潮沟系统水沙输运研究——以长江口崇明东滩为例

谢卫明，何青*，王宪业，郭磊城，郭超

(1.华东师范大学 河口海岸学国家重点实验室，上海 200062)



潮沟系统水沙输运研究
——以长江口崇明东滩为例

谢卫明1，何青1*，王宪业1，郭磊城1，郭超1

(1.华东师范大学 河口海岸学国家重点实验室，上海 200062)

本研究以崇明东滩2015年4月实测潮间带水沙数据为基础，分析了潮沟、盐沼及光滩的水沙特征，重点研究了潮沟系统及邻近潮滩潮周期内悬沙通量情况。结果表明：(1)潮沟表层沉积物比潮滩细，二者平均中值粒径分别为21.7 μm和33.0 μm，悬沙粒径由海向陆逐渐变小；(2)大、小潮沟潮周期内潮流均以往复流为主，垂向平均流速分别为15.4 cm/s和34.6 cm/s；盐沼界和光滩则以旋转流为主，平均流速分别为11.3 cm/s和28.9 cm/s；(3)潮沟中的高悬沙浓度出现在涨潮初期，最大可达7.5 kg/m3，而潮滩高悬沙浓度则出现在潮落潮中期和高水位时刻；大、小潮沟和盐沼界站涨潮阶段平均悬沙浓度大于落潮阶段，光滩站则相反。潮沟悬沙主要来自邻近水域，而潮滩悬沙则与滩面表层沉积物密切相关；(4)潮沟在潮周期内净输沙方向均指向滩地，大潮沟潮周期单宽净输沙量可达4.0 t/m；盐沼界处垂直岸线和沿岸输沙强度相近，净输沙由海向陆，潮周期离岸输沙强度为1.0 t/m；光滩沿岸输沙强度远大于垂直岸线输沙，光滩净输沙由陆向海。研究揭示了潮间带潮沟系统的强供沙能力以及研究区域光滩冲蚀，盐沼植被带淤积的动力地貌过程。

长江口；盐沼；光滩；潮沟；泥沙；水动力

1 引言

河口潮滩位处陆海交界过渡地带，是海岸带资源的重要组成部分。潮间带则是潮滩的重要组成部分，其初级生产力高，生物种类丰富，是很多鸟类、鱼类及底栖生物的栖息地[1]。同时，受波浪潮流共同作用，潮间带泥沙起动、搬运、堆积、絮凝及再悬浮等沉积动力过程复杂[2—5]；加之海陆相互作用激烈，影响水沙输运的动力因素众多，譬如潮泵输沙等[6]。基于此，潮间带在诸多因素下的水沙动力过程和地貌演变规律也一直是海岸带研究的热点。

潮沟及盐沼植被带是潮间带的重要地貌单元，二者在潮滩地貌发育过程中的作用日益受到重视[7]。以往的研究往往是孤立地对潮间带不同单元进行研究。蒋丰佩基于崇明东滩南北部光滩异质特性，研究了南北部不同的水沙过程[8]，发现异质潮滩潮流强度和方向、波浪衰减存在较大不同；贺宝根[9]与辛沛等[10]对崇明东滩的潮沟水沙过程进行了观测研究；李鹏等[11]基于九段沙某一潮沟夏冬两季的实测数据，探讨了潮间带水、沙、盐交换过程；吉晓强等[12]和Shi等[13]研究了崇明东滩盐沼植被带的水沙特征。而对完整包含光滩、潮沟、盐沼植被带的潮间带区域的水沙动力过程，特别是对于各区域之间悬沙通量的研究还很少，对光滩、潮沟、盐沼植被带在滩地发育过程中的作用还缺乏深入研究。

本文在崇明东滩潮间带光滩、潮沟、盐沼植被带分别布置站位进行水沙特征观测，通过计算潮周期内各站的悬沙通量，以期探讨潮间带各区域在其地貌发育过程中所起作用。

2 区域概况与方法

2.1 研究区域概况

研究区域位于长江口崇明东滩(图1)。崇明东滩是长江口最大的潮滩，自形成以来逐年淤涨扩大，是国际重要湿地与鸟类保护区。崇明东滩南靠长江口北港水道，北邻北支水道，东临东海，受径流和潮流共同作用，潮汐为不正规半日浅海潮，多年平均潮差为2.6 m，属于中等潮差[8,14]。年均表层悬沙浓度为1.33 kg/m3[15]。观测站点所在的潮间带位于崇明东滩南部潮滩，范围覆盖盐沼植被带、潮沟以及光滩区域，植被主要为芦苇、糙叶苔草以及海三棱藨草。

图1 研究区域及站位示意图Fig.1 Sketch of study area

图2 观测潮沟断面示意图以及潮滩站位示意图Fig.2 Cross-sections in the tidal creeks and the locations of field measurements

2.2 野外观测

2014年4月7-8日大潮期间，分别在大潮沟、邻近支汊小潮沟(位于大潮沟下游，即更靠海处，以下简称“小潮沟”)、盐沼界、光滩布设4个定点三脚架进行同步观测(图1c)。观测时段跨越两个潮周期：日潮从7日11时至15时30分；夜潮从7日23时至8日4时。其中，4个站位的水深、浊度、盐度由OBS-3A测量，其探头距滩面距离皆为0.2 m，采样间隔为10 min。对于潮流流速、流向的测量，大潮沟站采用HR-Profiler，探头距底0.2 m，向上测量，盲区0.1 m，采样间隔为10 min；小潮沟与光滩站采用ADCP，探头距底距离都为0.5 m，向下测量，盲区0.15 m，采样间隔10 min；盐沼界站ADCP设置为向上测量，采样间隔同为10 min，探头距底0.03 m，盲区0.1 m。观测期间，对各站位附近的滩面表层沉积物进行采样，利用捆绑在三脚架上的广口瓶(瓶口距滩面距离20 cm)在观测期间收集一次悬沙样品。研究区域的地形高程数据由河口海岸学国家重点实验室的三维激光扫描系统测得[16](图2)，观测期间潮沟观测水深皆小于潮沟深度，即潮沟水体未溢出潮沟(图2)。

2.3 数据处理

2.3.1 粒度分析

在实验室对采集的表层沉积物与悬浮泥沙加入浓度为4%的偏磷酸钠([NaPO3]6)，然后用超声波振荡对样品进行分散处理。通过Coulter-LS100Q激光粒度仪(0.4～1 000 μm)测试，得到样品的分散粒径。对测试结果分别统计出中值粒径和不同粒径组分(黏土0.5～4 μm，粉砂4～62.5 μm，砂62.5～2 000 μm)，并采用Folk和Ward方法计算分选性、偏度和峭度。

2.3.2 悬沙浓度计算

利用采集的悬浮泥沙以及表层沉积物样品，在实验室标定OBS，获得OBS浊度与悬沙浓度相关曲线，并利用最小二乘法线性拟合。OBS标定曲线如图3所示。大潮沟、小潮沟、盐沼界、光滩4个站位的线性拟合方程分别为：

C1=0.003 2X1+0.001 3，R2=0.991 9，n=27，

(1)

C2=0.001 9X2+0.007 1，R2=0.987 8，n=27，

(2)

C3=0.006 5X3+0.011 5，R2=0.951 5，n=23，

(3)

C4=0.005 7X4+0.010 2，R2=0.995 7，n=23，

(4)

式中，C1～C4和X1～X4分别为4个站位标定的悬沙浓度和OBS浊度值，R2为回归系数，n为标定数据组数。

图3 各站位OBS浊度标定曲线(浊度值-水体含沙量)Fig.3 OBS calibration line between turbidity and suspended sediment concentration value

2.4 泥沙通量分解计算

研究区域内，小潮沟走向大致为75°～255°N；而大潮沟走向120°～300°N，基本与岸线垂直。为研究该区域泥沙通量，将潮滩上两站点(盐沼界、光滩)的流速分量分解为沿大潮沟走向(300°N)与垂直大潮沟方向(210°N)，也即对应垂直岸线与沿岸线方向(图1c)；大、小潮沟泥沙通量则以各自潮沟走向为准。利用垂向平均流速(u)，距底20 cm悬沙浓度(c)以及实时水深(h)计算各站单宽输沙率。单宽输沙率对时间积分就是该段时间内(t)的单宽输沙量(Qs)。

(5)

就大、小潮沟两站而言，正值表示向陆输移，负值表示向海输移；就潮滩两站垂直岸线输沙量而言，正值表示向陆输移，负值表示向海输移；而对于沿岸输沙率来说，正值表示向北港输移，负值表示向崇头潮下带输移。

3 结果

3.1 粒度

3.1.1 表层沉积物粒径分布特点

研究区域内，潮沟与潮滩表层沉积物粒径分布特点存在较大差别，潮滩沉积物粒径要显著粗于潮沟沉积物，如图4所示。大、小潮沟两站的表层沉积物粒度差别不大，大潮沟沉积物中值粒径为21.9μm，略粗于小潮沟站中值粒径21.5μm；盐沼界站与光滩站粒度分布相似，但前者中值粒径34.36μm，略粗于后者的31.64μm(表1)。对沉积物进一步进行3组分含量分析，潮沟内表层沉积物以粉砂为主，其次为黏土，再次为砂；潮滩表层沉积物以粉砂为主，砂含量与潮沟内相近，但黏土含量较少，仅为潮沟内的一半(表1)。4站表层沉积物分选性都较差，潮滩略好于潮沟。沉积物偏度4站皆为极正偏，粒径分布曲线的不对称性明显。分布曲线峭度小潮沟窄尖，大潮沟宽平，盐沼界与光滩皆为很窄尖(表1)。

表1 研究区域各站位表层沉积物参数表

图4 各站位表层沉积物粒径级配曲线Fig.4 Distributions of surficial sediment grain size

图5 各站位悬沙级配曲线Fig.5 Distributions of suspended sediment grain size

3.1.2 悬沙粒径分布特点

悬沙粒径由海向陆粒径逐渐变小(图5，表2)，光滩悬沙中值粒径(30.19 μm)是盐沼界(19.25 μm)的1.5倍。大潮沟站悬沙中值粒径为17.97 μm，与盐沼界较为接近，但细于小潮沟(24.67 μm)。进一步对比悬沙3组分含量发现，光滩的悬沙构成与盐沼界站有较明显差异(表2)，光滩悬沙粉砂含量78.6%，其次为砂12.9%，再次为黏土8.5%，而盐沼界站粉砂和黏土含量都有所增加(分别为82.2%和14.4%)，砂含量则较大幅度减少至3.4%。大、小潮沟两站的悬沙组成则与盐沼界站较为接近(表2)。

表2 研究区域各站位悬沙参数表

3.2 潮流

3.2.1 流向

大潮沟、小潮沟两站受地形限制，潮流主要以往复流为主。观测期间，大潮沟站的涨潮流流向约为293°N，落潮流向约为119°N；小潮沟站涨潮流向约为259°N，落潮流向约为72°N(图6)。潮沟的涨落潮历时相差不明显，平均落潮历时略大于涨潮历时(表3)。

图6 各站位水深与流向时间序列关系Fig.6 Time series of water depth and current direction

表3 各站涨落潮历时、最大水深、流速及悬沙浓度统计表

而潮滩上盐沼界、光滩两站的潮流则呈现旋转流特性(图6，表3)。盐沼界涨潮约从240°N顺时针变化至310°N，落潮则约从160°N顺时针旋转至230°N；涨落潮历时较为接近。光滩站旋转特性较盐沼界站稍强，涨潮阶段约从350°N顺时针变化至45°N，落潮则约从60°N顺时针旋转至180°N；与其他站不同，光滩站落潮历时显著大于涨潮历时，平均涨落潮历时分别为100 min和130 min(表3)。

3.2.2 流速

图7a、7c为潮周期内大潮沟、小潮沟流速水深变化过程线。大潮沟流速变化范围(0～60 cm/s)大于小潮沟(0～40 cm/s)。两站流速过程均呈“双峰型”特点，在涨落潮中期的中潮位附近，流速峰非常明显。但二者不同点在于，对于小潮沟，整个周期内的最大流速出现在落潮阶段，而大潮沟则是出现在涨潮阶段。小潮沟处的落潮平均流速大于涨潮平均流速，落潮大概是涨潮的1.5倍；大潮沟处则是涨潮平均流速大于落潮平均流速(表3)。小潮沟的转流阶段(流速最小)出现在高潮位初期；大潮沟转流阶段则出现在高潮位后约10～20 min。

盐沼界站因为地形较高的原因，淹没时间在4站中最短，仅为165 min，流速也相对较小，变化范围为0～30 cm/s(图7b，7d)。流速过程线表明，在涨落潮中期同样存在流速峰值。涨潮平均流速要大于落潮平均流速(表3)。光滩站流速过程线呈“双峰型”，峰值分别出现在涨落潮中期，最大流速值为54 cm/s，转流时刻出现在高潮位后，涨潮平均流速约是落潮平均流速的1.3倍(图7b，7d，表3)。

图7 小潮沟(a)、大潮沟(c)、盐沼界(b)和光滩站(d)流速与水深的时间序列关系Fig.7 Time series of velocity and depth in the creek(a)， lateral(c)， the marsh edge(b) and mudflat (d)

3.3 悬沙浓度

观测期间，大潮沟、小潮沟水体悬沙浓度变化过程线如图8a与8c所示。潮周期内，潮沟两站的悬沙浓度有明显的“单峰型”特征。在涨潮初期，均可见到明显的浓度峰值，潮周期内其他时刻，如涨落潮中期，可以看到悬沙浓度略有波动，但幅度都较小。大潮沟站的最高悬沙浓度可达7.5 kg/m3，潮周期平均悬沙浓度在1.5 kg/m3左右，涨潮平均悬沙浓度2.2 kg/m3约是落潮平均悬沙浓度0.9 kg/m3的2.3倍(表3)。小潮沟站的最高和潮周期平均悬沙浓度相较大潮沟都偏小，分别为2.3 kg/m3和0.9 kg/m3，涨潮平均悬沙浓度1.2 kg/m3略大于落潮时段的0.8 kg/m3。潮沟的悬沙浓度峰值出现在涨潮初期，此时水位较低且流速相对较小，所以该悬沙浓度峰值既不是悬沙沉降也不是流速变大再悬浮所致，可能是由于涨潮水流从附近水域挟带大量泥沙所造成的。

潮滩盐沼界、光滩站的平均悬沙浓度皆高于潮沟两站(表3)，两站的悬沙过程与潮沟有着较明显的不同(图8b，d)。相比于潮沟的悬沙“单峰”，潮滩上两站的悬沙浓度呈现为两峰型。其中，盐沼界站悬沙浓度峰值分别出现在涨落潮中期，表明该处悬沙峰值与此时刻的流速峰值相关；而光滩站的峰值除了一个出现在落潮中期外，在高潮位阶段也出现了一个峰值(图8b，8d)，可能是由于较高水位下，水动力较弱悬沙沉降所致。两个潮周期内，光滩站在涨潮阶段都出现了一个时长约90 min的较高悬沙浓度(3 kg/m3)过程。盐沼界站的最大悬沙浓度为4.3 kg/m3，出现在涨潮中期，光滩站的最大悬沙浓度为5.9 kg/m3，出现在高潮位时刻。盐沼界的涨潮平均悬沙浓度3.1 kg/m3大于落潮2.8 kg/m3；而光滩是落潮平均悬沙浓度3.5 kg/m3大于涨潮3.2 kg/m3。

3.4 潮滩悬沙通量

潮沟与潮滩的单宽悬沙通量差异较大。由表4可知，潮沟两站涨潮单宽悬沙通量大于落潮，泥沙输运净通量均为正值，表明潮沟起着向滩地净输沙的作用。特别是大潮沟，一个潮周期内单宽净输沙可达4 t/m(图9)；小潮沟潮周期内净输沙则为0.1 t/m。潮滩盐沼界站垂直岸线单宽泥沙净通量也为正值，表明该站悬沙也是向滩地净输移，沿岸泥沙净通量也为正值，说明沿岸净输沙指向北港；该站沿岸悬沙净通量0.75 t/m与垂直岸线1 t/m相差不大，说明盐沼界泥沙向岸输运与沿岸输运强度相近(图9，表4)。虽然盐沼界的单宽向岸悬沙输移量相较大潮沟小，但考虑到潮滩宽度要比潮沟大很多，其向岸输沙量也十分可观。光滩站与其他3站不同，其潮周期内垂直岸线泥沙单宽净通量为负值，即悬沙垂直岸线输移是向海净输运的，一个潮周期内净输沙量可达0.9 t/m；光滩站与盐沼界站不同，其沿岸输沙强度要明显强于垂直岸线输沙强度，可达9.2 t/m，该处以向崇头潮下带沿岸输沙为主(图9)。

图8 小潮沟(a)、大潮沟(c)、盐沼(b)和光滩(d)悬沙浓度与水深的时间序列关系Fig.8 Time series of suspended sediment concentration and depth in the creek (a)， lateral (b)， the marsh edge (c) and mudflat (d)

图9 各站潮周期平均单宽悬沙通量示意图Fig.9 Schematic diagram of sediment flux per-unit width in four field stations

表4 各站单宽悬沙通量

4 讨论

4.1 潮间带不同区域悬沙的来源

表层沉积物与悬沙级配特性对比对于探讨潮滩泥沙的再悬浮过程和悬沙输移都具有很重要的指示意义[17—18]。研究普遍认为，表层泥沙发生再悬浮时，会导致悬沙级配相应变化，即再悬浮过程会在级配特性上有所表现。图10a为小潮沟、大潮沟站表层沉积物与悬沙粒径级配对比图。可以看出，潮沟两站的沉积物与悬沙级配曲线相似度都不高，峰值粒径均有一定的偏移。可以说明，对于潮沟来说，表层沉积物再悬浮率较低，沟内悬沙或主要来自它处。图10b对比光滩、盐沼界站表层沉积物与悬沙粒径级配，光滩沉积物与悬沙级配高度相似，说明光滩站沉积物与悬沙的交换比较频繁，即沉积物发生再悬浮以及悬沙沉降参与造床。而对于盐沼界站来说，沉积物与悬沙的级配特性差异较大，说明此处二者交换强度相较光滩处已经减弱，原因在于滩面水流流至盐沼界处时强度减弱，对滩面泥沙的作用相应变小。总体而言，靠海一侧光滩由于水动力较强，表层沉积物与悬沙的交换强度大，悬沙相应包含较多底沙成分；而潮沟以及盐沼带的悬沙则主要受泥沙平流输运影响。

图10 各站表层沉积物悬沙粒径级配对比Fig.10 Comparisons between surficial and suspended sediment grain size distributions

4.2 潮间带不同区域水沙动力过程

潮间带不同区域，如潮沟和潮滩，水沙过程有较大不同，分别以大潮沟、光滩两站为例代表潮沟与潮滩区域。对比大潮沟站流速与悬沙浓度过程曲线(图7c，图8c)可知，涨潮初期，潮流自潮下带挟带高含沙量水体进入潮沟，由于该时段水动力较弱不足以维持高含沙量状态导致悬沙浓度随流速的增加反而减小；涨急时刻，由于此时水体悬沙浓度仍维持较高值，即使流速较大，也仅能造成悬沙浓度的小幅增加；涨潮后期与憩流时刻，低流速作用下，含沙量降至最小值；落潮时刻，水体悬沙浓度远小于涨潮时段，随着流速增加，悬沙浓度仅有小幅的增加。光滩站的悬沙浓度则与水动力有较强的相关性(图7d，图8d)，涨潮初期，由于上滩水体泥沙背景值较高，整个阶段光滩都维持较高的悬沙浓度，但还是可以看出随着流速的增加，悬沙浓度有微幅增加；憩流时刻，水动力最弱，悬沙沉降，导致悬沙浓度明显增加；落潮时刻，悬沙浓度在落急时刻有较大幅度增加，说明此时刻发生了底沙再悬浮。邻近水域的高含沙涨潮水流是潮沟泥沙输运的主要来源；此外，上述潮沟涨落潮水沙过程的不对称性也对潮沟向岸输沙起着重要作用[19]。相比潮沟，滩面水体的悬沙浓度除了受外部水流挟带泥沙影响外，还受悬沙沉积和底沙再悬浮作用影响；光滩落潮时刻较强的再悬浮作用也容易造成下滩水流的含沙量高于涨潮时刻的上滩水流，进而造成光滩的冲蚀。

4.3 潮间带悬沙输移机制

潮间带海陆相互作用频繁，影响悬沙输运的因素众多。对悬沙输运过程进行机制分解讨论，利于定量研究各项动力因子对悬沙输运的贡献。基于1995年沈健等推导公式[6]，可得由海向岸方向单宽悬沙输移量为：

T1 T2 T3 T4

T5 T6 T7 T8

(6)

式中，T1表示平均流引起的悬沙输运；T2表示潮汐与潮流相关项，即斯托克斯漂移量；T1+T2为平流输移，即拉格朗日输移；T3为潮汐与悬沙含量的潮变化相关项；T4为悬沙与潮流场变化相关项，通常称为潮泵输移。T5至T8在潮滩量级较小，在此不加讨论。

机制分解的统计结果(表5)表明：(1)从总输沙量来看，潮沟及盐沼向岸净输沙，而光滩向海净输沙；(2)潮沟输沙以拉格朗日输移和潮泵输移为主；光滩和盐沼悬沙输运则以拉格朗日输移为主，潮泵输移并不明显；(3)盐沼区域斯托克斯漂移输运不明显，与之相对的是潮沟和光滩展现了较强的斯托克斯漂移悬沙输运过程。基于上述结果可知，潮沟、光滩和盐沼输沙机制存在较大的差异，这些差异导致潮间带各区域动力地貌过程不尽相同。

表5 各站单宽悬沙输运因子及主要输沙项作用分析

4.4 潮沟与植被在潮间带地貌发育中的作用

前人的研究成果表明，崇明东滩南部处于侵蚀状态[8,20]。根据本文的计算，光滩区域泥沙确实处于侵蚀状态(图9，表4)；但盐沼界以上，大潮沟、小潮沟以及盐沼界3站的泥沙净输移都指向滩地，表明这些区域是处于淤积状态的。潮沟系统在潮滩地貌发育过程中起着重要作用[21—22]。研究区域内的大潮沟及其支汊小潮沟向岸单宽净输沙每个潮周期可达4.1 t/m，是维持该区域潮间带发育的重要因素(图9)。植被同样在潮间带发育过程中起着十分重要作用，例如捕集泥沙以及减缓水流等[23—24]。研究区域植被以密集的糙叶苔草、芦苇及海三棱藨草为主[16]。盐沼界的悬沙通量结果表明，一次潮周期内，流经盐沼植被带的大部分悬沙都沉积在潮滩上(图9)；与之相对的是光滩，泥沙反而被冲蚀带离。潮沟与植被之间的相互作用也是潮间带地貌发育的重要组成部分。研究表明，密集的植被可以束缚水流，从而促进植被带内潮沟系统的侵蚀发育[5]，稳定发育的潮沟系统通过向岸输水输沙维持着滩地的稳定；稳定的地貌环境反过来促进盐沼植被的发育，从而进入了一个植被-地貌相互促进发育的良性循环。值得注意的是，潮沟向滩地输送的泥沙来自附近水域可能性较大，在上游来沙减少导致河口悬沙浓度降低的条件下，崇明东滩南部潮滩的发育是否会受到影响？崇明东滩作为国际重要湿地以及国家级鸟类保护区，在未来对其地貌变化进行高精度监测很有必要。

5 结论

本文基于崇明东滩南部潮间带大潮期间的现场观测数据，对潮滩不同区域的水沙特征及悬沙通量开展研究。得到主要认识如下：

(1)潮沟表层沉积物相较潮滩表层沉积物细，悬沙粒径由海向陆逐渐变小。潮沟中的悬沙主要来自邻近水域，而潮滩的悬沙则与滩面表层沉积物密切相关。

(2)大、小潮沟潮周期内潮流以往复流为主，盐沼界和光滩则以旋转流为主。大潮沟、盐沼界和光滩3站涨潮平均流速大于落潮，小潮沟站则是落潮平均流速大于涨潮，说明邻近滩面在落潮时段的排水对小潮沟影响较大。

(3)涨潮初期，潮沟水体悬沙浓度较高，最高值可达7.5 kg/m3。潮沟的悬沙浓度主要受邻近水域的涨潮水流影响。潮沟涨落潮输沙存在较明显的不对称性，即涨潮输沙强度大于落潮，这是潮沟向岸输沙的原因。潮滩平均悬沙浓度要高于潮沟，潮滩悬沙浓度除了受外部水流挟带泥沙影响外，还受悬沙沉积和底沙再悬浮作用影响。

(4)对潮滩单宽悬沙通量进行垂直岸线和沿岸进行分解。盐沼界沿岸与垂直岸线输沙强度相近，垂直岸线输沙与潮沟输沙相同，均为向滩地输沙；光滩则以沿岸输沙为主，垂直岸线输沙次之，且垂直岸线输沙为由陆向海，一个潮周期单宽输沙强度可达0.9 t/m。潮滩(盐沼界和光滩)与潮沟的悬沙通量对比揭示了潮沟系统的强供沙能力，表明其在潮滩发育过程中占主要作用。此外，基于垂直岸线的悬沙输移机制分解结果发现，潮沟输沙以拉格朗日输移和潮泵输移为主，光滩和盐沼悬沙输运则以拉格朗日输移为主，潮泵输移并不明显，表明潮滩不同区域输沙机制存在差异，进而导致潮间带各区域不同的动力地貌过程。

致谢：本文野外观测工作得到河口海岸学国家重点实验室泥沙课题组成员张迨、邢超锋、陈语、邓智瑞、林建良、朱春燕帮助，在此一并表示感谢!

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Hydrodynamic process and sediment transport in a tidal creek system over the Easten Chongming Island, Yangtze Estuary

Xie Weiming1， He Qing1， Wang Xianye1， Guo Leicheng1， Guo Chao1

(1.StateKeyLaboratoryofEstuarineandCoastalResearch，EastChinaNormalUniversity，Shanghai200062，China)

To speculate about the hydrodynamic process and sediment transport within the intertidal zone， we conducted a two-day survey in the Eastern Chongming Island in April， 2014 during a spring tide. Four tripods were deployed in three main morphological domains: one in the salt marshes， one in the mudflats and two in the tidal creeks. Our results show that: (1) the median particle size of surficial sediment in the creeks is 21.7 μm and is finer than that in the salt marshes and mudflats which is 33.0 μm. The particle size of suspended sediment decreases landward; (2) the dominant currents are rectilinear currents in the tidal creeks while are often rotational flows in the flats. The average vertical velocity in the lateral， creek， salt marsh， and mudflat is 15.4 cm/s， 34.6 cm/s， 11.3 cm/s， and 28.9 cm/s， respectively; (3) the highest suspended sediment concentration appears in the early flood periods in the tidal creeks while occurs during slack water or in the middle of the ebb periods in the flats. The suspended sediment in the tidal creeks mostly derives from adjacent sea rather than resuspension which is the main suspended sediment source in the flats; (4) over a tidal cycle， net landward sediment transport is observed in the creeks and the average sediment flux per tidal cycle could be 4.0 t/m. There is also a net import of sediment with 1.0 t/m per tidal cycle driven through the salt marsh. On the contrary， the net sediment flux in the mudflat is seaward along the creek and the dominant sediment transport in the mudflat is perpendicular to the creek rather than along the creek which the lateral， creek and salt marsh are. Our results also indicate that the salt marshes experience deposition while the mudflats are eroded in our study site．

Yangtze Estuary; salt marsh; mudflat; tidal creek; sediment; hydrodynamics

2016-09-27；

2017-01-11。

国家自然科学基金项目(51320105005，41406094，41506105，41276080)；国家科技支撑计划课题(2013BAB12B05-02)；中国博士后科学基金面上资助(2016T90351)。

谢卫明(1990—)，男，湖南省邵阳市人，博士研究生，主要从事河口海岸水沙运动方面研究。E-mail:tse_inzaghi@sina.com

*通信作者：何青，博士，教授，从事河口海岸学研究。E-mail:qinghe@sklec.ecnu.edu.cn

10.3969/j.issn.0253-4193.2017.07.008

P736.21

A

0253-4193(2017)07-0080-12

谢卫明，何青，王宪业，等. 潮沟系统水沙输运研究——以长江口崇明东滩为例[J]. 海洋学报， 2017，39(7): 80-91，

Xie Weiming， He Qing， Wang Xianye， et al. Hydrodynamic process and sediment transport in a tidal creek system over the Easten Chongming Island, Yangtze Estuary[J]. Haiyang Xuebao， 2017， 39(7): 80-91， doi：10.3969/j.issn.0253-4193.2017.07.008