沉积物入海通量减少背景下长江水下三角洲活动性研究

沉积物的活动性是指在一定时段内海底沉积物处于运动状态的时间占总时间的百分比。从全世界范围来看,长江是流域建坝蓄水拦沙导致入海沉积物通量锐减的典型案例。在此背景下,长江口及其邻近海域的沉积物活动性不仅关系到长江水下三角洲的地貌演化,还影响上海及周边地区的海岸稳定性。基于2019年3月和10月在长江水下三角洲采集的表层沉积物样品和箱式样沉积物样品,以及2019年7月在长江水下三角洲前缘区获得的水动力观测资料,使用临界起动剪切力测量仪(CSM)测量沉积物临界起动剪切应力、并与理论计算值进行对比,研究长江水下三角洲的沉积物活动性,获得以下认识:(1)CSM测量值与理论计算值接近,可以用来反映沉积物的临界起动特征。(2)分析不同季节采集的样品发现,CSM测量的临界起动剪切应力平均值在夏季比冬季低,提示洪季的表层沉积物具有更为松散的结构,容易遭受侵蚀而处于活动状态。(3)夏季浪流联合剪切应力随涨潮而减小、随落潮而增大,在全日潮周期内沉积物活动性超过60%;对冬季情境的模拟计算显示,表层沉积物活动性与夏季相当。(4)与三峡大坝建成前相比,当前长江水下三角洲沉积物的粒径更粗,沉积物的可起动性更低,抗侵蚀性略有增加。