黄河三角洲飞雁滩表层沉积物对水动力的响应

利用2004年4月所采集的104个表层沉积物样品粒度分析资料及实测水文数据,探讨了空间上黄河三角洲飞雁滩表层沉积物对潮流及波浪等水动力的响应过程,以及该区域表层沉积物的输移趋势和补给来源问题。结果表明:(1)该区潮流掀沙作用范围包括潮沟前部约8~12 m水深和1~5 m水深内水下潮沟区域,以及海堤前部1.7~17 m水深范围,而对于波浪动力作用,其掀沙范围除受沉积物空间分布格局控制外,还取决于其波能的大小和实际水深,且该区所能够承受最大波浪波高不超过3 m;(2)该区域沉积物补给来源主要为波浪动力尤其是大风浪引起的风暴潮所起动并导致其离岸输移的潮间带甚至潮上带较细颗粒泥沙;(3)总体上,除潮沟入口处外,该区域表层沉积物以离岸输移为主。     

长江口南槽最大浑浊带表层沉积物动态变化研究

河口最大浑浊带表层沉积物的动态变化在很大程度上反映径潮流交汇作用影响的悬底沙交换过程,直接关联最大浑浊带区域的拦门沙冲淤整治。利用2013年6月在长江口南槽最大浑浊带小潮至大潮期间定点持续采集的共9 d逐时水文资料及表层沉积物等数据,分析了南槽最大浑浊带表层沉积物沉积动力过程。主要结果包括：(1)南槽最大浑浊带表层沉积物颗粒较细,以粉砂为优势粒级,沉积物分选性较差,平均粒径、分选系数及偏态自小潮到大潮呈逐渐减小的特征。落潮时水体悬浮泥沙易发生絮凝沉降,表层沉积物较细,以极细粉砂为主;涨潮期间,受涨潮顶托作用,以细砂为主的水体粗颗粒泥沙易于沉降,表层沉积物较粗。(2)沉积物组分存在2种变化模式：主要模式为潮流作用及盐水絮凝引起细颗粒悬沙沉降,以粗黏土及极细粉砂为主的沉积模式;次要模式为径流作用下,细颗粒泥沙被冲刷,细砂比重增加,导致表层沉积物变粗,以中粉砂为主的沉积特征;其中径流主导了表层沉积物的短时间内变化,而盐度的变化决定了表层沉积物整体的粗细转换。     

黄河三角洲飞雁滩动力特征与地形剖面塑造

飞雁滩是1964年1月至1976年5月黄河尾闾由刁口流路入海形成的黄河亚三角洲。自1976年黄河改走清水沟入海后,飞雁滩岸滩发生强烈侵蚀后退。以20世纪70年代开始的地形固定断面观测资料、2004年4月现场水文泥沙及沉积物取样资料为基础,地形剖面后退距离作为统计参数,并根据实测资料计算了潮流和波浪底摩阻流速的横向分布,分布和沉积物结构方面解释了飞雁滩典型剖面的变化特征。30a来飞雁滩岸滩地形剖面经历了"快速后退侵蚀-慢速调整-波动触发"的变化过程,这也正是其三角洲前缘侵蚀逐渐消失过程。沉积物抗冲性强弱是剖面蚀退速度变化的主要原因,水动力条件的变化改变了不同阶段的地形剖面最大蚀退量水深范围与闭合深度。风暴潮仍是今后海滩地形剖面演变的触发动力。     

黄河三角洲飞雁滩动力特征与地形剖面塑造

飞雁滩是1964年1月至1976年5月黄河尾闾由刁口流路入海形成的黄河亚三角洲。自1976年黄河改走清水沟入海后,飞雁滩岸滩发生强烈侵蚀后退。以20世纪70年代开始的地形固定断面观测资料、2004年4月现场水文泥沙及沉积物取样资料为基础,地形剖面后退距离作为统计参数,并根据实测资料计算了潮流和波浪底摩阻流速的横向分布,从动力分布和沉积物结构方面解释了飞雁滩典型剖面的变化特征。30a来飞雁滩岸滩地形剖面经历了“快速后退侵蚀——慢速调整——波动触发”的变化过程,这也正是其三角洲前缘侵蚀逐渐消失过程。沉积物抗冲性强弱是剖面蚀退速度变化的主要原因,水动力条件的变化改变了不同阶段的地形剖面最大蚀退量水深范围与闭合深度。风暴潮仍是今后海滩地形剖面演变的触发动力。     

现代黄河三角洲表层沉积物的空间分布特征

基于近期在黄河三角洲附近海域采集的97个表层沉积物样品的粒度测试结果,研究了黄河三角洲海域表层沉积物的类型和空间分布特征,探讨了沉积物粒度分布特征与物源和沉积动力环境之间的关系。研究结果表明,研究区表层沉积物类型以砂质粉砂和粉砂为主,在绝大部分海域,表层沉积物的偏态表现为正偏和极正偏,分选程度较差,峰态表现为宽和很宽。现行河口三角洲叶瓣周围的表层沉积物以砂质粉砂为主,粒度较粗;而在远离河口的区域表层沉积物以粉砂为主,粒度较细。与20世纪80年代的观测结果相比,受物源供应和沉积环境的共同影响,近期黄河三角洲沿岸的表层沉积物有粗化的趋势,且河口口门区域表层沉积物粗化趋势最为明显。表层沉积物粒度粗化的主要原因是黄河入海泥沙供应不足,导致三角洲沿岸侵蚀加剧;黄河调水调沙以来入海泥沙的粒度变粗,粗颗粒组分在河口口门附近快速堆积。黄河水下三角洲现代沉积速率的分布特征表明,黄河入海沉积物主要在现行河口及三角洲的近岸区域沉积,在15m以深的区域沉积速率较低。同时,还可看出入海泥沙有向北和东北向的运移趋势,与渤海中部泥质沉积以及通过莱州湾向渤海海峡的泥沙输运相对应。粗颗粒沉积物在现行河口三角洲叶瓣的堆积范围与潮流切变锋的位置基本一致,反映了物源供应和沉积动力环境对研究区表层沉积物分布特征的控制性影响。     

金州湾表层沉积物粒度特征及沉积环境

通过对金州湾海域72个表层沉积物样品进行粒度分析,探讨了金州湾表层沉积物物质组成和粒度参数的分布特征,根据粒度参数特征,利用Q型聚类分析将研究区划分为3组沉积区,结合粒度频率分布曲线、粒度概率累积曲线和C-M图阐述沉积物的粒径组成、沉积动力条件和沉积物的搬运沉积条件。结果表明：研究区沉积物类型为粘土质粉砂、粉砂质砂、砂质粉砂、砂和砂 粉砂 粘土。研究区可划分为3种沉积环境,Ⅰ组沉积环境：沉积物类型以砂质粉砂和粘土质粉砂为主,粒径较小,含部分粗组分颗粒物,分选差,粒度频率分布曲线呈双峰,形成较为封闭静稳的海湾环境;Ⅱ组沉积环境：沉积物类型以粘土质粉砂为主,粒径小、分选较差 差,沉积环境较为复杂,为受潮流和沿岸流作用的沉积环境;Ⅲ组沉积环境：沉积物类型以粉砂质砂和砂为主,粒径较大、分选较差,为受潮流和海流影响的沉积环境。整体上由东向西,沉积物呈现出细 较粗 粗的变化趋势。其原因在于机场人工岛的建设阻挡了潮流和海流的作用,导致东部的I、Ⅱ组沉积环境形成较为封闭的环境;Ⅲ组沉积环境为离岸较远的海洋环境,水动力较强,海洋性特征明显。因此机场人工岛的建设对金州湾海域沉积物的分布产生了显著影响。     

海南岛东南浅海表层沉积物粒度特征及沉积环境

对海南岛东南浅海377组表层沉积物样品(平均水深112.3 m)开展粒度测定及沉积物类型划分,并运用统计规律及沉积输运趋势分析,探讨了底质沉积物分布格局与物质来源及沉积动力环境关系。结果表明,海南岛东南浅海沉积物类型复杂,共分布13种沉积物类型,粒度组成以粉砂和砂为主,平均粒径均值为5.73Φ,优势粒级为细粉砂级(6~8Φ),分选差。不同海域沉积物粒径差异明显,北部近岸以含砾沉积为主,中部呈NE-SW向的砂质沉积区(水深80~120 m),西南近岸滨海、北中部海域以及东南部海域多为粉砂、黏土沉积。结合地理位置、沉积物源及水动力条件差异,研究区划分为3个沉积区:I区主要以含砾粗颗粒沉积为主,受控于海南岛上径流及强风浪作用,物质来源以万泉河等河流输运及岸线侵蚀物质为主,强动力(高能)沉积环境;II区以砂沉积为主,受到表层流及风浪等共同影响,可能主要是残留滨海沉积混入了海南岛径流及岸线侵蚀、少量珠江流域及外海复杂来源等现代细粒物质的混合沉积,中等动力沉积环境;III区以细粒沉积为主,主要受华南近岸流、风浪作用及南海暖流影响,推测物质来源主要为海南岛河流输入、岸线侵蚀及复杂外海来源细粒物质的加入,弱动力(低能)沉积环境。     

厦门港海沧港区10号泊位多年冲淤变化分析

利用高精度数字式测深仪对厦门港海沧港区10号泊位建成后的港池进行5a水深地形监测,并结合该区沉积物柱状样的粒度特征,分析研究区地形演变特征和冲淤变化特性.结果显示,停泊区底质沉积物从2002～2007年共淤积了2.72 m,其中2002～2004年表现为快速淤积,2005～2007年表现为缓慢淤积;季节性变化明显,表现为洪水期淤积,枯水期冲刷的特征;强淤积区的柱状沉积物自表层到柱样底部粒径逐渐由粉砂变粗为砂,粉砂段为洪水期淤积层,砂段为枯水期淤积层.上述结果表明研究区由于洪水期陆源物质补给量大,河流水动力条件较强,故以细颗粒的沉积或潮流引起悬浮泥沙的再沉积作用为主,淤积量较大;枯水期由于河流径流量减小,河流水动力条件减弱,故以潮流作用对表层沉积物的剥蚀改造或底床推移粗颗粒泥沙的沉积作用为主.本研究可为港池维护及泥沙淤积计算提供实践经验,同时在航道与港口建设、水利建设等海洋资源的可持续利用方面具有重要的应用价值.     

海滩表层磁性矿物空间分布特征和季节性变化——以青岛石老人海滩为例

通过对石老人海滩不同季节表层沉积物体积磁化率的原地实测和所取表层样品粒度分级,结合海滩沉积动力环境因素综合分析得知,石老人海滩不同季节表层沉积物磁化率值总体上都表现出东高西低,滩肩高滩面低的趋势。海滩沉积物颗粒夏季比冬季细,分选好。海滩磁化率和沉积物粒度在海滩上的空间分布特征及其季节性变化存在一定联系。海滩的侵蚀沉积过程主要受冬夏季不同的波浪、沿岸流和风的作用影响。通常磁化率值高的区域为颗粒较细的侵蚀区,磁化率值低的区域为颗粒较粗的沉积区。磁学方法作为一种简便快捷低成本易操作的新方法,可以代替耗时的粒度和矿物分析,来分析海滩的沉积动力作用过程,识别海滩的侵蚀和沉积区域。     

长江、黄河悬移载荷粒度组成的比较研究

针对沉积物粒度参数对入海泥沙通量、物源和沉积动力模型研究的重要性,利用激光粒度分析仪对2000～2001年期间长江、黄河下游不同季节悬移载荷的粒度组成进行了比较研究。结果显示,长江下游悬移载荷的粒度组成以粉砂、粘土为主,几乎不含砂,分选较差,泥沙来源比较复杂。黄河下游悬移载荷的粒度组成以粉砂为主,粘土次之,并含少量砂,分选较差,泥沙绝大部分来自黄土高原。长江下游不同季节悬移载荷粒度组成差别较小,而黄河下游悬移载荷组成有明显的季节性变化。黄河与长江悬浮沉积物的粒度组成有显著的差异．沉积物物源、河道形态和纵比降以及水量变化可能是造成这一区别的主要原因。     

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。     

The morphodynamic modelling of tidal sand waves on the shoreface

An artificial sand wave on the Dutch shoreface of the North Sea has been studied in conditions with relatively strong tidal currents in the range of 0.5 to 1 m/s and sediments in the medium sand size range of 0.2 to 0.5 mm. The sand wave is perpendicular to the tidal current and has a maximum height and length of the order of 5 m and 1 km, respectively. The sand wave is dynamically active and shows migration rates of the order of a few metres per year. A numerical morphodynamic model (DELFT3D model) has been used to simulate the morphological behaviour of the sand wave in the North Sea. This model approach is based on the numerical solution of the three-dimensional shallow water equations in combination with a surface wave propagation model (wind waves) and the advection–diffusion equation for the sediment particles with online bed updating after each time step. The model results show that the sand wave grows in the case of dominant bed-load transport (weak tidal currents; relatively coarse sediment; small roughness height; low waves) and that the sand wave decays in the case of dominant suspended transport (strong currents, relatively fine sediment, large roughness height; storm waves).     

华南不同类型热带风暴驱动下珠江口表层悬沙分布趋势

本文利用1949—2014年的华南热带风暴数据和1960—2014年珠江入海流量等, 统计分析风暴作用期间珠江口的风强迫和珠江入海水沙强迫特征, 结果表明, 热带风暴对珠江口的风强迫和水沙强迫因台风距珠江口的距离、强度等因素的影响有显著差异。依据水沙及风强迫的强度, 将热带风暴对珠江口的影响简单分成四类: 中风中水沙驱动型、中风高水沙驱动型、强风中水沙驱动型及强风高水沙驱动型。利用MODIS (moderate-resolution imaging spectroradiometer)一级数据和已建立的珠江口表层悬沙指数反演模型, 挑选2002—2010年风暴影响期间无云天气的MODIS影像, 反演珠江口悬沙分布, 分析表层悬沙对四种不同来水来沙及风强迫型风暴的响应特征。结果显示, 中风中水沙型风暴驱动下, 珠江口整体含沙量偏低, 其悬沙扩散及时间变化受控于潮流的强弱; 中风高水沙型风暴驱动下, 八大口门特别是磨刀门浅滩、伶仃洋西滩的含沙量高于其他海域, 其高含沙水体向南偏西方向扩散输运; 强风中水沙风暴驱动下, 河口表层悬沙分布及扩散受主导风向的影响, 在强东北风驱动下, 伶仃洋西侧浅滩含沙量因台风浪的掀沙作用高于湾内大部分海域, 高含沙水体向西南侧扩散; 强风高水沙风暴驱动下珠江河口湾含沙量偏高, 水体一片浑浊, 河口悬沙随偏南风驱动下的沿岸流向东侧输运、扩散。     

中国东部陆架表层沉积物粒度特征及其沉积环境浅析

对取自中国东部陆架海的209个表层沉积物样品进行了粒度分析及沉积物类型划分,探讨细颗粒沉积区分布格局与物源和环流体系的关系。结果表明,研究区底质类型主要有砂、粉砂质砂、泥质砂、砂质粉砂、砂质泥、粉砂和泥,个别站位含砾石。表层沉积物以粗颗粒砂质沉积为主,其主要分布在东海中北部、苏北浅滩、北黄海北部,其粒度特征主要为:平均粒径2～4Φ,分选差(分选系数>2),偏态极正偏(2～2.80),峰态很宽至宽(1.60～3.50);细颗粒泥质沉积主要分布在浙江沿岸至长江口外、苏北老黄河口外、南黄海中部、北黄海西南部及黄河口外的渤海海域,其粒度特征主要为:平均粒径6～7Φ,分选差至较差(分选系数1～2.5),偏态负偏(-1.50～-0.33)至近于对称(-0.33～+0.33),峰态很宽(>2.75)。从环流的流向与路径及邻近的河流物源角度,初步探讨了河流输入物质及环流体系对细颗粒沉积物沉积分布格局的影响,并初步推断了细颗粒沉积物的物源及基本输移路径。     

长江口潮间带沉积对台风过程的响应

位于陆海交汇区的河口潮滩对台风作用的响应极为敏感.台风大浪极可能构成河口潮滩沉积过程的快速变化,进而不利于潮滩保护、开发及利用.基于此,本文利用200509号"麦莎"台风作用前后长江口南汇潮滩采集的沉积物样品及水文资料,探讨台风高能事件作用下河口潮滩动力沉积过程及其主控因素.结果表明长江口潮间带不同区域沉积作用对于"麦...     

福建诏安湾海域表层沉积物粒度特征及输运趋势分析

通过对诏安湾海域6个站位的水文泥沙观测和181个表层沉积物样品的粒度分析,结合海湾水深地形,应用Gao?Collins粒径输运模型和系统聚类分析方法,分析研究了福建诏安湾海域的粒度参数分布特征、表层沉积物的运移趋势和沉积环境划分及其动力机制.结果表明,诏安湾表层沉积物共6种类型,以黏土质粉砂和砂为主,平均粒径介于0.5...     

长江口北槽一期工程后滩槽沉积物分布特征及其影响因素

根据2000年7月和2001年5—6月份长江口北槽航道及两侧滩地进行的沉积物采样分析结果,对长江口深水航道一期工程实施后的滩槽泥沙交换情况以及在自然与工程双重影响下的沉积物分布情况进行了较为详细的讨论。长江口深水航道工程的实施,影响了长江口尤其是北槽及两侧滩地的水沙条件和沉积物分布。强劲的径流和潮流作用和风浪作用造成航槽及两侧滩地的冲淤转换及沉积物分布的变化;深水航道治理工程的实施使工程段内航槽泥沙粒径粗化,两侧滩地和工程段下游泥沙中值粒径变细,这反映了在工程实施后滩槽泥沙交换的变化。     

Evidence for sediment recirculation on an ebb-tidal delta of the East Frisian barrier-island system, southern North Sea

The Otzum ebb-tidal delta, located between Langeoog and Spiekeroog islands along the East Frisian barrier-island coast, southern North Sea, was investigated with respect to its morphological evolution, sediment distribution patterns and internal sedimentary structures. Bathymetric charts reveal that, over the last 50 years, the size of the Otzum ebb-tidal delta has slightly shrunk, while sediment has accreted on the ebb-delta lobe to the east of the main inlet channel (west of Spiekeroog). Swash bars superimposed on the eastern ebb-tidal shoal (Robben Plate) have migrated south or south-eastwards, i.e. towards the inlet throat. The main ebb-delta body is composed of fine quartz sand, whereas the superimposed swash bars and the inlet channel bed consist of medium-grained quartz sand containing high proportions of coarser bioclastic material. Internal sedimentary structures in short box-cores (up to 30 cm long) are dominated by flood-oriented cross-beds. Longer vibro-cores (up to 1.5 m long) show that, at depth, the sediment is dominated by storm-generated parallel (upper plane bed) laminations with intercalated shell layers and dune cross-bedding. The cross-bedded sands in both box-cores and vibro-cores from the ebb-delta shoal predominantly dip towards the south or southeast, indicating transport towards the inlet throat by the flood current. The observations demonstrate that, contrary to previous contentions, the sediments of the highly mobile swash bars do not bypass the inlet but are instead being continually recirculated by the combined action of tidal currents and waves. In this model, the cycle begins with both fine and medium sands, including shell hash, being transported seawards in the main ebb channel until they reach the shallow ebb-delta front. From here, the sediment is pushed onto the eastern ebb-delta shoal by the flood current assisted by waves, becoming strongly size-sorted in the process. The medium sands together with the shell hash are formed into swash bars which migrate along arcuate paths over a base of fine sand back to the main ebb channel located south of the ebb delta. By the same token, the fine sand between the swash bars is transported south-eastwards by the flood current in the form of small dunes until it cascades into the large flood channel located to the west of Spiekeroog. From here, the fine sand is fed back into the main ebb channel, thus completing the cycle. No evidence was found on the ebb delta for alongshore sediment bypassing.     

南黄海辐射沙洲附近海域悬浮体的研究

对2003年春季(3—4月)和秋季(9月)南黄海辐射沙洲附近海域的悬浮体样品进行了空间分布特征、有机无机组成、粒度特征及其季节变化分析。结果表明:(1)2003年春季研究区内悬浮体浓度要普遍高于秋季的悬浮体浓度。悬浮体浓度最高值区位于长江口-老黄河口之间的近岸区。陆源物质为主的无机组分是悬浮体的主体成分,特别是在近岸浅水区和接近海底的底层水中尤为突出;(2)研究区海水中的悬浮体主要来源于辐射沙脊区(老黄河-长江复合三角洲)沉积物再悬浮;(3)悬浮体分布是风浪、潮流及沿岸流等多种因素综合作用的结果,而风浪和潮流是影响本区悬浮体分布的主要因素,巨大的风浪和强大的潮流造成辐射沙洲海底的沉积物再悬浮、搬运和再沉积,并在苏北沿岸流的作用下向沙洲外缘输运。