端元分析模型在长江口邻近海域沉积物粒度数据反演方面的应用

海洋沉积物粒度分布曲线往往同时具有多个峰,而且同一类型沉积物因时间和空间上的不同其粒度分布曲线峰的位置也不同,沉积物粒度分布多峰的特点反映了沉积物不同的输运形式和沉降过程[1,2].因此,在沉积物的粒度分布数据中保存了有关沉积物输运和沉降的信息,而获得这些信息对于揭示沉积区域水动力特性、沉积物输运和沉降规律具有重要的意义.     

基于地统计学的粒径输运趋势分析在滦河水下三角洲的应用

利用均匀分布于滦河水下三角洲的85个表层沉积物粒度数据,基于地统计学的粒径输运趋势方法对滦河水下三角洲沉积物的输运趋势及影响因素进行了研究。半方差函数分析表明,以0.015°(地球大圆弧度)为插值半径加密后(规则分布)的平均粒径半方差值具有随变程增加而增加的趋势,并在变程值达到0.09°后趋于稳定,而原始数据的半方差值与变程相关性较差。以此(0.09°)为特征距离计算的粒径输运结果显示,滦河水下三角洲南部水深12 m以浅区域粒径输运趋势以向南为主,北部具有向西和向北的趋势;水深12～15 m范围内粒径输运趋势近似西南方向,且趋势较大;南部水深15 m以深地区粒径输运趋势方向为西北向,北部为东南向。粒径输运趋势整体上与实测潮流、余流和泥沙输运方向一致,显示潮流对研究区沉积物的输运具有控制作用。滦河水下三角洲地区沉积环境和输运趋势受河流、波浪、潮流、残留沉积和地形等多种因素影响,粒径输运趋势仅能够较好地解释潮流影响,对于残留沉积等复杂沉积过程的解释则相对有限。     

往复潮流作用下推移质粒径趋势形成模拟初探

粒径趋势分析是一种用于判断海洋环境中沉积物净输运方向的方法，但是至今粒径趋势形成的物理机制尚不够清楚，因而影响了粒径趋势分析适用条件的确定。针对这个问题，本文通过建立一维、推移质、往复流（近岸潮流）条件下的数值模型，采用正演方法模拟粒度参数在输运方向上的分布．以评价沉积动力过程的影响，初步探讨粒径趋势形成的物理机制。数值模型实验的初步结果显示，水动力条件的空间差异导致的沉积物粒度参数的空间分布符合粒径趋势分析的假设，粒径趋势分析中定义的两种粒径趋势可由沉积物输运强度的空间梯度而形成，并且在沉积物净输运方向上出现的频率最高。     

基于“动力组分”思想的沉积物粒径趋势模型

“粒径趋势分析”的基本思想是利用沉积物粒度参数的空间变化(粒径趋势)来反推沉积物输运路径.依据“动力组分”思想,通过建立一个一维的悬浮沉积物输运模型来正演沉积物输运方向上的表层沉积物粒度分布和粒径趋势,探讨水动力能量沿程衰减和沿程增强两种不同情形下的粒径趋势特征.研究表明:粒径趋势形成的直接原因是沉积物中不同“动力组分...     

苏北近岸海域表层沉积物粒度及其对环境动力的响应

对2007年9—11月在南黄海辐射沙脊区和江苏北部潮滩采集的表层底质样品进行粒度分析,获得了平均粒径、分选系数、偏态、峰态等粒度参数,并对其进行了聚类分析。结果表明,9 m以浅和20 m以深的样品可归为两种类型的沉积物,而水深9～20 m之间的沉积物两种类型都有,多样性较大。由Gao-Collins粒径趋势分析模型获得的沉积物净输运趋势显示,除外毛竹砂处沉积物有向外海输运的趋势之外,其他外围的断面均显示泥砂向辐射沙洲中心输运,这与历史资料中记录的结果相一致,表明粒径趋势分析适用于大型辐射沙洲海域。根据Stern-berg图分析,粒度参数的空间分布是由差异性输运造成,沉积物从射阳河口岸外向大丰潮间带上部输运的过程中,众数粒径几乎全部以悬移质的形式输运,而小庙洪向东灶潮滩上部输运的众数粒径以悬移方式输运的概率只有60%,从而使射阳河口岸外与大丰潮间带上部的沉积物粒度参数相同,而小庙洪与东灶潮间带上部的沉积物粒度参数有显著差异。     

闽江口及周边海域沉积物输运及资源效应

河流入海泥沙的大部分主要分布在河口、三角洲及近岸陆架地区,发育一系列的粗颗粒沉积体系,是海砂资源重要分布区。本文以福建闽江口为研究对象,初步探讨了沉积物输运过程及海砂资源的形成机制。观测结果表明,闽江河口水体盐度由河口内部向口外海域逐渐增大,水体浊度总体减小;闽江河口附近海域近底部(距离海底25cm)流向表现出一定的旋转流特征,潮周期内余流表现为向海输运,而推移质输运主要发生在涨潮期间,并且潮周期内净向陆输运。表层沉积物粒度分析结果表明,闽江河口水下三角洲前缘表层沉积物主要由粗颗粒物质组成,沉积物类型以砂和砂质粉砂为主,中值粒径小于4Φ;前三角洲地区表层沉积物主要由细颗粒物质组成,中值粒径介于4Φ—6Φ之间。沉积物粒径趋势分析结果表明,闽江入海泥沙经梅花水道和长门水道入海后,在盐淡水混合、径流、潮流的作用下,在闽江河口形成了四个粗颗粒沉积物汇聚区,成为闽江口地区海砂资源的重要分布区;而细颗粒物质在河口羽流和潮流的作用下向偏东方向输运,形成了以黏土质粉砂为主的前三角洲。     

长江口北支的沉积物输运趋势

2007年9月在长江口北支采集表层沉积物样品,进行粒度和重矿分析,并利用Gao-Collins粒径趋势分析模型计算沉积物净输运趋势。结果显示,北支上口的沉积物有向下游输运的趋势;大新港至河口处,沉积物大致呈由北支下段向中、上段输运的趋势;北支河口外的沉积物,存在着向河口内输运的趋势。重矿物中稳定矿物与不稳定矿物比值的变化也显示,北支上口、下口处沉积物均向北支内输运,与粒径趋势分析的结果基本吻合。上述结果均显示,沉积物向北支内净输运,导致北支河段逐渐淤积。     

北黄海西部海底沉积物的粒度特征和净输运趋势

根据对北黄西部海底沉积物的粒度测试,运用“粒度趋势分析”方法,分析探讨了北黄海西部（渤海海峡区）海底表层底质的粒度分布特征和净输运趋势,结果表明,本区的细颗粒沉积物主要位于北黄海中部和山东半岛沿岸,大连湾附近,粗颗粒沉积物则主要分布于庙岛群岛以东和大连湾东南侧海区,沉积物的平均粒径、分选系数、偏态系数闰度参数的分布特征有一定的对应性,除庙岛群东侧的砂质沉积,分选较好之外,其它海区的沉积物总体特征是,粒径越粗,分选越差,偏态更正偏;而粒径越细,分选越好,偏态系数也较低。山 岛北侧的沉积物具有向东和向东北的输运趋势,西中沉积物的输运趋势向东南并转向东,北部喾物的输运趋势向南,形成了向北黄海中部汇聚的趋势,本碛研究还表明“粒度趋势分析”方法在大范围的陆架区域具有较好的适用性,在操作中,使用规则的正方形网格可以较全面判     

山东半岛白沙滩及邻近海域沉积物分布与控制因素

对山东半岛白沙滩及邻近海域表层沉积物进行了粒度分析,结合相关的地质水文资料,探讨了海岸形态对沉积物粒度的影响.研究区底质类型以黏土质粉砂和砂质粉砂为主,由东北经古龙咀岬角向西南形成S形黏土质粉砂分布带,险岛湾地区沉积物呈带状由砂逐渐过渡到粉砂,潮汐和波浪是本区沉积物输运的主要水动力,岬角的存在影响了沉积物粒度的分布,粒度趋势分析表明沉积物整体有向岬角汇聚的输运趋势.     

黄河三角洲埕岛海域底质特征与泥沙净输运研究

本文通过对黄河三角洲埕岛海域146个表层样的粒度分析,表明该区有5种沉积物类型,以砂质粉砂为主体,呈斑块状分布,极细砂与粗粉砂是沉积物的主要粒级,普遍分选差。运用"粒径趋势"分析的方法,分析探讨了埕岛海域表层沉积物净输运趋势。研究区的沉积物的净输运趋势大致以12 m水深为界,深水区沉积物的净输运趋势向岸,12 m以浅海域的沉积物具有离岸的净输运趋势,说明深水区沉积物受冬季风浪作用向岸运移作用显著,12 m以浅海域的沉积物受夏季风浪作用离岸运移作用显著,沉积物运移的季节变化已成为研究区海域沉积物净运移的主要控制因素。     

海洋沉积物重金属研究中的晶粒度与粒度效应

本文通过理论估算及实验数据验证，发现6/a（a为晶粒粒径）可以很好地表示晶粒的比表面积。结合吸附理论模式讨论发现参考元素Al、Li等的粒度效应和重金属的粒度效应有着本质上的区别；海洋自生矿物必须考虑到晶粒度效应，在陆源碎屑对重金属吸附的粒度效应校正中粒度可代替晶粒度；重金属含量随粒度变化的曲线为双曲线关系，在实际工作中应该重点分析粒度＜3μm的颗粒。     

台湾浅滩沉积物粒度特征及输运趋势

2007年7月,对台湾浅滩43个站位进行了表层底质采样,在室内用Mastersizer 2000型激光粒度仪获得了沉积物的粒径分布,并用矩法计算其粒径参数.研究区内沉积物类型多为砂和含砾砂,平均粒径集中于0Φ到3Φ之间.福建—广东沿岸海域一带沉积略细,沿岸带外侧的浅槽,以及台湾浅滩东北边坡与南边坡沉积略粗.用粒径趋势分析计算结果显示,台湾浅滩东北方向与偏西方向的沉积物均向浅滩核部汇聚;而浅滩核心区的粒度参数比较接近,沉积物输运趋势弱化.     

连云港近岸海域沉积物粒度空间分布特征及其分析

连云港近岸海域沉积物的粒度在空间上具有"近岸细、远岸粗"的分布特征.为了探讨粒度的这种空间分布特征,利用端元分析模型和多变量分析方法对108个底质样品粒度特征进行了分析,结果表明,可以把连云港近岸海域沉积物划分为具有一定动力意义的3个粒级组,它们代表不同能量环境下形成的沉积物:潮流沉积、潮流-波浪混合沉积和波浪沉积,这些沉积物对应于前三角洲沉积物、动力改造沉积物以及原地海滩沉积物.     

舟山DZ-1钻孔沉积物粒度特征与沉积环境辨别

本文对在舟山群岛附近海域钻取的第四纪钻孔进行了粒度测试和分析。结果显示,沉积物平均粒径介于2.18~7.76 Φ,分选较差—差,偏度介于-1.75~2.76之间,表现为平坦、正态分布。这些粒径变化特征揭示了沉积动力环境的变化,粗粒沉积物对应了高水动能环境,细粒沉积物对应了低水动能环境。用粒度参数散点图对沉积环境判别表明粗粒沉积物与现代东海陆架沙脊、扬子浅滩、潮流沙脊间洼地和河道沉积等类型相近,可能指示快速海进过程中的高能沉积环境,如河道等,亦或是陆相侵蚀环境;细粒沉积物与现代泥质区沉积类似。沉积物粒度在垂向上的准旋回性变化可能指示了气候冷暖交替背景下沉积动力发生了显著变化。     

1998年11月长江河口悬浮体粒度特征的空间分布

利用Cilas940L型激光粒度仪对1998年11月取自长江河口的46个悬浮体样品进行了粒度测试分析。结果表明，长江河口悬浮体粒度特征在空间上具有明显的变化。悬浮体粒度的平均粒径、分选系数、偏态和峰态等参数，以及粉砂和粘土级含最在河口区平面和垂向上的分布的变化部较为显著。悬浮体的粒度分布为非正态分布，表层悬浮体为双峰分布模式，底层悬浮体为双峰或三峰分布模式。重点探讨了长江河口悬浮体粒度变化的影响因素中的表层沉积物的再悬浮作用和悬浮细颗粒絮凝这两个主要的因素。对长江河口表层沉积物的再悬浮通量进行了估算，表明，不同区域的再悬浮作用存在较大的差异，拦门沙地区为主要的再悬浮发生区。     

图解法和矩值法所求平均粒径应用对比研究

为了更好的了解图解法和矩值法计算平均粒径的区别,增强历史资料利用率,通过分析两种方法计算原理上的差异,利用某海区沉积物样品粒度测试结果,对两种方法所得平均粒径进行对比,并利用底质参数法分析两种方法所得平均粒径对声波浅海传播影响效果。结果表明,矩值法与图解法所得平均粒径在分析声波浅海传播影响上可以相互替代。     

珠江磨刀门河口底质沉积特征及其泥沙运移趋势

根据珠江磨刀门河口的表层沉积物粒度分析结果,运用Gao-Collins粒径趋势分析方法(GSTA模型),计算河口的沉积物净输运趋势,并分析河口底质沉积特征。结果表明:河口较粗的沉积物分布在交杯沙浅滩和拦门沙顶部,受波浪作用影响分选较好;磨刀门主槽、龙屎窟和口外海滨的沉积物则较细,以粉砂和粘土为主,分选稍差。沉积物在纵向和横向上都表现出细-粗-细的变化趋势。磨刀门主槽泥沙受强径流影响,具有向南的输运趋势;龙屎窟在涨潮流作用下,泥沙净向北输运;在西向沿岸流和东南向浪作用下,拦门沙东侧浅滩泥沙向西侧搬运,口外海滨的泥沙输运趋势则向北。     

凤凰岛东侧海域表层沉积物粒度分布特征与运移趋势分析

为了对凤凰岛近岸海域的工程建设和岸滩防护提供支持,通过凤凰岛东侧近岸海域的表层沉积物粒度组成及粒度参数的分析,结合Flemming三角图示法和Gao-Collins二维的"粒度趋势分析"方法,研究了该区域沉积环境及沉积物运移趋势。结果显示该区有5种沉积物类型,呈条带状分布,以黏土质粉砂为主体;研究区沉积物整体较细,分选较差,偏态多为正偏;研究区整体水动力较弱,表层沉积物中各级配泥沙分布与不同区域沉积环境关系密切。该区表层沉积物输运主要受潮流和波浪控制,北部区域沉积物运移主要受潮流控制,运移方向呈现由海向岸运输,南部区域沉积物运移受潮流波浪共同作用,运移方向呈现与岸线大致平行向东北方向运移,金沙滩、银沙滩沉积物动力过程主要受波浪控制,近岸处运移趋势呈现由岸向海运输,离岸处运移趋势由海向岸。     

南黄海沉积物粒度分布参数计算方法的比较

本文将南黄海第四纪沉积物,用不同方法计算的粒度分布参数作了统计分析。作为对比的计算方法为(1)Folk和Ward的图解法;(2)海洋调查规范(1975)的方法和(3)矩法。结果表明:三种方法得出的数据间高度相关,可藉回归方程相互对比。     

人工鱼礁礁体与不同粒径底质间最大静摩擦系数的试验研究

通过平面拉动法分别测量了5种不同开口比人工鱼礁礁体模型对5种不同粒径大小底质间的最大静摩擦系数,分析了不同粒径底质以及礁体不同开口比的最大静摩擦系数变化规律。试验研究表明:最大静摩擦系数与底质粒径大小呈强负相关(r=-0.964,P<0.01);控制底质粒径时,最大静摩擦系数与礁体质量呈弱负相关(r=-0.265,P<0.01),与礁体开口比呈弱正相关(r=0.245,P<0.01);礁体本身的设计属性如开口比是最大静摩擦系数的主要影响因子。对于新设计礁型在进行礁体稳定性校核时,应根据礁体开口比和实际海域底质泥沙的粒径组成,选取适当的最大静摩擦系数。