水下三角洲

三角洲平原的水下延續部分。包括三角洲前緣和前三角洲。三角洲前緣是界於水邊線與波浪基面間的廣闊水域，是河口動力變化和河海作用最強烈的地帶。其現代地貌過程以劇烈的堆積作用為主，沉積速率高，沉積覆蓋物的粒度變化快，含有海綠石、植物碎屑和生物埋藏種，形態結構複雜，細分為：①漢道河床，為河道分支，即河道延人海底的部分；③漢河口沙壩，多為疊置在前三角洲有機質粘土上的最大河口沙質凸體，有的漢河口發育有指狀沙壩(如長江、密西匹比河等)，長度達70公里，寬15公里，厚IONl5米；②席狀沙，即連續分布的沙帶；④漢道間海灣，兩個向海外突出漢道所夾持的海灣。前三角洲位於波浪基面以下，由漢河人海的懸移質(富含有機質的黑灰色粘土和粉沙質粘土)堆積而成。其斷面呈現水平層理，且粘土與粉沙互層，底棲生物繁盛，以富含海綠石和生物擾動構造(蟲跡和洞穴等)與陸架泥質沉積層作為區分標誌，為重要的生油層。

基本介紹

• 中文名：水下三角洲
• 外文名：subaqueous delta

結構

三角洲前緣：它包括河口沙壩和末端沙壩兩部分。河口沙壩主要是分流河道在人海處形成的淺灘，大部分為粗粉砂，粘土含量小於8%，平均粒徑為4．1～5．1聲，水深0．2 m處的沉積物略粗。末端沙壩主要沉積於三角洲前緣斜坡的邊緣，主要是由河流帶來的細粒沉積物，混有底棲生物。末端沙壩表層沉積物的粘土含量大於15%，平均粒徑為5．7～5．9mm，沉積物以粉砂夾粘土質粉砂薄層為主，可見交錯層理，沖刷與充填構造及生物攪動構造發育。
前三角洲：該部分位於三角洲前緣和側緣之外。表層沉積物為粘土質粉砂，粘土含量為20%～32%，粉砂的含量小於1%，平均粒徑為6．5～7．2mm，沉積物為褐色粘土質粉砂夾黃色粉砂紋層、薄層及透鏡體，其引進部位生物潛穴發育。前三角洲一般分布於水深10～15 m處，地下平緩，一般坡降小於1/10 000，屬於典型的海洋環境。
三角洲側緣：三角洲側緣沉積物明顯比三角洲前緣沉積物細，為粘土質粉砂，由河口沙壩和末端沙壩的粉砂經過波浪側向漂流沿岸堆積而成，向分在河口地貌的研究方法上主要有兩個方向，即基於物理的數學模型方法和基於實際觀測資料的經驗統計模型方法。前者從分析基本的物理過程入手，建立表達各個物理過程的偏微分方程組，然後確定定解條件，利用差分法進行離散化，最後進行數值計算；經驗統計方法則是以實測資料為基礎，通過回歸分析，建立相態變數與各項影響因子之問的定量關係。前一種方法物理概念明確，有助於闡明過程的內在機理，但由於河口造陸過程十分複雜，在具體處理時不得不對實際過程進行大量的簡化，而模型中涉及的大量參數因缺乏實測數據，取值時常常有較大的主觀性，因而大多數有物理基礎的模型尚未達到實用化的程度；後一種方法雖然只是一種將輸出變數與輸入變數聯繫起來的黑箱方法，不能說明過程的物理機制，但由於以實測資料為基礎，所以在資料涉及的範圍內，常常可以給出更為可靠的結果。因此，本書採用經驗統計的方法來表達水沙條件與黃河三角洲造陸速率的關係。

水下三角洲發育演化以黃河為例

1855年黃河於河南銅瓦廂決口棄蘇北河道，改為經山東循大清河注入渤海至今，黃河挾帶巨量泥沙向河口搬運，河口附近水流速度快速衰減、卸載，形成了快速向海推進的三角洲前緣(平均向海推進速率為1．1km/a)，形成了近代黃河三角洲。在近代黃河三角洲上，分流河道決口擺動形成了7個相互疊置的三角洲葉辦，使近代三角洲呈扇形向渤海中部突出。1976年5月黃河在漁窪附近人工決口改道走清水溝，東流人海至今，形成了向海突出的清水溝葉辦。每條流路的三角洲辦演化基本經歷三個階段：早期河道遊蕩，沉積物充填淺水灣，席狀沙體向海推進；中期河道較為固定，河口沙壩快速向海推進；後期分流河道出汊，在葉辦側部形成河口沙體(成國棟，1987)。

數據與方法

為研究近代黃河三角洲水下部分的地貌景觀演化，研究區域的範圍為東經118°22‘’119024'，北緯37°22‘’38028'。水下部分的數據採用1863年法國出版的海圖(近似代表1855年的海圖)、1968年5—7月黃委會濟南水文總站淺海隊施測的黃河三角洲濱海區水深圖、1976年8—10月黃委會濟南水文總站淺海隊施測的黃河三角洲濱海區水深圖以及海軍北海艦隊海道測量大隊1984年5—7月施測套爾河口附近至刁口龍嘴東測深圖。1855、1968、1976年的陸上高程數據分別釆用本實驗室黃河三角洲組基於1985—1986年山東德廾隙二水文地質調查大隊的工程地質鑽孔資料反演的1855、1964、1977年地面高程數據，而1984年的陸上高程數據採用1991年l：10000地形圖數位化數據。
以上數據進行矢量化輸入計算機，並進行統一的配準、坐標轉換到高斯一克呂格投影(橫軸墨卡托投影)，其投影參數如下：橢球體為Krasovsky，投影帶中央經線為117°00'00''，中央緯線為0°0'0''，東向位移500km，北向位移為0km，垂向縮放比例為1，建成三角洲地形空間資料庫。利用ARCGIS中的GRID模組進行插值，空間分辨串500mx 500m，然後利用其3D模組中三維顯示功能、等值線繪製功能以及容積、體積計算功能進行不同時期的黃河三角洲沖淤演化的對比分析。1855年的測圖，測深點較稀，影響內插質量，1968、1976，1984年的測深數據，位置較準確，測深點密集，所得數據比較可靠，同時根據地質鑽孔資料反演的不同時期的地面高程數據，與1991年的地形圖數據相比，高程點較稀疏，反演精度也有一定的局限，但是在沒有其他更精確的數據情況下，還是能很好地反映當時的三角洲三維地貌輪廓，對把握三角洲的巨觀演化規律有很好的作用。
據估計，在全世界範圍內每年由河流帶人海洋的泥沙達200億t(Milliman，1992)，成為海陸互動作用的一個重要媒介。長期以來河口泥沙沖淤是沉積學、地貌學等學科的重要研究內容，而定量研究是充分認識這一自然過程的必要手段。利用地形測量數據是定量計算河口泥沙沖淤量的重要手段(孫效功等，1993；黃世光等，1990；李恆鵬等，2001；師長興等，2003)。這種方法雖然簡單，但若不認真對待，就會得出與實際情況不符的結果。從已有黃河三角洲泥沙淤積的估計成果看，存在很大的差異，其原因有兩種：其一是乾容重的選取，因為沉積物的結構不同，同樣重量的泥沙可以堆積成不同的體積所以表示泥沙量的單位通常不用體積單位，而是用重量單位，要完成這一轉換必須知道泥沙的乾容重，乾容重的精度將直接影響占計結果的準確程度。在過去的黃河口泥沙淤積量分析中，對這個問題的重視不夠，在於容重值的選擇上，比較隨便，致使結果之間相差較大，沒有可比性。在所見的成果中，所用的乾容重小可到1．10g/cm3，大可到2．Og/cm3(Bomhold，et al一1986刪、效功等，1993；錢意穎等，1993；成國棟等，1991；Zhang J，et1990；秦蘊珊等，1983；耿秀山等，1988；Li G X，et ，1998)，有的甚至不提具體用了多大的乾容重，直接給出沖淤量(龐家珍等，1980；黃世光等，1990；王愷忱，1992)。由此得出的結果偏差程度可想而知。師長興等(2003)通過廣泛收集資料和大量採樣分析得到了黃河三角洲多種沉積環境下沉積物乾容重的計算模型，並結合三角洲沉積結構分析和利用地形測量數據，計算了黃河口刁口河流路1965一1974年間前緣坡角以內的總淤積量，得出平均乾容重為1．36g/cm³，並且指出這一千容重數據用於估算三角洲沉積量不會造成明顯誤差，在本研究中，不同時期的沉積量計算釆用廠這——‘數值。其二是不同研究者所採用的邊界不統一。因為三角洲與其他自然現象——樣，邊界通常是過渡性的，同時黃河三角洲處在不斷的發展變化中，其邊界也在不斷地發生變化，所以有的人為了計算上的方便採用行政邊界，也有的採用自然邊界。在本研究中，研究區域的範圍為東經118°22‘一119°24‘北緯37°22’一38°28‘，大致北起灣灣溝，南到淄脈口溝，基奉覆蓋了現代黃河三角洲的範圍，能夠反映1855年以來黃河三角洲地區的發展演化特點。