瓯江入海泥沙在东海的输运过程及其对风暴过程的响应

Zhejiang-Fujian coastal small-mountain-river sediment transport is of great importance to the mass transport and exchange, and the formation and evolution of mud area on the inner shelf in China’s eastern marginal sea. Taking Oujiang River as the solo terrigenous source, this project aims to reveal the dynamics of Oujiang River sediment transport in the East China Sea and its response to wind storms by using a high-resolution three-dimensional wave-current-sediment coupled numerical model. It is expected to answer two key scientific questions: 1) what is the difference of Oujiang River sediment transport mechanism, process, and flux between climatological wind, summer typhoon, and winter storm, and which one is dominant in the long-term sediment transport? 2) what is the pathway and fate of Oujiang River sediment transport in the East China Sea? This project will play an important role in improving the "source to sink" theoretical framework and understanding the formation/evolution mechanisms of mud area in China’s eastern marginal sea.

浙闽沿岸中小型山溪性河流入海泥沙输运对我国陆架边缘海的物质输运和交换、内陆架泥质沉积体系的形成和演化具有重要影响。本项目以瓯江为代表，采用高分辨率三维浪—流—沙耦合数值模型，通过单一物源设定，从动力学角度对瓯江入海泥沙在东海的分布特征、输运路径和通量展开研究，重点关注风暴事件对瓯江入海泥沙输运过程和机制的影响。以期回答两个关键科学问题：1）瓯江入海泥沙常态季风输运和冬夏风暴输运的机制、过程、通量有什么异同？哪种机制在瓯江泥沙输运长期的过程中占据主导地位？2）瓯江入海泥沙在东海输移的路径和归宿是什么？项目预期将在完善我国陆架边缘海“源—汇”过程理论、丰富我国陆架泥质区生成发育机制等方面发挥重要作用。

浙闽沿岸中小型山溪性河流入海泥沙输运对我国陆架边缘海的物质输运和交换、内陆架泥质沉积体系的形成和演化具有重要影响。本项目以瓯江为代表，采用高分辨率三维浪—流—沙耦合数值模型，通过单一物源设定，从动力学角度对瓯江入海泥沙在东海的分布特征、输运路径和通量展开研究，重点关注极端天气事件对瓯江入海泥沙输运过程和机制的影响。本项目取得了如下重要结果：1）揭示了洪水事件和人类活动对瓯江入海泥沙量的影响，灵霓北堤的建设使常态下的入海泥沙量增加了20%，而洪水期的入海泥沙量增加了34%~41%。2）揭示了在东北强风和斜压流作用下，浙闽沿岸河流入海泥沙容易发生跨锋面的输运，并指出了浙闽沿岸入海泥沙跨越锋面三个主要通道的位置。3）揭示了瓯江入海泥沙的输运路径和归宿，其不仅沉积于浙闽沿岸泥质区，还能跨锋面输运至冲绳海槽、向东北输运至济州岛南侧并由对马海峡向外输运、沉积于南黄海中央泥质区。4）揭示了台风通过降雨、海浪及环流变化使瓯江入海泥沙在夏季东北方向的输运量大幅增加，但台风不会改变瓯江入海泥沙在东海输运的基本格局。5）利用项目所获得的瓯江口—东海—南黄海的表层沉积物粒径和粘土矿物组成，推断出南黄海沉积中心有一定的可能性存在来自于瓯江的陆源物质，证实了数值模拟得到的瓯江入海泥沙输运路径和归宿。项目完整阐述了瓯江入海泥沙从源到汇的输运路径，及其在不同输运路程中所受到的陆架锋、冲淡水、冷水团等现象的影响。项目成果将在完善我国陆架边缘海“源—汇”过程理论、丰富我国陆架泥质区生成发育机制等方面发挥重要作用。通过四年的研究，项目基本完成了既定的科学目标。项目共发表论文10篇，其中SCI论文8篇，取得国家发明专利授权2项、实用新型专利授权1项、软件著作权1项。项目开展了国内外学术交流工作并提升了青年学者的研究水平。