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湄公河三角洲位于亚洲热带季风区的中心,潮控河口中的沉积物较多

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湄公河流域位于亚洲热带季风区的中心,11月至3月盛行东北季风,五月持续到九月末或十月初盛行西南季风。由于热带气旋的作用,8–10月是三角洲地区一年中最湿润的季节。根据降雨量的特点认为流域里5月至10月为雨季,11–4月为旱季。湄公河流域位于亚洲热带季风区的中心,11月至3月盛行东北季风,五月持续到九月末或十月初盛行西南季风。由于热带气旋的作用,8–10月是三角洲地区一年中最湿润的季节。根据降雨量的特点认为流域里5月至10月为雨季,11–4月为旱季。

了解湄公河三角洲的相关知识,河内沉积物的输送有所降低,需知道

1、湄公河三角洲地理与地貌概况

在三角洲地区,受到洞里萨湖的调节,高流量出现在9–11月,约占全年流量85%,12月–次年8月的总流量仅占15%。径流量在10月达到最高,在柬埔寨金边流量达到36700m3/s,而在三角洲平原两条汊道的CanTho和MyThuan两个水文站观测到了几乎相同的流量数据:在9–10月为25000m3/s,4月流量降到最低,通常为2000m3/s。

湄公河三角洲位于柬埔寨金边和越南南部海岸之间,其三角洲平原面积62500平方公里,为世界第三大三角洲。湄公河在金边分为两条主要分流河道——东部分支Mekong汊道和西部分支Bassac汊道。

前人报道Bassac–DinhAn汊道为径流量最大的通道,枯季流量占41.8%。而Mekong在分汊之后,CoChien的径流量在枯季只占大约18.3%。各分汊河道都存在盐水入侵现象,枯季盐水向三角洲平原内部入侵的距离可达到50–65km,其中Bassac汊道的入侵距离最短。

2、水文泥沙概况

在20世纪90年代之前,湄公河每年向河口输送约1.45–1.60亿吨的泥沙。然而,在过去几十年内,由于土地利用的变化、建坝以及采砂等人类活动,年入海泥沙量一直在减少。MattiKummu和OlliVaris在湄公河流域最上游的测量站ChiangSaen站获得了漫湾大坝建设前后的泥沙数据显示,大坝截流后的泥沙通量比截流前下降了56%。

研究认为,气候变化引起的海平面上升与径流量变化,也降低了沉积物的输送,减少了最终到达河口和沿海水域的沉积物数量。湄公河三角洲在全新世中期是一个由潮汐控制的三角洲,但在最近三千年,它转变成为由潮汐控制,但也受波浪影响的潮控三角洲。湄公河三角洲受混合全日潮和半日潮的影响。

沿湄公河三角洲的半日潮M2和半月潮S2的振幅分别高0.9米和0.5米,而全日潮K1和全月潮O1振幅分别高0.7米和0.5米。河口区为不规则的半日潮,平均潮差2.5±0.1m,最大潮差3.2–3.8m。在柬埔寨的金边可以观测到由潮汐引起的厘米到分米级的水位变化。波浪作用仅限于海岸线和口外,并与季风关系密切。

深入了解潮控河口的动力沉积和动力地貌,对于潮控河口的研究较多

1、潮控河口沉积物粒径特征

潮控河口中的沉积物的颗粒大小及其空间分布有两个影响因素:陆源和海源提供的沉积物的性质,以及河口内的沉积物动力分选过程。由于河流集水区的性质不同,河流所提供的沉积物可能以砂砾为主,也可能以细粒沉积物为主。

由于河口中河流作用主导的部分存在泥沙淤积,河流供应的沉积物粒径向下游方向呈现变细的趋势,如弗莱河三角洲河口上游的河床沉积物以砂质沉积为主,大部分细颗粒物质被输送到河口下游。海洋提供的沉积物粒径也有很大的变化。

最常见的情况是:因为沿海和浅海地区的动力侵蚀而冲刷起的较老的沉积物重新进入河口,这些海域来源沉积物在进入河口、向上游输送的过程中由于潮汐和波浪能量作用变弱也会沿程变细。因此,潮控河口的泥沙通常在河口两端处最粗,在推移质汇聚点附近最细。

2、潮控河口动力沉积及动力地貌研究进展

最早对潮控三角洲的大规模、全面和多学科的综合研究是在20世纪80年代的亚马逊河口和长江三角洲。20世纪90年代开始,在潮控河口开展的研究增多,弗莱河三角洲是其中被详细研究的主要潮控三角洲之一。最近的研究热点是长江、湄公河及其附近的亚洲三角洲,如红河三角洲,对弗莱河三角洲的研究也在继续丰富。

另外对恒河三角洲也进行了一些深入的研究,对科罗拉多三角洲的研究相对较少。在潮控河口中,虽然波浪和河流在某些时候也在局部发挥重要作用,但潮汐作用是影响三角洲与河口泥沙输移和沉积的关键过程。

潮控河口外侧的宽阔海岸由于进潮量小,波浪可以控制该处的沉积。然而,在口门附近,进潮量和由此产生的潮流变得更大更强,产生了潮汐主导但受波浪影响的情况。潮汐作用一直沿河口轴线向内陆延伸,但河流的影响逐渐增大,因此从河口段到近口段,首先是潮汐主导、受河流作用影响的环境。

然后逐渐成为河流主导、受潮汐作用影响的环境。在浅海陆架、海岸及河口地区,由于受到岸线和水下地形等影响,潮波会发生不同程度的变形,并产生涨落潮时间、流速等的差异称为潮汐不对称现象。这种潮汐不对称现象对于水沙输运、地貌形态变化等方面都有着重要的作用。

此外,与潮汐和河流流量的季节循环相关的盐水楔移动也是潮控河口中重要的沉积动力过程。盐水楔产生的河口环流及潮汐作用对最大浑浊带形成和河海过渡带悬浮泥沙捕集方面起着关键作用。所谓河口环流是由于河口水体密度分层产生的,该环流有一个净向陆方向流动的残余流,位于紧靠河床的盐水楔头部。

和一个向海的残余流,位于表层冲淡水。由河流输送的悬沙进入盐水入侵的区域时,伴随着密度驱动的环流,会在河口内捕集悬沙,产生最大浑浊带,在此范围内悬沙浓度可以上升到非常高的水平。

在多个河口的研究表明,季风环境下的河流三角洲,其淡水径流量表现出明显的季节性,这种变化会导致河口最大浑浊带及盐水楔发生季节性迁移。在枯季,潮汐不对称性增加,盐水楔向河口内移动。

了解湄公河三角洲平原分流河道沉积动力和沉积地貌,季节性较显著

湄公河是世界上流量最大的河流之一,其三角洲是世界上重要的潮控三角洲。由于季风气候,其流量会发生显著的季节性变化,因此河流和潮汐相互作用也发生强烈的季节变化,使湄公河三角洲成为研究陆海相互作用及其沉积体系的理想系统。

湄公河在金边分为两条主要分流河道——东部分支Mekong汊道和西部分支Bassac汊道(后文使用Mekong一词均指三角洲分流河道Mekong汊道),朝着海岸线的方向,这两条分流河道总共分成八条汊道,其中BaLai汊道已经被废弃。

沿河流系统向海输送到达海洋的沉积物大部分是粉砂和黏土(即小于64μm的泥质沉积物),在Bassac分流河道,超过70%的泥沙为淤泥质物质,由于通过其东北侧分支DinhAn河段的流量远大于其西南分支TranDe河段的流量,因此DinhAn河段中的泥沙更容易向海输移。

与之相对的TranDe河段则沉积更多的泥质沉积物,其最终命运可能与Mekong汊道下游的分流河道BaLai分支一样被充填。自全新世中期(约7500年前)以来,湄公河三角洲已从柬埔寨向海推进220多公里,平均速度约为30米/年。

由于冬季东北季风强于夏季西南季风,沉积物净输移为西南向,因此该三角洲不对称地向西南方向生长,形成了Camau半岛。在季风与沿岸流作用下,Camau半岛西南侧和东北侧形成了截然不同的沉积环境。其西南侧以粒径较粗的沉积物为特征,并且正在快速进积;在东北侧,沉积物的粒径更细,且自2009年以来一直遭受侵蚀。

洪季,由于径流量较大,盐水侵入仅间歇性出现在Bassac汊道下游,并在河口附近形成明显的分层水体。因此洪季细颗粒悬浮泥沙主要输往三角洲前缘,汊道内则主要沉积砂质组分,仅在盐水入侵形成分层水体的区域,存在河口环流,最大浑浊带仅在涨潮时在盐水楔的头部形成。

在枯季,由于淡水径流减弱,盐水入侵超过40公里,Baasac汊道下游成为部分混合河口。在潮汐不对称和河口环流的共同作用下,从三角洲沿海地区再悬浮的细颗粒物被输送到Bassac汊道并沉积,厚度可达0.25-1m。

在湄公河三角洲最近的一些研究中,研究者调查了湄公河三角洲分流河道的地貌形态及河床沉积物。这些研究强调了潮汐对河流地貌和河床沉积物分布的影响,并根据沉积物类型组合将分流河道在距河口约100km处划分为河流作用主导的上游和以潮汐作用主导的下游。

结语:沿海地区的潮差大(一般指潮差>4m)或者波浪作用比潮流作用弱,都可以出现潮汐占主导的情况。潮控河口一般形成于中高潮差,低波浪能量,弱沿岸流的盆地狭窄地区。河海过渡带下游地区的特点是洪季河流和潮汐动力沉积过程强烈共存,枯季表现出强烈的潮汐沉积过程,河流影响非常微弱。洪枯季的最大浑浊带都出现在河海过渡带的下游,由河流、潮汐和波浪过程共同驱动。

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