原标题:华东师范大学研究团队新发现:三角洲侵蚀危机？台风可以缓解！

来源:暨南大学

望“洪”止步

看《台湾》让人望而生畏？

没有！

拦截台风沉积物

减轻三角洲侵蚀

解决城市间资源短缺空

台风来帮忙

华东师范大学的这个研究有点牛气~

拦截台风泥沙，保持滩涂向海推进

华东师范大学河口海岸科学国家重点实验室的戴志军团队对近20年来三角洲南槽的动态地貌过程进行了研究和量化，发现在汛期，由于强径流的作用，三角洲南槽冲走了约3000-6000万立方米的泥沙，而台风可以将口外约90-4700万立方米的泥沙带入河口。然后，研究并提出了汛期径流与河口泥沙侵蚀之间的函数关系，定量识别了风和高径流在河口泥沙侵蚀中的作用。

▲博士生研究生王杰(左一)和戴志军教授(左二)正在接受调查

戴志军教授认为，“这项工作最大的创新是台风给三角洲城市带来洪水，但台风也能提供三角洲淤积的物质——泥沙，可以很大程度上弥补上游泥沙减少造成的三角洲地貌侵蚀物质来源的不足”。

他说:“这部作品有特殊的实用价值。目前，长江入海泥沙减少了近75%，严重影响了三角洲对海洋的沉积。如果能采取有效措施拦截台风从海上向陆地输送的泥沙，滩涂就能得到更大程度的维护，这无疑是解决上海城市间资源短缺瓶颈问题的一个好信号空”

▲10月8日，国际顶级地球科学学术期刊《地球物理研究快报》发表了《热带旋回显著缓解高河道水流诱发的巨型三角洲离子》的标题

这项名为“热带旋回显著减轻由高河流线流引起的巨型三角洲电离”的成果发表在10月8日的国际顶级地质科学学术期刊《地球物理研究快报》上。

华东师范大学河口海岸科学国家重点实验室博士生为第一作者，戴志军教授为通讯作者，其他合作者为波士顿大学梅副教授和塞尔吉奥·法赫拉齐教授，第一作者和通讯作者均为华东师范大学。

自2003年三峡大坝建设以来，每年入海泥沙总量比上世纪减少了近75%，导致三角洲河道和沿海地区局部侵蚀。与此同时，频繁的台风和洪水也造成了水下三角洲大规模的地貌变化，引起了学术界和社会的广泛关注。

本研究获取了三角洲南槽区非台风年和台风年的汛期(2月/5月)和8月前的地形数据，利用1D-快速傅立叶变换和香农多样性指数(SHDI)量化了汛期高径流和台风事件引起的冲淤格局差异，评价了高能事件对河口动力地貌冲淤的驱动机制。

汛期高径流(无台风)与台风引起的动态地貌格局差异

以2016年汛期高径流为例，发现在强径流的作用下，三角洲南槽河口发生大规模的净侵蚀，其中河口侵蚀最为严重，发育细长、穿透的侵蚀斑块。近岸区冲淤变化较弱，从河口到近岸区整体净侵蚀逐渐减弱(图1)，总净侵蚀量达到64.5×106m3，近岸区平均侵蚀深度在河口仅为27.8。与其他年份无台风的汛期南槽地貌变化特征相比，发生了类似的大规模侵蚀。总的来说，冲淤纵向斑块分布和滩槽冲淤格局与2016年洪水和高径流期一致，径流强度与河槽冲淤存在明显的函数关系。

简而言之，长江汛期的高径流会导致三角洲上游的强烈侵蚀，同时大量泥沙被输送到三角洲外侧(部分沉积在近岸)，造成河口的浅层大规模净侵蚀。在近岸地区，由于汛期的高径流将冲刷泥沙沉积在河口，因此会发生淤积，淤积强度取决于径流动力学(图2a)。

▲图1。2016年5-8月高径流引起的南槽动态地貌格局。(a)侵蚀和淤积之间的分布空；侵蚀-淤积幅度频率分布图；(c)基于1D-FTT的地貌变化能谱曲线；地貌侵蚀和沉积幅度；(五)2016年8月沿深红线(黑色)和深红线(红色虚线)的变化

▲图2.高流量（a）和台风事件（b）导致的河口动力-沉积-地貌变化格局

与2016年相比，以2018年直接登陆上海的台风氨苄为例，三角洲南部槽，尤其是近岸区，产生了大范围的均匀强侵蚀；河口冲淤斑块分散无序，缺乏空组织(图3)。河口净侵蚀量减少到33.3×106m3，近岸区总侵蚀量和厚度分别是河口的2.3倍和2.6倍。河口SHDI值下降到2.1，近岸区上升到1.5，说明强台风的随机干扰降低了地貌变化的多样性，河道冲淤变化无常，不均匀。2000年台风启德和2015年台风陈宏后，上下游侵蚀程度与2018年台风氨苄后相似。简而言之，台风期间，水下三角洲床面的泥沙再悬浮突然增加，并在陆上水流的作用下再次输送到陆地，有效抵消了汛期高径流造成的泥沙从陆地向海洋的强烈侵蚀(图2b)。

▲图3。2018年汛期台风氨苄后南槽地貌格局。5月至8月侵蚀和淤积之间的分布空;伴随高径流和台风的地貌变化频率分布图；(c)基于1D-快速傅立叶变换的地貌变化能谱；地貌变化的幅度；(五)2018年8月沿深红线(黑色)和对应的深红线(红色)的变化

台风对三角洲侵蚀的减缓作用

显然，台风过程可以有效降低汛期台风前高河川径流对三角洲地貌系统的持续冲刷作用。然而，台风能在多大程度上缓解曹楠河口汛期的大流量泥沙侵蚀？

根据假设公式，对比2016年(高径流年)和2018年(台风年)南槽的地貌变化，台风氨苄减少侵蚀31.2×106m3，相当于2016年净侵蚀的48.4%。河口严重侵蚀减少80.7%，三角洲沿海地区侵蚀增加81.2%。同样，2015年台风Chan-hom也减少了2013年汛期高径流造成的强侵蚀，净侵蚀量降至17.8×106m3，相当于2013年高径流净侵蚀量的59.8%，且口部减少比例更为明显。

结合近20年的资料分析，发现每年会有0-2个台风影响长江三角洲，估计它们可以携带8.91-46.83×106m3的海洋泥沙到南槽及其邻近地区，相当于三峡大坝建成后年均入海泥沙的9.2%-48.4%(近10年年均入海泥沙仅为1.21×108吨)。如果热带气旋输送到陆地的海洋沉积物能够被技术有效拦截和利用，可以降低陆地沉积物不足造成的三角洲关键区域的动态地貌脆弱性和生态环境风险。

该研究得到了国家重点研发项目、政府间国际科技创新合作重点项目(2018YFE0109900)、上海国际科技合作基金项目(19230712400)、华东师范大学优秀博士生学术创新能力提升计划(YBNLTS2019-008)的联合资助。

戴志军教授主要从事河口三角洲动力沉积和动力地貌学、生物地貌学和盐沼-红树林潮滩恢复等方面的理论和应用研究。入选教育部新世纪优秀人才，获得上海市自然科学一等奖等4项政府奖，担任《地球科学前沿》副主编和《地貌学》等期刊编委，主持国家重点研发和国家自然科学(重点/一般)基金项目等政府间专项合作重点。在《GRL》、《EST》、《海洋地理学》等著名期刊上发表SCI论文60余篇(1篇作品/通讯)，其中高被引论文4篇，被引1600余次。

来源|河口海岸科学国家重点实验室

编辑|吴小兰