王偉,湯世凱,胡艷萍,王紅艷,石洪源,戰(zhàn)超
1. 山東省海洋地質(zhì)勘查院,煙臺 2640042. 山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,煙臺 2640043. 魯東大學(xué)海岸研究所,煙臺 264025
山東半島南岸全新世最大海侵期間,海水沿河谷(溝谷)侵入半島陸地內(nèi)部形成了若干溺谷,實際上是山溪性入海河流的河口段,因河流入海水沙有限,河道口窄肚寬,在海洋動力控制下成為具有潟湖性質(zhì)的河口灣。經(jīng)過其上游河流泥沙長期充填,這些海灣最遲在20世紀(jì)70年代以前就已演變成大型潮汐汊道系統(tǒng)[1-2],由狹窄的河口河道、樹枝狀潮汐汊道、寬平的潮間灘涂及潮上低地組成,低地后緣為埋藏的古海蝕崖,海灣水深除局部潮汐汊道外均不到6.0 m,若按照國際濕地公約的界定均屬于濕地范疇。其中,位于青島及煙臺兩市間、五龍河尾閭的丁字灣規(guī)模最大,形態(tài)最典型(圖1),該海灣地區(qū)近幾十年來經(jīng)濟(jì)發(fā)展快,人類活動影響大,這種寬闊灘涂、潮汐汊道式海灣對人類活動影響反應(yīng)更為靈敏,其動力地貌演變特征對人類活動影響有著更為顯著的表現(xiàn)。同時堆積在海灣的沉積物除了保留物源的信息外,還保留著人類活動對沉積物粒度影響的信息。
圖1 山東半島丁字灣地理位置圖a為圖2位置,b為圖8位置。Fig.1 Location map of Dingzi Bay of Shandong Peninsulaa-Figure.2 location,b-Figure.8 location.
近些年來,前人對丁字灣的入海徑流泥沙、動力、地貌特征、灘涂開發(fā)活動及其演變已有較多研究[1-6],取得了一系列的成果。然而由于研究側(cè)重方向不同,在沉積物粒度參數(shù)特征、粒徑大小變化等方面,研究內(nèi)容較少,精度較低;在沉積物同位素地質(zhì)學(xué)方面的研究,例如沉積物中210Pb放射性比活度的垂直分布、沉積速率等方面也缺乏相關(guān)成果;同時在研究區(qū)也缺乏將沉積物粒度與沉積年代學(xué)相結(jié)合分析沉積環(huán)境變化的相關(guān)研究。因此通過分析海灣沉積物的粒度參數(shù)特征及粒度時空分布,一方面能夠直觀有效地反演該時期沉積物所處的沉積環(huán)境和沉積動力等條件,揭示沉積演變規(guī)律[7-10],同時可以了解在歷史沉積時期圍海養(yǎng)殖、航道疏浚等人類工程建設(shè)活動對沉積地貌、粒度變化的影響[3,11-16]。
本文對丁字灣口外近岸淺海區(qū)域11站柱狀沉積物樣品進(jìn)行粒度分析,并對其中2站柱狀樣進(jìn)行210Pb比活度測試,計算粒度參數(shù)、沉積速率,劃分沉積物類型,分析粒度參數(shù)空間分布,并通過與歷史資料相結(jié)合,探討丁字灣口外濱淺海海域海底沉積環(huán)境、沉積物侵蝕淤積演變規(guī)律以及流域人類活動在沉積物粒度記錄中的響應(yīng),其結(jié)果可深化在全球變化背景下,暖溫帶山地河流、河口海岸沉積環(huán)境與地貌演變研究。
丁字灣位于山東半島南部,是半島最大最典型的溺谷河口-潮汐汊道海灣,高潮時面積143.75 km2、潮間帶面積119.01 km2、灣口寬度6.0 km,呈口小肚大的形狀,潮汐類型為正規(guī)半日潮,最高潮位4.27 m,最低潮位-0.5 m。潮流的主要運(yùn)動形式為北西-南東向往復(fù)式流,灣內(nèi)流速大于灣外。海浪浪向南東,夏季受臺風(fēng)影響在灣口外常形成大浪,波高一般大于1.5 m,最高可達(dá)3.5 m[2,4,17]。匯入丁字灣的河流有五龍河、白沙河等,沉積物來源除了河流輸入以外,還有海岸侵蝕來沙和人工來沙,沉積物類型多樣,沉積環(huán)境復(fù)雜。入該灣的五龍河在各入灣河流中規(guī)模也最大(長度128 km,流域面積2806.3 km2),且從1952年開始設(shè)有各入灣河流中唯一的水文觀測站—團(tuán)旺水文站,擁有最近60年的河流水文連續(xù)觀測記錄資料。研究區(qū)域位于丁字灣的灣口以外,為五龍河河口的口外濱海段,發(fā)育了以灣口為頂端的落潮三角洲,其地形以軸部高兩翼低、上下游低中部高為特征,最高處高出上游潮汐汊道底部約10 m,實際上為落潮流控制下形成于口門以外的五龍河河口大型攔門沙體。人工地貌類型則主要有養(yǎng)殖池、水田、鹽田等。
丁字灣海岸類型、地貌過程和海灣開發(fā)利用在各個同類海灣中頗具代表性。丁字灣是著名的古金口港所在,該港在青島、煙臺開埠以前是膠東半島最重要的商港,直到20世紀(jì)上半葉才因為淤積嚴(yán)重而遭廢棄。近50年來,丁字灣潮間灘涂和潮上濕地普遍被圍墾,灣內(nèi)5個島嶼中的4個因自然淤積和人工建壩而與陸地相連,海灣潮流運(yùn)動的邊界條件因而相應(yīng)改變,尤其以1980年麻姑島連島大壩修建前后變化最為劇烈。與此同時,入灣河流五龍河流域內(nèi)氣候以及土地利用/土地覆被變化顯著,各級河道上建設(shè)了大量水庫(塘)、攔河壩和人工水源地,大量地面徑流及地下水被開發(fā)利用,河流下游及河口水文水動力條件也相應(yīng)改變。以上種種人類活動,必然會深刻影響到河口攔門沙及落潮三角洲的動力、沉積條件,進(jìn)而改變其動力沉積與動力地貌過程。
根據(jù)丁字灣口外落潮三角洲(攔門沙)軸部高兩翼低、上下游低中部高的特征,考慮到不同水深的地貌部位其動力、沉積速率也不同,于2017年5月在丁字灣口外淺海區(qū)平行海岸線和垂直海岸線方向上,采用震動活塞式柱狀取樣器進(jìn)行取樣,共采集11站柱狀沉積物樣品,相鄰樣品間距約2.5 km,柱狀樣長度均大于2 m。丁字灣周邊相鄰海域的沉積速率數(shù)值[18-20]均小于1 cm/a,多分布于4~8 mm/a,為了解研究區(qū)的沉積速率以及三角洲不同部位的沉積差異,對分別位于三角洲頂端和前緣的HZ20及HZ24開展210Pb的分布模式及沉積速率研究。對HZ20、HZ24兩柱狀樣,按照4 cm間距分段切割,進(jìn)行210Pb放射性比活度測試,對11站柱狀樣,按照4 cm間距分段切割,進(jìn)行沉積物粒度測試,結(jié)合計算獲得的HZ20、HZ24兩站沉積速率值,研究丁字灣近半個世紀(jì)的沉積變化,具體采樣站位見圖2。
沉積物粒度分析由山東省第四地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院實驗測試中心采用濟(jì)南微納顆粒儀器股份有限公司生產(chǎn)的Winner2008激光粒度分析儀進(jìn)行,誤差精度為0.01%,分析流程按照海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查規(guī)范[21]進(jìn)行。測試結(jié)果按照Folk等[22-23]的方法進(jìn)行沉積物的分類、定名。采用矩法公式[24-26]對沉積物進(jìn)行粒度參數(shù)計算,用粒度參數(shù)分級進(jìn)行定性描述(表1)。
表1 沉積物粒度參數(shù)分級[27]Table 1 Classification of grain size parameters
210Pb放射性比活度測試由南京師范大學(xué)同位素實驗室完成,分析步驟如下:稱取樣品50~80 g,放入烘箱中,在100℃下恒溫24小時。烘干的樣品準(zhǔn)確稱重后裝入測量盒中,密封15天,再置入儀器的測量室中測量。測量儀器分別為歐洲Canberra公司生產(chǎn)的BE3830型高純鍺探測器和DSC1000數(shù)字分析器組成的γ能譜儀,用來測量210Pb、226Ra。226Ra測量所用射線為214Bi的609.3keV γ射線;210Pb測量所用射線為46.5keV γ射線。流程按照土壤中放射性核素的γ能譜分析方法[28]進(jìn)行。測試結(jié)果采用恒定初始放射性濃度模式(CIC模式),利用放射性衰變方程,通過作圖得到深度H和lnN擬合線,其斜率即為S/λ,然后根據(jù)斜率獲得沉積速率S[18-20,29]。
根據(jù)研究區(qū)內(nèi)11站柱狀沉積物樣品粒度分析結(jié)果,分別沿垂直海岸線方向(A-B剖面)和平行海岸線方向(C-D剖面)(圖2)繪制柱狀沉積物類型剖面分布圖(圖3、圖4)。從圖中可以看出海底柱狀沉積物類型可劃分為含礫砂、砂、粉砂質(zhì)砂、砂質(zhì)粉砂、粉砂、黏土和泥等7種類型。
圖2 丁字灣口外海域柱狀樣站位分布圖Fig.2 Location of columnar sediment sampling sites
圖3 A-B剖面各站位沉積物類型組合Fig.3 Sediment type assemblages of each station in A-B section
圖4 C-D剖面各站位沉積物類型組合Fig.4 Sediment type assemblages of each station in C-D section
丁字灣口外濱海不同的海域受控于不同的沉積水動力環(huán)境,各站位沉積物類型不同,從A-B剖面圖中可以看出,除HZ20以外,由HZ21至HZ26在遠(yuǎn)離海岸水平方向上沉積物顆粒逐漸變細(xì)。同樣在C-D剖面圖中,以中央潮汐汊道為界,沿兩側(cè)水平方向上沉積物顆粒逐漸變細(xì)??梢钥闯鲈谄矫嫔铣练e物向四周邊緣粒度逐漸變細(xì),這一特征與此處發(fā)育的水下扇形三角洲海底地貌相吻合,指示了由灣口向四周水動力環(huán)境逐漸減弱的現(xiàn)象。
同樣,在不同的歷史沉積時期,各柱狀樣在垂向上亦形成不同的沉積組合(韻律),A-B剖面中,HZ20柱狀樣下部為砂,上部為粉砂質(zhì)砂-黏土(泥)沉積韻律組合;HZ21柱狀樣下部為含礫砂,上部為砂;HZ22柱狀樣下部為含礫砂,上部為砂夾粉砂質(zhì)砂;HZ23柱狀樣沉積物類型單一,以砂為主,夾砂質(zhì)粉砂;HZ24柱狀樣主要為粉砂-黏土(泥)的沉積韻律組合,頂部發(fā)育少量砂;HZ25柱狀樣上部為粉砂,下部為黏土(泥)。HZ26柱狀樣上部為粉砂夾黏土,下部為黏土(泥)。C-D剖面中,HZ27柱狀樣上部為粉砂-泥(黏土)沉積韻律組合,下部為粉砂質(zhì)砂;HZ22柱狀樣下部為含礫砂,上部為砂夾粉砂質(zhì)砂;HZ12柱狀樣沉積物類型單一,主要為含礫砂;HZ5和HZ8柱狀樣沉積物類型一致,為黏土。
由以上沉積組合(韻律)可以發(fā)現(xiàn),垂直海岸方向上,HZ23所處的海域沉積環(huán)境動力相對穩(wěn)定,并以此為界,兩側(cè)海域具有不同的沉積動力環(huán)境,近岸的HZ20-HZ22海域早期沉積環(huán)境動力強(qiáng)于晚期,遠(yuǎn)岸的HZ24-HZ26所處海域則相反,早期沉積環(huán)境動力弱于晚期。平行海岸方向上,潮汐汊道西南海域處于早期強(qiáng)、晚期弱的水動力環(huán)境;潮汐汊道東北沉積動力環(huán)境變化不大,靠近潮汐汊道處于較強(qiáng)的動力環(huán)境,遠(yuǎn)離潮汐汊道處于較弱的沉積環(huán)境。
粒度參數(shù)分析結(jié)果見圖5、圖6。平均粒徑表示粒度分布的集中趨勢,能指示源區(qū)物質(zhì)的遠(yuǎn)近程度和搬運(yùn)介質(zhì)的動力大小[23-24,30-31]。A-B剖面各站位平均粒徑變化范圍不同,其中,HZ21、HZ22和HZ23平均粒徑及變化范圍幅度均較小,分別為0.71~1.89Φ(平均值1.23Φ)、1.30~3.24Φ(平均值2.32Φ)、2.55~3.48Φ(平均值2.92Φ);HZ25、HZ26平均粒徑Φ值較大,但變化范圍幅度小,分別為6.57~8.61Φ(平均值7.38Φ)、7.02~8.74Φ(平均值7.98Φ);HZ24平均粒徑及變化幅度大,為2.54~8.37Φ(平均值6.35Φ),由下至上整體表現(xiàn)為逐漸減小;HZ20下部平均粒徑及變化幅度均較小,為1.53~2.22Φ(平均值1.74Φ),上部變化范圍大,為2.22~8.35Φ(平均值5.85Φ),表現(xiàn)為粒徑大小交替分布的特征。水平方向上除了HZ20異常外,由HZ21至HZ26方向平均粒徑平均值逐漸增大,顆粒逐漸變細(xì),反映了遠(yuǎn)離海岸方向搬運(yùn)介質(zhì)動力逐漸降低。垂直方向上HZ20早期沉積動力環(huán)境相對較強(qiáng)且穩(wěn)定,后期在相對強(qiáng)和弱的沉積動力環(huán)境中交替變化,HZ24沉積動力環(huán)境整體呈現(xiàn)強(qiáng)弱交替變化特征。其余各站位,HZ21-HZ23沉積動力環(huán)境相對較強(qiáng)且較穩(wěn)定,HZ25-HZ26沉積動力環(huán)境整體相對較弱,后期較前期略強(qiáng)。
圖5 A-B剖面中沉積物粒度參數(shù)變化Fig.5 Variation of sediment grain size parameters in A-B section
圖6 C-D剖面中沉積物粒度參數(shù)變化Fig.6 Variation of sediment grain size parameters in C-D section
C-D剖面中各站位平均粒徑Φ值及變化范圍也各不相同,分別為HZ27平均粒徑3.55~8.36Φ(平均值5.99Φ),HZ22平均粒徑1.30~3.24Φ(平均值2.32Φ),HZ12平均粒徑1.00~2.30Φ(平均值1.76Φ),HZ8平均粒徑8.83~9.70Φ(平均值9.41Φ),HZ5平均粒徑9.79~10.48Φ(平均值10.18Φ),水平方向表現(xiàn)為由潮汐汊道向兩側(cè)平均粒徑Φ值逐漸增大的趨勢,指示了搬運(yùn)介質(zhì)動力向兩側(cè)逐漸降低。垂直方向上表現(xiàn)為HZ27水動力環(huán)境明顯減弱外,其余站位水動力環(huán)境變化不大,HZ12、HZ22沉積動力環(huán)境相對較強(qiáng)且穩(wěn)定,HZ5、HZ8沉積動力環(huán)境相對較弱且穩(wěn)定。
沉積物的分選系數(shù)代表著沉積物顆粒大小的均勻程度[23-24,30-31],反映了水環(huán)境動力對顆粒的分選程度,A-B剖面中HZ20-HZ24分選系數(shù)范圍值較大,分別為0.17~1.75(平均值0.87)、0.19~1.33(平均值1.00)、0.13~1.72(平均值0.78)、0.21~1.40(平均值0.51)、0.21~1.26(平均值0.79)。HZ25和HZ26分選系數(shù)范圍較小,分別為0.44~0.91(平均值0.73)、0.45~0.78(平均值0.61)。根據(jù)表1中分選系數(shù)分級及定性描述,A-B剖面分選性屬于較好—中等級別,表明從物源區(qū)到沉積區(qū),搬運(yùn)路徑的增大導(dǎo)致分選系數(shù)變小、分選性變好。
C-D剖面中各站位分選系數(shù)變化也不盡相同,HZ5和HZ8分選系數(shù)范圍小,分別為0.14~0.50(平均值0.39)、0.32~0.51(平均值0.40);HZ12、HZ22和HZ27分選系數(shù)范圍較大,分別為0.55~1.10(平均值0.85)、0.13~1.72(平均值0.78)和0.22~1.15(平均值0.68)。根據(jù)表1中分選系數(shù)分級及定性描述可知,C-D剖面分選性屬于好—中等級別,并表現(xiàn)為由剖面中間向兩側(cè)分選系數(shù)逐漸變小、分選性變好的趨勢。
偏態(tài)能夠判別粒度曲線的對稱程度,反映顆粒被改造程度。偏態(tài)為正時,沉積物粒徑偏向粗粒,偏態(tài)為負(fù)時,沉積物粒徑偏向細(xì)粒[23-24,30-31]。A-B剖面中除HZ20下部和HZ22上部偏態(tài)異常外,各柱狀樣整體偏態(tài)值上下較為一致,范圍為-0.90~4.46,剔除異常后總體平均值為0.79,偏態(tài)定性描述為正偏,顆粒粒徑集中在粗粒的一側(cè)。C-D剖面中偏態(tài)值范圍為-6.86~6.80,平均值0.11,偏態(tài)定性描述為0值兩側(cè)近對稱分布,粗、細(xì)顆粒含量近似一致。
峰態(tài)是衡量粒度分布曲線的寬窄尖銳程度[23-24,30-31],峰態(tài)規(guī)律同偏態(tài)相近,A-B剖面中HZ20下部和HZ22上部峰態(tài)值異常,其余各柱狀樣峰態(tài)變化范圍不大。整體峰態(tài)范圍為1.91~55.76,剔除異常后總體平均值為3.93,峰態(tài)定性描述為尖銳。C-D剖面中HZ22和HZ27上部峰態(tài)值異常,整體范圍為1.03~55.76,剔除異常后總體平均值為4.13,峰態(tài)定性描述為尖銳。
結(jié)合丁字灣歷史水深資料[17]和2015年10月中國航海圖書出版社出版發(fā)行的海陽港區(qū)及附近海圖,研究區(qū)等深線位置自1950年以來尚未發(fā)生明顯變化,可認(rèn)為選取的兩個站位是連續(xù)性沉積,選用210Pb測年方法計算沉積年齡是合適的。HZ20柱狀樣中210Pbex隨深度分布變化如圖7所示,38 cm以上層位210Pbex隨深度有明顯的指數(shù)衰減趨勢,該深度內(nèi)為210Pb的衰變段,38~54 cm層位210Pbex有隨深度增加趨勢,54 cm以下層位210Pbex又呈降低趨勢。由此可知本次采集的沉積物柱樣長度未達(dá)到210Pb本底層。因此選取38 cm以淺的10個樣品,根據(jù)線性擬合結(jié)果,計算該柱狀樣2~38 cm層位的平均沉積速率為0.51 cm/a。這一計算層位沉積歷時75年左右,年代跨度為1940—2017年。
HZ24柱狀樣中210Pbex隨深度分布變化如圖7所示,210Pbex在表層6 cm內(nèi)活度異常,表明擾動層發(fā)育,可能由于底棲生物擾動作用所致。6~42 cm層位210Pbex隨深度有明顯的指數(shù)衰減趨勢,該深度內(nèi)為210Pb的衰變段,42 cm以下層位210Pbex活度值分布規(guī)律性差,同樣采集的本沉積物柱樣長度未達(dá)到210Pb本底層。因此選取6~42 cm層位的10個樣品,根據(jù)線性擬合結(jié)果,計算該柱狀樣6~42 cm層位的平均沉積速率為1.19 cm/a。這一計算層位沉積歷時37年左右,年代跨度為1980—2017年。
圖7 鉆孔HZ20和HZ24柱狀沉積物210Pbex垂直分布曲線Fig.7 Vertical distribution curve of 210Pbex
兩站位沉積相同厚度的沉積物,沉積歷時不同,與分別處于不同的沉積水動力環(huán)境密切相關(guān),HZ20整體處于相對高能水動力環(huán)境,易侵蝕沖刷,而HZ24站位相反,整體處于相對較弱水動力環(huán)境,易接受沉積。
對丁字灣口外濱海而言,在丁字灣落潮流控制下發(fā)育了大型落潮三角洲(攔門沙),落潮流強(qiáng)弱及其攜帶泥沙數(shù)量、沉積物粒度粗細(xì)受丁字灣納潮量和五龍河入灣水沙制約,此外還受人類活動尤其是工程建設(shè)活動的深刻影響。
歷史資料表明,1980年以前,五龍河流域降雨充沛,且人類工程活動建設(shè)(水庫)主要集中于五龍河上游,植被破壞,大量山地來源沉積物進(jìn)入五龍河,入海徑流、泥沙量明顯增大,尤其是粗顆粒泥沙比例較大。1980年以后,五龍河流域降水量顯著減少,受到水庫等水利設(shè)施的圍截,入海徑流、泥沙量也相應(yīng)顯著減少[3]。同時,80年代初人類開始對灣內(nèi)灘涂進(jìn)行圍墾,1970年前后丁字灣沿岸有少量的鹽田,1981—2000年,養(yǎng)殖池面積劇增,以新修建養(yǎng)殖池或其他類型地貌向養(yǎng)殖池轉(zhuǎn)換為主[5],尤其是鹽田和潮灘等從80年代開始顯著減少。2000年以后,養(yǎng)殖池面積增速放緩,人類活動的影響逐漸減弱,海灣地貌格局趨于穩(wěn)定,變化不大,這在不同年份的海灣地貌資料上有著很好的反映(圖8)。
圖8 丁字灣沉積地貌演化示意圖1971年和1981年海灣地貌圖修改自文獻(xiàn)[5,32],2000年和2016年海灣地貌分別根據(jù)美國陸地衛(wèi)星TM、L8多波段遙感圖像繪制。Fig.8 Schematic maps of sedimentary landform evolution of Dingzi BayThe 1971 and 1981 gulf topography maps modified from references [5, 32], the 2000 and 2016 gulf topography maps based on US Landsat TM,L8 multi-band remote sensing imagery.
這些諸多人類活動深刻影響著原有的地貌邊界條件、動力過程及其演化趨勢,進(jìn)一步影響著丁字灣沉積過程及沉積物粒度變化情況。1980年以前,丁字灣總體受人類活動影響較小,五龍河徑流量、輸沙量較大,海灣處于由落潮不對稱向漲潮不對稱轉(zhuǎn)換[3,5-6],海灣地貌屬于潮汐汊道窄深、兩側(cè)潮間灘涂寬廣的空間分布格局,納潮量較大,漲潮歷時長于落潮歷時,漲潮流速小于落潮流速,沉積物主要表現(xiàn)自然沉積。在強(qiáng)勁落潮流沖刷、五龍河攜帶的泥沙搬運(yùn)距離較短以及外海傳來的波浪在此變形及破碎、水流能動性強(qiáng)等因素共同作用下,落潮三角洲范圍成為高能水動力沉積環(huán)境,近岸灣口處三角洲頂端的HZ20下部(圖3中該站位24 cm以下)砂、粉砂質(zhì)砂等較粗粒沉積物是這一沉積時期很好的響應(yīng)。向三角洲前緣方向外海海域水深增大,五龍河攜帶的泥沙搬運(yùn)至此處距離增大,落潮流能量降低,且潮流流速隨水深遞增而明顯減小,HZ24底部(圖3中該站位44 cm以下)的泥質(zhì)沉積物相對較細(xì)。
1980年以后,沉積物在自然條件沉積的前提下,受到了人類活動的深刻影響。丁字灣灘涂圍墾導(dǎo)致海灣納潮空間顯著減小,細(xì)顆粒泥沙的淤積空間變小,海灣漲潮歷時變短,落潮歷時變長,漲潮流流速加大,落潮流流速變小[32],水動力作用受限,再加上此時五龍河入灣徑流、泥沙量都迅速減少[7],近岸灣口處三角洲頂端的HZ20上部(圖3中該站位24 cm以上)沉積物較下部明顯變細(xì),垂直方向上呈粗細(xì)交替變化,位于三角洲前緣海域的HZ24則受漲潮流及波浪作用,其中上部(圖3中該站位44 cm以上)沉積物較底部略粗,垂直方向上也呈粗細(xì)交替變化。
(1)丁字灣口外淺海區(qū)海底48 cm深度內(nèi)發(fā)育含礫砂、砂、粉砂質(zhì)砂、砂質(zhì)粉砂、粉砂、黏土和泥等7種沉積物類型。平均粒徑Φ值由三角洲頂端向前緣、潮汐汊道向兩側(cè)方向逐漸增大,分選性屬于較好—中等級別,偏態(tài)為正偏或近對稱分布,峰態(tài)為尖銳型。沉積環(huán)境水動力強(qiáng)度由灣口向灣外、由中央潮汐汊道向兩側(cè)海域逐漸降低。歷史沉積時期三角洲東北翼及前緣以外的海域為較弱且穩(wěn)定的沉積動力環(huán)境,三角洲內(nèi)潮汐汊道周邊海域為較強(qiáng)且穩(wěn)定的沉積動力環(huán)境,三角洲頂端、前緣及西南翼海域為強(qiáng)弱交替不穩(wěn)定沉積動力環(huán)境。
(2)對位于落潮三角洲頂端及前緣的HZ20和HZ24柱狀樣進(jìn)行210Pb放射性比活度分析,HZ20樣品最近80年以來的沉積速率為0.51 cm/a,揭示三角洲頂端(潮汐汊道)發(fā)育于高能水動力環(huán)境,易遭受侵蝕沖刷;HZ24樣品最近40年以來的沉積速率為1.19 cm/a,揭示三角洲前緣發(fā)育于相對低能水動力環(huán)境,易接受沉積。
(3)最近40年以來的流域氣候和海灣灘涂圍墾深刻影響丁字灣動力地貌、沉積動力及沉積物粒度演化模式。1980年以前,人類活動影響有限,海灣沉積物以自然沉積為主,在落潮流主導(dǎo)下潮汐汊道及周圍海域沉積顆粒較粗,三角洲前緣外海域沉積顆粒較細(xì)。1980年以后,丁字灣灘涂遭圍墾嚴(yán)重,海灣納潮空間顯著減小,五龍河入灣徑流、泥沙量也都迅速減少,潮汐汊道及上游其水動力影響降低,潮汐汊道及相鄰兩側(cè)海域沉積物明顯變細(xì),三角洲前緣及外海域受波浪作用疊加影響沉積物略微變粗,垂直方向上均呈粗細(xì)交替變化。