悬浮体粒度特征所反映的南黄海辐射沙脊群泥沙扩散趋势

基于大量的悬浮体现场粒度和浓度数据,借助细颗粒悬浮体作为示踪物,分析了潮流作用下南黄海辐射沙脊群海底沉积物的再悬浮和扩散特征,并探讨了沙辐射沙脊群以北泥质区的形成机制。研究结果表明：（1）在辐射沙脊群以北,近岸悬沙在离岸方向上的扩散受到限制,向南又被辐射沙脊群中心浅滩所阻挡,只能在辐射沙脊群与废黄河口之间形成沿岸分布的高浓度浑水团。（2）辐射沙脊群以北的往复潮流对海底沉积物有分选作用,倾向于把海底沉积物中的粗颗粒分选搬运至沙脊群,把细颗粒沉积物向北输送,从而在沙脊群以北形成泥质区。（3）在正常海况下,沙脊表层沉积物再悬浮作用十分微弱,沙脊上覆水体中的悬沙主要来自于临近沟槽海底沉积物的水平扩散。     

基于DEM的南黄海辐射沙脊群冲淤演变初步研究

利用1968年(实测时间为1963-1968年)和1979年南黄海辐射沙脊群三丫子港至川腰港1∶200 000海图以及2006年大丰港及其附近1∶50 000海图资料,用Mapinfo进行数字化处理,得到水深点和等深线数据,在Surfer8.0中进行Kriging插值,分别建立水下数字高程模型 (DEM) ,并定量计算1968年至1979年三丫子港至川腰港的冲淤变化,以及西洋潮流通道1968年、1979年和2006年之间的冲淤变化.结果表明:①辐射沙脊群三丫子港至川腰港1968年至1979年全区处于冲淤动态平衡,冲刷量为8.98×109 m3,淤积量为11.38×109 m3.全区平均淤高13 cm/a,年均淤积速率为1 cm,其中以沿岸和东北部淤积为主,沙脊群中心枢纽部位冲淤变化较为频繁,外海大部分区域较为稳定.②西洋潮流通道1968年至1979年以冲刷为主,全区平均冲刷1.05 m,年均冲刷速率为8.0 cm/a;1979年至2006年仍以冲刷为主,全区平均冲刷1.59 m,但年均冲刷速率小于1968年至1979年,为5.9 cm/a.     

悬浮体粒度特征反映的南黄海辐射沙脊群泥沙扩散趋势

基于大量的悬浮体现场粒度和浓度数据,借助细颗粒悬浮体作为示踪物,分析了潮流作用下南黄海辐射沙脊群海底沉积物的再悬浮和扩散特征,并探讨了辐射沙脊群以北泥质区的形成机制。研究结果表明:(1)在辐射沙脊群以北,近岸悬沙在离岸方向上的扩散受到限制,向南又被辐射沙脊群中心浅滩所阻挡,只能在辐射沙脊群与废黄河口之间形成沿岸分布的高浓度浑水团。(2)辐射沙脊群以北的往复潮流对海底沉积物有分选作用,倾向于把海底沉积物中的粗颗粒分选搬运至沙脊群,把细颗粒沉积物向北输送,从而在沙脊群以北形成泥质区。(3)在正常海况下,沙脊表层沉积物再悬浮作用十分微弱,沙脊上覆水体中的悬沙主要来自于临近沟槽海底沉积物的水平扩散。     

南黄海辐射沙脊群特大潮差分析

根据辐射沙脊群中部条子泥两翼沿海自建的4座潮位遥测站的实测记录,2012年10月17日新条鱼港站观测到了9.39m的特大潮差,不仅证实了20世纪80年代小洋口海域9.28m的潮差记录的可信性,而且刷新了此海域最大潮差记录。基于移动驻潮波和动力地貌理论,本文采用潮位实测分析、二维水动力数值模拟和潮滩地貌遥感解译等方法,阐述了特大潮差的动力成因及其地貌响应机理,提出了条子泥二分水同步潮位跳绳效应,从理论上分析了该海域实测特大潮差的合理性。如若改变最大潮差统计方法,该海域最大潮位差可达9.62m,关于辐射沙脊群对重新认识辐射沙脊群及中国沿海极值潮汐特征更具有创新价值。     

江苏岸外海底沙脊群西洋水道的稳定性分析

西洋水道是江苏岸外海底沙脊群内一条涨落潮流速大、宽深直的潮流通道。本文在野外调查获得第一手资料的基础上分析了其水文泥沙特征，利用ＧＩＳ方法分析了其近３０多年来的地形演变特征。得出的结论认为，西洋水道从６０年代到９０年代不断冲宽刷深，目前基本上处于冲淤动态平衡状态或微冲状态，是一条稳定的潮流通道。     

南黄海辐射沙脊群潮汐水道的悬沙输运特征

根据南黄海辐射沙脊群定点站位的流速和浊度数据,利用通量分解方法,分析了潮汐水道的悬沙输运特征和输运机制。结果表明,辐射沙脊群海域潮汐水道中潮流为往复流,悬沙浓度较高,属于强潮流控制的悬沙浓度相对较高的陆架浅海环境;悬沙输运主要受欧拉余流和潮汐捕捉效应控制,再悬浮的沉积物通过平流作用进行输运。其中,陈家坞槽和西洋水道的悬沙输运以潮汐捕捉效应占优,沉积物向潮汐水道外输运,处于冲刷状态;苦水洋水道以欧拉余流输运为主,水道内的再悬浮的沉积物在强潮流作用下向陆输运,主要堆积在蒋家沙和西洋西侧岸滩等浅滩和潮间带上。由此可见,在陆源物质供应减少背景下,南黄海辐射沙脊群内部的物质充当了新的物源,短期内能够维持近岸潮滩和沙脊的持续增长。     

南黄海辐射沙脊群悬沙总体输运特征分析

利用2006年夏季江苏近海调查中流速流向以及含沙量资料,采用通量机制分解法,重点计算了南黄海辐射沙脊群地区悬沙输移总量以及各个分量,并对总体悬沙输运特点进行分析。辐射沙脊群地区悬沙输运受到潮汐系统影响,近岸有很强的向岸输沙,且呈现从近岸向外逐渐减小的趋势。在辐射沙脊群区域,悬沙浓度大,地形复杂,悬沙输移也较强较复杂。悬沙输运主要以平流输移为主,其他项贡献很小,其中潮汐捕获项与垂向净环流项表现出与潮汐系统特点相关的辐聚辐散现象。     

南黄海辐射沙脊群海域的水深遥感

南黄海的辐射沙脊群海域地形地貌复杂多变,应用遥感技术来测量其水下地形不仅有可能,而且势在必行。在对沿海及长江口门内外遥感反演水下地形研究的基础上,选择沙脊群海域中有代表性的一块水域为研究区,同步测量其水下地形和水流、悬沙含量,用实测地形和MODIS影像数据建立水深反演模型,同时分析该区域的悬沙光谱特征,选择悬沙遥感参数,以MODIS数据的水深反演模型和沙脊群水域的悬沙遥感参数为依据,建立削弱悬沙影响的水深遥感模型,从而反演出1.5×104km2的辐射沙脊群水下地形。从反演结果看,所建模型的相关系数二次方的值为0.664,F-值为18662,平均绝对误差为1.52m,平均相对误差为24%,5~15m水深段的平均相对误差只有18%,反演效果较好。     

南黄海辐射沙脊群海域海洋防灾减灾平台构建

针对南黄海重点海域防灾减灾、海洋管理的需求,运用GIS技术,集成南黄海风暴潮、海浪灾害预警报系统和风暴潮漫堤灾害评估系统,构建南黄海辐射沙脊群海域防灾减灾决策支持平台,实现全方位地理信息与海洋灾害预警信息的展示和综合集成,提高海洋防灾减灾辅助决策水平,为江苏沿海海洋环境安全保障提供技术支持,为沿海开发、防灾减灾提供基础技术支撑和决策服务。     

南黄海辐射沙脊群水下地形遥感反演及三维可视化

南黄海辐射沙脊群水下地形的获取和可视化对于江苏近海空间资源的开发利用具有重要意义.据此设计以下方案:首先利用可见光水深遥感反演技术,建立削弱悬沙影响的水下地形遥感反演模型,获取沙脊群水域的水下地形;然后以ActiveX Control和COM对象组合方式基于OpenGL技术开发三维地形可视化综合管理平台 ( Visual Terrain Platform,VTP ),构建辐射沙脊群水下地形三维可视化动态模拟系统,实现沙脊群水域水下地形的可视化及地形信息管理.实践表明该技术方案可为管理、开发和利用近海海洋空间资源提供技术支撑.     

辐射沙脊主要水道的演变特征及其水动力机制研究

近四十年来的水下地形资料对比显示：南黄海辐射沙洲区水道普遍存在逐渐向南偏移的趋势（西洋主槽冲深、南延,南翼烂沙洋水道、小庙洪水道向南逼进）。有关辐射沙洲整体南移的原因及机理虽有诸多猜想,但至今没有统一可靠的认识,这种趋势性过程的驱动力成为辐射沙洲区海岸冲淤动态研究及港口建设过程中亟待解决的问题。在恢复黄河北归以来苏北黄河三角洲海岸不同发育阶段的岸线位置和水下地形的基础之上,通过所建立的潮波数学模型,研究了在苏北黄河三角洲不同演变阶段南黄海潮波系统的特征及水动力变化。研究表明,随着岸线后退和水下三角洲的夷平,辐射沙洲地区潮差不断增大;水动力不断加强,而且加强的区域逐渐向南偏移,这种大范围区域性水动力主轴的向南偏移就有可能是导致辐射沙洲整体南移的主导因素之一。     

黄海辐射沙洲沉积物地球化学特征及其环境意义

对黄海辐射沙洲烂沙洋水道区域的3个钻孔共81个沉积物样品进行了微量、常量元素分析和^14C测年分析．化学元素质量分数的变化与当时沉积环境的变化相对应。突发事件(如风暴潮)的发生不但在沉积物的岩性上有所体现,而且在微量元素质量分数的变化上也有很明显的体现。微量元素Zr可作为沉积能量变化的地化指示剂,潮汐通道北部的西太阳沙区域的沉积动力环境在4000a以前是较弱的。潮流通道的上段沉积物是来自水深较浅的区域,由于潮流和波浪的作用使其能够保持稳定的水深。     

江苏岸外辐射沙脊群烂沙洋潮流通道稳定性研究

烂沙洋潮流通道是江苏岸外辐射沙脊群内一条涨落潮流速大的潮流通道。利用其天然深水航道,可建设深水大港。为论证烂沙洋潮流通道的稳定性,在实测资料的基础上结合多种研究分析方法主要包括遥感影像分析、地理信息系统、沉积物粒度、主元素分析及水动力条件分析等对该地区进行了综合调查研究。研究结果表明。烂沙洋潮流通道从整体上讲是一条稳定的潮流通道,沉积动力条件较稳定,适宜建港,但在建港时仍需慎重地采取必要的工程措施以减轻西太阳沙北侧周期性冲刷现象。     

辐射沙洲南翼“水道-沙洲”系统与西太阳沙的稳定

通过对江苏岸外辐射沙洲动态和西太阳沙海域动力泥沙环境的分析,论述了西太阳沙演变的宏观背景;由实测固定断面资料、地形资料的对比得出近40年来西太阳沙表面形态和水下地形的变化;结合西太阳沙表面泥沙在波浪和波流共同作用下运动特性的水槽试验研究,分析了西太阳沙冲淤变化的动力机制。从“烂沙洋水道-西太阳沙-西太阳沙南水道”系统的角度研究了西太阳沙演变的控制因素和演变规律。     

基于数值模拟与统计学方法的南黄海近岸沙脊与水道稳定性评价

以南黄海江苏岸外辐射沙脊群为对象,基于已验证的该区域沉积动力学数值模型模拟近30 a(1979~2011年)的水下地形演化,计算辐射沙脊区域海底地形年际变化标准偏差,对沙脊和水道的地貌稳定性进行定量评估。研究发现,地形变化标准偏差愈小,地貌愈稳定;标准偏差愈高,地貌愈不稳定。定量地确定了南黄海辐射沙脊区域内沙脊与水道稳定性系数的时空分布,发现主要淤积区域位于沙脊周围,近岸沙洲有淤高的趋势;主要侵蚀区位于水道,沙脊间水道逐渐冲刷加深,如西洋水道和黄沙洋水道。本研究提出的基于海底地形年际变化标准偏差确定地貌稳定性评估方法,可为海岸陆架地貌稳定性研究、区域资源开发和环境保护等提供参考。     

江苏辐射沙洲海区潮流对涌浪能量传播的影响

为研究了江苏辐射沙洲地区潮流场对涌浪能量传播的影响,本文利用双向耦合的Delft3D-FLOW和SWAN模型进行了对江苏辐射沙洲地区风-浪-潮流的整体模拟。时间尺度,是表达波能传播速率的有量纲参数。本文利用时间尺度这一物理概念来描述涌浪的波能在地理空间和谱空间中的传播规律。时间尺度越小,波能的传播速率越快。研究发现,通过计算和对比波能的时间尺度在地理空间、谱空间内的变化规律,发现在辐射沙洲地区,波能时间尺度在谱空间内变化偏大。而在潮流影响下,涌浪的频率运移表现更明显。通过理想实验的对比,发现涌浪能量的时间尺度在有潮流明显较无潮流作用时变小,这反映了潮流对于涌浪能量的传递速率有正向作用。在地理空间上,波能的时间尺度在涨潮时刻减小,落潮时刻增大。