潟湖的悬沙输运特征与机制分析:以海南岛新村、黎安港为例

根据2013年8月在海南岛新村和黎安港潟湖定点站位进行的水位、流速和悬沙浓度的全潮测量数据, 分析了双湖的流速结构和悬沙浓度的时空分布特征; 同时, 利用机制分解法研究湾内悬沙输运特征和机制, 并探讨了双湖沉积动力过程与地貌特征的关系。结果表明, 新村、黎安港海域受不规则全日潮控制, 潮流为往复流, 落潮流略强于涨潮流; 本区悬沙浓度较低, 且变化不大, 属于低悬沙浓度、弱潮流作用的沙坝潟湖海岸。通量分解结果显示, 欧拉余流和潮汐捕捉效应是此海域悬沙输运的主要贡献项;其中, 新村港的悬沙输运以欧拉余流输运为主, 黎安港以潮汐捕捉效应和重力环流作用占优, 两湖悬沙均有向外海输运的趋势。     

基于ADCP反向散射强度估算悬沙浓度在洋山港的应用研究

洋山深水港地形差异大,流态复杂,在宽阔的西口门和窄深东口门,以传统方法同步开展悬沙输移监测十分困难。详述了在颗珠山汊道应用ADCP走航测沙的实现方法,结论显示,与传统代表垂线法成果相比,通过ADCP声反向散射信号计算的垂线平均含沙量,其对比标准差约为6%,随机不确定度在12%(置信水平为95%)左右,误差分布基本成正态,两种方法之间的断面输沙率相关系数达到0.96,可见,利用ADCP的声反向散射信号,只要标定得当,在洋山港区得到的垂线平均含沙量和断面输沙率是可信的,该技术将为洋山港区关键控制断面悬沙监测提供新思路。     

含沙量和悬沙粒径变化对长江宜昌-汉口河段年冲淤量的影响

依据三峡水库修建以前的资料,运用数理统计方法对含沙量和悬沙粒径变化对长江宜昌-汉口河段年冲淤量的影响进行研究,以期为三峡水库修建以后库下游河道冲淤特性的预测提供参考。建立了1980-1997年间宜昌-汉口#河段年冲淤量与宜昌站年均含沙量C宜昌之间的回归方程,据此估算出使宜昌-汉口#河段处于不冲不淤状态的宜昌站临界年均含沙量为0.734 kg/m3。以宜昌-汉口冲淤量作为因变量,以宜昌站的含沙量、悬沙中径D50、最大流量和三口分流比作为影响变量,建立了多元回归方程。基于1980-1997年资料的方程表明,宜昌站含沙量越高,悬沙中径越粗,宜昌站洪水流量越大,宜昌-汉口河段年淤积量越大;三口分流比越小,宜昌-汉口河段年淤积量越大。     

渤海莱州湾晚第四纪底栖有孔虫分布特征及其地质意义

通过对渤海莱州湾GK138、GK111及GK95孔的255个沉积物样品中的有孔虫定量统计分析,共鉴定出底栖有孔虫15属32种。根据底栖有孔虫的丰度和分异度等分布特征和AMS14C和光释光（OSL）测年结果,揭示晚第四纪以来研究区共发育3套海相地层,分别是中更新世晚期的第三海相层、晚更新世的第二海相层和全新世的第一海相层,通过与全球海面变化曲线对比,发现其与MIS7、MIS5和MIS1阶段的高海面有良好的对应关系。样品的Q型聚类及主成分分析划分出3组代表不同沉积环境的有孔虫化石组合,第III化石组合带为中更新世晚期海侵的产物,为河口-滨岸浅海环境。第Ⅱ化石组合为晚更新世海侵的产物,为潮间带-潮下带沉积环境,第I化石组合带为潮上带-潮间带沉积环境。海相地层顶、底板高程和厚度的分析结果显示中更新世晚期至晚更新世期间发生过不同期次、不同强度的构造活动,而进入全新世以后构造活动相对减弱。     

渤海湾莱州湾东岸海岸带人为地质灾害研究

在人类活动中，渤海莱州湾东岸海岸带形成了地表塌陷、河槽变形、海水入侵、海岸侵蚀等一系列地质灾害。由人为活动方式的不同，海岸带地质灾害存在结构与特征上的诸多差异，不同地质灾害在时空成因上有内在的联系。海岸带地质灾害防治的对策主要包括：建立以3S为基本技术支持的现代海岸带资源与环境管理系统；海岸带规划和海岸带环境变化研究三个方面。首次提出了海岸带缓冲区的概念，以及海岸带缓冲区规划和建设的初步构想。     

莱州湾凹陷沙三中段高精度层序地层格架及沉积体系演化

莱州湾凹陷古近系沙河街组沙三中段发育典型的辫状河三角洲沉积体系。本文基于经典层序地层学理论,通过对莱州湾凹陷三维地震、主要钻井及取心、测井等资料综合分析,对莱州湾凹陷沙三中段层序地层特征及层序格架内沉积体系展布进行精细研究。将沙三中段整体划分为1个三级层序,并根据初次湖泛面、最大湖泛面及高水位体系域域内三角洲期次包络面的界定将沙三中段进一步划分为低水位体系域、湖侵体系域和高水位体系域3个体系域及6个四级层序。在层序格架内分析了研究区沙三中段沉积体系的展布特征及演化规律。沙三中段低水位体系域西部斜坡带发育扇三角洲沉积,北部陡坡带发育近岸水下扇沉积。湖侵体系域发育辫状河三角洲沉积,高水位体系域发育4期辫状河三角洲沉积、高水位体系域Ⅰ、Ⅱ期发育坡移浊积扇沉积。根据层序发育和油气成藏条件分析,认为沙三中段低水位体系域扇三角洲、湖侵体系域辫状河三角洲、高水位体系域坡I和II期的坡移扇沉积成藏条件最为有利,是下一步寻找岩性油气藏的优先目标。     

莱州湾凹陷垦利油区沙三上亚段辫状河三角洲沉积特征表征

渤海湾盆地莱州湾凹陷垦利油区沙三上亚段是目前中深层油气勘探开发的重点主力含油层系。综合研究区沉积背景,以三维地震资料、岩心及测井资料为依托,结合地震沉积学研究,开展了垦利油区沙三上亚段辫状河三角洲沉积特征及演化规律研究。结果表明,莱州湾凹陷垦利油区沙三上亚段沉积期,发育以莱北低凸起、垦东凸起及潜在物源区潍北低凸起供源形成的辫状河三角洲沉积体系。研究区辫状河三角洲平原砂体以细—中砂岩为主,前缘砂体以粉—细砂岩为主,分选性中等较好。牵引流性质的沉积构造十分发育,多见生物扰动构造,反映三角洲前缘动荡的水体环境。顺物源方向发育斜交前积反射地震相,垂直物源方向识别出多期丘状反射地震相。综合古地貌、沉积特征及振幅属性切片,明确研究区沙三上亚段以北部物源莱北低凸起供源为主导,沉积中块及沉积东块为主体沉积区,莱北低凸起供源的三角洲呈后退趋势,其展布面积大（95~130 km2）。沉积西块及东块为多物源供给区,来自垦东凸起的三角洲前缘沉积逐渐萎缩,来自潍北低凸起的三角洲区前缘沉积逐渐向湖盆中央推进。上述沉积展布及演化规律为进一步精细勘探开发提供了沉积地质基础。     

渤海海域莱州湾凹陷沙三段水道型湖底扇发育特征与沉积模式

基于已钻井、测井和三维地震资料,分析了莱州湾凹陷沙三段水道型湖底扇砂体的沉积特征,并探讨其成因及发育模式.研究区沙三中亚段早期砂体成因为湖底扇沉积,并表现出水道型特征,可划分为叠覆型水道及其侧翼、复合型水道及其侧翼和单一水道及水道间等沉积微相类型.顺源条带状展布的叠覆型水道和复合型水道构成湖底扇骨架砂体.湖底扇水道类型和规模受控于物源富砂程度、同沉积断裂坡折带类型和古地貌变化.其中,物源富砂程度决定了湖底扇外部形态,同沉积断裂坡折带类型和古地貌变化进一步控制湖底扇发育位置和水道规模及其类型.水道型湖底扇具有近油源、储盖组合良好和油气运聚条件优越等特点,是岩性油气藏勘探的重要目标.     

莱州湾凹陷北洼沙三段砂岩碳酸盐胶结物特征及地质意义

碳酸盐胶结特征不仅反映了成岩环境,而且可表明成岩阶段及其对储层质量的影响。综合运用岩石学、矿物学和地球化学等方法,对莱州湾凹陷北洼古近系沙三段砂岩中碳酸盐胶结物的分布规律、形成环境、物质来源、沉淀温度以及其对储层物性的影响进行了系统研究。结果表明：沙三段发育两期碳酸盐胶结物,分别为形成于埋藏早期的菱铁矿和隐晶方解石,以及成岩作用中后期形成的方解石、白云石、铁方解石和铁白云石,其中方解石是最主要的胶结物类型。碳酸盐胶结物形成于埋藏作用中后期的高盐度流体环境,与有机质脱羧作用相关,有机碳是最主要的碳来源,Ca2+是长石的溶蚀和粘土矿物转化的产物。包裹体均一温度研究结果表明,碳酸盐胶结物在油气充注的同时或之后形成。形成于成岩作用早期的碳酸盐胶结物在一定程度上增强了岩石骨架颗粒固结和抗压实能力,同时也是后期有机酸溶蚀的主要对象,对储层物性起到促进作用;溶蚀作用之后形成的碳酸盐胶结物占据粒间孔隙和部分溶蚀孔隙,对储层物性起到破坏作用。     

莱州湾南岸地下咸水污染物示踪运移规律研究

晚更新世以来莱州湾南岸发生了三次海侵,长期的蒸发浓缩作用形成了大范围的地下卤水。受地下淡水过量开采、卤水资源利用及围填海工程等综合因素影响,地下咸水区的地下水流场、水质及周边地质环境产生了改变。选择地下咸水区进行地下水流示踪试验,对地下咸水渗透流速及影响范围等进行探索性试验研究。以粉砂、粘土质粉砂为主的咸水入侵区具有相对统一的地下水流场,示踪剂浓度变化基本符合正态曲线分布。在地下咸水区,示踪剂在随着地下水流运动时,示踪试验相对抽水试验具有速度放大效应。本次试验中,地下水流速0.25~0.38m/d,示踪剂流速0.36~1.09m/d,示踪剂流速是达西流速的2.1倍。     

辽东湾北部浅海区泥沙输送及其沉积特征

根据实测资料，本文定量分析了辽东湾北部泥沙输送及其分布，并对辽河三角洲沉积区划作了初步讨论。研究表明本区泥沙以纵向搬运为特征。双台子河以西来沙和辽河西水道入海泥沙是区域东部拦门沙体和浅滩发育的主导因素。汛季大潮期，泥沙自西向东运移落淤在河口及毗邻浅水域；小潮期，泥沙除向东扩散外，大部泥沙向海方搬运。调查区可划分六个现代沉积作用区，即潮坪沉积区、辽河水下三角洲细粒沉积区、河口沙洲沉积区、波浪潮流冲蚀沉积区、河口冲积沉积区以及潮汐水道沉积区。     

悬沙浓度标定相关性问题的探索

为研究影响OBS悬沙浓度标定相关性的因素,通过大量的数据分析发现常用的两种瞬时式采样器存在自身局限,无法精确控制采集点位置,以及无法完全封闭已经采集的水样。这两个局限是导致悬沙浓度标定相关系数较低的关键因素。在流态复杂的河口区,采样器的局限导致的影响更加明显。建议现场采集水样并进行后续处理时,需要注意仪器观测对象与标定样品的一致性。     

山东半岛东部海域悬浮体分布季节变化及其冬季输送通量研究

山东半岛东部近岸海域流系和水团要素季节变化显著,沉积动力环境特殊,发育有剖面形状独特的泥质沉积体。基于两个年度的夏、冬季山东半岛东部近岸海域水体温度、浊度、悬浮体浓度和海流等调查资料,分析了水团要素分布季节变化特征,并结合研究区域冬季海流和余流分布特征,计算了冬季经山东半岛东部近岸海域向南输送的悬浮体净通量。结果表明:山东半岛东部近岸海域悬浮体分布受沿岸流、黄海冷水团和黄海暖流等流系季节变化的影响存在显著季节变化。夏季,水体垂向层结和黄海冷水团均可抑制悬浮体垂向和东西向扩散。与以往的研究有所不同的是,冬季大量悬浮体可穿越沿岸流与黄海暖流形成的海流切变锋面,进入黄海暖流向北输送,海流切变锋的屏障作用会随着黄海暖流的减弱或东移而削弱。每年冬季经山东半岛东部近岸海域输送的悬浮体占渤海海峡向外海输送的悬浮体年净通量的3.22%~9.10%,冬季的悬浮体输送量较大,占冬季渤海海峡向外海输送的悬浮体年净通量的6.84%~19.38%。     

输沙能力模式在坡面非恒定输沙过程中的应用

在坡面土壤侵蚀输沙计算中,可选用的输沙能力模式较多,但这些模式多运用于恒定输沙,在非恒定输沙中运用不多。建立了坡面土壤侵蚀非恒定输沙数学模型,模型中的输沙能力运用水流切应力、水流功率、单位水流功率3种模式,对模型过程采用有限差分格式离散求解。根据实测水沙资料进行模型参数率定,运用3种输沙能力模式于不同降雨强度、不同坡度的非恒定坡面输沙过程中。结果表明:在坡面非恒定输沙计算中,不同输沙能力模式对计算结果有明显影响,在降雨强度较小时,单位水流功率模式结果较其他两个模式为好,而在雨强较大时,切应力模式计算结果较好。     

现场抽滤法在悬浮物浊度分析中的应用探讨

以悬浮物浊度标定为研究对象,通过对不同分析方法得到的浓度结果与浊度仪之间相关性的分析,探索悬浮物浓度测量的较佳方案。根据实测数据的对比分析,发现现场抽滤法相较于自然焚烧法、室内抽滤法和沉淀烘干法,具有省时间、低费用、高效率和可靠性高的特点。主要原因为室内各类分析方法相较于现场抽滤会出现较多不确定的影响因素,包括运输存储过程中容器瓶壁的吸附作用、水样微生物的滋长以及方法本身的系统误差,如焚烧法操作过程,有机物在高温环境下挥发,致使分析处理的研究对象与观测仪器所测不同,导致产生比较大的误差。现场抽滤法不但适合在水流比较平稳的内河使用,而且在流态复杂,泥沙浓度变化较大的河口地区的泥沙浓度测量中也具有的较强实用性。     

东中国海表层悬浮体浓度卫星遥感反演研究进展

用卫星遥感手段反演海洋表层悬浮体浓度(Suspended Sediment Concentration,SSC)来研究其分布和输运的方法已经被广泛使用。东中国海属于水文和光学性质较为复杂的二类水体,表层悬浮体浓度的分布规律和水体的固有光学特性时空变化大,增加了遥感研究的难度。在对前人的研究进行比较和总结后发现,根据实测SSC数据对不同区域、不同时间段(季节、潮汐周期)建立分段模型可以提高整体反演精度。在选择参与反演的波段时,河口和近岸等高SSC海域以及远岸低SSC海域有各自不同的最优波段组合。高SSC海域常使用水体反射率第二反射峰、第一反射峰前波段作正比波段组合参与反演,低SSC海域常使用水体反射率第一峰波段作正比、峰前波段作反比参与反演。同时,在反演模型中考虑泥沙粒径的影响可以显著提升反演精度,并且也有可能在浅海区突破现有遥感研究手段的水深限制。目前模型精度评价标准使用较为混乱,平均相对误差、平均绝对误差和均方根误差等可以作为综合精度评价指标,模型的稳定性则可以用误差敏感性分析方法验证。高时空分辨率的海色卫星传感器的出现使得海洋短时间尺度事件的研究成为海色遥感研究的趋势之一。     

悬浮泥沙对藻类生长影响的实测与分析

通过对长江下游镇扬段的牛轭湖—内江的泥沙、水质、光强、藻类等进行现场监测和数据分析,探讨了内江悬浮泥沙对水下光强的衰减规律以及对藻类生长的影响。结果表明:内江水体中存在80%以上的粒径小于75μm的微细悬浮颗粒,其中不易沉降的粘土颗粒占到20%～50%左右,枯水期平均含量为40 mg/L,丰水期平均含量为70 mg/L,而藻细胞生物总量基本都在100万个/L以内,其中绿藻、硅藻为优势种。数据分析表明:泥沙对水下光强的衰减遵循指数函数衰减规律,光衰减系数与泥沙含量呈较好的线性相关性,内江的优势种绿藻、硅藻的生物量与泥沙含量呈显著的指数相关。认为,泥沙通过衰减光强间接地抑制藻类繁殖,这一抑制作用可以由泥沙含量和藻细胞密度之间的关系进行定量。     

基于水体光学分类的鄱阳湖悬沙浓度反演方法研究

鄱阳湖是我国重要的湿地生态系统,对调节流域的水沙变化有着重要作用。由于鄱阳湖湖区面积广,内部差异大,单一的悬浮泥沙反演模型不足以准确反演出湖区的悬浮泥沙浓度。以实测的反射光谱数据、泥沙浓度数据为基础,提出一种基于分类后的反演模型,即根据实测数据的光谱形态特征分类出5种典型的水体类型。在此基础上,将分类后的各类水体分别建立各自合适的反演模型进行反演。结果表明基于水体分类的经验模型反演达到满意效果,平均绝对误差为0.00217g/L,平均相对误差为3.022%。基于分类后的经验反演模型适用于鄱阳湖悬沙浓度分布的监测研究,有助于更加宏观、准确的掌握鄱阳湖泥沙浓度的空间分布和变化,为保持鄱阳湖资源的可持续开发与利用提供决策依据。