南黄海辐射沙洲成因的潮流数值模拟解释

用接近计算海域自然陆架坡度的均匀倾斜海底，对南黄海辐射沙洲区的潮流椭圆和潮流场进行数值模拟的结果表明：辐射状潮流场不依赖于海底地形而存在，相反，可能是产生和塑造辐射沙洲的主要动力。并用潮流和潮余流的计算结果，对沙洲区海底沉积物的运移、分布，海底沙洲北大南小的不对称性以及海底沙洲的动态作了解释     

南黄海海底辐射沙洲的现代变迁研究

根据南黄海海底辐射沙洲１９７３－１９９３年９个时相陆地卫星影像及海岸带调查资料的分析表明：本区沙洲在１９８８－１９９３年间处于侵蚀后退阶段,主要沙洲平均蚀退速度为４．６８ｋｍ＾２／ａ,但沙洲东北部有伸延发展的趋势。沙洲的变迁具有明显的区域差异,北部沙洲变化 较快,年均迁移速率为５８０ｍ／ｓ;南部沙洲稳定性程度较高,变化较慢,年均迁移速度为２８０ｍ／ａ,目前仍处于缓慢调整阶段。自黄河北移以来,旧黄河     

南黄海辐射沙洲区悬沙潮扩散规律数值研究

在对南黄海辐射沙洲区的潮汐、潮流特征作进一步探讨的基础上,数值模拟了该区的悬沙潮扩散。根据计算结果,分析了计算海域悬沙含量在一个半日潮过程中随潮流场的瞬时变化规律,研究了不同地点悬沙含量与潮位、潮流的关系,总结了涨、落潮平均含沙量的平面分布规律。结果表明,该区的潮流场控制着悬沙的扩散、运移和分布,进而控制着海底地形的发育,尤其是辐射沙洲北大南小不对称格架的塑造与辐射沙洲根部的加积淤高。     

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。     

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。     

南黄海辐射沙洲主要潮沟的变迁

利用1966年和1977年海图、1995年和2000年合成孔径雷达影像,结合1980年以来的陆地卫星影像和2000年的岸滩实测剖面资料对南黄海辐射沙洲区主要潮沟的位置进行了解译与分析,得出上述4个时期研究区内主要潮沟深泓线位置图。对不同时期潮沟深泓线位置图进行几何校准与叠加,对比潮沟深泓线的迁移。结果表明：潮沟具有往返周期性摆动的特点,短期摆动速度明显快于长期摆动,主沟槽最大变动速度达127m／a,而支沟槽变动速度更大。潮沟摆动与沙洲变化有明显的相关性,但两者间的关系较为复杂。辐射沙洲目前处于破碎、萎缩阶段,除沙洲中心及陆岸岸滩仍有淤积外,大部分沙洲处于侵蚀状况,同时沙洲有整体向陆迁移的趋势。     

南黄海辐射沙洲中心沿岸晚更新世以来的沉积环境演变

对南黄海辐射沙洲中心沿岸地区两个钻孔采用高密度、定量采样方法进行有孔虫和沉积分析。结果表明,该地区晚更新世晚期可能发育了古长江河道、河口、河流边滩或河漫滩以及泛滥平原乃至泛滥湖沼等陆相沉积环境。进入全新世,则先后依次出现了潮滩、河口、潮滩、潮流沙体和潮滩,及至最终成陆。     

江苏辐射沙洲水道潮流调和分析

利用改进的G·Godin潮流调和分析程序对辐射沙洲腹地水道中的29个测量站位连续2个潮周期准同步流速测量数据进行调和分析,得到9个分潮的调和常数及椭圆要素,对M2分潮潮流空间分布特征进行了分析。该海域M2分潮占优,潮流类型为正规半日潮。水道水流表现为往复流运动,主流向与岸线或水道的走向一致。流矢旋转在空间上表现较为复杂,在表层多体现为顺时针方向旋转运动。分析发现地形因素对中、底层旋转方向有较大影响。根据分析结果,对所测站位M2分潮潮流迟角和潮流浅水影响因子进行了计算分析。潮流浅水影响在沙脊及浅滩、浅沟上相对较大,浅水分潮影响随水深向下而增大。     

潮汐和潮流影响下苏北辐射沙洲海域波浪模拟分析

基于第三代海浪模型SWAN,采用自嵌套的方法提供谱边界条件,对影响苏北辐射沙洲海域的一次冷空气过程和一次台风过程作用下的波浪进行了模拟。考虑到沙洲海域强潮水动力环境,分析了潮位和潮流的变化对该海域波浪的影响。结果表明,沙洲处波高和波周期受潮位影响显著,受潮流影响弱,具有潮周期起伏的特点,而波向受潮位潮流影响不显著;考虑高潮位后,以弶港为界,南北辐射沙洲波高显著增加的区域与波浪传播方向有关:波浪由北向南传播,相差不大,波浪由东向西传播,北部明显大于南部。     

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。     

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。     

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。     

2011年南黄海辐射沙脊群海域浮游植物种类组成和密度的时空变化

于2011年2～12月,在南黄海辐射沙脊群海域设置6个采样站位,每逢双月份调查1次,研究该海域浮游植物密度及优势种的时空变化.调查共获得浮游植物87种,以硅藻种类最多.浮游植物密度呈周年双峰变化,分别在4月和8月成峰,4月峰值最大,水样浮游植物平均密度为1.59×104cells/dm3,网样浮游植物平均密度为2.71×106cells/m3,8月峰次之,水样浮游植物的平均密度为1.28×104cells/dm3,网样浮游植物平均密度为7.38×105cells/m3;浮游植物密度在2月和4月,北高南低,6月和8月中部高,外围较低,10月和12月南部高北部低.2月和4月,中肋骨条藻（Skeletonema costatum）为第一优势种,6月和12月虹彩圆筛藻（Coscinodiscus oculus-iridis）为第一优势种,8～10月琼氏圆筛藻（Coscinodiscus jonesianus）为第一优势种,枯水期（2月）铁氏束毛藻（Trichodesmium thiebautii）在局部海域形成优势.     

南黄海辐射沙脊群西洋水道污水输移扩散研究

采用沿深平均二维数值模型对南黄海辐射沙脊群西洋海域的潮流场和物质扩散场进行了模拟,计算和分析了大潮情况下海域5 m、7 m和10 m 3种水深(理论基准面下)排放位置处达标污水输移扩散的范围及分布规律。结果表明,污水排入海后,会很快被稀释,各排放位置200和500稀释度等值线包络面积均较小,且包络面积随水深增加有明显变小的规律。拟合了不同污水排放量对应的200和500稀释倍数包络面积,发现两者呈良好的幂级数关系。     

人工岛工程对南黄海辐射沙脊群海域潮流泥沙影响研究

采用MIKE21二维水动力模型模拟了南黄海辐射沙脊群海域的潮流形态和含沙量,模拟结果与实测数据基本一致。在此基础上,模拟计算了围填海工程后辐射沙脊群海域的潮流和含沙量变化。结果显示工程对潮流和含沙量的影响主要出现在工程区附近。围填海工程使原本以弶港为中心呈扇形辐聚、辐散的潮流格局有所改变,形成东沙岛西侧南北向和高泥岛南侧东西向的两条潮流通道,并在一定程度上分割了条子泥南北两侧的水体。工程后含沙量的变化与平均流速的变化基本一致,在流速变大的东沙岛西北侧和高泥岛南侧海域,含沙量显著升高;在流速变小的条子泥南北两侧、东沙岛东侧及西南侧,含沙量显著降低。     

On the relationships between the radial tidal current field and the radial sand ridges in the southern Yellow Sea: a numerical simulation

The origin of the radial sand ridges (RSRs) in the southern Yellow Sea has been a controversial problem since they were discovered in the early 1960s. To resolve the problem, two key questions need to be answered: (1) was the radial tidal current field in the RSR area generated by the submarine topography, or (2) did it exist before the RSRs occurred? In this study, the M₂ tide and tidal currents in the RSR area were simulated with a two-dimensional tidal model using a flat bottom and a shelving slope topography, the results being then compared with the field data. It is demonstrated that the radial tidal current field in the southern Yellow Sea is independent of bottom topography, and may thus be the controlling factor generating the RSRs. The radial tidal current field probably existed before the RSRs were formed.     

Heterogeneous tide-surge interaction during co-occurrence of tropical and extratropical cyclones in the radial sand ridges of the southern Yellow Sea

The Radial Sand Ridges(RSRs)area in the southern Yellow Sea are subject to tropical and extratropical cyclone activities frequently,in which the special geometry feature and moving stationary tidal system result in complex storm-induced hydrodynamic processes,especially the tide-surge interactions.We studied a rare weather event influenced simultaneously by an extratropical cyclone EX1410 and Typhoon Vongfong as an example to investigate the characteristics of storm surges,wave-surge,and tide-surge interaction in the RSRs area,and applied a high-resolution integrally-coupled ADCIRC+SWAN model,in which the meteorological forcing inputs are simulated by the WRF-ARW model.The model is validated by records from 4 tide gauges and 2 wave buoys along the Yellow Sea coast.Results show that the tide-surge interactions are of considerable regional heterogeneousness.The surge curves at Lüsi(in south RSRs)and Jianggang(in middle RSRs)have abrupt falls near the time of low tide,where the peak occurrence time of interaction residuals tend to shift towards the mid-ebb period.Significant increase of bed shear stress in shallow waters was proved the dominant factor to affect the tide-surge interaction in broad tidal flats of the RSRs area.Differently,the interaction pattern in the Xiyang Trough(in north RSRs),showed a unique rising in mid-flood period due to the phase advances of real surge waves in relatively deep waters.Therefore,we suggested to the local flood risk management that the tide-surge interaction tends to alleviate the flooding risk in the RSRs area around the time of high tide,but aggravate the risk on the rising tide in the Xiyang Trough and on the falling tide in large-scale tidal flats of the southem RSRs area.     

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。