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。     

南黄海辐射沙脊群海域的水深遥感

南黄海的辐射沙脊群海域地形地貌复杂多变,应用遥感技术来测量其水下地形不仅有可能,而且势在必行。在对沿海及长江口门内外遥感反演水下地形研究的基础上,选择沙脊群海域中有代表性的一块水域为研究区,同步测量其水下地形和水流、悬沙含量,用实测地形和MODIS影像数据建立水深反演模型,同时分析该区域的悬沙光谱特征,选择悬沙遥感参数,以MODIS数据的水深反演模型和沙脊群水域的悬沙遥感参数为依据,建立削弱悬沙影响的水深遥感模型,从而反演出1.5×104km2的辐射沙脊群水下地形。从反演结果看,所建模型的相关系数二次方的值为0.664,F-值为18662,平均绝对误差为1.52m,平均相对误差为24%,5~15m水深段的平均相对误差只有18%,反演效果较好。     

南黄海辐射沙脊群海域海洋防灾减灾平台构建

针对南黄海重点海域防灾减灾、海洋管理的需求,运用GIS技术,集成南黄海风暴潮、海浪灾害预警报系统和风暴潮漫堤灾害评估系统,构建南黄海辐射沙脊群海域防灾减灾决策支持平台,实现全方位地理信息与海洋灾害预警信息的展示和综合集成,提高海洋防灾减灾辅助决策水平,为江苏沿海海洋环境安全保障提供技术支持,为沿海开发、防灾减灾提供基础技术支撑和决策服务。     

南黄海辐射沙脊群海域底质粒度特征及其输运趋势

为研究南黄海辐射沙脊群海域泥沙输运、地形变化和物质来源,探求黄河、长江迁移的南北界及其输运入海沉积物扩散和影响范围、沙脊群的演变趋势与潮滩的淤涨潜力,对辐射沙脊群海域获取的117个底质沉积物进行了粒度分析和端元组分分析(EMMA),结果表明:研究区底质以粉砂质和砂质沉积为主,区域分异明显,北部的废黄河水下三角洲地区是主要的粉砂质分布区,辐射沙脊群北部以砂质粉砂、中部以粉砂质砂为主,沙脊以细砂质沉积为主,南部粉砂质含量增加。EMMA分析结果显示,黄河和长江泥沙对研究区底质分布影响突出;废黄河三角洲沉积物有向南和东北方向输运的趋势,长江三角洲沉积物向北输运显著,沙脊群中部的细砂质沉积物有向南一直输运到如东-吕四近岸的趋势。与20世纪80年代、90年代调查结果比较,研究区泥质沉积减少,沉积物粗化明显,侵蚀调整突出。     

南黄海辐射沙脊群海域历史地震的浅地层记录

南黄海辐射沙脊群中部黄沙洋潮流通道的浅层地震剖面揭示了3处典型海底滑坡,滑坡区域西南距如东大洋口34.5km,南距西太阳沙人工岛17.1km。潮流通道中段北侧,即蒋家沙南坡的滑坡规模较大,滑坡后壁下滑错断达15m,宽度超过300m;潮流通道中段南侧,即茄儿杆子沙北坡东西两处探测到的滑坡形态相似且距离接近,应为同一滑坡体,为中型等级。黄沙洋潮流通道近几十年沉积动力环境基本稳定,滑坡体各错断上部均无沉积物覆盖,故推断1984年5月21日南黄海Ms 6.2级地震是诱发这两个海底滑坡体的主要因素。该地震震中位于NW—SE向苏北—滨海断裂带和E—W向栟茶河断裂带的交叉区,上述两个滑坡发生于这两个断裂带近震中处,且前一个断裂带(该地震的主破裂面)上诱发的滑坡体规模较大。本区海底上部普遍发育潮汐环境下形成的砂泥互层沉积,下部为古河道砂质沉积,加之潮道边坡坡度相对较大,震动触使含水砂层运动,出现液化现象,造成边坡失稳而诱发上部地层发生错断,导致潮流通道两侧沙脊边坡出现滑坡。近年来,江苏海岸开发加速,工程建设加快,潜在滑坡以及浅层气、软基等地质灾害在辐射沙脊群海域相对密集,探明与查清滑坡体空间分布与发展趋势,对保障海岸重大工程建设安全具重要意义。     

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。     

悬浮体粒度特征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。     

南黄海辐射沙脊群苦水洋海域的 沉积动力特征及稳定性研究

根据2011 年7 月3 日原4 日在苦水洋海域获取的全潮水文资料和底质样品,计算潮周期水、沙输运率,分析了其沉 积动力特征。基于1979年历史海图资料与最新测量的水道地形进行对比,进一步探讨苦水洋水道的地形演变过程及稳定性。 结果表明,苦水洋潮流作用较强,水道内沉积物主要以悬移质形式输运,在近岸段沿水道向岸净输沙,但在（121.606毅E, 33.029毅N）以东以向海输运为主。近三十多年来,苦水洋西水道深槽与口门北水道逐渐贯通,水道整体趋于顺直。     

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。     

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。     

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。     

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.     

基于DEM的南黄海辐射沙脊群冲淤演变初步研究

利用1968年(实测时间为1963-1968年)和1979年南黄海辐射沙脊群三丫子港至川腰港1∶200 000海图以及2006年大丰港及其附近1∶50 000海图资料,用Mapinfo进行数字化处理,得到水深点和等深线数据,在Surfer8.0中进行Kriging插值,分别建立水下数字高程模型 (DEM) ,并定量计算1968年至1979年三丫子港至川腰港的冲淤变化,以及西洋潮流通道1968年、1979年和2006年之间的冲淤变化.结果表明:①辐射沙脊群三丫子港至川腰港1968年至1979年全区处于冲淤动态平衡,冲刷量为8.98×109 m3,淤积量为11.38×109 m3.全区平均淤高13 cm/a,年均淤积速率为1 cm,其中以沿岸和东北部淤积为主,沙脊群中心枢纽部位冲淤变化较为频繁,外海大部分区域较为稳定.②西洋潮流通道1968年至1979年以冲刷为主,全区平均冲刷1.05 m,年均冲刷速率为8.0 cm/a;1979年至2006年仍以冲刷为主,全区平均冲刷1.59 m,但年均冲刷速率小于1968年至1979年,为5.9 cm/a.     

三亚新机场人工岛工程前后潮流变化模拟研究（英文）

本文在红塘湾海域建立了三维水动力模型,通过验证,结果与观测数据符合较好,认为模式可靠,并在此基础上分别模拟了三亚新机场工程前后的潮流情况,通过2种情况下的潮流流场、流速等的比较,分析了机场人工岛和临空产业园人工岛的修建对红塘湾及其邻近海域水动力环境的影响。     

南黄海辐射沙脊群潮汐水道的悬沙输运特征

根据南黄海辐射沙脊群定点站位的流速和浊度数据,利用通量分解方法,分析了潮汐水道的悬沙输运特征和输运机制。结果表明,辐射沙脊群海域潮汐水道中潮流为往复流,悬沙浓度较高,属于强潮流控制的悬沙浓度相对较高的陆架浅海环境;悬沙输运主要受欧拉余流和潮汐捕捉效应控制,再悬浮的沉积物通过平流作用进行输运。其中,陈家坞槽和西洋水道的悬沙输运以潮汐捕捉效应占优,沉积物向潮汐水道外输运,处于冲刷状态;苦水洋水道以欧拉余流输运为主,水道内的再悬浮的沉积物在强潮流作用下向陆输运,主要堆积在蒋家沙和西洋西侧岸滩等浅滩和潮间带上。由此可见,在陆源物质供应减少背景下,南黄海辐射沙脊群内部的物质充当了新的物源,短期内能够维持近岸潮滩和沙脊的持续增长。     

南黄海辐射沙脊群水下地形遥感反演及三维可视化

南黄海辐射沙脊群水下地形的获取和可视化对于江苏近海空间资源的开发利用具有重要意义.据此设计以下方案:首先利用可见光水深遥感反演技术,建立削弱悬沙影响的水下地形遥感反演模型,获取沙脊群水域的水下地形;然后以ActiveX Control和COM对象组合方式基于OpenGL技术开发三维地形可视化综合管理平台 ( Visual Terrain Platform,VTP ),构建辐射沙脊群水下地形三维可视化动态模拟系统,实现沙脊群水域水下地形的可视化及地形信息管理.实践表明该技术方案可为管理、开发和利用近海海洋空间资源提供技术支撑.     

南黄海辐射沙脊群西洋潮流通道的浅部沉积层序及其形成演化再认识

晚第四纪以来,黄河、长江都曾经江苏中部海岸注入南黄海,河海交互作用形成一系列沉积,全新世海侵后发育岸外辐射沙脊群。沙脊群西北部、由岸滩与沙脊所夹持的西洋潮流通道,位于北侧废黄河三角洲和南侧长江三角洲两大地貌单元间的过渡区,成为揭示不同大河交互作用下的海岸、陆架晚第四纪沉积层序模式的重要窗口。最近通过更多晚第四纪钻孔对比和浅层地震剖面集成研究发现：① 由于混乱的测年结果和陆相硬黏土层对比不当,造成之前基于07SR01孔和Y1孔构建的辐射沙脊群西洋潮流通道浅部沉积（标高−60 m以内）的年代框架有误,其主体应是晚更新世沉积且发育两个沉积旋回,末次冰盛期硬黏土层多被潮流侵蚀而缺失,表层全新世沉积厚度在水下沙脊处基本不足10 m,其余普遍不足5 m,甚至缺失;② 仅在西洋西北段稳定分布的浅层地震单元U3指示了MIS 3古黄河三角洲的南缘,自晚更新世以来西洋所在的江苏中部海岸可能深受古黄河物源的影响,这尚需在西洋西北段的关键位置钻取新孔,并结合已有浅层地震剖面和东南段钻孔来进一步研究证实。提出下一步工作将基于层序地层学方法,通过对已有控制性浅层地震剖面进行地震层序格架的三维可视化、提取地震单元和反射界面的空间分布特征,结合已有及新增控制性钻孔的沉积学和年代学研究,构建可靠年代框架、判识大河物源,并参考邻区钻孔资料,来探明西洋潮流通道的浅部沉积层序,反演其形成演化。     

南黄海江苏岸外潮流沙脊远端沉积与演化

SYS-0702孔位于南黄海江苏岸外潮流沙脊的远端(水深32 m),其最顶部18.64 m岩心对应于潮流沙脊沉积.根据对潮流沙脊沉积物的岩性特征、粒度分析、AMS 14C测年资料和210Pb测试分析,结合通过该孔位的高分辨率浅地层剖面,揭示了该远端沙脊的沉积特征、形成时间以及老黄河从江苏入海(1128-1855年)对沙...     

南黄海辐射沙洲近岸海域波浪特性研究

Errors will be caused in calculating the fatigue damages of details in liquid cargo tanks by using the traditional spectral analysis method which is based on linear system, for the nonlinear relationship between the dynamic stress and the ship acceleration. An improved spectral analysis method for the assessment of the fatigue damage in detail of a liquid cargo tank is proposed in this paper. Based on assumptions that the wave process can be simulated by summing the sinusoidal waves in different frequencies and the stress process can be simulated by summing the stress processes induced by these sinusoidal waves, the stress power spectral density (PSD) is calculated by expanding the stress processes induced by the sinusoidal waves into Fourier series and adding the amplitudes of each harmonic component with the same frequency. This analysis method can take the nonlinear relationship into consideration and the fatigue damage is then calculated based on the PSD of stress. Take an independent tank in an LNG carrier for example, the accuracy of the improved spectral analysis method is proved much better than that of the traditional spectral analysis method by comparing the calculated damage results with the results calculated by the time domain method. The proposed spectral analysis method is more accurate in calculating the fatigue damages in detail of ship liquid cargo tanks.