近20年来长江口表层悬沙分布的遥感监测

利用近20年来长江口地区的美国陆地卫星Landsat TM和ETM影像反演得到了长江口海区表层悬沙分布遥感解译系列图,讨论了长江口表层悬沙的空间分布特征、潮汐变化对泥沙分布的影响、三峡工程对泥沙分布的影响及河口径流量和输沙量对泥沙分布的影响等;描述了长江口海区洪枯季的表层悬沙扩散外界和高浑浊水域范围的变化趋势,并分析了...     

长江口邻近陆架沉积物粒径变化趋势及动力成因

基于长江口外邻近陆架近20年实测数据,分析了邻近陆架区域表层沉积物中值粒径、砂-泥分界线和泥质区变化规律,并探讨了自然机制和人类活动等对其影响。结果表明:1近期(2006-2010年)长江口邻近陆架区域沉积物中值粒径和砂、粉砂和粘土等值线分布格局较2006年以前未发生明显变化;2伴随流域入海泥沙量和海滨区悬沙浓度的减小,陆架区域表层沉积物中值颗粒表现为粗化趋势发展;3陆架区域砂-泥分界线2004-2007年在北侧(31°30′以北)无明显趋势,南侧(31°30′以南)为向口内移动,2008-2010年无论南侧还是北侧均为向口内移动,主要受长江径流枯水期,引起潮流水动力相对增强、悬沙浓度减小及苏北沿岸流等影响;4泥质区域为长江口沉积速率最大区域,由于入海泥沙和海滨区域悬沙浓度降低,三角洲侵蚀等环境下表现为减小趋势,因北槽深水航道整治工程的实施改变了南北槽分流比,南槽下泄径流水动力增加,使得泥质区位置存在南偏趋势。     

长江分汊河口涨、落潮悬沙不对称特征及季节性差异

入海河口由于径流的存在以及河口地貌形态的影响,存在涨、落潮水动力、悬沙以及盐度分布等不对称现象,同时这一不对称现象还存在显著的区域性和季节性差异。根据2013年7月和2014年1月洪、枯季长江口定点准同步水文泥沙调查结果,发现长江口分汊型河槽悬沙浓度在时间上存在洪枯季、大小潮不对称特征,在空间上存在东西向沿程分布、南北向横向分布以及垂向上表底层分布不对称特征。河势演变形成南、北支河口涨、落潮悬沙浓度不对称分布的整体格局;洪、枯季变化影响河口涨、落潮悬沙分布的再分配过程;大潮涨、落潮过程对悬沙分布不对称影响显著大于小潮;季节性风浪作用影响河口最大浑浊带涨、落潮悬沙不对称南北差异;底部高含沙浓度对口门段涨、落潮悬沙不对称性贡献显著。     

1982和2012年枯季长江口最大浑浊带悬浮泥沙和盐度垂向剖面特征对比

2012年1月在长江口北港、北槽和南槽水域纵断面开展枯季多船准同步观测,将获得的大小潮悬浮泥沙和盐度数据与1982年12月同水域调查结果进行对比分析。结果表明:2012年长江口最大浑浊带枯季悬沙浓度比1982年减小了约50%;北港、北槽、南槽相近测点的大潮垂向平均悬沙浓度相较于1982年分别减小了43%、60%和40%,2012年长江口表层平均悬沙浓度与1982年相比减少了约53%。北港断面浑浊带核心与1982年浑浊带核心位置相近;北槽浑浊带核心向内迁移;南槽浑浊带核心位置向外迁移。2012年与1982年枯季遥感反演的长江口同水域表层悬浮泥沙浓度也明显降低。在30年来入海泥沙持续减少背景下,长江口3条入海主汊的最大浑浊带特征依旧显著,径流与潮流的此消彼长、径流的季节分配不同以及口内汊道分流分沙比的变化影响了长江口最大浑浊带核心的移动,浑浊带悬沙浓度最高的地段也是盐度梯度最高的地区。     

长江口深水航道三期工程后北槽洪枯季水沙运动特征研究

利用长江口深水航道三期整治工程前后,北槽洪枯季各测点水沙资料初步探讨了北槽洪枯季水沙运动特征。研究结果表明,北槽洪枯季潮周期平均含沙量分布自上而下总体呈"低-高-低"的分布态势,中段含沙量较高。洪季北槽各测点潮周期平均含沙量与潮周期平均流速相关性较差,北槽泥沙输运以平流输移为主。枯季两者相关较好,北槽泥沙运动则以起悬输运为主。北槽悬沙输运主要以欧拉输运为主,洪季北槽悬沙净输运率要明显大于枯季。洪季北槽中段潮泵及垂向环流作用最为明显,枯季,除北槽上段外,潮泵及垂向环流作用较小,水沙输运方向较为相近。造成洪季北槽中段潮泵作用及垂向环流输沙较大的原因是由于北槽中段滩槽泥沙交换频繁,涨潮流经南槽拦门沙及九段沙滩面后,挟带一定高含沙水体进入北槽,进而造成北槽中段潮泵及垂向环流输沙明显。     

瓯飞浅滩及附近海域表层沉积物粒度特征及其水动力响应

基于2013年4月在温州瓯飞浅滩及附近海域采集大中小潮25个观测点的表层沉积物样品以及同步流速观测资料,分析表层沉积物的特征以及对水动力变化的响应。结果表明:(1)瓯飞浅滩及附近海域表层沉积物粒径普遍较细,中值粒径范围0.005 9~0.352 mm,平均0.014 9 mm,以粘土质粉砂为主。空间分布上,粒径呈现出"河口河槽粗,口外海域细";"北部粗,南部细"分布特征;河口区大小潮沉积物粒径变化明显,而口外海域大小潮沉积物粒径没有明显的差异;沉积物粒径越粗,分选系数越差,偏态系数更偏重负值;粒径越细,分选系数越好,偏态接近正偏;(2)由于受到地形和水动力的影响,不同区域的表层沉积物表现出不同的运移方向;GSTA模型结果显示大小潮泥沙输移方向不同,但总体上还是向南-东南方向运移,泥沙主要来源于上游的河流来沙以及海域来沙,而且局部泥沙的交换也是海域泥沙运移平衡的主要途径;(3)该区域河口区潮流输沙作用范围较大,开敞海域主要分布在5 m等深线以内;而对于波浪的掀沙作用主要受到波能的大小以及实际水深的影响。在水深5 m以内的近海海域沉积物的泥沙运移主要是以波浪和潮流的联合作用为主,而外海的表层沉积物泥沙运移特征主要是以波浪掀沙作用为主。     

珠江口磨刀门枯季表层沉积物特征

根据2003年12月在珠江口磨刀门附近水域采集的河口表层沉积物粒度分析资料,研究了磨刀门河口表层沉积物的组成、分布、运动等特征及其动力环境指示作用。研究表明,磨刀门口枯季表层沉积物组成以粉砂为主,其次为粘土和砂。表层沉积物平均中值粒径为6．356Ф(0．0122mm),表层沉积物的级配与悬沙的级配较接近。口门附近表层沉积物的中值粒径、分选性沿程没有明显的变化。枯季表层沉积物的形成以悬移质沉积为主,跃移和推移运动形式很少。磨刀门由于受人类活动的影响枯季表层沉积物与历史相比出现明显的细化,磨刀门口附近枯季表层沉积物的特征在一定程度上反映了枯季以潮流作用为主的相对较弱的动力环境。     

长江口南槽最大浑浊带枯季大小潮悬沙峰特征及其动力机制

长江口最大浑浊带是陆海交汇的核心区域,其航槽是扼海-河联运的咽喉,悬沙峰的涨落潮周期变化深刻影响航槽的稳定性。本文利用长江口南槽上、中、下段3个站点枯季小潮和大潮的流速、盐度、悬沙平均粒径和悬沙浓度的实测资料,分析最大浑浊带悬沙峰特征及其动力机制。发现:流速和滩槽交换增强导致大潮平均悬沙浓度比小潮增加了0.78—1.97倍,絮凝也导致憩流底层悬沙浓度增加8%左右,但流速和絮凝与悬沙浓度的关系均非线性。大小潮盐度梯度与底层悬沙浓度关系呈现高线性相关关系,表明盐度梯度强化或突变是泥沙再悬浮形成悬沙峰的主要动力。     

长江口航道柱样沉积物特征及泥沙来源

根据2014年1月北槽航道坝田区采集的13组浅钻柱状样(柱长为19~107cm),着重分析了浅钻柱状样沉积物的粒度特性。研究结果表明:北槽上段和中段呈南粗北细的沉积物分布格局,南北侧沉积物中值粒径分别为29~40和14~18μm;北槽下段南北两侧沉积物粗细差异趋同,中值粒径范围为23~27μm。沿北槽纵向,南侧沉积物中值粒径和砂的含量自口内向口外呈减小趋势,而北侧正好与此相反,表明北槽内涨落潮流路分歧影响泥沙的沉积和分选。北槽柱状沉积物大多存在三组关键组分,即细组分7.8~26.3μm、粗组分37.4~126.0μm及更粗组分193.5μm,分别代表流域及海域来沙中的悬沙沉积、周围浅滩越堤供沙及风暴作用所致的泥沙沉积。其中粗组分37.4~126.0μm为北槽坝田区沉积物的环境敏感组分。相关成果,从沉积的角度可以为深化研究长江口北槽深水航道的泥沙来源和淤积原因提供依据。     

长江口及其邻近海域表层沉积物粒径及生源要素分布特征

针对2015年长江口及其邻近海域所采集的43个表层沉积物样品,通过粒径分析以及生物硅(BSi)、总有机碳(TOC)和总氮(TN)等生源要素参数的测定,系统探讨了长江口表层沉积物粒径及生源要素的时空分布特征以及各要素的相互关系。结果表明:(1)长江口及其邻近海域表层沉积物组成以黏土质粉砂、粉砂质砂和砂为主。研究区域内,粒径组成呈现明显的"南细、北粗,近岸细、离岸粗"的分布特征,长江口及浙江近岸泥质区的表层沉积物粒度最细,中值粒径(Φ)在5以上;(2)调查海域表层沉积物中BSi含量在0.22%~1.82%之间,沉积物中粉砂、黏土含量及平均粒径(Φ)均与BSi含量呈显著正相关(P0.01),黏土矿物和粉砂较多的细颗粒沉积物更易累计和保存BSi;(3)TOC和TN的含量分别在0.04%~1.17%和0.01%~0.26%之间,其分布特征与沉积物中值粒径(Φ)和BSi的分布也有明显的正相关性,说明细颗粒沉积物更有利于有机质保存,表层沉积物中的硅藻可能是有机物的来源之一。     

长江口外近海表层沉积物粒度的级配特性及其意义

依据采自长江口外近海的22个表层沉积物样品的粒度分析资料,运用多元统计分析以及粒级对比等方法对沉积物的级配特性及意义进行了研究。结果表明研究区沉积物粒度数据中>6Φ,4~6Φ,<4Φ粒级分别具有不同的特征,因子得分区分别对应长江口泥质区、浙闽沿岸泥质区和粉砂-砂质区。从长江口向南至闽浙泥质带,表层沉积物中值粒径从6.9Ф变为7.2Ф,逐渐变细,符合沉积物“机械分异”规律,并呈连续分布,中间并无明显的间断。通过对粒度分布曲线的对比研究认为:>5Φ(<32μm)粒级沉积物主要是现代陆源沉积物,其中>6Φ(<16μm)粒级相对含量与离物源区距离有很好的相关关系,可能是示踪长江入海沉积物的良好粒级区间;<4Φ(>63μm)粒级沉积物在河口区以外的近海主要来源于陆架残留沉积的改造和再搬运。     

海南博鳌海域的沉积物输运趋势与沉积速率

2001年与2009年分别在博鳌海域进行表层沉积物和柱状沉积物取样,通过粒度分析和计算获取沉积物粒度参数,借助放射性同位素测年估算沉积速率.结果表明,与2001年相比,目前万泉河口、沙美内海有细化趋势(由粗砂变为细砂),玉带滩北部沉积物变粗,而玉带滩南部变化不大.此外,目前沙美内海北部沉积物输运趋势和2001年正好相反,南部则基本一致.万泉河口北侧沙嘴由淤积变为侵蚀,与实地调查一致.玉带滩北部沉积物沿岸向南、向外海输运,原处于侵蚀状态的南部岸段现已处于稳定阶段,这与2001年和2009年两个时段的岸线对比结果吻合.210Pb测年结果发现,潟湖内的沉积速率约为2mm·a-1,和2001年的测年结果基本一致.     

泉州湾泥沙运移与冲淤变化

运用"粒径趋势分析"方法研究泉州湾泥沙净输运趋势,借助210Pb测年法测定湾内北水道的沉积速率,并通过海图对比计算海湾冲淤变化.结果表明,泉州湾总体处于淤积之中,但湾内冲淤分布不平衡:北水道淤积程度重,其中上游是湾内的现代沉积中心;南水道是泥沙输运出湾的主通道,局部略微侵蚀.湾内涨、落潮流路的平面分异和地形条件的制约是北水道淤积的主要原因,强劲的落潮流以及径流是南水道成为泥沙输运主通道的主要动力条件.     

江苏梁垛闸潮间带表层沉积物特征及输运趋势

采用激光粒度仪对2004年1月在江苏梁垛闸附近潮间带下部采集的36个表层沉积物样品以及垂向海岸的8个表层沉积物样品进行了粒度分析,获得了粒径分布和矩值参数的分布规律,结果表明:(1)江苏梁垛闸附近潮间带表层沉积物以粉砂为主,随着由海向陆水动力的减弱,沉积物粒度参数出现有规律的变化,由海向岸其粒径逐渐变细,分选变好,砂的含量逐渐减少,粘土和粉砂的含量逐渐增多。(2)运用G ao-Co llins二维沉积物粒径趋势分析模型模拟出了江苏梁垛闸潮间带的泥沙输运趋势,即该区的泥沙主要向北和北偏东16°左右方向输运,这种运动趋势主要受当地的潮流特征、地貌形态等因素的控制。     

北部湾东北部表层沉积物主微量元素空间分布特征

A multi-index analysis including grain size, major and trace elements is performed on the surface sediments from the northeastern Beibu Gulf to trace the sources of the sediments and to understand the controlling factors for elements distribution. The mean grain size exhibits a wide variation ranging from 0.09Φ to 8.05Φ with an average value of 5.33Φ. The average contents of major elements descend in an order of c(SiO_2)c(Al_2O_3)c(Fe_2O_3)c(CaO)c(MgO)c(K_2O)c(Na_2O)c(TiO_2)c(P_2O_5)c(MnO), while those of trace elements exhibit a descending order of c(Sr)c(Rb)c(V)c(Zn)c(Cr)c(Pb)c(Ni)c(Cu)c(As). On the basis of elementary distribution characteristics and statistical analyses, the study area is divided into the four zones: Zone I is located in the northeastern coastal area of the gulf, which receives large amount of fluvial materials from local rivers in Guangxi and Guangdong, China, and the Qiongzhou Strait; Zone Ⅱ is located in the center of the study area, where surface sediments exhibits a multiple source; Zone Ⅲ is located in the Qiongzhou Strait, where surface sediments are dominated by materials from the Zhujiang River and Hainan; Zone IV is located in the southwest of the study area, where surface sediments are mainly originated from the Red River and Hainan. The statistical analyses of sediment geochemical characteristics reveal that the grain size, which is mainly influenced by hydrodynamics and mineral composition of terrigenous materials, is the leading factor controlling the elementary distribution.Meanwhile, impacts from anthropogenic activities and marine biogenic process will also be taken into consideration.     

大连湾附近海域表层沉积物粒度特征及水动力环境指示

对大连湾、大窑湾外及其附近海域表层沉积物进行了粒度分析,揭示了该区域大致的沉积特征。结合相关的地质水文资料,探讨了其控制因素,同时对沉积环境进行了初步分析。研究区沉积物粒度组分以砂(平均含量34%)和粉砂(平均含量52%)为主,粘土含量比较少(平均含量14%),且主要分布在研究区中部水下台地之上,各组分相对含量呈东西向条带状分布,与地形分布趋势较为一致。北部近岸水下岸坡区,水深较浅,距离物源区较近且水动力条件复杂,沉积物粒度较粗;向南随水深增加水动力减弱,东部为一水下台地,沉积物粒径偏细。分选较好,粉砂和粘土组分在该区域最为富集,沉积物可能来自于通过东部海域自西向东进入研究区的远源物质;研究区南部水深增加,又出现一水下岸坡,其下地形趋于平坦,该区域在黄海环流体系的作用下,接受了较多来自包括山东半岛水下三角洲的粗颗粒物质。     

粒度分析中偏度系数的影响因素及其意义

利用粒度分析中的偏度系数对区分不同搬运动力和不同沉积环境下的沉积物具有重要的鉴定意义,通过对偏度系数内涵的深入分析和粒度分析不同方法的比较,研究表明:偏度是非正态粒度分布下的偏斜程度,可敏感地反映粒度分布两端的微量变化,正偏是沉积物粒度分布的细偏,负偏则是粗偏,偏度正负大小与多种因素有关,它主要受沉积物属性控制,既与沉积环境类型密切相关,又与环境能量是否对应平衡有关;偏度还受计算方法和测试方法等人为因素影响。筛析法结合图解法计算较适用于粒度粗、跨度大的沉积物粒度分析,激光粒度法结合矩法计算更适用于粉砂—黏土粒级沉积物的粒度分析。     

厦门湾及邻近海域沉积物分布特征和沉积速率

2007年和2010年在厦门湾及邻近海域进行底质表层沉积物和柱状岩心样品采集,并进行粒度分析及粒度参数计算,获得了研究区底质表层和柱状沉积物样品的粒度分布特征.结果表明,厦门湾海域沉积物类型多样,以粉砂质砂和砂质粉砂为主.平均粒径介于?1.5Φ~7.5Φ之间.采用 Gao-Collins粒径趋势分析方法,发现九龙江口的沉积物主要呈东南方向净输运,而大金门南侧海域沉积物则有向九龙江口输运的趋势,同安湾内沉积物由海岸向湾中央输运;厦门东部海域沉积物向北输运,翔安南部海域沉积物向同安湾口以及澳头近岸输移.对柱状岩心进行放射性同位素210Pb 测年分析,计算得到九龙江口沉积速率为2.62 cm/a,进而探讨了九龙江口的沉积环境演化特征,研究成果可为区域资源开发和环境保护提供科学依据     

近2Ma帕里西-维拉海盆沉积物中碎屑组分粒度特征及其物源和古气候意义

对帕里西-维拉海盆PV090102孔深海沉积物中碎屑组分进行了粒度分析。结果表明,沉积物碎屑组分的平均粒径为3.2μm,粒径总体变化范围在0.5~32μm,粒度频率分布呈双峰负偏态特征。利用Weibull分布函数对粒度数据进行拟合,分离出粗、细两个不同的端元组分。细粒端元的粒径分布范围较窄,大多在0.5~16μm,峰值较高,众数粒径约为2μm,其特征与北太平中部风尘一致,推测主要为来源于亚洲大陆的风尘,它的百分含量在60%~90%,是碎屑组分的主要物质来源。粗粒端元的粒径分布范围较宽,约为1.6~32μm,峰较扁平,粒径的众数在10μm左右,主要是来自于周围海脊和岛弧的火山物质。PV090102孔沉积物碎屑组分中不同粒度组分对近2 Ma以来亚洲大陆干旱和大气环流系统增强有很好的响应,同时还记录了0.5 Ma以来西太平洋火山活动增强。这些研究结果表明西北太平洋沉积物的粒度组成有助于重建第四纪以来东亚大陆干旱和大气环流历史。     

海州湾南部沉积物粒度分布特征

利用马尔文激光粒度仪研究了海州湾南部沉积物平均粒径、分选系数、偏态、峰态以及频率曲线在平面上的分布特征,其结果可为进一步研究海州湾沉积物形成时的沉积环境、各种污染物的沉积以及对海洋底栖生物的影响等提供科学依据。