潮汐过程干湿交替影响下的海滩风沙作用若干特征研究

Beach Aeolian sand transport, affected by lots of natural environment factors, is a complicated process which involved the interaction of solid, liquid and gas. Alternate wetting and drying beachface induced by tide is one of the most important one influencing beach Aeolian process. In view of the weakness of research in this field and the shortness of previous studies in China, in this research, field observation and measurement are adopted as the main methods combined with necessary laboratory analysis. From the perspectives of beach morphodynamics and wind-drift sand dynamics, the impacts of beach tidal processes on surface moisture variations and modes of sand transport flux are discussed. This research is carried out on the basis of previous studies, the contents include as follows: (1) spatial-temporal distribution of beach surface moisture affected by beach tidal processes; (2) characteristics of shoreface aeolian sand transport in the environment of alternate wetting and drying induced by tide; (3) differences of beach aeolian sand transport in the circumstance of spring and neap tide. This study is aim to provide some new achievements to fill some of the research gaps in the field of coastal eaolian geomorphology.

海滩风沙搬运是固、液、气三相共同作用的系统复杂过程，受诸多自然环境因素的影响，潮汐过程的滩面干湿交替是影响风沙作用的重要过程之一。本项目针对我国在海滩风沙搬运过程研究工作的不足之处，从海滩地貌动力学和风沙动力学相结合的角度出发，以现场实验观测为主要研究手段配合必要的室内分析，探讨潮汐过程干湿交替环境对海滩风沙搬运的影响，在前人成果基础上开展拓展研究，内容包括：（1）潮汐过程干湿交替环境下的滩面沉积物湿度时空变化研究；（2）潮汐过程干湿交替环境下的海滩风沙输运特征；（3）大、小潮周期不同干湿交替区域的风沙运动差异性研究。希冀通过本项目的研究工作初步解决海滩风沙搬运的湿度效应、滩面干湿变化过程对风沙通量和风沙流特征影响等问题，进一步丰富我国风沙地貌学内涵。

海滩风沙活动是海岸带固、液、气三相交互作用的结果，海滩风沙过程的多相性和重要性使其成为海岸科学地貌动力学热点问题。本项目从海岸风沙接陆滨海的独特环境特征出发，将潮汐过程引入风沙研究，通过海滩地貌单元各环境要素的同步监测和精细化分析，探索潮汐旋回中海滩湿沙表面的风沙起动、搬运、沉积和垂直分布特性，并于短周期、微观的“潮汐-海滩风沙”作用模式探索基础，拓展至长周期、宏观的海岸前缘沙丘地形地貌演变过程和台风响应特征研究，以期获得“潮汐-海滩-海岸沙丘”海陆气一体化的水沙与陆沙相互作用模式的认识，进而为我国乃至全球相似类型的海岸研究和保护尽微薄之力。主要研究结论如下： .（1）潮汐旋回中的海滩表层湿度时空变化.海滩潮间带表层沉积物湿度总体表现为由海向陆降低趋势，但其时空分布特征受潮汐过程影响显著，涨潮过程主要受水位变化控制，落潮过程主要受海滩地下水毛细作用以及滩面风干作用共同控制。.（2）潮汐旋回中的海滩风沙运动若干特征.受潮汐干湿交替作用，海滩潮间带的风沙运动呈明显的阶段性特征；海滩风沙运动的贴地程度比内陆干沙地表更强，几乎100%在0~30cm高度层内运动；滩面风沙流总含沙量随高度呈指数递减分布规律，不同粒径的含沙量随高度分布的函数形式不同；海滩风沙起动阈值显著高于同等粒径内陆沙漠地区，不同的起沙模式阈值的涨幅不同；海滩风沙搬运可分为“湿沙起动+湿沙表面传输”和“干沙起动+湿沙表面传输”两种基本模式，不同的模式风沙搬运的形态不同。 .（3）“潮汐-海滩-海岸沙丘”水沙与陆沙相互作用模式——以平潭岛为例.在冬春季强劲的向岸盛行风作用下，海滩砂持续向岸输运。受潮汐干湿交替作用，海滩风沙呈不同于内陆风沙的独特的垂直分布和起动、搬运、沉积特性。经过冬春季潮汐旋回中海滩风沙的持续搬运，海滩潮上带和海岸前缘沙丘总体呈淤涨态势。.受夏秋季台风作用，海岸前缘沙丘和海滩或侵蚀，或淤积，具体蚀淤状态可以潮汐为分类依据，初步归纳出三种海滩-海岸前缘沙丘风暴响应模式。