頂位置不同此種作用的大小也不同。隨著攔門沙灘頂水深變淺，滯流點和最大渾濁帶的位置逐步向海推移，從而使

77、攔門沙本身也向海推移。</p><p>　　磨刀門河口最大渾濁帶，地處河流因子與海洋因子相互作用最劇烈的地帶，其核心位置從水團角度看，它位于河口水與沖淡水的交匯處；從鹽淡水混合角度看，它位于縱向和垂向鹽度梯度均大的鹽淡水混合主鋒帶；從動力角度看，它位于漲、落潮流優(yōu)勢轉(zhuǎn)換帶和滯流點附近；從河口區(qū)分段角度看，它位于河口段與口外海濱段的交界地帶；從地貌角度看，它與攔門沙壩頂基本吻合。</p><p&

78、gt;　　綜上所述，磨刀門攔門沙主要是洪季河流提供泥沙淤積而成。由于東西汊的形成發(fā)展，切割原有的攔門沙，目前的磨刀門攔門沙可以劃分三個部分，東、西汊之間的攔門沙中心區(qū)，外形呈三角形；東汊東部的攔門沙東區(qū)，西汊西部的攔門沙西區(qū)，其主體部分為交杯沙淺灘(圖9)。</p><p>　　圖9 磨刀門河口攔門沙的位置（-3m等深線）</p><p>　　Fig.9 Sharpening door e

79、stuary the sandbar-dotted position (- 3m DengShenXian) </p><p>　　3 磨刀門河口攔門沙的演變過程</p><p>　　河波型河口攔門沙不同于潮優(yōu)型河口的沙坎，也不同于河優(yōu)型河口攔門沙。其形態(tài)與波優(yōu)型河口攔門沙形態(tài)相似，但影響攔門沙發(fā)育的動力機制又與波優(yōu)型河口不同。在平面形態(tài)上，河波型河口攔門沙垂直于河口發(fā)育，從幾何學(xué)的角度來

80、講，對于上游物質(zhì)向下游輸送的封堵程度已經(jīng)達到了最大值；在動力機制上，受兩種不同動力系統(tǒng)共同制約；在演變規(guī)律上，除了短周期（一年）變化之外，還有長周期演變（數(shù)十年）。</p><p>　　3.1 攔門沙的季節(jié)演變</p><p>　　徑流動力和海洋動力在河口區(qū)交匯，彼此消能，因此總體上屬于堆積環(huán)境[13]。由于河口動力季節(jié)性的變化，因此河口泥沙對動力的適應(yīng)性也存在時間上的變化。洪季時上游徑流

81、攜帶的泥沙，進入河口地區(qū)后，由于流速降低，懸移質(zhì)泥沙中較粗的泥沙發(fā)生沉降成為床沙質(zhì)，而較細的部分只有在遇到咸水時發(fā)生絮凝作用時才可能發(fā)生沉降，另外還有部分泥沙通過河口懸浮羽排至外海。因此，河流來沙并不等于入海泥沙通量，河口對泥沙的“過濾器”效應(yīng)使得部分泥沙在河口區(qū)而不是在海洋中沉積。</p><p>　　枯季時上游泥沙來量減少，波浪動力相對增強，則波浪對泥沙的修飾和改造作用加強[14]：波浪攪動攔門沙外坡細顆粒泥

82、沙使之再懸浮，懸浮泥沙在西南沿岸流的作用下向西搬運，攔門沙外坡遭受侵蝕，泥沙經(jīng)過分選后變粗；另一方面，波浪破碎產(chǎn)生沖流，挾帶泥沙在灘頂沉積從而使沙坎高程增加，部分細顆粒泥沙越過攔門沙頂在內(nèi)坡沉降，因此攔門沙內(nèi)坡泥沙顆粒較外坡細（圖10）。河口泥沙對水動力的適應(yīng)性，可概括為洪季時河口對泥沙的分選和過濾，枯季時對泥沙的重新分配。</p><p>　　圖10 磨刀門攔門沙洪枯季變化及位置移動</p>&l

83、t;p>　　Fig.10 Height and location oscillation between wet season and dry season</p><p>　　3.2 攔門沙的年際演變</p><p>　　河口攔門沙的發(fā)育形式與河口動態(tài)有關(guān)。西江干流磨刀門河口的沙壩式攔門沙的形成，主要是洪季河流提供泥沙淤積造成的，并且和西江三角洲發(fā)展到外海，無島嶼屏障作用，波浪因素

84、增強有關(guān)。</p><p>　　100多年前（1883年），磨刀門射流口在燈籠山附近，攔門沙則位于射流口7.5倍于噴射口寬度的距離，即在橫洲—大井角峽口內(nèi)的東石處，水深4.5m，二十世紀(jì)初，攔門沙移至橫洲—大井角峽口。二十世紀(jì)初三十年代，再下移至峽口外的小香洲附近，1883～1936年攔門沙共下移5250m，平均每年前移99.1m。攔門沙移出橫洲—大井角峽口之外后，開始受波浪作用的重要影響，攔門沙水深變淺，下移速

85、度減慢，如1936年時攔門沙水深只有3m，1936～1946年間攔門沙共下移1500m，平均每年前移53.5m。近二十多年來，橫洲—大井角峽口內(nèi)的磨刀門內(nèi)海區(qū)大量灘涂圍墾及大片淺灘淤高或干出，由該峽口外泄徑流量增加，流量有效指標(biāo)呈增大趨勢，故攔門沙向前推進速度較前加快，平均每年下移69.2m。造成上述淤積趨勢的主要原因可能是：攔門沙沉積中日益更多地迭加了西側(cè)淺灘地帶的沿岸漂沙淤積的影響，故不斷淤淺加高，波浪分選作用的增強有利于使前緣斜坡

86、變陡。此外，由于前三角洲部分淤積不足使三角洲基底沉積緩慢，當(dāng)攔門沙堆積體加積前展時，三角洲基底負荷加重，這一過程發(fā)展的結(jié)果可使水下斜坡最后失去平衡而滑塌，因而影響到攔門沙淤積前</p><p>　　圖11 磨刀門河口攔門沙的縱向推進和演變</p><p>　　Fig.11 Sharpening door the sandbar-dotted longitudinal estuarine a

87、dvance and evolution </p><p>　　圖12 磨刀門河口攔門沙坎位置及高程變化圖</p><p>　　Fig.12 The sandbar-dotted shapening door estuary camp location and elevation variations </p><p>　　3.3 攔門沙的演變趨勢</p>

88、;<p>　　（1）整個攔門沙體呈不對稱狀態(tài)：從橫向上看，磨刀門攔門沙河槽西側(cè)（右側(cè)）較東側(cè)的沙體規(guī)模大。這是因為磨刀門河口段潮流作順時針方向旋轉(zhuǎn)運動，中、底層河槽受地形約束具有一定往復(fù)流性質(zhì)，但落潮轉(zhuǎn)漲潮時依順時針方向旋轉(zhuǎn)，漲潮轉(zhuǎn)落潮時依逆時針方向旋轉(zhuǎn)，即底流總是偏向西側(cè)，實測下泄流底流平均流向為160º～165º，明顯較表層平均流向140º～145º偏右，故粗粒底沙主要向西側(cè)搬運

89、。此外，西向沿岸流和東南向常浪向波浪的作用，分別促使懸浮泥沙主要向西側(cè)擴散沉積和攔門沙粗粒泥沙從東側(cè)向西側(cè)轉(zhuǎn)移，亦是整個攔門沙體呈不對稱的重要原因。</p><p>　?。?）波浪作用對攔門沙的改造和修飾非常明顯：波浪作用的意義在于，分選和重新分配河流提供的泥沙，塑造它們使之具有波成海岸特性。這在磨刀門攔門沙地區(qū)主要表現(xiàn)在：</p><p>　　1）攔門沙外緣斜坡愈向岸愈陡，岸線走向力圖與

90、常波向浪的入射方向垂直。磨刀門攔門沙前緣愈向岸愈陡，這是愈近岸波浪對海底的擾動作用愈大所致。磨刀門常見的4～5級波浪（平均波高1.2m～1.5m）可使水深小于4m～5m的河口沙壩前坡底沙顯著移動。攔門沙前端向東南方向突出，其低潮時破波線（約-3m）位置被修飾成彎弓狀。主要是因東南向涌浪正對攔門沙壩體，攔門沙頂?shù)摹搬到切?yīng)”使波能幅聚，其兩側(cè)波能幅散而發(fā)生波浪繞射，岸線與之適應(yīng)要與波浪入射方向垂直，故攔門沙前端岸線呈向海突出的弧形特點。&

91、lt;/p><p>　　2）攔門沙泥沙經(jīng)波浪分選后粗化和凈化，激浪帶的泥沙縱向（沿岸）和橫向（向岸）運動的結(jié)果，形成一系列沙脊，即交杯沙。西向沿岸流使攔門沙東側(cè)淺灘的泥沙向西輸運，所以攔門沙西側(cè)的沙體較大。臺風(fēng)大浪也主要為東南向波浪形成增水，水位上升，一方面可使正對口門的泥沙向上（西側(cè)交杯沙方向）搬運。另一方面它的向岸水流向兩側(cè)（主槽口門和龍屎窟口門）幅散后所挾泥沙堆積下來，形成岸外沙壩。因波浪的折射作用與一定的西南

92、向波浪修飾影響，這種沙壩體的兩端向內(nèi)彎曲，而中央呈弓狀指向外。交杯沙沙脊形成后，其壩后的凹槽因與攔門沙壩后深槽相交，有利于汛期洪水在此排泄和補充沙源，沙脊得以存在下來。橫洲以南淺灘區(qū)相繼有3～4列與河流延伸方向垂直或斜交的沙脊出露水面。正對口門的攔門沙地區(qū)因水深較大，波浪增水可向壩后沖越流動，不能形成沙脊。</p><p>　　3）東南向浪產(chǎn)生的沿岸流漂沙主要向西搬運，攔門沙頂加積變淺。東側(cè)石欄洲以南出現(xiàn)西南方向

93、延伸的弧形沙嘴，弧形沙嘴對河口作封閉狀，但這種沙嘴很不穩(wěn)定，大洪水時易沖決，河口攔門沙頂位置可出現(xiàn)周期性的擺動現(xiàn)象。</p><p>　　因此，波浪改造和修飾作用的總后果是：一方面使攔門沙形態(tài)和沙體分布朝橫向（垂直于河流）方向拉長；另一方面是破浪帶內(nèi)的泥沙被激浪向陸搬運形成灘脊，攔門沙向海推進速度減慢。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p>

94、<p>　　從動力角度分析，磨刀門河口動力過程主要是徑流動力向海擴散和消能的過程。西江徑流量巨大，口門潮汐弱，潮流上溯距離短，鹽水入侵僅及攔門沙前緣斜坡地帶，波能消耗在攔門沙淺灘及前緣斜坡上，在攔門沙向海突出的尖端部位幅聚，而在攔門沙兩翼幅散，且攔門沙以外海域終年存在向西的海岸流。據(jù)此可將磨刀門河口劃分為以下不同的動力區(qū)：（1）河口段（磨刀門主槽）洪季以下泄流作用占優(yōu)勢，枯季表層水流為下泄流占優(yōu)勢，底層卻以上溯流為主；（2）龍

95、屎窟以漲潮動力為主，徑流作用影響很小；（3）交杯沙及其以南的淺灘部分面向開闊的外海，波浪作用已占有突出的地位；（4）口外海濱段為穩(wěn)定的高鹽陸架水所控制，波浪作用占優(yōu)勢，其口外近岸始終存在西向沿岸流。這種動力分布與泥沙粒度參數(shù)的分析結(jié)果相一致。</p><p>　　磨刀門河口最大渾濁帶位于攔門沙頂附近，此處為滯流點，上、下游余流均向該處輸運泥沙，造成該處泥沙匯合。最大渾濁帶與攔門沙不僅存在成因聯(lián)系，且有互補關(guān)系。渾

96、濁帶水體的懸沙沉降是攔門沙淺灘淤積的重要原因，而攔門沙淺灘物質(zhì)的再懸浮則是渾濁帶得以維持高含沙量狀態(tài)的重要因素。攔門沙對鹽水上溯有阻礙作用，隨著攔門沙灘頂淤積變淺，滯流點和最大渾濁帶的位置逐步向海推移，從而使攔門沙本身也向海推移。</p><p>　　磨刀門河口地貌特征是水流條件和泥沙共同作用的結(jié)果，而地形又影響著河口的流場和泥沙的搬運沉積。以主要地貌單元的演變?yōu)榛A(chǔ)，探討了這三者之間的相互作用過程。并預(yù)測了河口

97、的發(fā)展趨勢：磨刀門水道主槽繼續(xù)以沖刷狀態(tài)伸向外海；龍屎窟水道的自然淤積將使其進一步萎縮；口內(nèi)交杯沙淺灘不斷淤積，向海發(fā)展，并有與攔門沙西側(cè)淺灘相遇的可能；攔門沙灘頂淤高，沉積中心向西南外海偏移。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 葉青超.黃河河口攔門沙發(fā)育動態(tài)[J].地理研究,1996,1:22-27.</p>

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