沉积物粒度组分空间预测的神经网络残余kriging方法

针对近海表层沉积物粒度组分空间变异的尺度差异性,提出了基于广义回归神经网络残余kriging的沉积物粒度组分空间预测方法,并以海州湾沉积物粒度数据为基础,分析了其在沉积物粒度组分空间预测和底质类型制图中的应用效果。结果表明,广义回归神经网络残余kriging方法能够获得比普通kriging方法更高的沉积物粒度组分空间预测精度,并且其底质类型的总体空间预测精度达到85%以上,相应的Kappa系数也在0.8以上,显示底质制图的预测类型与样本的实测类型具有较高的一致性。新方法对于开展定量化的沉积物粒度组分空间预测和底质类型制图具有参考价值。     

长江和黄河入海沉积物不同粒级组分中稀土元素的比较

为探索区分黄、东海陆架沉积物中来自长江和黄河源的有效替代性指标,从长江和黄河河口区各取3个沉积物样品作为长江和黄河入海沉积物的端元样品。研究结果表明:长江和黄河沉积物不同粒级组分中REE的变化范围分别为145.49~256.77 μg/g和121.22~135.56 μg/g,随粒度由细变粗分别呈下倾的"双峰"型分布和倒"S"型分布;长江沉积物中REE约为黄河的1.5倍,最低值比黄河的最高值高出20%;8~16 μm和2~4 μm是凸显长江和黄河沉积物稀土元素差异的敏感粒级,REE、LREE/HREE和(La/Yb)n等稀土元素特征参数在这两个粒级组分中差异明显。本次实验结果大幅度地提高了两条河流REE差异的灵敏度和可信度,为建立区分长江与黄河入海沉积物物源实用的有效指标提供了可能。     

空间插值与遥感反演的潮滩沉积物类型精度对比

以射阳河口南部潮滩为研究区,分别利用普通克里格插值和遥感反演得到潮滩表层的沉积物组分质量分数,进而获取沉积物类型,并对2种方法进行比较分析。结果表明,研究区分布3种沉积物,分别为粉砂质砂、砂质粉砂和粉砂。根据沉积物分类精度和空间分布特征的对比,空间插值获得的沉积物组分质量分数精度较高,沉积物类型总体分类精度均为87.9%,但高光谱遥感反演出的沉积物组分分布图能较好的反映出沉积物组分的空间异质性特征,沉积物类型的分布也具有更明显的空间变化规律,呈现出由低潮位向岸、由潮沟向滩面颗粒逐渐变细的趋势,这种空间分布特征与采样点粒度分析结果所表现的趋势基本一致,且与研究区的水动力环境特征及沉积物物质来源相吻合。     

对数比转换与系统聚类方法应用于北黎湾沉积环境分区

基于沉积物粒度组分的沉积环境分区是理解区域沉积动力过程的重要基础。利用海南岛西部北黎湾海域采集的185个表层沉积物样品,运用对数比转换方法处理沉积物组分数据,并分别对处理前后的数据进行聚类分析。结果表明,应用对数比转换方法可获得更优的沉积物聚类效果;基于沉积物的聚类结果可将研究区域划分为4个沉积物环境亚区,即残积沉积区、砂质沉积区、混合沉积区和泥质沉积区。研究结果对于深入理解北黎湾演变的沉积动力过程和开发利用具有参考价值。     

不同前处理方法对东沙底质沉积物土粒相对密度的影响

通过采用不同方法对东沙底质沉积物进行了土粒相对密度分析前处理,以探讨东沙底质沉积物中可溶盐、碳酸盐和有机质对其土粒相对密度的影响。结果表明,去除盐、碳酸盐和有机质后,东沙底质沉积物土粒相对密度明显降低,其中可溶盐对其土粒相对密度的影响最大。有机质含量的变化与东沙底质沉积物土粒相对密度变化的关系较大,呈负相关;而可溶盐和碳酸盐含量的变化与东沙底质沉积物土粒相对密度变化的关系则很小。     

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...     

基于时间平均的海底沉积物声速预测

在海底沉积物声速预测中,把不同海域的物理性质完全不同的沉积物试验数据拟合出一个统一的方程存在不足,不但数据过于离散,而且方程中参量的物理意义不明确。借鉴Wyllie等建立的时间平均方程的思路,基于声传播过程中路程、时间和声速之间的基本关系,引入了表征固液双相之间的堆垒方式和耦合状态对声传播路径影响的耦合系数,建立了沉积物声速预测模型。将鹿回头外海、南海南部和北部的沉积物测量数据进行线性回归分析,分别得出适用于不同海域的沉积物声速预测模型,拟合的复相关系数较大,偏差较小,证明该模型能够反映声速随孔隙度的变化规律,且各参数物理意义明确,具有一定的研究和理论探索意义。     

基于组分反演的高光谱潮间带表层沉积物自动分类研究

利用星载高光谱遥感影像数据Hyperion并结合现场采样粒度分析资料,对潮间带表层沉积物类型的自动分类进行了研究.根据低潮位下沉积物的短波红外光谱反射率与沉积物组分(沙、粉砂、黏土)含量之间的强相关关系,选择2102nm为特征波段,建立了高光谱定量遥感反演模型,获取初步的逐像元沙、粉砂和黏土含量,然后采用线性均衡化处理方法对初步反演结果进行修正,并结合Shepard三角分类法建立对照表,自动确定出每一像元对应的沉积物类型,得到研究区潮间带表层沉积物的空间分布特征,总体分类验证精度为87.9%.研究结果表明,研究区分布着三种沉积物,分别为粉砂质砂、砂质粉砂和粉砂,所占比例分别为18.9%,64.6%和16.5%,它们的空间分布趋势与研究区内的植被分布状况、水动力条件以及沉积物来源密切相关.     

基于时间平均的海底沉积物声速预测

在海底沉积物声速预测中,把不同海域的物理性质完全不同的沉积物试验数据拟合出一个统一的方程存在不足,不但数据过于离散,而且方程中参量的物理意义不明确。借鉴Wyllie等建立的时间平均方程的思路,基于声传播过程中路程、时间和声速之间的基本关系,引入了表征固液双相之间的堆垒方式和耦合状态对声传播路径影响的耦合系数,建立了沉积物声速预测模型。将鹿回头外海、南海南部和北部的沉积物测量数据进行线性回归分析,分别得出适用于不同海域的沉积物声速预测模型,拟合的复相关系数较大,偏差较小,证明该模型能够反映声速随孔隙度的变化规律,且各参数物理意义明确,具有一定的研究和理论探索意义。     

一种近海底质类型图生成的非参数方法

近海底质类型图在近海工程和经济活动中有着广泛的应用价值.针对传统制图方法中存在的问题,提出了一种基于非参数指示Kriging的底质类型图生成方法.该方法能够有效地规避制图过程中的主观性,且对取样数据的平稳性和统计分布没有特殊要求,并能对制图结果的不确定性进行定量评价.该方法在连云港南部海域的应用实践表明,在相同的条件下...     

厦门胡里山西侧海滩沉积物粒度特征分析

研究区海滩沉积物的粒度分析结果显示，（１）该区海滩中潮位线一带浅表层物质主要由粗砂至细砾级的颗粒组成，平均粒径为－０．１φ。粒度组成上有２－３个次组分，各组分的众数位分别平均为－１．２、０．４和２．５φ。（２）概率值累积曲线的各段呈“陡－缓－陡”的排布模式，与Ｖｉｓｈｅｒ的海滩沉积物的典型模式不同。     

北仑河口柱状沉积物粒度特征

根据北仑河口3个钻孔柱状沉积物的粒度分析结果,结合14C测年和210Pb测年资料,分析了钻孔沉积物的粒度特征,结果表明：KL1柱样沉积物主要为粉砂质砂、砂质粉砂、中细砂、细中砂,沉积物由下到上由细到粗再变细,经历了2个沉积变化;KL2柱样沉积物单一,为细中砂;KL3柱样沉积物由下到上依次为砾石、砂砾、粗中砂、细中砂、砾砂、粉砂质砂、粘土质粉砂、砂-粉砂-粘土,沉积物粒度由下到上逐步细化,该孔早期离物源较近.3个孔的沉积物分选大多很差,反映当时水动力作用较强或者离物源较近.这些沉积物类型为晚更新世末次冰期以来的沉积,记录了晚更新世以来2个沉积变化.     

一种近海底质类型图生成的非参数方法

近海底质类型图在近海工程和经济活动中有着广泛的应用价值。针对传统制图方法中存在的问题,本文提出了一种基于非参数指示Kriging的底质类型图生成方法。该方法能够有效地规避制图过程中的主观性,且对取样数据的平稳性和统计分布没有特殊要求,并能对制图结果的不确定性进行定量评价。该方法在连云港南部海域的应用实践表明,在相同的条件下,该方法可获得比传统方法更为精确地的制图结果,具有一定的实用价值。     

东山乌礁湾海滩表层沉积物粒度时空变化分析

为了进一步了解海岛岬湾海岸表层沉积物粒度的时空分布特征和形成机制,作者以福建东山岛乌礁湾为典型研究区,通过秋、春、夏3个不同季节海滩表层沉积物的采集和点位测量,综合应用激光法和筛析法进行粒度测定。结果表明,东山乌礁湾海滩表层沉积物以0.16～0.50 mm之间的中、细砂为主,并含有少量的粗砂和细砾,这与区域砂质沉积背景有关;湾内从南到北剖面沉积物粒径由粗砂到细砂逐渐变细,主要受剖面地形、局地物源、季节性风浪作用和近岸往复水动力的影响。时间变化上,各取样站位表现出沉积物粒径粗、细不同程度的多种变化趋势,以秋季为参考,整体上表现为由南到北粒级的变小、增大和稳定,这与东北、南南西季风影响下的浪、潮作用以及沿岸流系格局变化下的水动力环境有关。     

海州湾表层沉积物粒度的空间变异特征

在海州湾海域采集了表层沉积物60个,经实验室分析获得了各采样点不同粒级组分的质量分数,在此基础上运用地统计学方法分析了砂、粉砂和黏粒三组分的空间变异特征,并利用Kriging插值方法绘制了相应的沉积物分布图。结果表明,海州湾表层沉积物中砂和黏粒组分均具有较强的空间自相关性,其空间自相关距离分别达到15 km和28 km,而粉砂则具有中等的空间自相关性,自相关距离在12 km左右;在大于9 km的尺度上,3种粒级沉积物的空间变异性表现出明显的各向异性特征。制图结果表明,研究海域沉积物的总体组成状况是北部偏砂、南部偏黏、中部以粉沙为主。研究结果对连云港航道疏浚、整治及近海水产养殖规划等工作具有一定指导意义。     

南黄海表层不同粒级沉积物中氮的地球化学特征

南黄海不同粒级沉积物中可转化氮[离子交换态氮(IEF-N)、弱酸可浸取态氮(WAEF-N)、强碱可浸取态氮(SAEF-N)、强氧化剂可浸取氮(SOEF-N)]的地球化学特征各不相同,其中SOEF-N是3种粒级沉积物中含量最高的形态,IEF-N是可转化无机氮中的主要存在形态,也是最易参与循环的形态.当同一粒级沉积物中的可转化不同形态氮都能参与循环时,它们对氮循环的相对贡献从大至小依次为SOEF-N>IEF-N>SAEF-N>WAEF-N.对于不同粒级的沉积物来说,细粒级沉积物中的可转化不同形态氮的绝对含量最高,粗粒级沉积物中不同形态氮的绝对含量最低;如果沉积物中3种粒级组分所占的份额相同,那么细粒级沉积物中可转化氮的量占总可转化氮的60%,是中粒级中的2倍,粗粒级沉积物中可转化氮的近7倍,即细粒级沉积物对氮循环的可能贡献最大.随着沉积物粒级的由粗到细,沉积物中可转化有机氮的相对含量逐渐增加,而无机氮的相对含量逐渐降低.     

渤海湾西部表层沉积物粒度及黏土矿物特征分析

对渤海湾西部海域和西岸入海河流中76个表层沉积物样品进行粒度及黏土矿物分析,研究表明该区有3种沉积物类型,黏土质粉砂分布于整个研究区,约占表层样的90%,是研究区最主要的沉积物类型;研究区黏土矿物以伊利石为主,黏土矿物组合为伊利石-高岭石-绿泥石-蒙皂石;渤海湾西部表层沉积物主要来源于海河等渤海湾西岸入海河流中的陆源碎屑物,滦河对研究区基本没有影响,黄河对研究区的影响变得比较小。对于研究渤海湾西岸的沉积特征及沉积物物源、了解陆地河流对于研究区海洋沉积环境的影响有着一定的科学意义。