海洋沉积物粒度参数3种计算方法的对比研究

海洋沉积物粒度参数是反映沉积物物质来源及水动力条件的敏感性指标。目前国内对海洋沉积物粒度参数计算方法并不完全统一,制约了粒度数据的整合和使用。利用长江口外近海348个表层沉积物粒度数据,分别使用Folk和Ward的图解法公式、Collias等的矩法公式和McManus的矩法公式进行了粒度参数的计算。运用相关分析和基本统计分析等方法,讨论了不同方法计算结果间的差异和影响因素。结果显示:图解法与矩法计算的平均粒径和分选系数分别呈显著线性相关,且不受沉积物物质来源的影响。对于偏态和峰态,3种不同方法计算结果的相关性较低,甚至表现为不相关。不同方法计算的沉积物粒度参数的差异性均与沉积物类型和频率曲线分布形态有关。当物质组成均匀、频率曲线近正态分布时,不同方法计算的粒度参数的相关性显著提高。当沉积物较粗或较细时,粒度分布偏离正态且具有明显尾部特征,用不同方法计算结果的差异会随之增大。对3种不同公式综合对比认为Collias等的矩法公式反映沉积物粒度分布特征更加灵敏、可靠,建议在进行资料整合时采用。     

苏北近岸海域表层沉积物粒度及其对环境动力的响应

对2007年9—11月在南黄海辐射沙脊区和江苏北部潮滩采集的表层底质样品进行粒度分析,获得了平均粒径、分选系数、偏态、峰态等粒度参数,并对其进行了聚类分析。结果表明,9 m以浅和20 m以深的样品可归为两种类型的沉积物,而水深9～20 m之间的沉积物两种类型都有,多样性较大。由Gao-Collins粒径趋势分析模型获得的沉积物净输运趋势显示,除外毛竹砂处沉积物有向外海输运的趋势之外,其他外围的断面均显示泥砂向辐射沙洲中心输运,这与历史资料中记录的结果相一致,表明粒径趋势分析适用于大型辐射沙洲海域。根据Stern-berg图分析,粒度参数的空间分布是由差异性输运造成,沉积物从射阳河口岸外向大丰潮间带上部输运的过程中,众数粒径几乎全部以悬移质的形式输运,而小庙洪向东灶潮滩上部输运的众数粒径以悬移方式输运的概率只有60%,从而使射阳河口岸外与大丰潮间带上部的沉积物粒度参数相同,而小庙洪与东灶潮间带上部的沉积物粒度参数有显著差异。     

东海外陆架-陆坡-冲绳海槽不同沉积单元底质沉积物成因及物源分析

通过对东海外陆架-陆坡-冲绳海槽表层沉积物粒度和黏土矿物组成的分析,探讨了3个不同沉积单元底质沉积物成因及物质来源。结果表明,东海外陆架→陆坡→冲绳海槽,沉积物粒度整体上逐渐变细。东海外陆架沉积物具有明显海滩砂或者破浪带砂的特征,为晚更新世冰消期海侵的产物,属于"残留沉积"。海槽西坡沉积物粒度参数具有重力流沉积特征,反映了沉积物由外陆架向海槽以滑塌或重力流的搬运方式。海槽槽底细颗粒沉积物悬移组分占主导的特点体现了半深海沉积特征,其主要来源于台湾和中国大陆长江、闽江等入海河流。物质来源一方面反映了黑潮对于细颗粒台湾源物质的输运的巨大作用;另一方面体现了来源于中国大陆源细颗粒物质存在以近底侧向搬运、"冬贮夏输"悬浮搬运等多种输运机制。     

2019年长江口南北槽水域表层沉积物特征分析

为探究长江口区域最新的泥沙运动特征,于2019年枯季(1月,21个样本)和洪季(8月,58个样本)在长江口南北槽及周边区域现场取样河床表层泥沙样本,测量了样本的中值粒径和级配分布。采用Folk-Ward公式计算了泥沙样本的粒度参数(分选系数、偏度和峰度),并分析了沙样本内磁性物质含量。基于上述泥沙物理参数,进一步对比分析洪枯季研究区域河床表层泥沙的时空分布变化特征。分析结果表明北槽内洪枯季泥沙样本中值粒径空间分布特征一致,南槽中段洪季泥沙样本中值粒径远小于枯季泥沙样本中值粒径,南槽其他区域洪枯季泥沙样本中值粒径空间分布特征一致。同一中值粒径下,不同沙样本(中值粒径大于63μm)各粒度参数之间差异显著,而泥样本(中值粒径小于63μm)粒度参数间差异相对较小。此外,磁性物质含量测量结果表明枯季沙样本磁性物质组成的空间分布存在一定的差异,而洪季沙样本磁性物质的空间分布相对均一。     

南黄海表层沉积物微量元素地球化学特征

分析了在南黄海采集的295个站位的表层沉积物样品的微量元素含量和500个站位的粒度参数,研究了南黄海沉积物微量元素含量、平均粒径和判别函数的分布特征及微量元素、沉积物类型和平均粒径的相关性。南黄海沉积物微量元素分布由于物质来源和与沉积物类型相关性的不同,表现出明显不同的分布规律:Sr分布与黄河、长江和生物碎屑碳酸盐的贡献有明显关系;Ba分布与黄河、锦江物质供给有关;东部Rb元素分布反映了韩国河流沉积物对南黄海东部的影响;Co分布反映了长江物质的运移方向。Ba和Cu与沉积物类型相关性不明显,不受沉积物粒度控制;Sr、Co、Rb则可以用于区分黄河、长江和韩国河流沉积物的来源。     

长江口北支的沉积物输运趋势

2007年9月在长江口北支采集表层沉积物样品,进行粒度和重矿分析,并利用Gao-Collins粒径趋势分析模型计算沉积物净输运趋势。结果显示,北支上口的沉积物有向下游输运的趋势;大新港至河口处,沉积物大致呈由北支下段向中、上段输运的趋势;北支河口外的沉积物,存在着向河口内输运的趋势。重矿物中稳定矿物与不稳定矿物比值的变化也显示,北支上口、下口处沉积物均向北支内输运,与粒径趋势分析的结果基本吻合。上述结果均显示,沉积物向北支内净输运,导致北支河段逐渐淤积。     

泉州湾表层沉积物粒度特征分析

本文利用福建省泉州湾海域采集的70个表层沉积物样品,分析了泉州湾表层沉积物粒度参数的平面分布特征及输运趋势.对沉积物的粒度参数进行了Q型聚类分析,开展了沉积物曲线特征在横向上的分布研究,并针对沉积物不同粒级组分对沉积物来源做了R型因子分析.粒度分析结果表明,不同粒度参数(平均粒径、分选系数、偏态、峰态)在横向上具有不同的变化特征,很大程度上受到潮汐水流的影响,同时入海河口、岛屿周边和局部凸凹岸都会成为其影响因素.沉积物输运趋势分析结果显示,沉积物主要来源于晋江和洛阳江的输入、研究区南侧海岸侵蚀物向北运移后的沉积及外海海流的带入;Q型聚类分析把沉积物分为两群四类,能很好地反应出沉积物粒度概率曲线的变化特征;R型因子分析进一步探讨了沉积物粒度特征可能的影响因素,以陆源碎屑特征和水动力变化影响为主,其次是生物碎屑沉积和人工采砂.     

长江口北槽柱状沉积物粒度分布特征及沉积环境指示意义

为了研究长江口北槽深水航道的泥沙回淤机制及来源,通过对长江口北槽深水航道中部南、北导堤两侧坝田区域所采浅钻柱状样的沉积物特征、粒度参数特征、粒度成分和沉积速率特征等的分析,探讨北槽深水航道水动力条件和泥沙沉积环境。结果显示,柱状样以黏土质粉砂为主,受径流和潮汐作用,分选性都较差,偏态均为正偏,北导堤和南导堤两侧柱状样的分选系数、偏态和峰态在同一侧相互之间的特征较一致,且三组分组成接近;南北导堤异侧之间的粒度特征差异较为明显,北导堤一侧的平均粒度比南导堤的小,北导堤坝田附近的柱状样粒级百分比在垂向上波动变化较大,南导堤则表现的较为单一;南北导堤的敏感组分主要集中在粒级100μm部分。结合资料和测年数据,综合得出,由于北导堤和南导堤的涨落潮不对称,导致了其粒度特征上的不同;北槽淤积中的流域供沙逐渐减少,泥沙来源逐渐转变为滩槽交换供沙为主;北槽受深水航道工程影响巨大,泥沙沉积过程复杂,还需深入研究。     

基于“动力组分”思想的沉积物粒径趋势模型

“粒径趋势分析”的基本思想是利用沉积物粒度参数的空间变化(粒径趋势)来反推沉积物输运路径.依据“动力组分”思想,通过建立一个一维的悬浮沉积物输运模型来正演沉积物输运方向上的表层沉积物粒度分布和粒径趋势,探讨水动力能量沿程衰减和沿程增强两种不同情形下的粒径趋势特征.研究表明:粒径趋势形成的直接原因是沉积物中不同“动力组分...     

福建平海湾外湾表层沉积物粒度特征及冲淤变化

通过对平海湾外湾106个表层沉积物样品的粒度分析,阐述了平海湾外湾表层沉积物的物质组成和粒度参数分布特征.利用沉积物粒径趋势模型初步探讨了平海湾外湾的沉积物输运趋势,结合新老海图对比,分析了该海域的冲淤变化特征,并结合平海湾发展规划选取代表站位来分析计算潮流和波浪对海底沉积物的冲刷.结果表明,研究海域表层沉积物可分为5种类型,主要为粘土质粉砂,随着水深的增加,沉积物呈逐渐变细的趋势.沉积物的平均粒径(Mz)、分选系数(σi)、偏态(S_(ki))及峰态(K_g)的分布与研究区海域沉积环境和水动力条件等相对应.粒径趋势分析显示研究区表层沉积物的输运趋势主要为NW向和SE向.对比不同年代海图及观测资料表明,研究海域呈弱淤积状态;经过分析计算,研究区海底沉积物不是受到潮流而是波浪的冲刷.     

苏北废黄河三角洲沉积物的时空变化特征

基于苏北废黄河三角洲近岸冬夏两季的表层沉积物粒度参数分析结果,研究了沉积物的时空变化特征。结果表明,沉积物分布具有显著的时空变化特征:空间上由岸向海、由北侧至南侧,沉积物粒度呈变粗的趋势;时间上,沉积物粒径冬季粗于夏季。沉积物分选普遍较差,偏态为正偏,峰态尖锐。受季节性风的影响,冬季沉积动力环境比夏季复杂,沉积物粒度参数变化幅度较夏季大,冬季样品粒度参数等值线梯度明显大于夏季。在粒级-标准偏差曲线上,高峰值在52.55～88.39μm,为敏感粒级。研究区在潮流和季风驱动的风浪作用下,沉积环境具有波-流联合作用复杂的特点。     

长江口崇明东滩水域悬沙粒径组成和再悬浮作用特征

根据2006年10月在崇明东滩潮间带和潮下带两个站位的大小潮水文泥沙观测资料和悬沙水样的室内粒度分析资料,对悬沙粒径的时空分布特征及其与流速等的关系进行了分析,并对再悬浮特点进行了探讨,结果表明,大小潮期间的悬沙颗粒组成较细,平均粒径的均值仅为6μm;大潮时的悬沙粒径略粗于小潮的,潮间带的略粗于潮下带的;由底床向上悬沙粒径趋于减小。悬沙粒径与流速、悬沙含量无明显的统计学关系,底质粒径、再悬浮强度和再悬浮泥沙粒径的空间变化以及浮泥的悬浮作用等是主要的影响因素。由于底质粒径的空间分布复杂,在东滩水域再悬浮具有明显的空间变化。在底质平均粒径大于60μm的粗颗粒沉积区,大小潮的再悬浮作用微小,底质以推移质运动为主。在底质平均粒径介于5~11μm的细颗粒沉积区上,悬沙级配与底质级配基本相同,该区域是再悬浮的主要发生源地;悬沙级配的变化过程揭示,再悬浮对底层悬沙的贡献率平均为8%~20%,大潮时的再悬浮强度是小潮的5~10倍,由底质再悬浮产生的悬沙在底部水层中的平均含量约为0.03~0.47 kg/m3。     

云南属都湖流域人类活动的湖泊沉积响应

通过对属都湖Esdr1孔沉积物粒度、磁化率等指标研究,利用137Cs建立年代标尺,结合文献和降水数据讨论了人类活动对湖泊沉积环境的影响。结果表明:17~14 cm(1958—1970年)沉积物中粗颗粒的砂含量和磁化率值急剧增加,分析应是20世纪50年代末流域大面积砍伐森林,强烈的水土流失所致;14~8 cm(1970—1988年)沉积物粒径变细,磁化率值降低,指示流域植被逐渐恢复,流域侵蚀减弱;8~0 cm(1988年至今)沉积物黏土含量升高、砂含量降低,应是湖泊出口处修建的水坝改变了湖泊水动力条件所致。     

近百年来长江中游网湖沉积物粒度特征及其环境意义

通过放射性核素137Cs和210Pb精确计年,建立了长江中游原通江湖泊网湖近代沉积物年代序列。运用沉积物粒度指标分析了近100年来网湖沉积记录的环境特征,结果表明,近100多年来网湖沉积速率较大,平均约为0.56cm/a;沉积物粒度指标变化与流域降雨量、人类活动以及长江洪水密切相关,降水大的年份和大洪水时期沉积物粒径增大,分选性变差,峰态变宽。根据沉积物粒度指标特征,近100年来网湖沉积环境大致可分为两个阶段:(1)20世纪50年代以前,湖泊沉积主要受降水和洪水等自然因素控制,沉积物粒度组合变化相对较小,在湖泊水动力条件变化时沉积物粒度指标出现明显的波动,反映了流域降水及长江洪水对湖泊沉积环境的影响。(2)20世纪50年代以后,湖泊沉积物平均粒径较大且分选性差,与流域强烈的人类活动所引起的大量陆源碎屑进入湖泊有关,湖泊沉积粒度指标主要反映了流域工农业生产的快速发展、人口的持续增长以及水利工程建设等人类活动对湖泊沉积环境的影响。     

Grain-size distribution patterns of suspended sediment in response to hydrodynamics on the Dafeng intertidal flat, Jiangsu, China

1Introduction The sediment dynamics of intertidal flats in-volves erosion, transport, and settling processes. A-mong these, the mechanisms of sediment transportare a key question. Progress has been made in awide range of associated areas, including sedime…     

黄茅海河口湾沉积物的稳健对数比主分量分析

本文用稳健对数比主分量分析方法对黄茅海河口湾93个表层沉积物样品的粒度数据进行统计研究,从而划分出四个沉积物粒度类型以及相应的四个不同水动力沉积区,并对沉积环境和泥沙运动作分析解释。     

冰后期最大海侵以来长江,钱塘江河口湾发育过程的沉积动力学研究

利用二进流数学模型对冰后期最大海侵以来５期古岸线与现在岸线条件下古长江河口湾、古钱塘江河口湾及其邻近海域的主要水动力Ｍ２潮流场进行了数值模拟;在此基础上,分别计算了进入不同时期潮流场的７种粒径泥沙的潮平均单宽悬移输沙率与扒移输沙率及其相应的输沙率散度,据此得出不同粒径泥沙在当时潮流场中的悬移与推移输过趋势,划分了海 淤积区与冲刷区 同时期的潮流场作用下,长江入海泥沙除最大限度地沉积在古长江河口湾（     

现代黄河水下三角洲底坡的不稳定性

高分辨率声学系统在黄河口区记录到水下河道、埋藏沟谷、塌陷坑、陡缘洼地、滑块体、断层和浅层气等特征。水下三角洲可划分为浅水台地平整区、斜坡低隆起区、斜坡浅沟坑区、斜坡深沟坑区和斜坡前缘低角度平坦区五个底坡稳定性不同的微地貌单元。研究表明，水下三角洲的沉积－地貌格局受控于黄河汛期的巨量输沙、河口区的快速沉积和重力再搬运以及波浪和余环流因素。对影响底坡不稳定性的沉积物力学性质、自然地震和风暴潮因素也作了