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—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潮流。涨、落潮明显不对称。涨潮流的流速和历时皆大于落潮流。数值试验表明,在海底地形和潮流的关系中,潮流仍起着主导作用。     

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     

登州浅滩近期演变及沉积物输运趋势

利用登州浅滩区域2004、2010年2期水深地形资料以及86个表层沉积物样品,对登州浅滩近期(2004—2010年)规模、形态、冲淤演变及表层沉积物输运趋势进行了研究,结果表明,在挖沙活动及泥沙供应量降低等因素综合作用下,2004—2010年登州浅滩由1991—2003年间的缓慢恢复转而大面积蚀退,-10 m等深线围成的面积减少5.9 km2;受浅滩大面积蚀退的响应,登州浅滩成为表层沉积物汇聚中心,使周边区域表层沉积物净输运方向均指向浅滩。     

扬子浅滩东南海域海底潮流沙脊、沙波特征

利用seabat8101多波束系统对扬子浅滩东南海底地形进行了高精度探测。发现海底呈明显近乎平行排列的条带状起伏,脊谷相间,沙脊大部分呈NW-SE向排列,发育在45~50 m水深范围之内,沙脊横剖面不对称,大部分沙脊西南侧坡度大、东北坡缓。沙脊规模略有差异,沙脊宽度约0.6~9.8 km,沙脊之间间距可达8.9~22.4 km,高度约1.8~13.3 m,研究区内最长可达53 km。部分脊槽过渡区域发育成片链状海底沙波,沙波大致呈NE-SW走向,波高约0.3~1 m,波长1 km左右。研究区中西部有海底礁石孤立地突兀于相对平坦的海底之上,暂定名为扬礁,最浅水深35.9 m,位于30°59'7.4'~31°N,124°36'48.7'~124°37'40'E。扬子浅滩东南海域沙脊是介于活动沙脊和衰亡沙脊之间的准活动沙脊。该研究将为我国海洋开发和海洋经济发展、海洋行政管理以及海洋安全保障提供服务。     

台湾浅滩沉积物粒度特征及输运趋势

2007年7月,对台湾浅滩43个站位进行了表层底质采样,在室内用Mastersizer 2000型激光粒度仪获得了沉积物的粒径分布,并用矩法计算其粒径参数.研究区内沉积物类型多为砂和含砾砂,平均粒径集中于0Φ到3Φ之间.福建—广东沿岸海域一带沉积略细,沿岸带外侧的浅槽,以及台湾浅滩东北边坡与南边坡沉积略粗.用粒径趋势分析计算结果显示,台湾浅滩东北方向与偏西方向的沉积物均向浅滩核部汇聚;而浅滩核心区的粒度参数比较接近,沉积物输运趋势弱化.     

沉积物输运对砂质海底稳定性影响的评估方法及应用实例

海底沉积物运动可由重力作用引起，它常以水下滑坡的形式出现，对高含水量的细颗粒物质尤其是如此(林振宏等，1990)；在陆架和陆坡区，水下滑坡可由于地震等事件而诱发。此外，海底稳定性还与水流作用引起的沉积物运动有关，沉积物输运造成相应的堆积和冲刷，从而改变海底的形态。在许多环境中，沉积物输运是控制海底稳定性的主要因素。海底某处高程在一定时段内的变化系由活动层厚度、冲淤量和底部地貌形态(Bedforms)迁移造成的变化等3部分构成(图1)，故海底稳定性可分解为以下3个问题：(1)沉积物活动时间(即在一定时段内海底沉积物处于运动状态的时间长度或百分比)和活动层厚度(图1A)；(2)沉积物运动所造成的冲刷、淤积及其速率(图1B)；(3)底部地貌形态的迁移速率及其造成的海床高程变化(图1C)。 海底沙丘和潮流沙脊是常见的海底地貌形态，有关专家认为(Ashley et al., 1990)，海底沙丘是大沙波(波长>30m)、小沙波(波长6-30m)、大波痕(波长0.6-6m)等形态的总称，它可以在沉积物供给充足、大潮流速达到0.6-1.0m/s的海底形成(Stride，1982)。潮流沙脊的规模大于海底沙丘，其高度可达20m以上，两脊之间相距10km左右，形成的流速条件为0.7-1.3m/s，其脊线几乎平行于潮流流向。海底沙丘和湖流沙脊的空间分布上往往具有重现性，即可以形成一系列的沙丘或沙脊。据沉积动力学研究的初步结果，这种周期性的分布与潮流流场特征(如潮流长短轴之比，主流流速、主流不稳定性等)和海底沉积物平面分布的非均匀性有关(Huthnance，1982a, 1982b；Hulscher et al.，1993；Liu，1997)。潮流沙脊可与海底沙丘伴生(Stride，1982；Amos et al.，1984)，此类形态的存在说明海底是处于活动和演变的状态，这往往给海洋工程带来一系列的问题。 本文应用水动力学、沉积动力学数学模型方法对砂质海底的上述3个问题分别提出解决方案，从而建立海底稳定性的评估方法。本文还叙述了来自海南岛西部海域的一个算例，以说明该方法的应用步骤和结果解译。     

台湾浅滩大型沙波、潮流结构和推移质输运特征

对2006年8月所获台湾浅滩的底质、水深、多层位流速、流向以及CTD观测数据进行了分析,探讨了台湾浅滩大型沙波区水流的时空分布特征、沉积物输运过程及影响因素,结果表明,台湾浅滩动力作用较强,底质为粗砂,其上发育的沙波波长为325~822 m,波高为14.4~20.3 m,较接近由前人总结的沙波波高、波长的关系式计算出的波高和波长。沙波波峰、波谷、迎水面和背水面流速以12.5 h为周期沿顺时针方向旋转;底部最大流速出现在半日潮周期的同一时段,对应的方向均为偏南方向,且沙波迎水面的流速大于背水面的。在两个半日潮过程中研究区域的沉积物输入量大于输出量,处于淤积状态。在潮流作用下沉积物输运量较少,沙波脊线移动较小,而台湾浅滩有较大规模的沙波运动,故认为改造沙波的主要作用力应该是风暴流。在观测的断面中涨潮推移质输运量大于落潮的,且第一个半日潮涨落潮的输运能力均较第二个半日潮的大,这可能与潮流的流速-时间不对称特征及潮能变化形式有关。     

黄河三角洲埕北海域底质沉积物粒度特征及泥沙输运分析

通过黄河三角洲埕北海域表层沉积物的粒度资料、实测潮流数据以及50 a一遇的波浪要素,分析了埕北海域表层沉积物的分布类型以及粒度参数特征,并计算了表层沉积物的临界起动应力、日平均单宽输沙通量以及波流共同作用下的单宽推移质输沙率。结果表明:研究区表层沉积物主要是粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂和泥四种,分选中等偏差,近对称到正偏,中等尖锐到尖锐峰态;对大潮期间埕北海域潮流底应力和表层沉积物的临界起动应力的计算说明潮流在大部分区域具有起动和输运泥沙的作用;秋季潮流作用下的日平均单宽输沙通量均值为372.32 kg/（m·d）,方向为涨潮流向。利用贝克尔（Bijker）和经典的Van Rijn公式计算出的50 a一遇的波流共同作用下单宽推移质日平均净输沙率结果近似相等。     

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。     

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。     

杭州湾庵东浅滩地貌演变规律

杭州湾南岸庵东浅潍的地貌演变具有长周期、多年周期和年周期变化。浅滩舌部的进退、摆动,以及滩面高程和潮沟系统的变动,是周期性演变的主要表现。地貌过程各控制因素通过杭州湾湾口和湾顶两个高混浊带提供的输沙通道,以及浅滩输沙结构的调整,间接或直接影响浅滩的演变,出现各个层次的动力-地貌响应关系。其中长周期和多年周期响应与长江及钱塘江两河口系统的调整有关,枯水条件下河口系统上移,庵东浅滩供沙不足;丰水条件下,两输沙通道会于庵东浅滩,促进了浅滩的淤涨。在年周期的小尺度演变中,波浪条件具有重要的影响。     

不同泥沙输运公式在以潮流为主的浅海、陆架环境中的适用性探讨

泥沙运动问题是个非常复杂的问题。随着经济的发展、科技的进步、环境与工程等的需要,泥沙运动越来越成为研究的热点,但它同时也是研究的难点。地质学家、沉积学家、海洋学家以及工程学家等经常需要了解浅海、陆架上的泥沙运动情况,即泥沙输运率,包括大小与方向。但由于自然条件的复杂性与受技术条件的限制,海洋环境中泥沙运动的研究比河流中的要困难得多。国际上,Ｇａｄｄ等１９７８年在美国的纽约陆架,Ｈｅａｔｈｅｒｓｈａｗ１９８１年在欧洲北海地区对此研究得较早（约７０年代末）,研究较多,研究程度也较高;我国海洋环境中泥…     

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。     

莱州浅滩表层沉积物的分布特征及影响因素

以莱州浅滩附近148个表层沉积物粒度资料为基础,结合潮流场数值模拟和泥沙起动流速计算资料,分析了莱州浅滩表层沉积物分布特征,初步探讨了研究区表层沉积物分布格局的形成机理及影响因素。结果表明,莱州浅滩表层沉积物由滩顶向两侧,粒径变细,分选性变差;物源和浅滩形态控制着研究区的沉积物整体分布格局,而浅滩特有的水动力条件则导致沉积物发生进一步分异:滩顶沉积物的分布主要受波浪和潮流的联合作用,两侧沉积物的分布则主要由浅滩两侧的潮致环流控制。     

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．     

闽江口及周边海域沉积物输运及资源效应

正河口海岸地区由于其丰富的自然资源和优良的人居环境,成为全球经济与社会发展的重心所在。然而,在全球变化和人类活动的双重影响下,河口海岸地区面临着多方面挑战,原来的发展模式不具有可持续性。为此,国际研究计划"未来地球海岸(Future Earth Coasts)"提出了河口海岸蓝图重绘的战略,其中大湾区属于河口海     

苏北岸外辐射潮流沙脊群东沙浅滩沉积速率空间分布特征

江苏岸外发育典型的辐射状沙脊群,沙脊群的地貌与沉积变化是海岸海洋动力地貌研究的热点领域。东沙是辐射沙脊群的重要组成部分,2012年在东沙浅滩采集了18个柱状岩心,利用210Pb方法分析了柱状岩心沉积物210Pb比活度,计算获得了东沙地区10个站位的平均沉积速率。东沙地区平均沉积速率有"西部边缘低、东部边缘高"和"南北高、中间低"的空间分布特点。辐射沙洲东沙附近地形格局和潮流对沉积速率有至关重要的影响。     

瓯飞浅滩及附近海域表层沉积物粒度特征及其水动力响应

基于2013年4月在温州瓯飞浅滩及附近海域采集大中小潮25个观测点的表层沉积物样品以及同步流速观测资料,分析表层沉积物的特征以及对水动力变化的响应。结果表明:(1)瓯飞浅滩及附近海域表层沉积物粒径普遍较细,中值粒径范围0.005 9~0.352 mm,平均0.014 9 mm,以粘土质粉砂为主。空间分布上,粒径呈现出"河口河槽粗,口外海域细";"北部粗,南部细"分布特征;河口区大小潮沉积物粒径变化明显,而口外海域大小潮沉积物粒径没有明显的差异;沉积物粒径越粗,分选系数越差,偏态系数更偏重负值;粒径越细,分选系数越好,偏态接近正偏;(2)由于受到地形和水动力的影响,不同区域的表层沉积物表现出不同的运移方向;GSTA模型结果显示大小潮泥沙输移方向不同,但总体上还是向南-东南方向运移,泥沙主要来源于上游的河流来沙以及海域来沙,而且局部泥沙的交换也是海域泥沙运移平衡的主要途径;(3)该区域河口区潮流输沙作用范围较大,开敞海域主要分布在5 m等深线以内;而对于波浪的掀沙作用主要受到波能的大小以及实际水深的影响。在水深5 m以内的近海海域沉积物的泥沙运移主要是以波浪和潮流的联合作用为主,而外海的表层沉积物泥沙运移特征主要是以波浪掀沙作用为主。     

闽江口及周边海域沉积物输运及资源效应

河流入海泥沙的大部分主要分布在河口、三角洲及近岸陆架地区,发育一系列的粗颗粒沉积体系,是海砂资源重要分布区。本文以福建闽江口为研究对象,初步探讨了沉积物输运过程及海砂资源的形成机制。观测结果表明,闽江河口水体盐度由河口内部向口外海域逐渐增大,水体浊度总体减小;闽江河口附近海域近底部(距离海底25cm)流向表现出一定的旋转流特征,潮周期内余流表现为向海输运,而推移质输运主要发生在涨潮期间,并且潮周期内净向陆输运。表层沉积物粒度分析结果表明,闽江河口水下三角洲前缘表层沉积物主要由粗颗粒物质组成,沉积物类型以砂和砂质粉砂为主,中值粒径小于4Φ;前三角洲地区表层沉积物主要由细颗粒物质组成,中值粒径介于4Φ—6Φ之间。沉积物粒径趋势分析结果表明,闽江入海泥沙经梅花水道和长门水道入海后,在盐淡水混合、径流、潮流的作用下,在闽江河口形成了四个粗颗粒沉积物汇聚区,成为闽江口地区海砂资源的重要分布区;而细颗粒物质在河口羽流和潮流的作用下向偏东方向输运,形成了以黏土质粉砂为主的前三角洲。