潮流沙脊的水力学问题探讨

借用河流水力学顺直河道中有两个次生横向环流的假说来解释潮流沙脊的成因，水槽实验和实际观察也支持了这一观点．正是这一次生的纵轴横向环流（即螺旋流）将泥沙从沟槽带向脊顶，建造了大致与潮流方向平行的潮流沙脊．根据底质粒度成份和分布特点．可分为粗底质沙脊和细底质沙脊两类．前者组成物质偏粗，底质分布为脊细槽粗，后者组成物质偏细，底质分布为脊粗槽细．这是因为影响颗粒起动流速的主导因素不同，前者以重力为主，后者以颗粒间粘结力为主．它们都反映沟槽中流速大于脊顶处流速．     

南黄海太阳沙西侧潮流脊槽的沉积物分布特征和沉积环境演变

对南黄海太阳沙西侧潮流脊槽区进行了底质调查,采用密集站位的振动活塞柱状沉积物采样器取样。根据粒度分析结果,比较精细地研究了厚度约2～3 m浅表层沉积物的空间分布特征。结果表明:表层沉积物中,细砂主要分布在潮流脊和岸滩上,其它较细的沉积类型主要分布于潮流槽内,呈显“脊砂槽泥”的沉积地貌基本特征。同时,沙脊上的表层细砂的分布范围明显与沙脊至海岸的距离有关,除了潮流的影响外,主要与外侧沙脊的消浪作用有关。另外,根据表层沉积物分布的沉积地貌特征,探讨了潮流脊槽的沉积环境演变。     

辽东浅滩潮流运动特征与沉积物输运

渤海东部的辽东浅滩是由一系列大致平行的线性沙脊和沙脊间沟槽共同组成的现代潮流地貌。根据辽东浅滩海域表层沉积物、脊-槽海流与悬浮泥沙同步观测和水深地形测量等资料,研究了沙脊和沟槽表层沉积物分布、海流及悬浮泥沙分布特征,分析了沉积物输运趋势,探讨了沙脊-沟槽地貌分布对潮流的响应。结果表明:辽东浅滩沙脊脊部表层沉积物为砂,沟槽表层沉积物为砂质粉砂和粉砂质砂,具有脊部粗、沟槽细的分布特征。受脊槽地形的控制,沙脊区潮流流速由表层至底层逐渐减小,沙脊脊部表层流速小于沟槽表层流速,而近底层则相反,沙脊脊部底层流速大于沟槽底层流速,其变化的临界深度约0.7 H(H为水深值)。沙脊区沉积物运移方向为NNE向,在一个潮周期内,沙脊脊部表层沉积物约有8.5~10.5 h可以被起动,而沟槽内沉积物只在高低潮流速较大的1h期间可以被起动。在长期的往复潮流作用下,沙脊脊部遭受侵蚀,沟槽淤积,沙脊逐渐退化,脊-槽高差减少,脊-槽地形趋于夷平,但沙脊退化的过程是缓慢的,目前的脊-槽地貌格局仍具有一定的稳定性。     

中国基岩海湾潮流地貌模式及其沉积动力特征

对我国基岩海湾内的潮流沉积和地貌进行了系统研究。根据潮滩、潮流水道、潮流沙脊等地貌单元的组合特征，概括出3种潮流地貌模式：潮滩型、滩-槽型和滩槽-脊型。通过各模式海湾环境特征的对比分析，设定紊动射流系数Rbjet做为判别潮流水道形成发育程度的水动力参数，发现潮流水道较为发育的滩-槽型和滩-槽-脊型海湾往往开敞度较小，纵深较长，而平均潮差较大，Rbjet大于45。潮流沙脊是区分滩-槽型和滩-槽脊型潮流地貌模式的标志地貌，粗颗粒泥沙来源是其发育的必备条件：残留沉积、海岸侵蚀来沙丰富的海湾内潮流沙脊发育；河流来沙则可以改造形成小规模现代潮流脊；而靠近大河河口，细颗粒来源丰富的海湾则不利于潮流沙脊发育，湾内形成滩-槽型潮流沉积。     

渤海东部潮流动力地貌特征

渤海东部发育了典型的潮流动力地貌体系，它由老铁山水道冲刷槽、辽东浅滩沙脊和渤中浅滩沙席三者组成。前者为潮流侵蚀区，后两者为潮流沉积区。老铁山水道表层最大流速可达５ｋｎ，潮流强烈侵蚀海底；辽东浅滩表层最大流速１．３￣２．３ｋｎ，Ｍ２分潮椭率绝对值小于０．４，潮流往复强，形成潮流沙脊；渤中浅滩表层最大流速为１．２￣１．６ｋｎ，Ｍ２分分潮椭率绝对值大于０．４，潮流旋转性强，形成潮流沙席。６号沙脊南端详测     

渤海东部潮流动力地貌特征

渤海东部发育了典型的潮流动力地貌体系，它由老铁山水道冲刷槽、辽东浅滩沙脊和渤中浅滩沙席三者组成。前者为潮流侵蚀区，后两者为潮流沉积区。老铁山水道表层最大流速可达５ｋｎ，潮流强烈侵蚀海底；辽东浅滩表层最大流速１．３～２．３ｋｎ，Ｍ２分潮椭率绝对值小于０．４，潮流往复性强，形成潮流沙脊；渤中浅滩表层最大流速为１．２～１．６ｋｎ，Ｍ２分期椭率绝对值大于０．４，潮流旋转性强，形成潮流沙席。６号沙脊南端详测区的旁侧声纳镶嵌日显示的微地貌形态有海底沙丘、沙条、彗星尾标志和冲刷沟，表明沙席和沙脊均是现代潮流作用形成的底形。该潮流动力地貌体系中，净沉积物搬运从老铁山水道至两潮流浅滩；在详测区净沉积物搬运从南向北。     

辽东半岛南岸海域潮流沙脊及影响因素

通过系统分析北黄海西部实测浅地层剖面资料,结合前人研究成果,探讨了辽东半岛南岸海域潮流沉积体系的特征,分析结果显示,研究区潮流沙脊剖面上呈不对称丘状分布,多为斜交前积反射,顶部叠置活动沙丘,属于仍在活动的侵蚀型和侵蚀-堆积型潮流沙脊。研究区存在4条彼此平行的NE—SW向展布的潮流沙脊,与M2分潮流椭圆长轴方向平行或呈小角度相交,沙脊长35～75km,高3～17m,脊宽3～7km,沙脊分布区的水深为40～50m。辽东半岛南岸海域潮流沙脊沉积特征受控于潮流的性质和海平面变化,物源显示多元化特征:落潮流携带老铁山水道侵蚀物质、沉积区附近和近岸岛屿的侵蚀物质、沿岸河流输入和沿岸流的搬运物质。     

东海和凯尔特海潮流沙脊的对比研究

东海潮流沙脊与凯尔特海沙脊均为开阔陆架上的大型深水沙脊，它们都形成在冰后期海面上升时期。目前仍然经受现代潮流和风暴浪的作用，具有一定的活动性，处于活动沙脊和衰亡沙脊之间的发育过程，属于准活动沙脊。与东海比较，凯尔特海的动力作用更强。东海沙脊横剖面大多呈向西南方向倾斜的前积层理，偶见波浪侵蚀面，反映以潮流作用为主形成的沙脊内部结构的特点；凯尔特海沙脊剖面呈现复杂的交错层理，内部有较多的波浪侵蚀面，这是潮流和波浪共同作用形成的沙脊内部结构的特点。     

胶州湾口潮流沙脊特征

胶州湾内外的涨、落潮三角洲上发育有一定规模的潮流沙脊体系,通过多波束调查采集数据和浅剖、沉积物资料的分析,对沙脊特征进行了研究。湾内涨潮三角洲上分别分布有冒岛沙脊、中央沙脊和岛耳河沙脊;湾外落潮三角洲上分别发育了潮流沙脊大竹、南沙、北沙和位于主潮流通道末端的弧状沙脊。潮流沙脊体系的演变具有较为明显的继承性。沙脊以海侵时期发育的沙体为内核,沉积物组成以粒度较粗的砂质沉积物为主,物源基础为低海平面时期胶州湾盆地内堆积的河流三角洲相沉积物。据分析,沙脊现代物源较为匮乏,整体目前处于冲刷不淤的状态。在现代潮流水动力条件下,研究区潮流沙脊处于活动状态。     

中国陆架潮流沉积体系和模式

在1991年中法合作渤海潮流沉积研究的基础上,查阅了国内外有关研究成果,分析了中国陆架的水深地形、沉积地貌与潮流动力的关系,认为潮流对中国陆架的海底地貌和沉积的形成发育起了主导作用。当潮流流速大于3节时,潮流的侵蚀作用是主要的,往复潮流多形成冲刷深槽,大大刷深了海峡或水道。当潮流流速1－3节时,潮流的沉积作用是主要的,多形成浅滩,即潮流沙脊和潮流沙席。以M2分潮椭率绝对值0．4为界,大于0．久者意味着潮流旋转性强,多形成潮流沙席;小于0．4者意味着潮流往复性强,多形成潮流沙脊。提出了我国邻近陆架发育了5个现代潮流沉积地貌体系：（1）黄海东部潮流沉积体系,它由西朝鲜湾潮流沙脊和其南部的沙席两者组成;（2）渤海东部潮流沉积体系,它由老铁山水道冲刷槽,辽东浅滩沙脊和渤中浅滩沙席三者组成;（3）长江口外潮流沉积体系,它由江苏滨外潮流沙脊和长江口浅滩潮流沙席组成;（4）台湾滨外潮流沉积体系,它由台湾海峡冲刷槽、台湾浅滩沙脊、澎湖水道冲刷槽和台中浅滩沙席四者组成;（5）琼州海峡潮流沉积体系,它由琼州海峡冲刷槽、东浅滩沙脊和西浅滩沙脊三者组成。此外,在东海陆架上还有冰后期海侵早期形成的残留潮流沉积体系。全新世陆架浅海潮流沉积模式可分海峡一浅     

福建闽江口和九龙江口外线状沉积沙体特征

福建沿海强潮河口闽江口和九龙江口外均发育有一定规模的线状沉积沙体,通过多波束调查采集数据和浅剖、沉积物资料的分析,对此类沙体特征进行研究,初步认为其为潮流沙脊。结果表明:在平面分布上,闽江口外潮流沙脊走向近SW-NE向,沙脊局部连片;九龙江口外沙脊走向近ENEWSW向,沙脊末端有分叉现象。分析现代海洋环境作用并结合沙脊规模、水深和河口相对关系的研究显示,沙脊主体规模基本稳定,现代水动力仅对沙脊表面有改造作用。在潮流、波浪和近岸余流的共同作用下沙脊脊顶部略显平滑,两翼坡度较缓,其沉积物组成以粒度较粗的古河口砂质浅滩砂为主,沉积主体为全新世海平面上升时期,近岸河口环境的古水下三角洲遭受潮流侵蚀而成。     

辽东浅滩海域潮流运动特征及其与潮流脊发育的关系

本文基于多站海流周日连续观测资料，分析了辽东浅滩海域海域流场状况，尤其是潮流运动的特征。并初步探讨了潮流运动与辽东浅滩潮流脊发育的关系。结果表明，该区潮流运动的下列特征，对于潮流脊的形成和发育起着最重要的作用。（１）辽东浅滩海域以潮流为主的流场，基本呈北一南向的往复运动。（２）潮流流速一般为０．５－１ｍ／ｓ，且分布不均匀。有从南向北递减之趋势。但在沙脊北部，流速有所增加。（３）该区潮流为非正规半日     

北部湾东侧莺东沙脊及其在管线工程中的负面作用

北部湾东侧莺东潮流沙脊是整个琼西南沙脊群之一,沙脊从感恩角岸外发育最好,至东方岸外已趋缓和。根据海底特征,由海向岸分为深水平坦段、沙波沙脊段和近岸段共3个区段。沙波沙脊区段主要分布4条沙脊,这些沙脊大都呈NS或NW—SE走向,与主水流平行,呈不甚规则的长条状,长约45 km,宽度较大。脊槽高差约20~30 m,脊顶水深5~8 m,沙脊槽向不对称,向海侧缓,向陆侧陡。成因上属于全新世低海面形成的连滨沙脊,受现代浪流修蚀改造而成。这些沙脊的基础部分基本稳定,只在暴风浪或强潮流情况下表面活动性泥沙做少量迁移。2003年铺设的东方1-1气田输气管线路由经过北部湾莺东沙脊。通过对中国海洋大学东方1-1海底管线多年调查资料分析认为,本区沙波沙脊海底管线被严重掏空,已发现的130余掏空悬跨点平均长达33 m,深度最大可达1 m。管线掏空可归因于底形特征动态变化和管线改变海底水动力环境的综合作用。     

闽江口外潮流沙脊群特征与成因

中国沿海很多陆架受潮流水动力的控制,发育了沙脊、沙席和沙波(沙丘)等潮流沉积地貌。闽江河口外首次发现有潮流沙脊群,沙脊群由数条大小不一呈SW—NE向的线状沙脊体组成,局部沙脊连片成为浅滩,相邻沙脊间为侵蚀沟槽,形成脊槽相间排列的地貌形态,沙脊东南翼较西北翼陡,表明沙脊有向东南方向迁移的趋势。通过对沙脊群和闽江口水下三角洲地形地貌、沉积物以及潮流场环境特征的综合分析,认为闽江口外潮流沙脊群是以古闽江口三角洲物质为基础,在全新世海侵过程中,沙脊群区处于近岸河口湾环境下发育,并在现代水动力的作用下形成与潮流方向相吻合的地貌体。     

潮流脊的形成机制和发育条件

本文重点讨论了潮流脊的形成机制和发育条件.1-3.5节的往复潮流和丰富的松散沉积是潮流脊发育的动力和物质条件,它形成的动力机制类同于顺直河流.在脊间槽道中,潮流以双向螺旋流的形式运动,即在水体向前运动的同时,于槽道中央下降刷深沟槽,而在两侧上升堆积沙脊,直至地形、动力和物质三者取得平衡为止,潮流脊通常分布在河口、海湾及海峡口等水深浅于35米的浅海近岸地区.     

舟山群岛册子水道现代潮流沙脊的初步研究

Geopulse甚高分辨率浅地震剖面记录和水深测量结果显示,在舟山群岛册子水道北部东侧发育有一条现代潮流脊,宽度约1~1.2km,研究部分长度超过2km(沙脊两端超出研究海域),脊顶水深50~60m,外翼高20~25m,水深65~85m,内翼高约10m,水深50~70m;脊内层理发育,以向海倾斜为主,表明潮流脊是由岸向海方向堆积发育的。根据地震剖面记录特征和沉积环境,推断潮流脊以细砂和粉砂为主组成,来源于册子水道轴部晚更新世陆相地层的侵蚀物质;由落潮流向东南搬运,再由涨潮流向西北搬运,在潮流脊上沉积而成。潮流脊的发育可能与外钓山岛和舟山本岛在研究海域向西突出有关,造成册子水道显著缩窄、流速加大、底质变粗。     

钦州湾潮流特征分析

根据1994年5月和11—12月两个航次的调查及近年有关海湾的海流观测资料，分析了钦州湾的潮流特征，观测资料来自分布于该海湾东中西三个航道及相关区域的8个测站。钦州湾涨落潮流特征：落潮流速大于涨潮流速：东部最大涨落潮流速小于西部：夏季落潮流总是大于冬季：龙门水道附近的流速最大，而其余区域的流速相对较小。外湾(钦州湾)余流，是气旋式环流：水体东进而西出。从湾内来的泥沙和污染物质，主要从西部进入外海；中、东槽是主要“进水”通道，外海低泥沙含量、少污染物质的清洁水从这里潮流而上。因此，与西部相比，东部盐度高，水质清洁，底质重金属含量少。     

南黄海太阳沙西侧海域晚第四系地震层序和沉积环境演变

在南黄海太阳沙西侧潮流脊槽海域进行了密集网格的高分辨率浅地震勘探,测线间距主要为120 m和200 m。沉积物穿透厚度最大约80~90 m,划分为2个地震层序(SQ1和SQ2),细分为5个亚层(U1~U5)。位于下部的层序1(U1)为晚更新世陆相沉积,上部的层序2(U2~U5)以全新世海相沉积为主。根据地震相特征研究了各亚层的沉积环境,从晚更新世晚期以来,研究区经历了三角洲辫状河流—河流刻蚀—古河道充填—河口滨海—三角洲滨浅海—现代潮流脊槽的沉积环境演变过程。在早全新世中期,研究区发育了一条窄河口型潮流沙脊,并随海平面的快速上升而被掩埋。现代潮流沙脊形成于末次高海面后,与古潮流沙脊没有继承关系,与晚更新世古地形也没有关系,受控于潮流系统。     

东海海底沙脊的结构及沉积环境

东海中南部海底分布广泛的脊槽状也形引起了人们广泛关注，有关文献称之谓全新世海进期的潮流沙脊；但对于沙脊的内部结构及其沉积环境序列、沙脊的活动性等问题，尚无明确结论。根据地震剖面和钻孔柱状资料，对沙脊体的地层结构、沉积环境和沉积时代进行了研究，认为海底沙脊群属于退期三角洲沉积体系，目前已被冰后期海进形成的已改造的陆架席状砂所覆盖，且不存在消脊迁移的迹象。     

琼州海峡东口潮流沙脊表层沉积物特征及沉积环境划分

琼州海峡东口潮流沙脊主要受到东西向往复流和地形地貌的控制,是我国重要的海砂资源地。通过对琼州海峡东口海域350个站位的表层样粒度数据的分析,探讨了研究区的沉积物粒度特征,并划分了沉积环境。结果显示,研究区底质类型共17种,以砂、砾质砂、砾质泥质砂、泥质砂质砾、砂质粉砂为主,其中潮流沙脊区,主要分布有砂、砾质砂和砾质泥质砂,以东则分布有砂质粉砂和粉砂质砂,砂质砾和泥质砂质砾多分布于冲刷槽内。研究区沉积物砾、砂、粉砂、粘土的平均占比分别为9.7%、71.0%、15.3%、4.0%,平均粒径为2.15φ,分选系数为1.69,其中潮流沙脊区砂占比多超过95.0%,平均粒径多小于2.00φ,分选较好,随着水动力的减弱,由西向东,沉积物逐渐变细。通过聚类分析,研究区共划分出6类沉积区,Ⅰ类、Ⅱ类沉积区分别代表潮流沙脊区和冲刷海槽区,Ⅲ类代表海湾环境,Ⅳ类代表潮流沙脊前缘,Ⅴ类代表开阔陆架,Ⅵ类代表河口水下三角洲沉积环境。