珠江河口及邻近海域表层沉积物特征及其泥沙运移趋势

根据现场采集的1 309个表层沉积物样品,分析了珠江河口及邻近海域的表层沉积物特征。在此基础上,应用Gao-Collins的粒径趋势分析模型(GSTA模型),计算了珠江河口及邻近海域表层沉积物的净输运趋势,并结合有关动力沉积背景讨论了其实际意义。结果表明:珠江口及邻近海域表层沉积物类型共有8种,其中以粘土质粉砂和粉砂分布最广泛。受径流、潮流、沿岸流、波浪和陆架环流等动力作用,表层沉积物颗粒呈现出研究区西南部及北部口门附近的泥沙较粗,中部和东部的泥沙较细。东部(即大鹏湾及大亚湾以南的陆架区域)和西南部的分选略好于珠江河口及近岸10 m以浅区域,珠江河口及近岸10 m以浅区域的分选又略好于研究区的中南部区域(万山群岛的东南面及担秆列岛以南的区域),但泥沙总体分选差。不同级配的泥沙分布和沉积特征不一致。珠江河口及邻近海域泥沙运移规律较复杂,珠江河口及近岸区域(10 m以浅)泥沙主要向南和西南运移;外海陆架区泥沙主要向东运移;大亚湾和红海湾以南至60 m以浅区域的泥沙呈现向南运移的趋势。黄茅海北面的泥沙向西南运移;大襟岛和荷包岛以南及两岛之间是高盐陆架水入侵通道,泥沙整体向北运移;黄茅海中部泥沙以垂直落淤为主,水平运移趋势不显著,只略微向西输运,故黄茅海河口湾中西部床面有淤浅的趋势。在(113.52E,21.76N)点附近存在一个巨大的泥沙辐聚中心,其东北、西北和南面泥沙均向该点运移辐聚;在万山岛至桂山岛周边区域泥沙呈现出逆时针方向的环流运移。     

伶仃洋泥沙及其运动特征

珠江口伶仃洋是个多口门的河口湾,其泥沙来源复杂多样,既有陆域来沙,又有海域来沙。依据珠江分水分沙特点,以三水、马口、博罗１９６５到１９９７年实测流量与含沙量资料为基础,推算进入伶仃洋的泥沙总量,并对共泥沙主要沉积动力特征进行了分析,结果表明,伶仃洋的泥沙来源比较稳定,由于径流作用、潮流作用、盐淡水混合作用及风浪的影响,泥沙不断向南、东南方向输运与沉积。     

东营港海域表层沉积物分布及其运移趋势

根据2008年10月东营港海域表层沉积物粒度取样,结合水文观测和相关波浪资料,通过粒度分析以及粒径趋势矢量和掀沙动力等计算,探讨了沉积物的分布特征及其运移趋势。研究表明:东营港海域表层沉积物以黏土质粉砂为主,由岸向海呈"粗-细-粗-细"的条带状分布,相应地形成了沿岸最粗、近岸次细、远岸次粗和外海最细的4个沉积区,呈现出沉积物由粗沉积区向细沉积区运移的趋势;引堤阻隔了两侧潮流运动和波浪传播的连续性,引起引堤-引桥连接部位水流的辐聚或辐散,对于来自NE向的常强浪,引堤北侧为迎波区,南侧为波影区,致使沿岸和近岸的局部水动力场改变,从而造成了引堤南北侧沉积物分布和运移的差异。进一步研究显示,沉积物在总体上呈离岸运移,与余流呈偏东向的离岸流动基本一致。     

浙江内陆架表层沉积物粒度分布特征及运移趋势

基于2013年夏季浙江内陆架区海底表层沉积物的粒度测试资料,运用Gao-Collins粒径趋势分析方法,探讨了浙江内陆架沉积物的粒度分布特征和净输运趋势。结果表明:研究区内沉积物以黏土质粉砂为主,呈条带状沿平行岸线方向分布,总体特征表现为粒径越细, 分选越好, 偏态正偏;而粒径越粗, 分选越差, 偏态负偏。粒径趋势分析结果显示沉积物总的运移趋势为由东北向西南输运,在东南边缘处有向海偏移的趋势,三门湾口和椒江河口的沉积物有向海运移的趋势。研究表明浙江内陆架区的沉积物运移趋势与陆源入海泥沙、潮流、环流、地形等密切相关,也表明"粒度趋势分析法"在内陆架区域具有良好的适用性。     

海南日月湾海域表层沉积物分布特征与运移趋势

海南日月湾是典型的岬角弧形海湾,海岸类型多样,底质粒级较粗。基于实测的海流、表层沉积物粒度数据,分析了海南日月湾海域表层沉积物的分布特征,计算了泥沙起动流速与表层沉积物输运通量,探讨了表层沉积物运移趋势。结果表明,研究区表层沉积物颗粒较粗,整体以含砾砂为主,其次为砾质砂、砂、砂质砾和粉砂质砂,呈圆斑状零星分布;沉积物粒级组分从最细的黏土到最粗的砾均有分布,细颗粒主要分布于研究区东侧和西侧近岸海域,粗颗粒呈NS向条带状分布于研究区中南部海域,呈现中部分选差、周边分选好的特征;研究区泥沙起动流速在近岸自东北向西南递增,在远岸自东北向西南先减小后增大,粒径对泥沙起动流速的影响大于水深,靠近分界洲岛海域,单纯的潮流作用只能使部分颗粒发生再悬浮,表层沉积物平均日净输运通量介于0.04～3.7 kg m−1 d−1,净输沙方向总体呈SW向,平均日净输运通量在东北侧海域明显高于西南侧海域,涨潮段单宽输沙率略大于落潮段单宽输沙率（R4站位除外）,涨、落潮段输沙方向基本一致。     

凤凰岛东侧海域表层沉积物粒度分布特征与运移趋势分析

为了对凤凰岛近岸海域的工程建设和岸滩防护提供支持,通过凤凰岛东侧近岸海域的表层沉积物粒度组成及粒度参数的分析,结合Flemming三角图示法和Gao-Collins二维的"粒度趋势分析"方法,研究了该区域沉积环境及沉积物运移趋势。结果显示该区有5种沉积物类型,呈条带状分布,以黏土质粉砂为主体;研究区沉积物整体较细,分选较差,偏态多为正偏;研究区整体水动力较弱,表层沉积物中各级配泥沙分布与不同区域沉积环境关系密切。该区表层沉积物输运主要受潮流和波浪控制,北部区域沉积物运移主要受潮流控制,运移方向呈现由海向岸运输,南部区域沉积物运移受潮流波浪共同作用,运移方向呈现与岸线大致平行向东北方向运移,金沙滩、银沙滩沉积物动力过程主要受波浪控制,近岸处运移趋势呈现由岸向海运输,离岸处运移趋势由海向岸。     

南海中沙群岛海域表层沉积物粒度特征及其输运趋势

对南海中沙群岛海域232个表层沉积物样品进行了粒度分析,以探讨研究区沉积物来源、沉积环境和输运趋势.根据Folk沉积物命名法,将研究区沉积物划分为砂、粉砂质砂、砂质粉砂、砂质泥、粉砂和泥等6种类型,以砂质泥和泥为主,粒径较粗、分选较好的沉积物主要分布在中沙台地海域.通过对组分含量、粒度参数和水深进行聚类分析和主成分分析...     

江苏梁垛闸潮间带表层沉积物特征及输运趋势

采用激光粒度仪对2004年1月在江苏梁垛闸附近潮间带下部采集的36个表层沉积物样品以及垂向海岸的8个表层沉积物样品进行了粒度分析,获得了粒径分布和矩值参数的分布规律,结果表明:(1)江苏梁垛闸附近潮间带表层沉积物以粉砂为主,随着由海向陆水动力的减弱,沉积物粒度参数出现有规律的变化,由海向岸其粒径逐渐变细,分选变好,砂的含量逐渐减少,粘土和粉砂的含量逐渐增多。(2)运用G ao-Co llins二维沉积物粒径趋势分析模型模拟出了江苏梁垛闸潮间带的泥沙输运趋势,即该区的泥沙主要向北和北偏东16°左右方向输运,这种运动趋势主要受当地的潮流特征、地貌形态等因素的控制。     

珠江磨刀门河口底质沉积特征及其泥沙运移趋势

根据珠江磨刀门河口的表层沉积物粒度分析结果,运用Gao-Collins粒径趋势分析方法(GSTA模型),计算河口的沉积物净输运趋势,并分析河口底质沉积特征。结果表明:河口较粗的沉积物分布在交杯沙浅滩和拦门沙顶部,受波浪作用影响分选较好;磨刀门主槽、龙屎窟和口外海滨的沉积物则较细,以粉砂和粘土为主,分选稍差。沉积物在纵向和横向上都表现出细-粗-细的变化趋势。磨刀门主槽泥沙受强径流影响,具有向南的输运趋势;龙屎窟在涨潮流作用下,泥沙净向北输运;在西向沿岸流和东南向浪作用下,拦门沙东侧浅滩泥沙向西侧搬运,口外海滨的泥沙输运趋势则向北。     

丁字湾近岸海域表层沉积物粒度特征及沉积动力环境

根据丁字湾近岸海域126个表层沉积物样品粒度分析结果,对沉积物类型和粒度参数分布进行了总结。在此基础上,利用粒径趋势分析模型(GSTA)和沉积动力判别图解,探讨了表层沉积物的运移趋势及沉积水动力规律。结果表明,丁字湾近岸海域表层沉积物类型共有8种,其中砂、砂质粉砂和粉砂分布最广泛;平均粒径具有从岸向海逐渐变细的特征,分选性、偏度和峰度分别具有较差—差、正偏—极正偏、中等的特征;粒度运移趋势分析反映出湾口海岸附近泥沙由两侧向湾口中心运移,远离海岸泥沙由北西向南东偏东方向运移;沉积动力判别图解揭示出丁字湾海域沉积水动力具有整体较强,由岸向海方向逐渐减弱的特征。     

基于遥感反演的珠江河口表层悬沙浓度分位数趋势分析 *

利用中分辨率成像光谱仪(moderate resolution imaging spectroradiometer, MODIS)一级产品并结合航次数据, 反演2003—2015年间珠江河口表层悬浮泥沙浓度(suspended sediment concentration, SSC), 分析其分位数长期变化趋势并探讨其影响因素。结果表明, 珠江河口SSC呈总体下降趋势, 平均下降速率约为1.03mg·L ^-1·yr ^-1。口门外以及河口东北部区域平均SSC下降更快, 最高可达约4.0mg·L ^-1·yr ^-1。总体上, 珠江河口SSC高值下降速率大于低值, 且存在空间差异性。低值下降趋势显著地区主要分布在淇澳岛北部的口门外区域, 其SSC大小值之间的差异逐年增加; 而高值下降速率快的地区主要分布在虎门口、龙穴岛东南岸以及东航道附近水域, SSC每年大小值差异呈减小趋势。珠江河口SSC分位数趋势受径流输沙量、河口地形变化以及风的影响。由水库修建所致的上游输沙量减少导致淇澳岛北部口门外区域SSC的低值部分显著下降。虎门口、龙穴岛东南岸以及东航道附近水域的加深使得这些区域SSC高值部分下降显著, 而西滩区域的变浅使得冬季潮汐混合减弱, 导致SSC高值部分下降趋势显著。此外, 由风速下降引起的表层风混合减弱也是导致西滩南部SSC高值下降趋势显著的原因之一。     

基于ADV声学泥沙反演与扩散机制分析

利用座底三脚架观测系统于2012年洪季对珠江黄茅海河口湾底边界层沉积动力过程进行了系统观测,建立了基于现场ADV探测的高频泥沙声学反演方法,分析了泥沙浓度、泥沙扩散通量及泥沙扩散系数随潮汐变化的特征,探讨了泥沙再悬浮的湍流猝发机制。泥沙浓度、泥沙扩散通量、涡动扩散系数及泥沙扩散系数具有明显的潮汐变化特征,主要表现为急流时较大、憩流时较小。泥沙沉降速度与泥沙浓度之间的幂函数关系可以很好地描述潮周期内沉降速度的变化。湍流猝发过程中,喷射和扫射事件是泥沙垂向扩散的主要动量来源,大振幅的猝发事件对泥沙垂向扩散具有决定性影响。     

粒径趋势分析对长江南支口外沉积物输运的指示意义

沉积物粒径趋势分析是自20世纪80年代逐步发展起来的一种粒度分析方法,其核心是从沉积物粒度参数的空间分布变化规律中提取沉积物净输运方向的信息[1].这一方法已经成功地被应用于河流体系、湖泊、海岸带、港口、河口乃至陆架、海底峡谷等多种沉积环境中进行沉积物输运趋势的分析[2~11].目前将该方法直接应用于大河三角洲沉积体系来探讨沉积物在三角洲体系内部的输运趋势的研究还较少见.     

珠江黄茅海河口洪季侧向余环流与泥沙输移

2012年洪季对珠江黄茅海河口湾侧向动力结构与泥沙输移过程进行了系统观测,采用动量平衡和泥沙通量机制分解等方法,分析了河口流、温盐和泥沙侧向分布特征以及泥沙输移过程,探讨了侧向动量平衡与泥沙输移机制。洪季黄茅海河口存在明显的侧向流,西滩和北槽均形成表层向东、底层向西的两层侧向流,拦门沙滩顶呈现表、底层向西、中层向东的三层侧向流,而拦门沙前缘侧向流整体向西。河口湾纵向净泥沙通量表现为北槽向海、西滩向陆,拦门沙滩顶及其前缘均向海;侧向净泥沙通量表现为滩顶及其前缘均向西,西滩向东、北槽向西。这种侧向泥沙辐聚过程是高浓度悬沙聚集于滩槽界面的重要原因,向陆净通量是西滩回淤的重要原因。滩槽间侧向余环流动量平衡主要是侧向斜压梯度力、科氏力和侧向平流作用。欧拉平流输运在侧向泥沙输运中起主要作用,潮泵效应也起重要作用。     

福建诏安湾海域表层沉积物粒度特征及输运趋势分析

通过对诏安湾海域6个站位的水文泥沙观测和181个表层沉积物样品的粒度分析,结合海湾水深地形,应用Gao?Collins粒径输运模型和系统聚类分析方法,分析研究了福建诏安湾海域的粒度参数分布特征、表层沉积物的运移趋势和沉积环境划分及其动力机制.结果表明,诏安湾表层沉积物共6种类型,以黏土质粉砂和砂为主,平均粒径介于0.5...     

基于高光谱数据的珠江口表层水体悬浮泥沙遥感反演模式

利用2006年12月4日珠江口海域实测的高光谱遥感反射率数据及悬浮泥沙质量浓度数据,进行了该海域表层水体悬浮泥沙遥感反演模式的研究。研究结果表明,悬浮泥沙质量浓度与Rrs(λ1)/Rr s(λ2)-Rrs(λ1)/Rrs(λ3)的相关性较好,其中Rrs(λ)代表遥感反射率,λ代表波长,λ1=762.6 nm,λ2=559.09 nm,λ3=772.78 nm,建立了悬浮泥沙质量浓度定量遥感反演模式,该模式的均方根误差为4.67 mg/L,可以用于珠江口海域的悬浮泥沙质量浓度的遥感监测。     

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。     

湛江湾海域表层沉积物粒度特征及沉积环境

根据湛江湾海域2020年10月采集的61个表层沉积物样品粒度分析结果,对沉积物粒度参数进行了总结,划分了沉积物类型,结合Pejrup三角图解对湛江湾海域沉积动力环境进行了分区,运用Gao-Collins粒径趋势分析模型,探讨了沉积物运移趋势。结果表明,湛江湾海域表层沉积物类型共有5种,其中砂、粉砂质砂、砂质粉砂分布最广,粒度组成以细砂为主,平均粒径均值为3.93Φ,分选较差,粒度分布曲线以正偏、正态分布为主。沉积动力判别图解揭示湛江湾海域沉积水动力较强,整体表现为湾内比湾外弱、湾外向外海方向逐渐减弱的特征。粒径趋势分析反映出湛江湾内整体向南部潮流深槽方向运移,湾外围绕沉积中心整体呈逆时针方向运移。湛江湾海域表层沉积物的运移和分布主要受泥沙来源及潮流、波浪、沿岸流等沉积动力环境的共同作用,近年来,人类活动的影响愈加明显。     

小清河口附近海域泥沙运动特征及风场对泥沙输运的影响

根据对莱州湾内小清河口附近海域的海流、含沙量、底质类型分布的观测资料,并结合数值模型的计算结果,分析了该海域的泥沙输运趋势及底床冲淤变化情况。从整个海区来看,含沙量总体趋势为由岸向海逐渐增大,并呈现出北高南低的分布特点,在小清河入海口东北方向海域有一含沙量高值区;底质泥沙的分布沿纵向等深线显示了自岸向海由粗到细的分布规律,沿横向呈北细南粗的特征;浅滩泥沙局部搬运是泥沙淤积的主要来源,河口北侧海域有一较大侵蚀区,淤积区主要分布在河槽以南的滩涂和近岸区域,风场对该海域泥沙输运影响非常显著,小清河河口附近区域在一般天气下海水较清,如遇海向大风,则水体浑黄,但风后悬沙很快沉降,水体又变清。利用数值计算的方法研究了风场对该海域的影响,其影响大约是无风时平均值的10倍。     

珠江口磨刀门泥沙絮凝特征

本文利用激光粒度仪实测得到珠江口磨刀门河口2013年夏季悬浮泥沙现场絮凝及絮凝体特征,同时对比悬沙分散粒径和含沙量,研究表明:悬沙分散粒径平均值为27.9μm,现场实测絮团粒径平均值为91.6μm,表明磨刀门口外的悬浮泥沙絮凝现象显著;实测絮团平均粒径变化范围为13.0~273.8μm,小潮期间絮团粒径平均值为131.5μm,大于大潮平均值76.9μm;絮凝体粒径在垂向上的变化表现为由表及底先变大再变小。絮团体积浓度、沉速与粒径的关系在不同情况下有差异,体积浓度和絮团粒径在表层和中层有明显正相关关系,絮团沉速在大潮时刻随着粒径的增大而增大。综合分析影响絮凝的因素,得知在珠江口盐度对于絮团大小影响不明显;而流速大小的差异是影响大小潮之间絮团大小不同的主要因素。研究结果有助于了解珠江口细颗粒泥沙输移特性和相关生物化学过程。