基于地面3D激光扫描技术的海南岛南部海岸巨砾沉积研究

海岸巨砾沉积是反映海岸极端波浪事件活动历史的重要载体,对于预测未来海洋极端水文灾害发生趋势具有重要意义。本文基于地面3D激光扫描技术,以海南岛南部海岸大东海和小东海的海岸珊瑚巨砾沉积为研究对象,使用了Riegl VZ4000地面3D激光扫描仪精确测量了这些珊瑚巨砾的体积参数,结合水文模型计算出搬运这些巨砾所需的临界起动波高和流速,重构了极端波浪事件强度,并根据沉积学和动力学对海岸珊瑚巨砾的沉积成因进行了分析。结果表明,地面3D激光扫描技术与传统测量方式相比,具有方便、快速、高精度的优势。海南岛大、小东海堆积的珊瑚巨砾沉积是由台风波浪破碎珊瑚礁平台前缘并将碎块输运到礁平台而成的,且台风的最大强度可能接近超强台风“宝霞”。本研究可为重建南海地区古风暴活动历史,揭示该地台风活动规律以及海岸极端波浪灾害的防风减灾工作提供重要科学参考信息。     

厦门岛海滩剖面对9914号台风大浪波动力的快速响应

根据 9914号台风发生前后对厦门岛滨岸海滩剖面地形的重复测量结果及有关台风要素和潮位的实测资料 ,探讨了台风袭击厦门岛期间海滩的变形特征和侵蚀状态。分析得出 ,海滩地形受台风暴浪冲击普遍发生急剧变化。横向冲淤变形以东岸海滩为最剧烈 :滩肩蚀退可达 2 5m ;滩面呈上冲下淤 ,上段和滩肩的单宽冲蚀量达 30m3 /m ;下段单宽淤积量达 17m3 /m ;剖面类型由滩肩式断面向沙坝式断面转变。这种变形特点是在台风大浪波动力和潮位暴涨的双重作用下造成的。台风期间 ,沿岸输沙能力以北岸最高 ,南岸次之 ,东岸较低 ;且自南岸到东岸 ,随着沿岸输沙量减少 ,横向变形相应有增大的趋势。这是9914号台风以偏东方向袭击厦门的结果。表明不同方向海岸岸滩地形对同一台风大浪波动力作用具有不同响应特征。     

海南岛东北部海岸极端波浪事件沉积记录

建立长时间尺度台风序列对于预测未来超强台风的活动规律具有重要科学和实践意义。历史上影响海南岛地区的台风十分频繁,但因缺少确切而详实的记载往往无法判断其是否为超强台风,因此迫切需要寻找千百年尺度的超强台风沉积记录。本文对海南岛东北部翁田镇沿海地区进行详细野外调查,选定白石堡海岸沙丘剖面为研究对象,在该沙丘剖面中识别出风暴越岸沉积和海滩岩巨砾沉积。根据沉积学分析和动力过程分析,这两种类型沉积极有可能是由历史上的台风事件形成,形成年代可能达到距今3 400 a;将该沉积层中的海滩岩巨砾与台风"威马逊"搬运的最大海滩岩巨砾进行对比,发现形成该沉积层海滩岩巨砾的台风事件强度应比台风"威马逊"更强,表明该区域历史上超强台风的存在,这对建立千百年尺度的台风序列有很重要的意义。同时,研究区岸外珊瑚岸礁发育良好,动力分析表明礁坪宽度对于波浪消减、海岸防护具有显著作用。然而,随着海南岛珊瑚岸礁日益衰亡、风暴强度逐渐加大和海面持续上升,未来海南岛地区的海岸极端风浪危害和海岸侵蚀形式威胁正日益加大,亟待加强海南岛珊瑚岸礁保护。     

海南东方近岸海域海浪观测特征研究

利用海南东方近岸海域2014年至2015年间一整年的海浪观测资料, 分析了海浪的时间变化特征。观测时间段内, 有效波高最大值为4.03m, 平均值0.79m; 平均周期最大值为6.32s, 平均值为3.58s。该海域冬季波高较大, 秋季最小, 常浪向为SSW方向, 强浪向为WSW向。基于该长期观测数据, 文章亦研究了平均周期、有效波高之间的关系, 同时还确立了该海域波高与平均持续时间之间的关系。最后讨论了观测时间段内波浪能流密度的变化特征, 发现一年中能流密度大于2kW·m^-1的频率为26%, 且从全年的计算结果来看, 观测位置处12月的波浪能较适宜开发, 但总体波浪能资源不够丰富。文章对于认识海南东方近岸海域波浪特征以及工程设计都具有重要的意义。     

海南岛近岸养殖区台风浪预报技术研究

随着海南深水网箱养殖规模的不断扩大,海浪精细化预报的需求越来越紧迫。以海南岛周边海域为目标区域,基于近岸海洋模式ADCIRC(Advancedcirculationmodel)和海浪模式SWAN(Simulating WavesNearshore),建立了海南岛近岸养殖区台风浪数值预报系统。该系统采用非结构高分辨率网格,近岸分辨率达到了100m。选取2014年第9号超强台风"威马逊"(RAMMASUN)进行针对海南岛近岸养殖区的台风浪数值模拟后报。模拟结果与实测数据较为吻合。采用全球预报系统GFS(Global Forecast System)风场和气压场数据作为驱动场对2018年7月的一次热带风暴过程进行预报,48小时、24小时预报的有效波高和实测结果比较平均相对误差分别为20.75%和17.0%。总体来说,该模型的预报精度可以满足近岸养殖区台风浪预报业务的需求。     

海南岛沿岸海域砗磲资源调查及保护前景展望

砗磲是珊瑚礁海域的重要贝类之一,对维护珊瑚礁生态系统平衡起着重要作用。然而,近年来海洋的大力开发和利用给我国沿海砗磲资源造成严重威胁。本研究通过截线样带法对海南岛沿岸海域砗磲的种类和分布进行实地调查,结果表明,海南岛沿岸海域砗磲覆盖度呈现南北差异,东南沿岸海域砗磲覆盖度明显高于西北沿岸海域,这种差异可能是由自然因素和人为因素共同造成。调查海域共发现3种砗磲:诺亚砗磲(Tridacna noae)最多,占砗磲样品总数的58.6%;其次是番红砗磲(T. crocea),占34.3%;鳞砗磲(T. squamosa)最少,仅占7.1%。海洋管理部门应该加强对砗磲多样性的保护力度,合理开发和可持续利用并重,从而有效保护砗磲、珊瑚礁乃至海洋生态系统。     

Tracking historical storm records from high-barrier lagoon deposits on the southeastern coast of Hainan Island,China

The relationship between storm activity and global warming remains uncertain. To better understand storm–climate relationships, coastal lagoon deposits are increasingly being investigated because they could provide high-resolution storm records long enough to cover past climate changes. However, site-specific sediment dynamics and high barriers may bias storm reconstructions. Here, we aimed to investigate these factors through the reconstruction of five distinct storm records (XCL-01, XC-03, XC-06, XC-07, XC-08) from different water depths in a lagoon with a high barrier (i.e., Xincun Lagoon of Hainan Island). Sediment cores were characterized using high-resolution grain size and XRF measurements, to identify storm events. These data were coupled with a numerical simulation to obtain bed shear stress data with high-spatial resolution to better understand storm-induced sediment transport mechanisms. 210Pb dating and Pb pollution chronostratigraphic markers indicated that the chronology of the storm deposit sequences of the cores span the period between 117 a and 348 a. The grain size and XRF results indicated numerous, highly variable and short-duration fluctuations, suggesting that storm-induced coarse-grained sediments were deposited at these core sites. The inconsistent storm events recorded in these cores suggest that these sites have different preservation potentials for storm deposits. However, the consistence between storm sediment records and historical documents for Core XCL-01 indicates that high-barrier lagoons could provide long-term storm event records with high preservation potential.     

崇明岛南侧盐沼潮滩消能状态研究

沿海盐沼潮滩可以有效降低波浪高度,耗散波浪能量,在海岸防护和沿海城市安全中扮演着重要角色。以长江河口崇明岛南侧盐沼潮滩为对象,基于不同潮间带实测波浪变化数据,采用波能衰减模型对波浪横向沿潮滩衰减状态进行定量分析,由此探讨波浪衰减主控要素。结果表明:波浪沿盐沼潮滩向岸传播过程中,波高以及波能大幅下降,其中光滩—芦苇前部区域波能平均下降19%,芦苇区域波能平均下降71%,有植被覆盖区域对波浪的衰减效应更为显著。同时,水深、入射波高及阻力是影响盐沼潮滩波浪衰减的主要因素,波浪衰减强度随水深增大而减小,入射波高增加以及阻力的增大而增强。     

平潭岛东部海域波浪特征及波浪能分析

根据2011—2012年在平潭东部海坛湾海域"浪龙" ( AWAC)的实测波浪数据,统计分析得到该海域的波浪特征.海坛湾海域全年的波向主要集中在NE-E-SE 向,常浪向为ENE 向,频率为67.56%.强浪向为 E 向, H1/10波高最大值为 5. 73 m.全年波高以 3 级浪为主,年出现频率为41.97%. H...