珠江三角洲及河网形成演变的数值模拟和地貌动力学分析：距今6000-2500a

珠江三角洲是我国一个极其复杂的大尺度河口系统,具有独特的河网体系和河口湾.为了探讨距今6 000 a以来珠江三角洲和河网的形成演变,提出一个长周期动力形态模型(PRD-LTMM)并讨论长周期模拟方法的建模和验证思想,重建了距今6 000 a海进盛期的古珠江河口湾的水下地形作为模型的初始边界.在模型中考虑的驱动力和控制因素包括代表潮、河流流量、泥沙输入、海平面变化、沉积物压实率及新构造运动等.分析和计算了三角洲总沉积量、有效堆积空间和沉积速率,用于模型控制和校验.应用必要的模型约减技术,实际模拟了长周期模型.34个14C测年钻孔资料初步验证了模型的正确性,一些古文化遗迹证据可以印证模拟结果.地貌动力学分析进一步论证了计算结果的合理性,阐述了模型输出的地学意义.现阶段的研究揭示出海进盛期以来珠江三角洲的时空演进过程具有一些与已有研究成果大不相同的新的特征.提出距今6 000 a以来珠江三角洲等沉积时间线和若干沉积模式.珠江三角洲发育演变及其特征在很大程度上源自其继承性的地质地貌构造所造成的独特的古海湾构造形态及其对河流和海洋动力分布的重塑.珠江河口的“门”及其双向射流动力体系对珠江三角洲和河网主干,特别对口门的形成演变起了控制性的作用,模拟结果还表明,古珠江河口湾中散落的众多基岩岛丘边沿沉积是影响珠江三角洲长期演变的重要因素.

6ka以来广州溺谷湾形成演变的数值模拟和地貌动力学分析

广州溺谷湾具有独特的地貌动力体系,6ka以来长期保持其活跃的水系.为了探讨溺谷湾的地貌动力演变机制,应用长周期数值模型对区域的水系和地貌演变进行了模拟和钻孔验证以及地貌动力分析.PRD-LTMM是一个本课题组自行研发的建立在流体运动方程和沉积物输运方程的基础上,应用约简技术对模型输入和计算进行处理高分辨率(10a)的千年尺度的长周期动力形态模型.以193个可以明确辨识出最大海侵面的钻孔资料为基础,重建了距今6ka海进盛期的古珠江河口湾的水下地形,并作为PRD-LTMM模型模拟的初始边界.同时以广州溺谷湾中"门"这一独特的地貌动力单元作为切入点讨论广州溺谷湾的地貌动力的耦合演进过程.模型计算结果应用27个测年钻孔资料进行验证,其平均绝对误差为22.4%.通过比较模型的计算结果与实际河网机构和口门相当符合,表明PRD-LTMM的长周期模拟珠江河网、广州溺谷湾的形成和演变过程可行而且比较可信.根据长周期模型的计算结果和地貌动力学分析表明:广州溺谷湾的形态和"门"地貌单元是造成其活跃水动力的主导因素,尤其是"门"地形所造成的双向射流系统的存在对广州溺谷湾的水系演变格局起了控制性的作用;根据广州溺谷湾水动力结构、淤积过程和地貌形态的变化,可将其演变划分为石门期、陈村期、黄埔期和珠江潮汐通道期.