巨型人工采砂坑对伶仃洋自然演变的影响

伶仃洋内建有华南最大的两个主枢纽港及相连的深水航道,长期保持"三滩两槽"稳定格局是广州港选择西槽开发深水航道并取得成功的关键基础。2008年以后,由于在中滩上人工采砂,现已形成了容积达7×108m3的巨型采砂坑,直接影响了伶仃洋的滩槽演变。采用现场调查和数值模拟等方法,分析了采砂活动过程中对周围水体及地形的影响,指出采砂区域水体含沙量为1.5~2.8kg/m3,最大可达5kg/m3以上,远大于采砂前0.2kg/m3,可引起附近海床淤积,对港珠澳大桥桥区的海床稳定也会产生影响。同时,采砂坑形成后潮位、潮流、潮量出现较大改变的区域主要在采砂坑及其附近水域,表现为潮位下降（小于1cm）,潮流减小,采砂坑内以泥沙回淤为主（33cm/a）,坑周围海床呈侵蚀冲刷状态,南侧冲刷较大。此外,现状条件下采砂坑以回淤为主,回淤时间预计20年,但在2#、3#采砂坑或2#、4#采砂坑连通等不利状况下,有可能形成新的潮流通道,改变现有"三滩二槽"的格局,对目前已有航道维护和港口生产造成不利影响。     

基于磁学和粒度参数的黄河三角洲刁口叶瓣地区全新世以来的地层演化

黄河三角洲刁口叶瓣经历了完整的亚三角洲自然发育过程,因此研究其现代发育过程以及全新世以来的地层演化,对于认识整个现代黄河三角洲的形成过程具有重要的理论意义。通过对刁口叶瓣北部的ZK10-3和ZK30孔沉积物粒度、环境磁学参数的测量分析,以及AMS 14C测定,结合收集的刁口叶瓣南部的ZK227、ZK1和ZK228钻孔数据结果,探讨了黄河三角洲刁口叶瓣地区全新世以来的地层演化以及刁口叶瓣的现代形成过程。结果表明该地区全新世以来大致经历了浅海-河湖-盐沼-浅海-三角洲等沉积环境演变过程。1855年来,该地区接受黄河三角洲沉积,依次经历了前三角洲沉积-三角洲侧缘沉积-三角洲平原沉积。1964年刁口叶瓣开始形成,其演化大致经历了漫流淤积-单一河道沉积-出汊改道沉积-废弃蚀退四个阶段。和密西西比河三角洲的叶瓣发育模式相比,由于河流泥沙含量高,因此漫流沉积较为发育。     

南海北部湾海域典型灾害地质类型及其声学反射特征

基于北部湾全新世环境演变与人类活动影响研究在北部湾东部海域获得的高分辨率地球物理资料,采用地震地层学研究方法对研究区浅部地层进行详细分析,发现存在多种潜在灾害地质因素,如埋藏古河道、浅部断层、泥底辟,浅层气,潮流沙脊等,这些灾害地质因素具有明显的声学反射特征。遵循简单实用的原则可将之分为具有活动能力的破坏性灾害地质因素和限制性灾害地质因素2类,同时对其成因进行了初步分析。这些潜在灾害地质因素是从事海洋工程活动时的极大隐患,应引起高度重视     

黄河口潮滩粉土体固结非均匀性研究

通过分析直立堤前海床地貌和深度剖面方向贯入强度特性及相邻自由海床剖面方向贯入强度特性,研究了黄河口潮滩粉土体动力响应的非均匀性。研究发现：沿海床剖面不仅存在水平硬层,同时也存在竖直硬层,且竖直硬层与水动力条件有关。结合现场循环冲击荷载试验和直立堤前多孔介质海床数值模型,解释粉土海床非均匀性形成的机制：由于粉土体中细小无黏性颗粒在波浪作用下逐渐脱离土骨架,在土体中缓慢流动汇聚,在后期波浪改造累积作用下固结排水强度增大,形成强度不同的地带,导致土体动力响应的非均匀性。     

考虑渗流力的海床临界冲刷机理及计算方法

从波浪引起的海床内部渗流与床面泥沙运动耦合的角度出发,研究波浪作用下海床临界冲刷机理及计算方法。研究表明,波浪作用下床面泥沙起动及冲刷是一个不断向下发展的过程,最终达到一个临界冲刷深度。波浪引起的渗流力能够显著降低泥沙的临界起动切应力,促进泥沙起动,是影响海床冲刷的一个重要因素。将渗流力引入到传统泥沙起动公式中,推导并给出了波浪作用下海床临界冲刷深度的计算方法。结合室内和现场两个算例,很好地解释了波浪水槽试验中海床"流化"现象和黄河水下三角洲粉砂流冲沟等灾害地貌特征及成因,初步验证了该方法用于评价和计算海床冲刷的有效性。     

波浪和潮波作用下黄河口快速沉积海床土非均匀固结试验研究

黄河高含沙量水体在弱潮陆相河口入海,80 %的泥沙在河口附近快速堆积。过去研究发现,黄河三角洲潮滩表层沉积物呈现非均匀固结状态。为了揭示该现象产生的机制,在黄河刁口流路三角洲叶瓣潮坪上,现场取土配置黄河口快速沉积形成的流体状堆积物,研究快速沉积的粉质海床土在波浪和潮波作用下的孔压响应及非均匀固结过程。利用静力触探、十字板剪切试验、孔隙水压力监测等原位测试手段,实时测定快速沉积的海床土强度和孔压变化过程。研究发现,快速沉积的粉质土在自重作用下的固结速度很快,正常固结完成后,强度随时间的发展依然不断增加,沿深度方向出现类似原状土体的固结非均匀现象和似超固结状态;在波浪和潮波作用下快速沉积粉质土孔压沿深度出现非均匀变化,在波浪作用下出现了超静孔压的积累。分析发现,该固结状态和强度沿深度方向非均匀变化是由于土体在潮波及潮波和波浪的联合作用下形成的;潮滩表层土体在波浪荷载长期作用下形成硬壳层。     

天津市滨海新区全新世浅埋古河道分布及演化特征

文章基于天津滨海新区54个典型地质钻孔和860余个工程地质钻孔资料的分析,通过钻孔联合剖面和砂体厚度统计,研究了滨海新区全新世古河道分布和演化的特征。结果表明,在全新世时期发育3期古河道,陆相古河道为曲流河河道带,海相古河道为三角洲水下分支河道及分支河口砂坝。其中,全新世中期又分为3个亚期,与渤海湾西岸全新世时期海进和海退作用过程密切相关;埋深25 m内的浅埋古河道分为蓟运河、海河和古黄河三个系统,古河道的形成明显受海平面变化和气候变化的影响。     

渤海湾晚更新世晚期以来古河道分布和三角洲发育及其古环境的演变

渤海湾及其沿岸是中国海洋地质与第四纪地质研究程度最高的地区之一。虽然研究成果众多,但仍有一些基础的地质问题亟待解决。比如,晚更新世晚期黄河是否流经渤海湾?全新世黄河在渤海湾及其沿岸形成的多期次三角洲叶瓣在海域如何展布?以上问题一直是中国海洋地质研究中备受关注的热点话题。借助2016-2017年在渤海湾获取的约2000 km的浅地层剖面数据、2个30 m左右的取芯钻孔（BXZK2017-1和BXZK2017-2孔）及相应的AMS ¹⁴C和OSL测年数据,同时结合前人的一些浅剖数据和钻孔的研究成果,将渤海湾中部晚更新世以来的地层自上而下划分出4个地震单元（SU1~SU4）和6个沉积单元（DU1-DU6）,分别对应前三角洲相、潮坪与浅海、泛滥平原、河道相、海陆交互相、湖沼相。在此基础上综合探讨渤海湾晚更新世晚期以来总体的地层框架和沉积演化特征。研究表明：黄河可能在21.8~9 cal ka BP,由近东西向流经渤海湾北部进入渤海中部盆地;全新世以来,渤海湾从西北侧至南侧,依次分布4期次的三角洲叶瓣,对应的发育时间可能分别是1400 AD~现在、11~1128 AD、700 BC~11 AD和1855~现在;渤海湾西侧最北两期次的水下三角洲可能主要与海河有关,而南侧其余2期次三角洲叶瓣则可能分别对应岐口超级叶瓣以及现代黄河三角洲超级叶瓣。加深了解渤海湾晚更新世晚期以来的地层序列演化、古河道发育以及全新世三角洲在渤海湾的展布情况,将有助于渤海湾海岸带开发、海底工程建设以及地质灾害防范等。     

黄河内蒙古河段河道冲淤演变与凌情响应机制

黄河上游内蒙古冲积性河道凌汛问题突出,研究河道冲淤演变与凌情响应机制可为该河段防凌减灾提供技术支持。根据内蒙古河段凌情、河道冲淤演变资料,分析凌情变化表征指标及与之密切相关的河道冲淤演变特征指标,研究河道冲淤演变特征指标与凌情变化表征指标的响应关系。结果表明:河道冲淤演变的特征指标平滩流量与凌情表征指标冰下过流能力、槽蓄水增量关系密切,冰下过流能力为平滩流量的1/5左右,随着平滩流量减小而减小,而槽蓄水增量随着平滩流量的减小而增大,有利内蒙古河段防凌的平滩流量宜不小于2 000 m3/s,槽蓄水增量宜不超过14亿m3。本研究成果可为内蒙古河段冰凌灾害防治提供参考。     

舟山海域海砂资源声地层剖面探测研究

在对研究区实测声地层剖面资料进行分析解释的基础上,对比地质浅钻资料,将浅部地层划分为四个地震相单元,对研究区浅地层的沉积格架有了进一步的认识。对区内海底潮流沙脊、沙席、埋藏潮流沙脊、海底沙波等砂质地质体的地质特征有了较深入的了解,并对砂矿的物质来源、成因进行了讨论,揭示出本区砂体近源沉积、快速堆积的特点。     

黄河三角洲胜利Ⅰ号心滩的研究

黄河三角洲发育了大量心滩,胜利Ⅰ号心滩是典型的代表。胜利Ⅰ号心滩位于黄河胜利大桥北侧,长1200余ｍ,最宽处120ｍ左右,呈纺锤形,中间高,两端和两侧低,纵、横向上均呈透镜状。中部和前端被多条水道切割成数段。通过研究,获得了如下认识:①胜利心滩具有两种截然不同的沉积单元:一种是一般的心滩,另一种是沙泥（砾）丘和水洼、水道等组成的沉积单元;②心滩进一步可以分为（一般的）心滩、水洼、水道和风成沉积单元,不同的沉积单元具有不同的特点;③胜利Ⅰ号心滩上爬升层理非常发育;④以细碎屑沉积为主,细砂、粉砂是主体。     

Beach and nearshore morphodynamic changes of the Tabarka coast,Northwest of Tunisia

Aerial photographs taken in the 1963 and 2001 and bathymetric charts, in conjunction with coastal processes are analyzed to assess changes in rate of shoreline position, seabed level, and seabed grain sizes along the Tabarka–Berkoukech beach at the north-western Tunisian coastline. The littoral cell of this beach, 12-km-long, is bounded by pronounced embayments and rocky headlands separated by sandy stretches. Although not yet very much undeveloped, this littoral is still experienced degradation and modification, especially along its shoreline, with significant coastal erosion at some places. Results obtained from analysis of shoreline position indicate that El Morjene Beach is experienced a landward retreat of more than −62 m, at a maximum rate of −1.64 m/year, whereas the El corniche beach is advanced about 16–144 m, at an average rate of 0.42 m–3.78 m/year. This beach accretion has been formed on the updrift side of the Tabarka port constructed between 1966 and 1970. Comparison of bottom contours deduced from bathymetric charts surveyed in 1881 and 1996 off the coastline between Tabarka Port and El Morjene Beach identifies erosional areas (sediment source) and accretionary zones (sediment sink). Erosion (0.87–4.35 cm/year) occurs between El kebir River Mouth and El Morjene beach, whereas accretion exists in the zone down wind of the port ranges between 0.87 and 5.21 cm/year. Morphological analyses of the shoreline and the seabed of the study nearshore area indicate that shoreline retreat corresponds to areas of seabed scour (sediment source) while shoreline accretion is associated with areas of seabed deposition (sediment sink). Furthermore, simulation of wave propagation using STWAVE model combined with grain size distributions of the seabed shows that fine sands are much dominated in depositional areas with low wave energy, whereas coarser sands in erosive zones with high wave energy. The results obtained suggest that the change of seabed morphology, wave height pattern and grain size sediment have a great influence on the modification of shoreline morphology and dynamics.     

山东黄河滩区概况及政策补偿探讨

简要介绍了黄河下游山东滩区的基本情况,认为存在的主要问题是滩区安全建设滞后、受淹群众无经济补偿和经济发展相对落后等。提出滩区安全建设措施和滩区实行滞洪区补偿、事前风险规避、事后经济补偿、长期补助、后期扶持等补偿政策思路,以期实现滩区经济可持续发展。     

MIS 3晚期以来江苏中部海岸的层序地层

通过对苏北岸外西洋潮流通道内钻孔和地震剖面的地层沉积学、年代地层学、地震地层学和层序地层学等多学科再研究,以及区域钻孔再对比,本文确定该海域约从35kaBP(14C惯用年龄)开始经历了滨岸砂坝、淡水湖沼、河流泛滥平原、滨岸沼泽、潮流沙脊和潮流通道一系列的环境演变,主要受控于MIS3晚期以来的海平面旋回以及古河流入海沉积物供给,而构造沉降是相对次要的,由此形成了五级层序地层中的末次冰期晚间冰阶准层序和冰后期准层序,以及前者的高水位体系域和强制海退楔体系域、后者的海侵体系域和高水位体系域。海域中潮流沙脊可能开始发育于冰后期海侵淹没本区(约9calkaBP)之后,但一直只是水下暗沙且处在不断调整之中,直到1128～1855AD间黄河夺淮从苏北入黄海,大量泥沙充填潮道,部分水下暗沙出露海面成为明沙。西洋潮流通道并非是晚全新世期间通过沙脊的蚀低而形成,而在全新世高海面前后就已具雏形并持续至1128AD,1128～1855AD和1855AD至今分别经历了充填淤浅与冲刷成型的过程,且今后具有进一步展宽刷深的趋势。     

Temporal and spatial evolution of the coastal profiles along the Yellow River Delta over last three decades

The subaerial delta of the Yellow River has undergone a notable reshaping process with drastic changes in erosion and accretion patterns both temporally and spatially. These morphological changes not only have significant impact on the long-term evolution of delta but also pose severe threat to the existing infrastructures adjacent to the eroding delta lobe. This paper presents a data-based study of waves, currents, sediments and subaqueous bedforms including the application of Principal Component Analysis (PCA) to the measured coastal profiles in order to understand qualitative and quantitative processes that are responsible for the observed changes. The results demonstrated that the Yellow River Delta has recently been dominated by recession process due to the reduced sediment supply from the Yellow River in the recent decades. A critical threshold of river sediment discharge was formulated and used to explain the observed morphodynamic processes. It was found that the coast of the Yellow River Delta could be broadly divided into three geomorphic zones: the area near abandoned delta, the estuarine area, and Laizhou Bay. At the nearshore zone of the abandoned delta, waves are the main agent for bed erosion and sediments suspension. The tidal current is effective in transporting suspended sediments and exerts the main control on the depths of the erosion–accretion balance zone on the coastal profiles. The area near the present estuary has seen rapid deposition with the progradation rate being governed by the relative intensity of fluvial and marine processes while the coasts in Laizhou Bay are stable and the particular characteristics of the tidal current field prevent the sediments supplied by the Yellow River from reaching this area.     

Asymmetrical deltas below wave base: Insights from the Fraser River Delta,Canada

The Fraser River Delta exhibits distinct asymmetry in the sedimentological and neoichnological characteristics of the updrift (south) and downdrift (north) sides of the main distributary channel in water depths below storm‐wave base. The asymmetry is the result of net northward tidal flow. Tides erode sediments across the updrift delta front, whereas the downdrift delta front is an area of net deposition. A submarine channel prevents sand eroded from the updrift delta front from reaching the downdrift delta. The updrift delta front and updrift upper prodelta are composed of sand or heterolithic sand and mud that show a low density of burrowing (Bioturbation Index 0 to 3) and are dominated by simple traces. The downdrift delta front and prodelta, and the updrift lower prodelta are composed of homogeneous muds with significantly higher bioturbation intensities (Bioturbation Index 3 to 6), and a more diverse suite of traces akin to Cruziana Ichnofacies. Using the Fraser River Delta as an archetype and comparing the Fraser to the Amazon River Delta, a preliminary model for deep‐water (below storm‐wave base: ca 20 m) asymmetrical deltas is proposed. Firstly, deep‐water asymmetrical deltas are recognized from sediments deposited below storm‐wave base. At these depths, tidal and ocean currents are more likely to impact sediment transport, but wave processes are less effective as a sediment transport mechanism. Sediments deposited below storm‐wave base in deep‐water asymmetrical deltas will display the following: (i) the updrift delta front will be coarser‐grained (for example, sand‐dominated or heterolithic sand and mud), than the downdrift delta front (for example, mud‐dominated); and (ii) the updrift delta front should show low‐diversity suites of simple burrows. Depending on sedimentation rates, the downdrift delta front and prodelta may show either high diversity suites of traces that are dominated by both complex and simple burrows (low sedimentation rates) or low density and diversity suites akin to the updrift delta front (high sedimentation rates).     

广东珠江口-东平近海浅地层剖面的声学特征及地质意义

在对2005年广东珠江口-东平近海海域实测浅地层声学剖面资料进行地质解释的基础上,划分出八个地震相单元(亚单元),建立了调查区浅地层的沉积格架。对调查区内发育的沙脊、潮沟充填沉积体、浅海沙席和沙波等海底砂质地质体,以及埋藏潮流沙脊、大型充填潮沟和埋藏古河道等地质体的特征有了较深入的了解。对砂矿赋存条件、砂体厚度及物源供给等因素进行了讨论。     

黄河的历史变迁及其对中华民族发展的影响刍议

黄河的孕育和发展,为华夏文明的形成提供了适宜的地理环境。本文从地质学角度分析了历史上黄河下游5大流路改道的原因及其与中华民族发展的关系。指出当前黄河流域存在的问题及其可能带来的影响,认为只有保障包括黄河生命在内的自然支撑能力与社会生产力的平衡,才能实现人与自然的和谐发展。     

高密度和常规观测系统的河道成像效果分析

煤矿顶板砂岩水害严重影响着煤矿安全生产,河道砂体的有效识别对煤矿防治水具有重要的意义。基于地震数据识别河道是有效途径之一,但河道砂不是煤矿勘探的目的层,研究程度低,并且在地震数据成像中河道是一种线状、孤立的地质异常体,常被忽略,因此,在煤炭地震勘探中该项技术不够成熟。以淮北地区某矿的高密度地震数据在含煤地层上覆新近系中发现的河道为基础,在抽取8条线变换为常规观测系统后,以不同偏移距和方位角等观测系统参数为对象,对常规观测系统和高密度观测系统在剖面和平面图中的河道成像质量进行讨论。结果表明:0.8倍河道埋深的最大偏移距和全方位方位角情况下对河道成像较为有利,高密度较常规观测系统对河道成像较好,特别是振幅类属性上具有一定优势。      

南黄海辐射沙脊群形成演变的动力地貌过程数值模拟

江苏沿海辐射沙脊群在国内潮成沙体中较为罕见,有关辐射沙脊形成的动力机制已有定论,但对其形成时间和物质来源说法不一。运用长时间尺度动力地貌过程数学模型复演了辐射沙脊群形成演变过程,结果表明:江苏岸外辐聚辐散的流场不依赖于局部海底地形而独立存在;不同初始地形下只要泥沙供给充足,经过150年左右潮流动力对地形不断塑造,辐射状"水道-沙脊"相间的地貌格局都能基本形成;辐射沙脊群是废黄河北归约150年后,随着废黄河水下三角洲不断被侵蚀,辐聚辐散的潮流对不同来源物质重新塑造的结果,是动力-泥沙-地形相互作用的产物。