浙江三门湾猫头深潭风暴快速沉积研究

三门湾频受热带风暴的影响,风暴期出现剧烈的滩冲、槽淤的泥沙交换,而在风暴后的正常天气条件下,则产生滩淤、槽冲的泥沙交换过程.通过猫头深潭(槽)9417号台风前后剖面水深重复测量、沉积特征及沉积物放射性同位素(210Pb,137Cs)测年等资料,揭示猫头深潭风暴快速沉积(骤淤).正常天气条件下风暴沉积产生再悬浮随潮运移,深潭水深得以恢复.在连续强热带风暴的影响下,又遇强的风暴增水,风暴沉积难以完全被冲刷,部分残留在深潭内,在猫头深潭沉积层中储存着风暴沉积的信息     

养马岛连陆海堤对沉积动力环境的影响

运用水动力和泥沙输运数学模型模拟了养马岛连陆海堤拆除前后的水动力变化以及海底冲淤演变状况。通过对连陆海堤拆除前和后的流场比较,可知连陆海堤拆除后养马岛南部海域流速加大,可达20 cm/a,水流畅通,水体交换能力获得明显的改善;海底蚀淤模拟结果表明,养马岛南部海域淤积情况明显减弱,最大淤积速率仅为1 cm/a,东南侧海域发生侵蚀,最大侵蚀速率为5 cm/a,东侧海域发生普遍淤积,淤积速率在1~5 cm/a之间。连陆海堤拆除后养马岛南部海域海洋环境会得到明显改善。     

近50年来杭州湾七姊八妹列岛海域海床演变分析

七姊八妹列岛海域位于杭州湾南部的灰鳖洋内,除了岛礁周围局部存有深沟外,其余地区海床平缓.为了探究该海域海床演变情况,在了解杭州湾来水来沙特征基础上,分析了七姊八妹列岛海域的水动力、悬沙和底质分布特征.不同时期海图的对比分析表明,该海域近岸水深较小,人类活动频繁,围涂筑堤工程较多,一直处于淤积状态,属淤涨型岸滩,而离岸较远的海域,泥沙难于落淤而随潮反复搬运,基本处于冲淤平衡状态.1962～2008年这46 a间,七姊八妹列岛海域总体呈现与岸线走向一致的淤积、冲刷间隔分布的冲淤带.平均淤积厚度约2.2 m,淤积幅度约5.0 cm/a,大多数地方平均冲刷厚度约2.4 m,冲刷幅度约5.0 cm/a.这些特点与当地的水动力条件和泥沙沉积特性相一致.     

随机波浪作用下黑泥湾冲淤演变的数值模拟

近岸海域潮流、波浪动力条件复杂,单纯考虑潮流输沙对底床冲淤演变的影响可能存在较大的偏差.基于局地较长时期海浪场统计特征,将随机波浪因子引入底床冲淤演化模拟研究中,采用ECOMSED模式进行了不同波浪动力条件影响下黑泥湾海域冲淤演化的数值模拟,并与现场观测资料进行了比较,取得了较好的结果.结果表明,黑泥湾及附近海域存在较稳定的N-S向潮余流,这在整体上是本区泥沙输运的重要影响因素;湾内海域基本处于冲淤动态平衡,冲淤格局与其地形、海流流速和波浪场分布有关,楮岛周围与镆铘岛东面近岸海域以侵蚀为主,镆铘岛南部近岸以淤积为主;随机波浪要素的引入对冲淤演变模拟结果有较大的影响,引入波浪要素后的模拟的结果与海图更为接近.     

舟山岛马岙岸段海岸演变与水下岸坡冲淤动态

利用不同年份的水深地形资料进行冲淤计算,结合实测水文泥沙、现场岸滩沉积地貌观察、新老海堤分布位置及以往浅地层探测和考古等资料综合分析发现,岸滩地貌形态从大约距今7 000 a前的一个古基岩港湾经受细颗粒泥沙长期不断地充填、淤积转化为近乎平直的岸段.在自然和人类活动的共同作用下,近370 a来海岸线以5.3 m/a的速度向海推移,潮滩以0.25 cm/a的速率沉积.近40余年来水下岸坡平均冲淤速率为-3.8~2.4 cm/a,横向冲淤调整有类似砂质海岸剖面塑造的特性,泥沙经受了在横向剖面"上部微淤、下部微冲"和纵向总体"东侧微冲、中西部微淤"的交替重复调整过程,目前朝着"上部微淤、下部微冲"的均衡剖面调整方向发展.     

山东裕龙岛跨河道工程对沉积动力环境影响研究

根据裕龙岛附近海域水文和地形等实测资料,采用数值模拟的方法,模拟了研究区跨河道工程建设前后的水动力、冲淤和水交换等沉积动力特征,探讨了跨河道工程建设对裕龙岛内部沉积动力环境的影响。结果表明,跨河道工程建设使裕龙岛内部水道潮流流速整体减小,最大减小量超过20 cm/s,减弱了水道内水动力环境;工程建设对水道内冲淤环境产生一定影响,改变了水道的微侵蚀环境,部分地区发生淤积,最大年淤积量超过2 cm;工程建设明显影响水道内水交换,造成水交换率下降,部分区域水交换率低于60%。整体而言,经一河、经二河建设桥梁,纬一河建设管涵对水道内沉积动力环境影响相对较小,符合工程建设的实际要求。海岸工程建设应优先考虑海洋环境保护,实现工程和环境的协调发展。     

龙口湾冲淤特性对人工岛群建设的响应

龙口市拟建的离岸人工岛群可能将引起龙口湾内冲淤特性的变化及岸线的动态调整。运用MIKE21数学模型模拟了人工岛群建设前后海域潮流场和海底冲淤的变化特征,运用CERC公式计算了龙口湾沿岸输沙率的变化状况,并在以上基础上,分析了龙口湾冲淤特性对人工岛群建设的响应。结果表明,人工岛群建成后,其北侧和西南侧海域以淤积为主,西侧海域以冲刷为主;人工水道内部在西南向大风情况下淤积较为严重;界河口两侧沿岸输沙率差别较大,由界河口来沙和沿岸输沙引起的岛陆间水道的淤积速率约为12.5 cm/a。     

闽北近海柱状沉积物粒度特征及沉积速率研究

通过对闽北近海柱状沉积物的粒度频率曲线、粒度参数、粒度组成和沉积速率变化等特征分析,探讨闽北近海现代沉积环境条件变化.结果显示,闽北近海沉积物类型单一,以粘土质粉砂为主,粒级变化不大,粒度组成相对集中,粉砂级占绝对优势.频率曲线主要以主次双峰型为主,Zk1、Zk2柱样局部层位为主次三峰形态.Zk1、Zk2、Zk3柱样分别在78、69、87 cm处有不太明显的分段特征,上段平均粒径均略大于下段.研究表明潮流作用是该海域主沉积动力,沉积物主要以陆源物质为主,研究海域的水深整体略有变浅.研究区现代平均沉积速率为1.18～1.23 cm/a,里山湾和台山列岛附近海域沉积物平均沉积速率较快,分别为1.23、1.20 cm/a,大于七星列岛附近海域的沉积速率1.18 cm/a.海水动力条件是主要的控制因素,百年以来里山湾和台山列岛附近海域的水动力大小逐渐减弱,沉积物的沉积速率减小,台山列岛附近海域沉积速率减小幅度比较大;七星列岛附近海域水动力条件逐渐增强,沉积速率缓慢增加.     

乳山湾泥沙运移趋势及蚀淤分析

采用单宽输沙、沿岸输沙、海图对比及钻孔分析等方法,研究了乳山湾内泥沙运移趋势及蚀淤量变化两方面问题,蚀淤分析将乳山湾划分为:东汊、西汊、潮流通道和口门4部分进行讨论。研究认为乳山湾以河流来沙为主,湾内泥沙主要被落潮流带出湾外,在口门附近沉降形成落潮流三角洲,湾外两侧岸段破波带泥沙主要向口门方向运移,而悬移质泥沙主要被涨潮流带向湾顶。淤积区域集中在东西两汊及口门附近,潮流通道以侵蚀为主,东汊淤积速率为0.4~13.2 cm/a,口门附近淤积速率为6~20 cm/a,潮流通道侵蚀速率在5.7~23 cm/a之间。     

三维多组分泥沙数值模型在胶州湾的应用

基于环境流体动力学模型(Environmental Fluid Dynamics Computer Code EFDC)水动力和泥沙模块,把底床泥沙分为1个黏性组分和4个非黏性组分,建立起一个多组分泥沙三维胶州湾数学模型。模型很好地反演了胶州湾三维水动力场和悬沙浓度场。结果表明,在潮流作用下,胶州湾水体中悬沙浓度较小,以黏性组分(0.063mm)为主。悬浮起来的黏性组分泥沙随着潮流的涨落,在湾内外作长距离往复运动。可悬浮的非黏性泥沙(0.063～0.25mm)基本上集中在湾外水体底层,表现为局部悬移,就近落淤。胶州湾总体上冲淤变化幅度较小。内湾以冲刷为主,局部淤积;外湾基本上呈淤积状态;湾外冲淤形式较为复杂。     

台湾以东中尺度涡对黑潮入侵东海路径的影响

利用AVISO数据集的卫星高度计资料,分析了中国台湾以东中尺度涡的时空特征,通过具体的中尺度涡实例探讨了其对台湾以东黑潮路径的影响。研究表明气旋式中尺度涡在春夏季节的数目要少于反气旋式中尺度涡,在秋冬季节气旋式涡旋个数则多于反气旋涡;并且台东以东区域涡旋传播存在多种路径,涡旋的存在对台湾东北部黑潮入侵东海的路径具有重大影响,特别是2004年夏季台湾以东区域存在多个涡旋,相应的吕宋海峡黑潮主轴向东偏移明显,台湾东北黑潮入侵东海的路径发生了显著变化。     

海洋波动的波谱分析和尺度划分

对垂直切变基本流中刚盖海洋的大、中尺度波动作了波谱分析.发现随着基本流切变的增大和扰动波长的减小,涡旋波和重力惯性波的连续谱区会互相靠拢,最后发生重叠,这时已不能区分为快波、慢波;而能否重叠的关键在于临界波长与扰动波长的相对大小;基本流切变越大,扰动波长越短,重叠现象就越严重.这可用作尺度划分的客观标准.当波动尺度大于临界波长时,属大尺度,这时涡旋波和重力惯性波连续谱区互相不重叠,涡旋波是准地转的;当波动尺度小于临界波长而大于临界波长一半时,出现了涡旋波与重力惯性波连续谱区重叠的现象,并出现了涡旋-重力惯性混合波,而涡旋波是非地转的,此时运动属α中尺度.当波动尺度小于临界波长一半时,则已无纯粹的涡旋波,只有涡旋-重力惯性混合波和纯粹的重力惯性波,此时所有的运动均是非平衡的,该运动属β中尺度.采用这一方法划分的尺度标准与通常的标准在量级上相一致.     

渤、黄海冬季海冰对大气环流及气候变化的响应

受全球气候变暖影响,渤、黄海冬季气候呈明显的变暖趋势。在1951-2010年共60年中,后30年较前30年,气温升高了1.6℃,升幅异常显著。与此相对应,渤、黄海冬季海冰的冰级下降了0.6级。渤、黄海冰情持续偏轻与全球气候变暖趋势相当一致。冬季渤、黄海气温异常是对全球大气环流变化的响应,直接受同期东亚大气环流制约。研究表明,渤海海冰和大气环流的关系是清楚的,这对预测渤、黄海海冰具有重要意义。     

Evidence for water exchange between the South China Sea and the Pacific Ocean through the Luzon Strait

An analysis of historical oxygen data provides evidence on the water exchange between theSouth China Sea (SCS) and the Pacific Ocean (PO). In the vicinity of the Luzon Strait (LS) , the dissolved oxygen concentration of sea water is found to be lower on the Pacific side than on the SCS side at depths between 700 and 1500 m (intermediate layer) , while the situation is reversed above 700 m (upper layer) and below 1 500 m (deep layer). The evidence suggests that water exits the SCS in the intermediate layer but enters it from the Pacific in both the upper and the deep layers, supporting the earlier speculation that the Luzon Strait transport has a sandwiched structure in the vertical. Within the SCS basin, the oxygen distribution indicates widespread vertical movement, including the upwelling in the intermediate layer and the downwelling in the deep layer.     

长江与黄河河口沉积物环境磁学特征及其对比研究

对采自长江现行主河道和黄河入海口处的表层沉积样品进行了环境磁学参数的测量和对比研究.结果表明:长江和黄河河口沉积物的磁性载体主要是亚铁磁性物质,亚铁磁性矿物晶粒以假单畴-多畴为主,同时亦有超顺磁晶粒的存在;长江河口沉积物的磁性明显强于黄河河口沉积物,特别是质量磁化率、非磁滞剩磁及饱和等温剩磁,两者相对偏差在40%以上;在粗粒级沉积物(>0.063 mm)中,长江河口沉积物的磁化率与全样磁化率平均值差别较小,在4%左右;黄河河口沉积物差别很大,可达34%.两者的差别反映了长江和黄河沉积物中磁性矿物赋存方式的差异;长江和黄河河口沉积物磁性特征的差异与两者粒度特征对比明显.长江和黄河河口沉积物的这些磁学方面的差别是源岩特征和气候环境差异上的反映,可以作为判别两者物源的有效示踪剂.     

辽宁近岸海域水质演化及对近海陆域生态水文格局的响应

根据1991-2000年对辽宁省近岸海域水质的连续监测资料,采用秩相关系数法对辽宁近岸海域水质做了定量评估,结果表明,辽宁省近岸海域海水水质较差,主要污染物为无机氮、活性磷酸盐、石油类和Pb,2000年全省近海海域各类功能区水质总达标率仅为48．1％。秩相关系数趋势预测表明：除COD有下降趋势外,其他主要污染物均有逐年上升趋势,且无机氮的上升趋势最为显著。辽宁省在沿海改革开放的初期,沿海海域的水环境做出了相当大的牺牲：20世纪90年代的中后期水质有了明显的改善,陆域非点源污染对近岸海域水质污染的贡献较大;各主要污染物在各海域的变化不同。生物学指标整体上显示,大连海域和营口海域水质在枯水期要好于丰水期,表现出明显的季节变化。无机氮与石油类和COD呈现出正相关关系,COD与石汕类、活悱磷酸盐和Pb呈现出弱正相关关系,水质PCA结果进一步表明辽宁近海海域水质污染除工业污染外,近海陆域非点源污染对水质污染的贡献最大。生态水文参数的主成分分析(PCA)及与主要污染物的回归分析结果表明,近海海域水质演化受到近海陆域生态水文过程的影响较大,无机氮受到近海陆地水开发影响最大;活性磷酸盐、石油类受到水文过程因子的影响最大;COD和Pb受到农业开发活动的影响最大。建议在辽宁省海水质综合整治的过程中,要加强对近海陆域生态水文过程的调节,实施海陆一体化的综合治理模式。     

渤海湾北部底质沉积物中黏土矿物组成与物源研究

采用X射线衍射物相分析,对渤海湾北部166个表层沉积物样品和A435柱状样中的23个沉积物样品的主要黏土矿物含量组成进行分析。研究结果表明:渤海湾表层沉积物黏土矿物中伊利石(53.0%)含量最高,其次为蒙脱石(27.9%)、绿泥石(9.9%)和高岭石(9.2%),黏土矿物组合为伊利石-蒙脱石-绿泥石-高岭石型。渤海湾北部表层沉积物可分成3个沉积区,分别代表不同的沉积物来源:北部沿岸为滦河-海河物源区;中部和东部为黄河-海河物源区;西部沿岸为海河物源区。渤海湾北部表层沉积物黏土矿物分布和组合特征显示了渤海湾环流对海河、黄河和滦河来源物质的搬运和扩散作用。A435柱状样各黏土矿物含量在100cm以上层段具有很大的波动性,推测主要为黄河在1048—1128年和1128—1855年的改道事件的影响。     

南半球气旋发生频数的变化及其与赤道东太平洋水温和南方涛动的关系

北半球的许多天气现象与南半球的大气环流有关[1],尤其是南半球的气旋发展及其路径的变化[2-6],真实地反映了南半球大气环流的特征.对南半球气旋进行分析研究,不仅对南半球的大气环流研究有重要意义,对热带地区乃至北半球的气候研究也具有重要参考价值.本文拟在分析南半球气旋发生频数特性的基础上,重点探讨其与赤道太平洋水温和南方涛动之间的内在联系.     

渤海南部沿岸水运移及渤黄海水体交换的季节变化

针对渤海及附近海区的曲折岸线变化以及水文资料时空分布不均匀性的特点,使用四维客观分析LOESS方法得到逐月气候态盐度场。结果表明:渤海南部沿岸水扩展和运移受季风影响显著。冬季沿岸水向渤海湾和莱州湾堆积,形成沿山东半岛龙口海岸东向爬行的水舌,该水舌在蓬莱水域向东扩展;夏季沿岸水向渤海中部冲溢,特别是在黄河口附近,其核心区厚度可达8 m,可扩展到119°30′E处,同时莱州湾内的沿岸水向湾内西部收缩。冬季渤海海峡呈现显著"北进南出"水交换态势;夏季渤海海峡定常流方式的水交换特征不明显。     

黄、渤海断面及海洋站的盐度分布特征与变化趋势

采用经验正交函数(EOF)分解、超前滞后相关分析等方法,分析了36°N断面、大连—成山头断面和渤海中部断面盐度的空间分布特征和时间变化特征,讨论了环黄、渤海海洋站之间盐度的关系。结果表明,36°N断面、大连—成山头断面和渤海中部断面盐度的整体趋势都是升高,黄河流量的减小是造成渤海盐度升高的重要原因。黄海千里岩站1960～2000年间的盐度整体趋势也是升高,年变化率为0.01/a,造成盐度升高的主要原因是降水的减少,并且其短期震荡可能和ElNio有关,长期变化则与太平洋年代际震荡(PDO)有关。此外,千里岩站和其他海洋站之间的盐度有较好的正相关关系,只是在时间上存在着1～3个月的超前。对黄、渤海盐度长期变化的系统分析表明,近海盐度可能受到外洋的影响,有助于加深对中国近海环境演变的认识。