陳鼎豪，任 杰, 唐權輝，文 麗

(1.中山大學近岸海洋科學與技術研究中心，廣東 廣州 510275;2.珠江水利綜合技術中心，廣東 廣州 510275 ;3.廣東省水利電力勘測設計研究院，廣東 廣州 510275)

長江河口表層沉積物輸移特征分析*

陳鼎豪1，任 杰1, 唐權輝2，文 麗3

(1.中山大學近岸海洋科學與技術研究中心，廣東 廣州 510275;2.珠江水利綜合技術中心，廣東 廣州 510275 ;3.廣東省水利電力勘測設計研究院，廣東 廣州 510275)

基于聚類分析和Gao-Colliins粒徑趨勢分析模型對長江口948個表層沉積物樣品的特征及輸移進行研究，結果表明：長江口表層沉積物的變化可劃分為3類:第一類沉積物以粉砂為主，主要分布在長江口外東南方向10～40 m等深線以淺區(qū)。第二類沉積物主要以粉砂質砂、砂質粉砂為主，主要分布在長江口蘇北沿岸以東海域20～40 m等深線之間。第三類沉積物以細砂、中細砂為主，分布區(qū)域主要在蘇北沿岸地區(qū)。長江口外沉積物整體的輸移趨勢大致可分為沿岸向南和朝口外偏東北兩個方向。長江北支出口附近沉積物有向河口內輸移的趨勢，北支口外20～40 m等深線之間有來自蘇北沿岸、外海陸架的來沙在此匯聚后轉向東北方向輸移。南、北港口外受徑流、沿岸流的影響大部分沿岸向南輸移，另一部分向外海陸架輸移，并在10 m等深線處部分泥沙輸移趨勢逆時針偏向東北,在研究區(qū)域東北角存在有陸架向河口的輸移趨勢。

表層沉積物；長江口；模糊分析；泥沙輸移趨勢

河口地區(qū)的徑流、波浪、潮汐作用是導致懸浮泥沙沉積、搬運的主要動力。對沉積物分布特征、分類與輸移趨勢的研究是分析沉積物輸移的幾個基本問題。沉積物的分布特征、類別和輸移趨勢能在一定程度上反映出沉積物的成因、環(huán)境特征以及物源指示，這對于長江河口的綜合整治及港口航道建設具有重要的現(xiàn)實意義[1]。對于長江口表層沉積物前人已有較多的研究。閆虹等[2]對長江口攔門沙河段潮灘表層沉積物粒度、參數(shù)、組成、類型以及分布特征進行分析，并探討了影響沉積物分布的主要動力因子。劉紅等[3]分析了長江口表層沉積物時空分布特征，得到了長江口表層沉積物中值粒徑和沉積物類型分布特征。孔亞珍等[4]分析了長江口外及鄰近海域含沙量時空變化特征，表明長江口近岸含沙量高于外海，且具有隨潮和季節(jié)的變化特征。戴志軍等[5-7]研究表明長江口北支出口附近沉積物有向崇明東灘及北邊灘匯聚的趨勢，南匯邊灘沉積物在東灘的凈輸運趨勢是由北向南，在河流泥沙減少的情況下長江口水下三角洲仍然處于高淤積狀態(tài)。本文以現(xiàn)場采集的948個表層沉積物的樣本為基礎，通過在粒徑參數(shù)分布特征、聚類分析結果的基礎上著重討論了長江口外表層沉積物的輸移趨勢。

1 研究區(qū)域概況

長江是我國的第一大河，流量充沛，年平均流量約905.1×109m3/a，年平均輸沙量達0.15×109t/a[7]。長江口平面形態(tài)呈喇叭形河口，從徐六涇起被崇明島分為南北兩支：北支西起青龍港，東至連興港，長約20 km；南支西起白茆口，行至吳淞口由長興島和橫沙島分為南、北兩港，南港又被九段沙分為南、北兩槽。整體呈現(xiàn)出三級分汊、四口如海的格局。

長江口河口沙壩以東主要為正規(guī)半日潮，潮流主要是順時針方向的旋轉流，落急和漲急方向主要為東南偏南-西北偏北向，在10 m等深線附近為東南-西北向，并主要為旋轉流；河口沙壩以西為非正規(guī)半日淺海潮，潮流為往復流，流向與河軸方向一致[8]。在復雜的徑、潮流動力條件下河口淺灘發(fā)育廣泛，從北支到南支依次發(fā)育有顧園沙、崇明東灘、橫沙東灘、橫沙淺灘、九段沙、南匯邊灘等。

本文研究范圍：長江口西起橫沙島中段，東至口外122.83°E,南起蘆湖港,北至江蘇以北32.12°N(圖1)。

2 材料與方法

2.1 數(shù)據(jù)采集與分析方法

本文資料為2004年12月用箱試采樣器取自長江河口及外海陸架的948個淺表沉積物樣品(圖1)。在實驗室具體處理流程如下：取沉積物樣本5～10 g于5 mL燒杯中，用過量的體積分數(shù)為10%的H2O2溶液去除有機質，再加入0.25 mol/L鹽酸去除鈣質膠結物和生物殼體，之后加入蒸餾水洗鹽直至中性為止，然后在燒杯中加入數(shù)滴0.5 mol/L的偏磷酸鈉，將處理好的樣品用玻璃棒攪拌或超聲波振蕩使樣品充分分散。粒度分析使用英國Malvern公司生產的Mastersizer 2000型激光粒度儀，測量范圍0.02～2 000 μm，重復測量的相對誤差小于3%。平均粒徑、分選系數(shù)、偏度、峰度由發(fā)發(fā)Folk-Word(1957)圖解法公式計算[9]，沉積物命名采用Shepard[10]提出的三角圖法命名。

圖1 長江口表層沉積物采樣站位分布Fig.1 Surface sediment sampling position in the Changjiang Estuary

2.2 模糊聚類

模糊聚類(FCM)[11]是利用隸屬度函數(shù)和迭代算法確定每個樣本屬于某一類程度的一種算法。其在海洋沉積物分類的應用上已顯示出較好的結果[12]。模糊聚類的目標函數(shù)為：

(1)

其中，c為給定的類別數(shù)，n表示n個樣本集X={x1,x2,...,xn},mj,j=1,2...c表示每一個聚類中心,μj(xi)表示第i個樣本對于第j類的隸屬度函數(shù)。

(2)

其中要求在(2)式的條件下求得(1)式的最小值，其必要條件為(3)、(4)兩式。

(3)

(4)

模糊聚類算法的具體步驟為：

1)設定常數(shù)b，聚類數(shù)c和最大誤差Emax；

2)初始化聚類中心mj；

3)根據(jù)(4)式計算隸屬度；

4)根據(jù)(3)式修正所有聚類中心；

若e

2.3 自組織競爭神經(jīng)網(wǎng)絡

自組織競爭神經(jīng)網(wǎng)絡[13]主要是基于生物神經(jīng)元細胞“側抑制”現(xiàn)象所提出來的一種非線性數(shù)學模型?；舅枷胧歉偁帉痈偁帉斎肽Ｊ降捻憫獧C會，最后獲勝的神經(jīng)元僅有一個，這個獲勝的神經(jīng)元就代表對于輸入數(shù)據(jù)的分布模式。當一個神經(jīng)元獲勝后會加強與輸入層的鏈接權值使之更有利于其競爭，同時也會對周圍的神經(jīng)元產生支持和抑制。其具有的自學習、自適應、自組織能力通過對輸入樣本的學習可以達到一種可以識別的狀態(tài)。目前自組織競爭神經(jīng)網(wǎng)絡在地質沉積物聚類上已有成功的應用[14-15]。

自組織競爭神經(jīng)網(wǎng)絡不具有隱藏層，僅有輸入層和競爭層。在模型建立的過程中輸入層的輸入向量P和輸入層與競爭層的連接權值Wij會在競爭層通過距離函數(shù)negnist計算出二者距離的復數(shù)，之后復數(shù)與一個閥值之和會作為競爭層中傳輸函數(shù)的輸入，其中最大的輸入值及競爭獲勝的值對應的傳輸函數(shù)會輸出1，代表對應的類別，其余競爭失敗的會輸出0。

2.4 聚類有效性函數(shù)

本文引入統(tǒng)計學中的F-統(tǒng)計量來確定最佳聚類數(shù)。對于F-統(tǒng)計量確定最佳聚類數(shù)已做過較多的研究和應用[15-16]。

(5)

(6)

(7)

2.5 粒徑趨勢分析

粒徑趨勢分析是指根據(jù)粒度特征的空間差異反演顆粒堆積前的搬運過程[17]。根據(jù)沉積物的3種粒度參數(shù)平均粒徑，分選系數(shù)和偏態(tài)，對比任意兩個采樣點A和B，可獲得8種粒徑趨勢。根據(jù)經(jīng)驗驗證[18]，只有兩種粒徑趨勢在沉積物的搬運方向上出現(xiàn)的概率較高：① 沉積物在搬運方向上分選變好、粒徑變粗且更加正偏；② 沉積物在搬運方向上分選變好粒徑變細且更加負偏。如對比中出現(xiàn)上述兩種情況之一，就可以定義出一個由A指向B的矢量。因此將每個采樣點的粒徑參數(shù)與周圍相鄰點(特征距離之內)的粒徑參數(shù)進行比對，之后矢量合成便得到整個平面上的粒徑趨勢矢量。由于粒徑趨勢分析與采樣點的空間尺度有關[19]，趨勢矢量會在采樣空間上產生高頻變化，即所謂的“噪聲”，去噪的方法是將得到的粒徑趨勢矢量與相鄰采樣點的趨勢矢量取平均，所得的趨勢矢量即表示沉積物的搬運方向。

3 結 果

3.1 粒徑參數(shù)分布

3.1.1 平均粒徑 平均粒徑代表沉積物粒度分布的集中趨勢，它能夠在一定程度上反映源區(qū)物質的粒徑分布、搬運介質的平均動能和沉積環(huán)境的變化。如圖2(a)所示研究區(qū)域的平均粒徑φ值介于1.63～7.66之間，均值約為φ=5.28，就整體來看泥沙較細以粉砂為主。長江口外的顧園沙、崇明東灘、橫沙東灘、九段沙、南匯邊灘等沉積區(qū)粒度值均在φ=7左右,可以看出長江口外的淺灘沉積區(qū)多為粉砂。在橫沙東灘外沿存在一個較為明顯的粗砂區(qū)，這可能是由于枯季風浪掀沙作用使口外表層沉積物中細顆粒物質再懸浮，留下較粗粒徑的沉積物所形成的[3]。在10m等深線向海的東南方主要分布φ=7的粉砂。在啟東沿海表層沉積物粒徑介于φ=2～3之間，且一直延伸到等深線為10m的區(qū)域。在10m等深線以東到20m等深線的位置存在一個φ=7的粉砂分布區(qū)，這一區(qū)域向東面延伸沉積物粒徑逐漸變粗。

3.1.2 分選系數(shù) 分選系數(shù)表示沉積物的分選程度，即顆粒大小的均勻性。沉積物的分選程度與沉積環(huán)境密切相關。長江口由于受徑流、潮汐、波浪等多種動力條件的相互作用，沉積物的分選、沉積過程非常復雜。就圖2(b)可以看出研究區(qū)域分選系數(shù)介于0.43～2.88之間，分選系數(shù)平均約為1.8，整體看分選性較差。長江口北支出口比口外南翼區(qū)域整體分選性差，是由于南區(qū)徑流作用占主導，粒度分布相對來說比較集中，而北支徑、潮流相互作用較為強烈使得其沉積物的分選性相對較差[20]。由崇明島東灘向東南方向延伸的整個區(qū)域分選性都大致相當，均值約為1.5。就啟東以東的整個研究海域來看，與岸線平行的10m等深線之間的區(qū)域分選性較好，從10m等深線向東分選性開始急劇變差。

3.1.3 偏度 偏度是描述顆粒頻率分布的不對稱程度，即指沉積物組成成分中偏粗還是偏細，如以粗粒為主則為正偏態(tài)，反之則為負偏態(tài)。如圖2(c)顯示研究區(qū)域的偏度在-1.6～2.7之間，但除極少量的樣本為負偏外大都成正偏，表明整個研究區(qū)域沉積物的組成均偏向粗顆粒。在長江口外東南方向10m等深線之內偏度均值約為1.8，屬于極正偏。從10m等深線向東南方向延伸的區(qū)域，偏度較10m等深線以內有所減小，但也基本保持在0.8～1.2之間。啟東以東海域偏度很小，大都處于0.2左右，基本為對稱分布，這可能是由于受潮汐和波浪綜合作用的結果。在10m等深線以東多為極正偏。在10～20m等深線之間存在一個偏度約為1.0的區(qū)域，在其以東的區(qū)域偏度均值約為2.2。

3.1.4 峰度 峰度是用來測量頻率曲線兩尾端的分選與曲線中央部分分選比率,即曲線尖銳或鈍圓的程度。研究區(qū)域表層沉積物峰度約在0.5～3.5之間，均值約為2.4，表明沉積物的粒度頻率曲線程尖頂峰狀。從圖2(d)可以看出除啟東以東沿岸區(qū)域沉積物頻率曲線程平頂峰狀外其余均為尖頂峰。長江口外10m等深線以東沉積物峰度介于1.7～2.3之間，啟東海域20m等深線之外沉積物峰度約在2.9～3.4之間。

3.2 最佳聚類數(shù)與最佳聚類的確定

為確定沉積物的最佳聚類數(shù)，分別計算了模糊聚類和自組織競爭神經(jīng)網(wǎng)絡兩種方法將沉積物分為2～8類時的F-統(tǒng)計量，結果如圖3所示。

由圖(3)可以看出兩種方法的F-統(tǒng)計量在樣本分為2-3類時呈增長趨勢，當超過3類時，F(xiàn)-統(tǒng)計量則隨聚類數(shù)增大逐漸減小，表明這兩種方法在不同聚類數(shù)所對應的F-統(tǒng)計量呈現(xiàn)出相同的變化趨勢。聚類數(shù)為3時取得最大值，說明樣本分為3類時其統(tǒng)計意義顯著。

對比兩種方法的聚類結果，如表1所示各類的樣本數(shù)和粒徑參數(shù)(平均粒徑、分選系數(shù)及偏度、峰度)的均值均相差不大。

表1 粒徑參數(shù)均值對比1)

1) 表示第i類均值，t=1,2分別表示模糊聚類、神經(jīng)網(wǎng)絡兩種方法，M表示平均粒徑，σ表示分選系數(shù)，S表示偏度，K表示峰度,n為對應的聚類樣本數(shù)

僅從聚類結果的各類樣本數(shù)和粒徑參數(shù)的對比可以看出模糊聚類和自組織神經(jīng)網(wǎng)絡在結果上是非常相似的。但在進一步對聚類結果的標準差統(tǒng)計分析中發(fā)現(xiàn)兩種方法所得結果還是存在著一定差異，結果如表2所示。

表2 粒徑參數(shù)標準差對比1)

1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示第一、二、三類，t=1,2分別表示模糊聚類、神經(jīng)網(wǎng)絡兩種方法,SDx表示粒徑參數(shù)X的標準差

由表2可以看出神經(jīng)網(wǎng)絡所得結果的標準差基本都大于模糊聚類，這表明神經(jīng)網(wǎng)絡分類結果組內的離散程度大于模糊聚類，也就是說模糊聚類的聚類結果每一類的緊密程度要優(yōu)于神經(jīng)網(wǎng)絡。由此可見模糊聚類比之于自組織競爭神經(jīng)網(wǎng)絡更加適用于對沉積物的聚類分析。

導致這種差異的原因主要是對于河口沉積物的分類來說各個粒級指標之間通常具有相容關系，分類的模糊性較強，數(shù)據(jù)之間并無十分典型的差別。而競爭網(wǎng)絡適用于具有典型聚類特性的大量數(shù)據(jù)的辨識，并且聚類結果與前期網(wǎng)絡的訓練樣本和訓練次數(shù)有關。對于模糊聚類來說，這類方法屬于軟劃分，對于一個樣本他可以同時屬于所有類，但是可以通過隸屬度的大小來區(qū)分其差異，這樣聚類結果類內相似度高，類間相似度低。因此在沉積物的聚類問題上模糊聚類要優(yōu)于自組織競爭神經(jīng)網(wǎng)絡。

具體分類結果如圖4所示，除長江口各淺灘和攔門沙區(qū)域分類較為無序外其余研究區(qū)域的各類別都較為集中。第一類沉積物以粉砂為主，主要分布在南北港出口東南方向10 m等深線到40 m的等深線范圍內，這一區(qū)域為長江口泥質區(qū)所在地，經(jīng)長江口輸運的泥沙主要在此沉積，之后隨著潮汐、沿岸流向東海陸架搬運。在啟東市以東海域10 m等深線到20 m等深線之間有一個平行于岸線的分布區(qū)。第二類沉積物以粉砂質砂、砂質粉砂為主，主要分布在啟東市以東海域20 m等深線到40 m等深線之間，崇明淺灘和橫沙東灘外至10 m等深線處有部分分布。第三類沉積物以細砂、中細砂為主，在整個研究區(qū)域分布較少，分布區(qū)域主要在啟東市沿岸地區(qū)。

圖4 長江口表層沉積物聚類結果Fig.4 Clustering results of surface sediments at the Yangtze estury

4 粒徑趨勢及成因分析

采用Gao-Collins模型計算沉積物的搬運趨勢，特征距離參考文獻[8]取值0.09°。由圖5可以看出在長江口外沉積物整體的輸移趨勢大致可分為沿岸向南和朝口外偏東北兩個方向。研究表明長江沖淡水在向外擴展時，受口外雨狀鋒阻擋，分兩股擴展，一股朝東南,一股朝東北偏北，兩股流的相對強弱受徑流量控制，徑流大時向東南擴展的一股強，反之則東北偏北的一股強[21]。由此可以看出長江口沉積物的輸移趨勢與該區(qū)域的流態(tài)基本相符。在研究區(qū)域122.15°E以西整體輸移趨勢規(guī)律性并不強，原因在于在河口10 m等深線內動力結構復雜，受徑流、潮汐、波浪、沿岸流等綜合作用，這一動力結構決定了這一區(qū)域的沉積物組成較為復雜，從聚類結果也可以驗證這一結論。在122.15°E以東整體有逐漸偏北的輸移趨勢，這可能是由于口外徑流作用減弱，在浙閩沿岸的外側終年存在北向的高溫高鹽的臺灣暖流，夏季臺灣暖流勢力很強(流速 20～40 cm/s)，表、底層都存在;冬季臺灣暖流只存于底層，且流速較弱(10～20 cm/s)[22], 蘇北沿岸流與臺灣暖流在蘇北啟東嘴外匯合向東北擴散，最遠可到韓國濟州島附近海域[23]。采用竇國仁[24]粘性泥沙啟動流速公式估算了此區(qū)域泥沙粒徑為φ=4,7兩種情況的最小啟動流速，分別為7.4、19.5cm/s，流速區(qū)間均在臺灣暖流流速范圍之內，可見臺灣暖流對此區(qū)域泥沙輸移確實存在一定影響，另外地形對于臺灣暖流的限制作用也可能會導致這一輸移趨勢。由于北支為潮流作用占主導，南翼區(qū)域為徑流作用占主導，南、北流向口外的徑流強度有所差異，因而在口外二者相對應的區(qū)域向北偏程度有所差異。這兩區(qū)域的泥沙來源也有所不同，北支122.15°E以東的來沙主要是蘇北沿岸和外海陸架搬運的泥沙占主導，口外南翼區(qū)域則主要以徑流輸沙為主，這兩區(qū)域也分別對應第二類、第一類沉積物所在位置。

長江口西北有偏東南向岸的輸移趨勢，此區(qū)域受長江徑流影響較小，可能主要受沿岸流作用控制。泥沙來源較為單一，就圖5來看主要是蘇北沿岸的輸沙，這與聚類結果第3類沉積物的分布區(qū)域較為吻合。在長江北支出口附近沉積物有向向崇明東灘及北邊灘匯聚的趨勢，原因在于，目前北支的分流比已降至2%以下，徑流對輸沙的影響有限，而河口進潮量可達107m3以上[25]；漲潮流速大于落潮流速，使得北港落潮流出來的泥沙進而被張潮流向內帶入。在長江口南北港口由于受徑流的影響泥沙向東、東南向輸移。在研究區(qū)域東北區(qū)可以明顯看到來自西北、東南兩個方向的泥沙在此匯聚后偏向東北，此處可能是由于蘇北沿岸流和臺灣暖流在此與長江口的沖淡水相遇而形成的一種趨勢。研究表明，在洪季長江徑流作用加強后，長江沖淡水在122.5°E后會有一部分轉流向東北，另一部分向西南進入杭州灣[22]，而在相應區(qū)域的泥沙輸移趨勢與之較為吻合。在枯季長江徑流量較小，在口外與黃海沿岸流匯合之后也會向南輸移。在研究區(qū)域東南角存在有陸架向河口的輸移趨勢，這反映了漲潮優(yōu)勢流區(qū)域沉積物的輸移趨勢，這為河口水下三角洲在河流泥沙減少后仍處于高淤積提供了機理上的解釋[7]。

圖5 長江口泥沙輸移趨勢Fig.5 Trend of Yangtze estuary sediment transport

5 結 論

本文基于模糊聚類、自組織競爭神經(jīng)網(wǎng)絡兩種方法對長江口表層沉積物做了聚類分析，采用F-統(tǒng)計量確定樣本的最佳聚類數(shù)，且基于Gao-Colliins矢量輸運模型探討了沉積物的粒徑運移趨勢，結果表明：

1)長江口的淺表層沉積物分為3類最具統(tǒng)計意義。根據(jù)聚類結果來看，三類沉積物分別都有一個主要存在區(qū)域，第一類集中在南北港出口東南方向10m等深線到40m的等深線范圍內，第二類主要分布于啟東市以東海域20～40m等深線之間，第三類主要在啟東市沿岸地區(qū)。在口外10m等深線以內各類沉積物均有存在，主要由第一、二類沉積物組成。造成這種分布模式的原因可能主要跟水動力有關，口外10m等深線以內水動力結構復雜，受徑流、潮汐、波浪等綜合作用影響導致沉積物組成較為復雜。長江沖淡水在向外擴展時，一股朝東南，一股轉向東北，這兩股沖淡水攜帶泥沙分別沉積在研究區(qū)域的東南、東北區(qū)也正好對應第一、二類沉積物的沉積區(qū)域。啟東沿岸海域受長江徑流影響較小，沉積物也有別于前兩類。

2)第一類沉積物以粉砂為主，平均粒徑均值約φ=6.6，分選系數(shù)均值約為1.84，分選較差。偏度和峰態(tài)均值約為1.1、2.3，頻率曲線呈極正偏和尖頂峰。第二類沉積物主要以粉砂質砂、砂質粉砂為主，平均粒徑均值約為φ=4，分選系數(shù)均值約為2.2，分選性差，偏度和峰態(tài)平均值分別為1.9、2.8，頻率曲線呈極正偏和尖頂峰。第三類沉積物在整個研究區(qū)域分布較少，以細砂、中細砂為主，平均粒徑約為φ=2.7，在其主要分布區(qū)域分選性均值約為0.6，分選性較好，偏度屬于正偏，頻率曲線呈平頂狀。

3)Gao-Colliins粒徑趨勢模型反映出長江口沉積物整體的輸移趨勢可分為沿岸向南和朝口外東北向兩個方向?？谕饽弦韰^(qū)域受徑流、沿岸流的影響一部分向南輸移，另一部分向外海陸架輸移，并在10m等深線部分泥沙輸移趨勢逆時針轉向東北,在30m等深線處存在有陸架向河口的輸移趨勢。北支出口附近沉積物有向河口內輸移的趨勢，北支口外20～40m等深線之間有來自蘇北沿岸、外海陸架的來沙在此匯聚后輸移方向轉向東北。

[1] 劉紅. 長江口表層沉積物分布特性研究[D]. 上海：華東師范大學, 2006.

[2] 閆虹, 戴志軍, 李九發(fā),等.長江口攔門沙河段潮灘表層沉積物分布特征[J].地理學報, 2009,64(5):629-637

[3] 劉紅, 何青, 王元葉,等. 長江口表層沉積物粒度時空分布特征[J]. 沉積學報, 2007, 25(3):445-455.

[4] 孔亞珍, 丁平興, 賀松林,等. 長江口外及其鄰近海域含沙量時空變化特征分析[J]. 海洋科學進展, 200624(4):446-454.

[5]DAIZJ,DUJZ,CHUA,etal.SedimentcharacteristicsintheNorthBranchoftheYangtzeEstuarybasedonradioisotopetracers[J].EnvironmentalEarthSciences,2011,62:1629-1634.

[6] 戴志軍, 陳吉余, 程和琴,等. 南匯邊灘的沉積特征和沉積物輸運趨勢[J]. 長江流域資源與環(huán)境, 2005,14(6):735-739.

[7]DAIZJ,LIUJT,WEIW,etal.DetectionofthethreeGorgesDaminfluenceontheChangjiang(YangtzeRiver)submergeddelta[J].SciRep,2014,2014,4(6600).DOI: 10.1038/srep06600.

[8] 王國慶, 石學法, 劉焱光, 等. 粒徑趨勢分析對長江南支口外沉積物輸運的指示意義[J].海洋學報,2008,29(6): 161-166.

[9]FOLKRL,WARDWC.BrazosRiverbar:astudyinthesignificanceofgrainsizeparameters[J].JournalofSedimentaryResearch, 1957, 27(1):3-26.

[10]SHEPARDFP.Nomenclaturebasedonsand-silt-clayratios[J].JournalofSedimentaryResearch, 1954, 24(3):151-158

[11]BEZDEKJC.AphysicalinterpretationoffuzzyISODATA[J].IEEETransSystManCybern,1976(5):387-389.

[12] 王碩儒, 林振宏. 模糊迭代自動聚類法及其在海洋沉積物分類上的初步應用[J]. 海洋科學進展, 1986(2):33-37.

[13]HAYKINS.Neuralnetworksandlearningmachines[J].NeuralNetworks&LearningMachines, 2009, 5(5):32-41.

[14] 王碩儒, 趙舉孝. 自組織神經(jīng)網(wǎng)絡用于地質樣品分類[J]. 物探與化探, 1997, 21(2): 139-144.

[15] 孫才志, 王敬東, 潘俊. 模糊聚類分析最佳聚類數(shù)的確定方法研究[J]. 模糊系統(tǒng)與數(shù)學, 2001,15(1):89-92.

[16] 安中華, 安瓊. 模糊聚類的有效性研究[J]. 湖北大學學報(自然科學版), 2006, 28(3): 222-226.

[17] 高抒. 沉積物粒徑趨勢與海洋沉積動力學[J]. 中國科學基金, 1998, 12(4): 241-246.

[18]GAOS.AFortranprogramforgrain-sizetrendanalysistodefinenetsedimenttransportpathways[J].Computers&Geosciences,1996(22):449-452.

[19]GAOS,COLLINSM.Netsedimenttransportpatternsinferredfromgrain-sizetrends,basedupondefinitionof“transportvectors”[J].SedimentaryGeology, 1992, 81(1):47-60.

[20] 劉紅, 何青, 孟翊,等. 長江口表層沉積物分布特征及動力響應[J]. 地理學報, 2007, 62(1):81-92.

[21] 朱建榮, 丁平興, 胡敦欣. 2000年8月長江口外海區(qū)沖淡水和羽狀鋒的觀測[J]. 海洋與湖沼, 2003, 34(3):249-255.

[22] 邊昌偉. 中國近岸泥沙在渤海, 黃海和東海的輸運[D]. 青島：中國海洋大學, 2012.

[23] 劉紅, 何青,GERT等. 長江入海泥沙的交換和輸移過程——兼論泥質區(qū)的"泥庫"效應[J]. 地理學報,2011, 66(3):291-304.

[24] 竇國仁. 論泥沙起動流速[J]. 水利學報，1960(4)：44-60.

[25] 閔鳳陽, 汪亞平, 高建華, 等. 長江口北支的沉積物輸運趨勢[J]. 海洋通報, 2010, 29(3): 264-270.

Transport characteristics of surface sediments at the Yangtze river estuary

CHENDinghao1,RENJie1,TANGQuanhui2,WENLi3

(1.Research Center for Coastal Ocean Science and Technology,SUN Yat-sen University,Guangzhou 510275,China;2. Zhujiang River Commission Integrated Technology Center,Guangzhou 510611,China;3.Guangdong Provincial Investigation Design and Research Institute of Water Conservancy and Electric Power,Guangzhou 510710,China)

Cluster analysis and Gao-Colliins particle size trend analysis model will be used in sediment characteristics and transport of Yangtze Delta 948 surface sediment samples. The results showed that: Changjiang Estuary sediments can be divided into three categories. The first class of sediments composed mainly of silt, these are mainly distributed in the Yangtze Delta southeast 10 m depth contour to 40 m isobath range. The second category mainly silty sediment sand, sandy silt, mainly distributed in the waters east of Qidong between 20 to 40 m bathymetric contour. Yangtze River estuary sediment transport in the overall trend can be broadly divided into two directions toward the estuary of northeast and the coast of south. North branch of the Yangtze River near the exit of the sediments have a tendency to transport within the estuary. North branch of estuary sediments isobath 20～40 m between the transport to the northeast. Southern branch outlet affected runoff, coastal streams south transport part, the other part shelf seaward transport and counterclockwise turn to the northeast in the 10 m isobath sediment transport trends section, in the northeast corner of the study area there is transport to the estuary of the trend shelf.

surface sediment; the Yangtze river estuary; fuzzy analysis; sediment transport trends

10.13471/j.cnki.acta.snus.2016.03.004

2015-04-07

國家重點基礎研究規(guī)劃資助項目 (2013CB956502)

陳鼎豪(1990年生)，男；研究方向：河口動力沉積過程;通訊作者：任杰;E-mail:renjie@mail.sysu.edu.cn

P736.21

A

0529-6579(2016)03-0022-08