文章編號(hào)：1000-0550（2025）03-0846-14

關(guān)鍵詞潮控三角洲;沉積數(shù)值模擬;演化過(guò)程;沉積動(dòng)力學(xué)

第一作者簡(jiǎn)介 ，男，1999年出生，碩士研究生，油氣資源地質(zhì)工程，E-mail：z22010094@s.upc.edu.cn

通信作者 ，男，副教授，E-mail： tangmingming@upc.edu.cn

中圖分類號(hào) P512.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼A

DOI：10.14027/j.issn.1000-0550.2024.081

CSTR： 32268.14/j.cjxb.62-1038.2024.081

0 引言

三角洲是河流在一個(gè)穩(wěn)定的蓄水體中形成的、部分露出水面、分布于河口地區(qū)的沉積體。三角洲的形成和發(fā)育主要受河流以及海洋能量的相對(duì)強(qiáng)度所控制。Galloway[根據(jù)沉積物注入、波浪能量與潮汐能量三種作用的相對(duì)關(guān)系，建立了三角洲三端元分類方案，將三角洲分為河控三角洲、浪控三角洲以及潮控三角洲三類。其中潮控三角洲是河流搬運(yùn)的沉積物，受潮汐作用影響，向河口前方改造，形成線性狀潮汐砂壩。潮控三角洲的研究主要集中在現(xiàn)存的弗萊河三角洲、恒河三角洲、長(zhǎng)江三角洲4湄公河三角洲等地區(qū)。潮控三角洲一般形成于進(jìn)積和搬運(yùn)時(shí)期，其主要發(fā)育在中一大潮差的狹窄地區(qū)，潮汐作用為主要作用，大于波浪作用和河流作用，由上游來(lái)的沉積物只能在港灣內(nèi)堆積，形成小型三角洲。在潮汐作用的改造下，三角洲常發(fā)育裂指狀散射且斷續(xù)分布的潮汐砂壩。隨著河流作用變小，潮汐作用變大，其改造作用使得沉積物向前方改造，坡度一般小于河控三角洲[。潮控三角洲的發(fā)育與演化，主要由河流與潮汐控制。當(dāng)潮汐幅度變小、河流流量增大時(shí)，河道泥質(zhì)填充，河口變窄，發(fā)育形成潮控三角洲，當(dāng)河流流量與潮汐作用發(fā)生變化時(shí)，均會(huì)對(duì)潮控三角洲的項(xiàng)體發(fā)育造成一定程度的影響[12-13]。因此，可通過(guò)河流流量與潮汐幅度兩種主控因素分析潮控三角洲發(fā)育及壩體分布的影響，進(jìn)一步預(yù)測(cè)儲(chǔ)層砂體構(gòu)型及泥質(zhì)物質(zhì)的空間分布情況。

潮控三角洲的常用研究方法主要有古代沉積記錄分析、現(xiàn)代沉積解剖、沉積模擬等[4。但受潮汐、波浪作用等因素的影響，潮控三角洲井間砂體一隔夾層分布特征研究難度大。由于海陸過(guò)渡相存在的野外露頭少見(jiàn)，現(xiàn)代沉積解剖難度較大，能提供的內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)信息較少[15]，對(duì)于潮控三角洲的認(rèn)識(shí)還存在一定的偏差。沉積模擬技術(shù)是一種基于泥沙水動(dòng)力學(xué)的沉積學(xué)研究技術(shù)，可根據(jù)擬定條件模擬沉積過(guò)程及演化過(guò)程。沉積模擬可分為以\"水槽實(shí)驗(yàn)”為主的沉積物理模擬實(shí)驗(yàn)和以“模型方程”為主的數(shù)值模擬。沉積物理模擬實(shí)驗(yàn)的限制條件較多，模擬尺度較小，實(shí)驗(yàn)周期較長(zhǎng)，需嚴(yán)格遵守相似性原則[18]沉積數(shù)值模擬可操作性強(qiáng)，適用于各種沉積環(huán)境，可在原有的沉積模擬條件的基礎(chǔ)上進(jìn)行參數(shù)的修改與調(diào)整，更好地定量描述沉積機(jī)理與過(guò)程，預(yù)測(cè)砂體分布，解決由于少井、稀井地區(qū)資料缺乏導(dǎo)致沉積環(huán)境認(rèn)識(shí)不足的問(wèn)題。

最早的沉積數(shù)值模擬可追溯到20世紀(jì)60年代，Sloss通過(guò)改變不同條件，建立了不同沉積環(huán)境下的沉積概念模型。Schwarzacher[2]在Sloss的基礎(chǔ)上，對(duì)模型進(jìn)行改造，建立了碎屑巖和碳酸沉積巖數(shù)值模型。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，沉積數(shù)值模擬精度與準(zhǔn)確度不斷提高，學(xué)者利用該方法對(duì)沉積機(jī)理與過(guò)程有了更詳細(xì)地描述與解釋，很大程度上解決了沉積學(xué)與油氣勘探中的實(shí)際問(wèn)題2I-25]。沉積數(shù)值模擬方法根據(jù)理論方法可分為擴(kuò)散方程模型2、幾何規(guī)則模型2、模糊邏輯模型、元胞自動(dòng)機(jī)模型以及水動(dòng)力方程2模型五類28?；谏鲜瞿Ｐ?，前人也開(kāi)發(fā)出了相應(yīng)的沉積模擬軟件，如Delft3D[29-30]、SEDSIM[31]、Dionisos32等。然而，基于擴(kuò)撒方程模型得到的數(shù)值模擬結(jié)果具有非唯一性，需結(jié)合工區(qū)進(jìn)行具體比對(duì)；基于幾何規(guī)則的模型缺乏力學(xué)方程的限制約束，其結(jié)果的準(zhǔn)確性需進(jìn)一步驗(yàn)證;元胞自動(dòng)機(jī)模型所需數(shù)據(jù)十分精細(xì)，應(yīng)用范圍受限；模糊邏輯模型上手難度較大，需要較強(qiáng)的操作經(jīng)驗(yàn)。水動(dòng)力方程模型雖然模擬速度和時(shí)空尺度較小，但其更能準(zhǔn)確地描述沉積過(guò)程，同時(shí)本次實(shí)驗(yàn)?zāi)M的時(shí)空尺度在模型可承受范圍之內(nèi)。因此，本文擬采用基于水動(dòng)力方程模型作為沉積模擬模型，建立一個(gè)理想化的潮控三角洲模型，模擬在河流和潮汐聯(lián)合作用下壩體的形成過(guò)程，研究河流流量和潮汐幅度的變化對(duì)壩體及三角洲發(fā)育的影響。實(shí)驗(yàn)中通過(guò)改變河流流量和潮汐幅度的大小，觀察潮控三角洲的演變過(guò)程和規(guī)律。對(duì)模擬結(jié)果展開(kāi)討論，分析不同條件下潮控三角洲的主控因素及沉積過(guò)程機(jī)理，并總結(jié)潮控三角洲演化過(guò)程。

1研究方法及研究參數(shù)設(shè)定

1.1 Delft3D模擬原理

本次沉積數(shù)值模擬采用的是Delft3D軟件，該軟件基于納維一斯托克水動(dòng)力方程[33，通過(guò)預(yù)測(cè)流場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)，來(lái)描述沉積物顆粒與流體之間的相互作用。包括水動(dòng)力模塊（FLOW）、波浪模塊（WAVE）、水質(zhì)模塊（WAQ）、顆粒跟蹤模塊（PART）、生態(tài)模塊（ECO）泥沙輸移模塊（SED）和動(dòng)力地貌模塊（MOR）七大模塊，每個(gè)模塊都可以單獨(dú)執(zhí)行，也可以通過(guò)信息文件進(jìn)行模塊之間的信息交換從而使多個(gè)模塊組合執(zhí)行34。水動(dòng)力方程模型分為水動(dòng)力數(shù)值模擬與泥沙數(shù)值模擬兩部分。在懸沙計(jì)算中自動(dòng)考慮了三維水動(dòng)力過(guò)程和非平衡含沙量剖面的適應(yīng)性，且考慮了懸浮泥沙的密度效應(yīng)，同時(shí)水深變化也可及時(shí)反饋至水動(dòng)力計(jì)算中，使得沉積過(guò)程能被更準(zhǔn)確地描述，模擬結(jié)果更符合實(shí)際。其水動(dòng)力數(shù)值模擬過(guò)程通過(guò)水平動(dòng)量方程、連續(xù)性方程以及物質(zhì)傳輸搬運(yùn)方程進(jìn)行模擬。其中式（1）、（2）為 x，y 方向的水平動(dòng)量方程，式（3）為連續(xù)性方程，式（4）為物質(zhì)傳輸搬運(yùn)方程[27]。

式（1）＼～（4）中： U，V 為在 x，y 方向上的速度 （m/s） ， f 為科里奧利參數(shù) （s^-1），c 為沉積物濃度 （kg/m³ ） .ρ₀ 為水的密度 （kg/m³ ）， P 為壓強(qiáng) （Pa），F(xiàn) 為雷諾水平應(yīng)力，M 為其他外力， h 為水深 （m），υ_v 為運(yùn)動(dòng)黏度 （m²/s） ，ξ 為水面相對(duì)于參考深度高程 （m） ，U， 為深度平均后 x，y 方向上的速度 Π_{（m/s），S} 為鹽度 （ng/L），ω 為 σ 坐標(biāo)系中的垂直速度分量 （s^-1），D_H，D_v 為水平和垂直方向的擴(kuò)散系數(shù)。

在Delf3D中，可定義多個(gè)組分的泥沙，包括其名稱、粒徑大小、密度、沉降速率、是否具有黏性等35]其中泥沙模型整體包括懸移物質(zhì)和推移物質(zhì)兩部分，兩者單獨(dú)計(jì)算，將最終結(jié)果相加得到整體泥沙輸送量。其計(jì)算公式如式（5）所示：

式中： S_b 為懸疑物質(zhì)輸送量； S_s，eq 推移物質(zhì)輸送量；q 為流速大小 （m/s） ，依據(jù)河流流量進(jìn)行取值， Δ 為相對(duì)密度，C為摩擦系數(shù)，取值為 0.05，α 為校準(zhǔn)系數(shù)，取值為1。

1.2數(shù)值模擬參數(shù)設(shè)置

在開(kāi)展沉積數(shù)值模擬前，需對(duì)模擬參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，主要包括模型尺寸、物源供應(yīng)、泥沙物含量、河流流量、潮汐幅度等。同時(shí)結(jié)合潮控三角洲的沉積特征與井震資料，對(duì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整與修改，優(yōu)化模型，提高模型模擬結(jié)果的精度與準(zhǔn)確度[15.23]。最后依據(jù)模擬結(jié)果，分析潮控三角洲內(nèi)部砂體結(jié)構(gòu)及分布模式。

1.2.1模型參數(shù)分析與設(shè)置

本次模擬參考恒河三角洲作為典型潮控三角洲沉積環(huán)境的參照條件。潮汐對(duì)恒河三角洲的沉積特征產(chǎn)生了深刻的影響，使得其沉積物具有明顯的潮汐控制特征。潮汐作用導(dǎo)致了沉積物的分選作用。恒河三角洲的沉積物主要由河流物質(zhì)和海洋物質(zhì)組成，而潮汐作用使海洋物質(zhì)和河流物質(zhì)在垂向上分離。在高潮位時(shí)，海水倒灌到河口區(qū)域，帶來(lái)了豐富的海洋沉積物質(zhì)，如海洋生物碎屑、貝殼和沙子等，這些物質(zhì)通常具有較大的粒徑和較好的圓度，易于沉積，形成了相對(duì)均勻的潮間帶沉積物；而在低潮位時(shí)，海水退去，河流物質(zhì)發(fā)生沉積。由于河流物質(zhì)主要由砂、泥、粉砂等細(xì)粒物質(zhì)組成，這些物質(zhì)的粒徑較小，圓度較差，因此沉積物中的顆粒分選程度較高，形成了相對(duì)不均勻的河道沉積物。同時(shí)，潮汐還會(huì)使三角洲的沉積速率和厚度發(fā)生變化。在高潮位時(shí)，海水倒灌，河口區(qū)域水深增加，潮汐能較容易地帶來(lái)海洋物質(zhì)并發(fā)生沉積；在低潮位時(shí)，河口區(qū)域水深減小，沉積能力減弱，沉積速率和厚度減緩。由于潮汐對(duì)恒河三角洲的沉積物質(zhì)運(yùn)移具有重要影響，也使得沉積速率和厚度的變化更加顯著。表1為河流的一些主要參數(shù)，是本次沉積數(shù)值模擬的依據(jù)。由于模擬參數(shù)具有一定的不確定性，不同模型參數(shù)組合不同，對(duì)于一個(gè)新模型來(lái)說(shuō)，需要在參數(shù)估值之后，進(jìn)行初步測(cè)試，取得關(guān)于參數(shù)分布的認(rèn)識(shí)，為后面的參數(shù)優(yōu)選和模型優(yōu)化做好準(zhǔn)備。其中一些參數(shù)可以確定，一些參數(shù)暫不能完全確定，但可確定其變化范圍。確定性參數(shù)包括初始水深環(huán)境范圍、物源模式、沉降存在和波浪不能取代潮汐，可變參數(shù)包括基底初始水深、砂質(zhì)供應(yīng)速率、水流量、海平面變化和構(gòu)造沉降量。在經(jīng)過(guò)參數(shù)初步測(cè)試和模擬后，進(jìn)行合理估值，建立基本模型和相應(yīng)的一套參數(shù)體系。

1.2.2基本模型的設(shè)定

建立一個(gè)理想化潮控三角洲模型，從而進(jìn)一步確定潮控三角洲沉積地貌的主控因素及砂體分布形態(tài)與內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)特性。模型如圖1所示，本次模擬定義的網(wǎng)格大小為 800m×800m ，垂向網(wǎng)格數(shù)為10個(gè)，模擬區(qū)大小為 200km×100km ，由河流帶和海洋區(qū)組成。上下邊界為封閉邊界，左右邊界為開(kāi)放邊界，其中左側(cè)為河流帶邊界，均勻設(shè)置4個(gè)供水口，每個(gè)供水口視為一條河流，每個(gè)供水口流量相等。河流長(zhǎng) 100km ，寬 20km ，坡度為 0.030^° 。右側(cè)為海洋邊界，海洋面積為 200000km² 。模型定義兩種不同粒徑的非黏性沉積物以及一種黏性沉積物，其中非黏性沉積物分別代表中一細(xì)砂和粉砂，其中中一細(xì)砂粒徑為 160μm ，粉砂粒徑為 80μm ，黏性沉積物代表泥質(zhì)物質(zhì)。本次模擬時(shí)間為10年，加速因子20，反映約200年潮控三角洲的沉積過(guò)程。形態(tài)加速因子并不會(huì)對(duì)沉積數(shù)值模擬得到的結(jié)果造成影響24。每三個(gè)月對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行一次輸出，記一次為一個(gè) step（表3）。為了探究不同河流流量和潮汐能量強(qiáng)度對(duì)潮控三角洲壩體形態(tài)的影響，針對(duì)河流流量與潮汐幅度兩個(gè)變量進(jìn)行分析。本次研究選擇3個(gè)河流流量，分別為 以及 15000m³/s ，其河流帶總流量分別為 以及60000m³/s 。潮汐幅度分別設(shè)置為 0m.2m 與 4m （表2）。根據(jù)上述條件進(jìn)行兩兩組合，共得到9組實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ团c結(jié)果。

2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

基于水動(dòng)力方程的潮控三角洲的沉積動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)觀察潮控三角洲生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程，對(duì)潮控三角洲演化過(guò)程與沉積模式有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。同時(shí)采用單一因素變量的研究方法，對(duì)潮控三角洲演化過(guò)程與壩體生長(zhǎng)規(guī)律進(jìn)行分析，并結(jié)合沉積數(shù)值模擬中不同條件下的數(shù)值模擬結(jié)果對(duì)砂壩形態(tài)及演化過(guò)程、搬運(yùn)模式、河道變遷進(jìn)行分析比對(duì)。

2.1 潮控三角洲生長(zhǎng)演化過(guò)程

以模擬A-1為例（圖2），在三角洲發(fā)育早期，來(lái)自上游河道的沉積物堆積在河口，在河口快速發(fā)育形成河口壩。潮汐將海洋物質(zhì)搬運(yùn)至河口形成堆積，同時(shí)將來(lái)自上游的沉積物向海洋方向搬運(yùn)，在淺海處形成壩體（圖2a）。隨著時(shí)間的推移，壩體逐漸發(fā)育，面積不斷增大，供給水道出現(xiàn)分流現(xiàn)象，發(fā)生分流的河道其水動(dòng)力降低，搬運(yùn)能力減弱，在河道分流處發(fā)生沉積物堆積（圖2b）。三角洲發(fā)育中期，上游河道辮狀化，形成心灘，河口處受潮汐作用影響，潮汐侵蝕心灘，將沉積物向海洋方向搬運(yùn)，堆積在河流分流處，三角洲壩體繼續(xù)增大，向海洋方向繼續(xù)延長(zhǎng)（圖2c，d）。三角洲發(fā)育后期，上游河流辮狀化作用加深，心灘持續(xù)發(fā)育。河口處受河流一潮汐聯(lián)合作用，河流攜帶沉積物的能力大大增強(qiáng)，將沉積物攜帶至三角洲。三角洲分叉河開(kāi)始發(fā)育，分叉河對(duì)三角洲壩體具有一定的改造作用，在河流分叉處，河流搬運(yùn)作用減小，部分沉積物堆積在分叉處，逐漸發(fā)育成壩體。相比于中期，后期的壩體面積增大，呈扁長(zhǎng)狀，向深海方向發(fā)育，三角洲面積繼續(xù)增大（圖2e，f）。

表3沉積數(shù)值模擬參數(shù)設(shè)定表

2.2 河流作用對(duì)潮控三角洲的影響

對(duì)河流流量進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏p少（模擬B-1）和放大（模擬C-1），觀察河流對(duì)潮控三角洲的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。三角洲發(fā)育前期，河流流量減少時(shí)，上游河流辮狀化減少，河流攜帶沉積物的能力減弱，三角洲壩體數(shù)量、長(zhǎng)度及厚度均有所減小，分流河道有所加寬（圖3a，b）；流量增大時(shí)，河流攜帶沉積物的能力增強(qiáng)，上游河流辮狀化更加明顯，在河口處存在多條河道，上游的沉積物在三角洲發(fā)生卸載，因此壩體的面積、厚度增大（圖3g，h）。三角洲發(fā)育中期，當(dāng)河流流量減少時(shí)，河流段沒(méi)有明顯的辮狀化，同時(shí)受潮汐作用影響靠近河口的河流段發(fā)生侵蝕現(xiàn)象，沉積物搬運(yùn)至三角洲，三角洲面積相對(duì)于模擬A-1有所減小，壩體發(fā)育速度減緩（圖3c，d）；河流流量增加時(shí)，河流段有明顯的辮狀化，伴隨心灘生成，河流攜帶沉積物的能力增加，在河流分叉處有更多的沉積物發(fā)生卸載，三角洲整體面積增大，壩體發(fā)育速度加快（圖3i，j）。三角洲發(fā)育后期，當(dāng)河流流量減少時(shí)，河流段的辮狀化減弱，在河口處河流一潮汐聯(lián)合作用區(qū)，由于河流搬運(yùn)沉積物的能力減弱，部分沉積物在河口處發(fā)生沉積。同時(shí)位于三角洲的河道長(zhǎng)度、寬度有所減小，有多條廢棄河道，三角洲整體面積減小，壩體數(shù)量及面積也比模擬A-1有所減?。▓D3e，f；河流流量增大時(shí)，河流段有更加明顯的辮狀化，心灘發(fā)育更加成熟，在河流一潮汐聯(lián)合作用區(qū)的河口灣，來(lái)自上游的部分沉積物被河流一潮汐聯(lián)合作用攜帶至三角洲，在河口處發(fā)生沉積，形成心灘，河道在心灘處發(fā)生分流，河流攜帶沉積物的能力相對(duì)減弱，使得部分沉積物發(fā)生卸載，加快了心灘的發(fā)育，因此相比于實(shí)驗(yàn)B-1河口處的心灘，其面積更大，呈長(zhǎng)條形發(fā)育，位于三角洲的河道更加發(fā)育，三角洲整體面積增大，相比于模擬A-1、模擬B-1，模擬C-1壩體數(shù)量、面積有所增加，且多數(shù)壩體呈扁長(zhǎng)狀，向海洋方向發(fā)育（圖3k，1）。

2.3潮汐作用對(duì)潮控三角洲的影響

對(duì)潮汐幅度進(jìn)行適當(dāng)?shù)卦龃螅MA-2）和減少（模擬A-3），觀察分析潮汐作用對(duì)潮控三角洲的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。三角洲發(fā)育前期，在沒(méi)有潮汐作用影響下的三角洲（模擬A-3），只有河流搬運(yùn)沉積物，搬運(yùn)能力相對(duì)于模擬B-2大幅度減弱，河口處有河道分流現(xiàn)象，河口處形成的河口壩相比于有潮汐作用的條件其面積大大減小，壩體整體發(fā)育緩慢，面積較小，呈指狀、長(zhǎng)條狀分布（圖4a，b）；增大潮汐時(shí)（模擬A-2），河道加寬，搬運(yùn)作用加強(qiáng)，潮汐將河口處更多的砂體搬運(yùn)至三角洲，三角洲面積相比于模擬A-1明顯增大，砂壩數(shù)量及面積有所增加，且多數(shù)受強(qiáng)潮汐作用影響，呈長(zhǎng)條狀分布（圖 4g h）。三角洲發(fā)育中期，無(wú)潮汐條件下河口處河流有明顯的辮狀化，三角洲發(fā)育速度緩慢，分流河道較少，且有廢棄河道生成，多數(shù)沉積物堆積在廢棄河道以及兩側(cè)（圖4c，d）；潮汐強(qiáng)度增大時(shí)，潮汐對(duì)河口處的破壞作用增強(qiáng)，將河口處的沉積物搬運(yùn)至三角洲或遠(yuǎn)海方向，三角洲發(fā)育了明顯的主河道，同時(shí)形成了多條分流河道，在分流處發(fā)育壩體，與模擬A-1相比，模擬A-2的砂體長(zhǎng)條狀特征更加明顯，且數(shù)量更多、長(zhǎng)度更長(zhǎng)，三角洲整體面積更大（圖4i，j）。三角洲發(fā)育后期，在無(wú)潮汐作用條件的情況下，河道經(jīng)過(guò)多期的改造，逐漸有主河道形成，三角洲面積增長(zhǎng)速率較低，沉積物多數(shù)堆積在河道分流處及入?？?，形成壩體（圖4e，f）；潮汐幅度增大時(shí)，潮汐主要對(duì)三角洲壩體起改造作用，在攜帶上游沉積物至三角洲的同時(shí)，也對(duì)項(xiàng)體進(jìn)行一定程度的侵蝕與改造，項(xiàng)體個(gè)數(shù)增加，且呈長(zhǎng)條狀發(fā)育，同時(shí)部分壩體在強(qiáng)潮汐作用下，逐漸被改造成長(zhǎng)條形，沿深海方向發(fā)育，三角洲面積增長(zhǎng)速率有所減緩，但與同時(shí)間段的模擬相比（模擬A-2與A-3），其面積是大幅增加的（圖4k，1）。

3 討論與分析

3.1河流、潮汐對(duì)潮控三角洲建設(shè)的影響

在模擬A-1的基礎(chǔ)上，分別將河流流量與潮汐強(qiáng)度進(jìn)行一定程度的放大與縮小，得到不同河流流量及潮汐強(qiáng)度的潮控三角洲模型。綜合對(duì)比分析各組模擬結(jié)果，發(fā)現(xiàn)河流與潮汐在潮控三角洲建設(shè)中有著不同的作用，河流在潮控三角洲中的主要作用是將上游沉積物運(yùn)輸至河口處，為河流一潮汐聯(lián)合作用三角洲提供物源以及提供沉積物運(yùn)輸次要?jiǎng)恿Α．?dāng)有潮汐作用時(shí)（實(shí)驗(yàn)A-1、B-1、C-1），潮汐對(duì)三角洲具有破壞和建設(shè)作用。潮汐通過(guò)侵蝕三角洲，將部分沉積物向海洋方向搬運(yùn)，沉積物在更遠(yuǎn)處發(fā)生沉積，形成新的壩體，三角洲面積相對(duì)于河控三角洲明顯增大，壩體在潮汐作用的改造下多數(shù)呈長(zhǎng)條形分布。潮汐對(duì)三角洲壩體進(jìn)行侵蝕，將部分沉積物搬運(yùn)至三角洲（圖5a1＼～c1）。隨著潮汐幅度的進(jìn)一步加強(qiáng)（模擬A-2、B-2、C-2），潮汐搬運(yùn)沉積物的能力變大，對(duì)三角洲具有更強(qiáng)的破壞與建設(shè)作用。在高潮汐作用的潮控三角洲模型中，潮汐對(duì)三角洲具有更強(qiáng)的破壞性，河口處及上游侵蝕作用強(qiáng)烈，在河流一潮汐聯(lián)合作用下，沉積物向海洋方向搬運(yùn)，砂體在離河口更遠(yuǎn)處發(fā)生沉積，三角洲面積進(jìn)一步增大。同時(shí)潮汐對(duì)項(xiàng)體具有改造作用，在河流一潮汐聯(lián)合作用下，壩體主要呈長(zhǎng)條形分布，位于各分流河道之間（圖5a2＼～c2）。在無(wú)潮汐的模型中（模擬A-3、B-3、C-3），在沒(méi)有潮汐作用下，河流攜帶的沉積物在河口處發(fā)生沉積，形成河控三角洲。隨著河流流量的增大，河流攜帶沉積物的能力增強(qiáng)，三角洲的面積及壩體厚度也隨之增大（圖5a3＼～c3）。

在此基礎(chǔ)上，對(duì)不同條件下的砂體形態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。通過(guò)相關(guān)軟件對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行處理，統(tǒng)計(jì)得到壩體平均面積及平均長(zhǎng)度（圖6）。結(jié)果表明，流量和潮汐均對(duì)砂壩形態(tài)的變化具有一定的影響。隨著河流流量的加大，河流攜帶沉積物的能力也逐漸增強(qiáng)，攜帶至入?？诘某练e物隨之增加，更有利于砂壩的發(fā)育。同時(shí)潮汐作用將入海口的沉積物向海洋方向搬運(yùn)，潮汐能量越大，攜帶沉積物的能力也隨之增大，砂壩呈“扁平狀\"分布，整體向海洋發(fā)育。在潮控三角洲壩體的形成與發(fā)育中，潮汐比河流提供更多能量，潮汐能量的變化更容易引起砂壩的變化。對(duì)各組模擬得到的三角洲面積進(jìn)行測(cè)量統(tǒng)計(jì)，依據(jù)“同一流量”與“同一潮汐強(qiáng)度”兩個(gè)條件對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行整理，其結(jié)果（圖7）表明：三角洲的面積隨時(shí)間的變化逐漸增大，潮汐強(qiáng)度決定著三角洲面積變化速率，存在潮汐的模擬，其三角洲增長(zhǎng)速率與三角洲面積明顯大于無(wú)潮汐的模擬，無(wú)潮汐模擬下的三角洲發(fā)育較緩；增大潮汐強(qiáng)度，在模擬前期三角洲增長(zhǎng)速率大大提升，但在模擬中后期增長(zhǎng)速率有所減緩，增長(zhǎng)速率和未增大潮汐強(qiáng)度前基本保持一致。上述結(jié)果說(shuō)明在河流與潮汐的共同作用下，潮汐對(duì)于三角洲的發(fā)育建設(shè)作用是大于河流的，潮汐強(qiáng)度的改變影響三角洲的生長(zhǎng)速率與面積，這一結(jié)果與前人所做實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)果相似[37-38]。Xuetal.[3參考弗萊河三角洲建立模型，依據(jù)潮汐優(yōu)勢(shì)比量化潮控三角洲與河控三角洲，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在潮控三角洲中，砂壩與三角洲的長(zhǎng)度和受潮汐影響的河道長(zhǎng)度成正比，并隨著潮汐強(qiáng)度的增加而增加，并不會(huì)隨著河流流量的增加而增加。

潮汐在潮控三角洲中的作用是將河口處堆積的沉積物向深海方向繼續(xù)搬運(yùn)，對(duì)原有壩體進(jìn)行改造，在一定程度上建設(shè)新的三角洲，為三角洲沉積物的搬運(yùn)提供主要?jiǎng)恿?。在無(wú)潮汐作用下，供給河道直接進(jìn)入入?？冢⒃谌牒？诳焖傩纬身?xiàng)體，隨著項(xiàng)體的快速生長(zhǎng)，供給河道發(fā)生分流現(xiàn)象，分流后的河道搬運(yùn)沉積物能力減弱，在分流處發(fā)生沉積物的堆積。在潮汐作用下，潮汐對(duì)原有壩體進(jìn)行破壞和改造，向海洋方向搬運(yùn)沉積物，形成新壩體，因此三角洲面積相比于河控三角洲的面積也有所增大。同時(shí)潮汐強(qiáng)度也決定了潮控三角洲的面積，壩體特征也隨著河流、潮汐作用的強(qiáng)度而發(fā)生變化。壩體面積隨著潮汐幅度的增大而增大，且在同等潮汐幅度前提下，壩體平均面積隨流量的增大而增大，這是因?yàn)榱髁吭龃髸r(shí)，河流搬運(yùn)沉積物的能力增強(qiáng)，搬運(yùn)至三角洲的沉積物增加，同時(shí)潮汐作用也會(huì)向河流入侵，形成潮控，加強(qiáng)了河流搬運(yùn)沉積物的能力。壩體長(zhǎng)度也會(huì)隨著河流、潮汐作用強(qiáng)度的變化而變化。主要原因是潮汐將原有項(xiàng)體進(jìn)行侵蝕，將沉積物向遠(yuǎn)海方向運(yùn)移，隨著河流一潮汐聯(lián)合作用的強(qiáng)度逐漸減弱，搬運(yùn)沉積物的能力也隨之減弱，逐漸發(fā)生沉積，形成砂壩，呈長(zhǎng)條狀分布。

3.2 潮控三角洲演化模式

潮控三角洲演化模式如圖8所示。三角洲發(fā)育前期，河流攜帶沉積物在河口處快速沉積形成河口壩，潮汐對(duì)河口壩進(jìn)行侵蝕，同時(shí)加強(qiáng)河流攜帶沉積物的能力，一定程度加強(qiáng)了搬運(yùn)作用。分流河道逐漸生成，部分河道出現(xiàn)決口水道。三角洲發(fā)育中期，河口處受河流一潮汐聯(lián)合作用的影響侵蝕作用最強(qiáng)，大量沉積物向海洋方向搬運(yùn)，三角洲壩體繼續(xù)堆積發(fā)育，厚度持續(xù)增加，同時(shí)受河流一潮汐聯(lián)合作用的影響，水道對(duì)項(xiàng)體具有侵蝕改造作用，水道侵蝕壩體，將沉積物攜帶至遠(yuǎn)海處或水道分流處，壩體兩側(cè)被侵蝕，向長(zhǎng)條形發(fā)育。分流河道繼續(xù)發(fā)育，河道變寬，部分河道發(fā)生截彎取直，有廢棄河道生成。三角洲發(fā)育后期，位于河口處的沉積物在河流一潮汐聯(lián)合作用下快速向海洋方向搬運(yùn)，分流河道加寬，加強(qiáng)了搬運(yùn)沉積物的能力，部分河道被廢棄，壩體繼續(xù)向海洋方向發(fā)育，壩體厚度增加。潮汐對(duì)項(xiàng)體具有一定的改造作用，潮汐主要侵蝕壩體兩側(cè)，壩體呈長(zhǎng)條形分布，潮汐將部分沉積物攜帶至深海，隨著潮汐能量的逐漸減弱，潮汐攜帶沉積物的能力也逐漸減弱，沉積物在遠(yuǎn)海處發(fā)生沉積，堆積形成新的壩體，三角洲面積也隨之增大。潮汐幅度越大，潮汐能量越大，攜帶沉積物的能力增大，沉積物發(fā)生沉積的位置也越遠(yuǎn)，三角洲面積也越大。三角洲河道繼續(xù)發(fā)育，河道持續(xù)加寬，部分河道廢棄，來(lái)自上游的沉積物逐漸充填廢棄河道，形成新的壩體。

（a1）A-1模擬至第41步沉積厚度分布圖；（b1）B-1模擬至第41步沉積厚度分布圖；（c1）C-1模擬至第41步沉積厚度分布圖； （a2）A-2 模擬至第41步沉積厚度分布圖；（b2）B-2模擬至第41步沉積厚度分布圖；（c2）C-2模擬至第41步沉積厚度分布圖； （a3）A-3 模擬至第41步沉積厚度分布圖；（b3）B-3模擬至第41步沉積厚度分布圖；（c3）C-3模擬至第41步沉積厚度分布圖

4結(jié)論

（1）河流與潮汐在潮控三角洲的建設(shè)中有著不同作用。河流主要將上游沉積物搬運(yùn)至河口與三角洲，提供河流一潮汐聯(lián)合作用三角洲沉積物搬運(yùn)的部分動(dòng)力。潮汐主要將河口的沉積物向海洋方向搬運(yùn)，同時(shí)對(duì)三角洲壩體進(jìn)行侵蝕改造作用，并將侵蝕的沉積物向更遠(yuǎn)處搬運(yùn)，形成新的壩體，提供聯(lián)合作用三角洲沉積物搬運(yùn)的主要?jiǎng)恿Α?/p>

（2）河流流量大小與潮汐幅度大小決定壩體形態(tài)及三角洲面積。當(dāng)河流流量增大時(shí)，河流攜帶沉積物的能力增大，搬運(yùn)作用增強(qiáng)，為三角洲壩體發(fā)育提供更多物源。潮汐幅度的變化對(duì)壩體形態(tài)、三角洲面積具有一定程度的影響。隨著潮汐幅度的增大，其攜帶及搬運(yùn)沉積物的能力增強(qiáng)，在河流作用的共同作用下將沉積物攜帶至離河口更遠(yuǎn)處，在更遠(yuǎn)處發(fā)生沉積形成新的項(xiàng)體，三角洲面積逐漸增大。同時(shí)潮汐對(duì)三角壩體具有侵蝕改造作用，潮汐幅度越大，其侵蝕能力越強(qiáng)，對(duì)項(xiàng)體的改造也越明顯。

（3）潮控三角洲演化主要分為三個(gè)時(shí)期。前期河流將沉積物搬運(yùn)至河道，在河口發(fā)育形成河口壩，潮汐將沉積物向海洋方向搬運(yùn)；中期三角洲壩體發(fā)育，有多條分流河道形成，在分流處能量減少，搬運(yùn)能力減弱，沉積物發(fā)生堆積，形成新的砂壩，三角洲面積持續(xù)增長(zhǎng)；后期河道發(fā)育成熟，部分廢棄河道被沉積物充填，砂體呈長(zhǎng)條狀分布，三角洲面積繼續(xù)增大，但增長(zhǎng)速率有所減緩。

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Abstract：[Objective] Delta is not onlyan important partof sedimentological research，but alsoan importantoilgasenrichment layer in oiland gas exploration.The formation and development of deltas are completed by two or threesedimentary processes inrivers，tides，and waves simultaneously.With furtherresearch，tidal-controled deltas have gradually become important targets for oil and gas exploration and sedimentary studies.However，owing to the influenceof hydrodynamics，the distribution patternsof sedimentbodies in tidal-controlleddeltas are unclear，the sedimentary facies combinations are diverse，and the sedimentary systems and characteristics are complex，leading to significant diferences inunderstanding thesedimentarycharacteristicsanddepositionmodelsof tidal-controlled deltas.Forthe studyof tidal-controlleddeltas，traditionalmethodsoften lack field exposures，face diffcultyinsedimentarydissections，and have low resolution logging interpretationdata，resulting inacertain degreeof bias in the understanding of tidal-controled deltas.Theapplicationof numerical simulation method forsedimentdeposition is expected to solve the above problems.[Methods] To address these isues，sediment numerical simulation methods （Delft3D）were used toestablishanidealizedtidal-controlleddelta model.Byvarying theconditions ofriverflow and tidal amplitudes，the study exploredthe evolutionarypatternsand maincontrolfactorsof tidal-controlleddeltas.Althoughthe hydrodynamic equation modelusedby Delft3D issmalerin simulation speedand spatiotemporal scale，it can more accurately describe the deposition process and meet the needs of simulation.This simulation model refers to tide-controlleddeltas such as Ganges River Delta，which is used as thereference conditionof sedimentary environment to determine the main parameters ofthe model.After thepreliminary test and simulationof the parameters，the parameters were reasonably estimated，andthe basic modeland thecorresponding setofparameter system were established，completingthe model establishment.Furthermore，toexplore the influenceofthe twovariablesofriverdischarge andtideon thedevelopmentof the tide-controlleddelta，the two variablesof river discharge and tide amplitude were appropriately enlargedand reduced，and the dam bodymorphologyand delta evolution law were observed by comparison and analysis with the basic simulation.[Results] The research results show that rivers and tides play differentroles inthe formationof tidal-controlled deltas.Rivers transport sediment fromthe upstream，which accumulatesat the estuary，while tides transportand deposit sediment fromthe upstream towards the deep sea，forming sand bars.As thetidal amplitude increases，the bar bodydevelops intoa \"flatened shape\"towards theocean.The morphologyofthebar body and the areaof thedeltaaredeterminedbythe riverflowand tidal amplitudes.When theriver flowand tidal amplitudes increase，theirsediment-carrying capacity strengthens，allowing sediment to deposit further from theestuary，increasing the sand bar area.With the increase in tidal amplitudes，the existing bar bodies are erodedandremodeled，transporting the sand bodies towards theocean，and increasing the average lengthof the bar body.[Conclusions]The evolution oftidal-controllddeltas can be divided into three periods：sediment accumulationat heriver mouth；transportation of sediment byriver-tidal interactions，forming bar bodies，and rapid delta development；and modification of bar bodies by river-tidal interactions，continued growth of deltaarea，but with a decreasing growth rate.

Key Words： tidal delta；sedimentary numerical simulation； evolutionary process；sediment dynamics