倚岸型潮流脊体系中的深槽冲刷——以江苏如东海岸为例

江苏如东海岸的潮流脊体系位于南黄海辐射状沙脊群南部,由沙脊及脊间深槽组成,为"倚岸型"潮流脊体系。本文采用水平一维模型模拟深槽从初始形态冲刷至均衡态的演变过程,用不同的潮差及初始剖面坡度等参数运行该模型,以了解深槽冲刷深度的主要控制因素及其对深槽均衡态的影响。数值实验结果表明:(1)给定初始剖面的坡度、潮差等参数,经历一定时间的冲刷之后剖面达到均衡态,其后剖面形态保持稳定,不随时间改变;(2)若仅给定初始剖面的坡度,则潮差越大,达到均衡态时深槽的冲刷深度越大,而且潮差的变化对冲刷深度有显著影响;(3)若仅给定潮差,则初始剖面的坡度越大,均衡态时深槽的冲刷深度越小且初始剖面坡度的改变对冲刷深度有显著影响。     

A preliminary study on suspended sediment concentration measurements using an ADCP mounted on a moving vessel

ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＳｕｓｐｅｎｄｅｄｓｅｄｉｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔｐｌａｙｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｃｏａｓｔａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｅｖｏｌｕｔｉｏｎ.Ｔｈｕｓ,ｔｈｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｓｕｓｐｅｎｄｅｄｓｅｄｉｍｅｎｔｓｉｓｏｆｉｎｔｅｒｅｓｔｔｏｃｏａｓｔａｌｓｃｉｅｎｔｉｓｔｓ,ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ,ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎｉｓｔｓａｎｄｐｌａｎｎｅｒｓ,ｉｎｔｈｅｉｒａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｏｆｈａｒｂｏｕｒｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ,ｌａｎｄｒｅｃｌａｍａｔｉｏ…     

地统计法支持的北部湾东部海域沉积物粒径趋势分析

在北部湾东部海域采集表层沉积物71 个, 通过粒度分析获得其粒度参数(平均粒径、分选系数、偏态), 用克里格插值法将不规则采样站位的粒度参数内插为规则网格分布的相应粒度参数。采用地统计法分析其空间相关性, 计算度量空间相关性范围的参数, 即半方差图中的变程值。结果表明, 使用地统计分析获得的粒度参数变程值物理意义较为明确, 可作为粒径趋势分析模型的特征距离, 其中分选系数变程值作为特征距离的计算结果与前人的海流、沉积物输运信息更为吻合; 这在一定程度上消除了传统方法(试算法或经验估计法) 获取特征 距离可能造成的模型计算误差。采用不同间距插值时得到的粒径趋势矢量具有不同的空间分 辨率, 其中高分辨率的细化图所反映的海底沉积物净输运趋势与余流和环流等所反映的沉积物输运细节特征吻合较好, 低分辨率的概化图可大致反映该区域沉积物的总体输运趋势。地统计分析的结果对未来研究工作中采样间距的选取也具有指导意义。     

东洞庭湖保护区大型底栖动物空间分布格局及水质评价

2001年9月对东洞庭湖保护区大型底栖动物进行调查,共记录动物4门8纲20科51种.其中,寡毛类2科18种(35.3%),软体动物8科15种(29.4%),水生昆虫7科14种(27.5%),其他动物4种(9.1%).软体动物是东洞庭湖底栖动物的最主要类群(占总丰度的71.1%).其中,腹足类的长角涵螺(Alocinma longicornis)、铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)、中华沼螺(Parafossarulus sinensis)、纹沼螺(P.striatulus)和寡毛类的苏氏尾鳃蚓(Branchiura sowerbyi)为该保护区的优势种.样点间平均物种丰富度6.3,三种多样性指数(Margalef,Simpson和Shannon)平均值分布为1.38、4.05和1.47.刮食者和直接收集者为底栖动物最重要的摄食类群(占总密度的66.7%和19.9%).结合GPS,将野外调查数据构建GIS数据库.基于GIS软件平台,运用Kringing插值法,构建动物丰度、生物多样性及污染生物指数(BI)等的空间分布格局,较为直观地反映了保护区底栖动物的分布情况及污染状况.提取出主要生物类群(软体动物、寡毛类和摇蚊幼虫)和5种优势种分布的高浓度块,显示寡毛类与其它两类的分布基本不重叠,主要分布在保护区的东南和西北的深水区域.进一步分析检验各主要分布区域的16种水体理化指标,发现水深是影响保护区底栖动物分布的关键因子,而硫酸盐则主要制约寡毛类的分布格局,硬度是影响软体动物分布的主要因子.全湖平均Hilsenhoff生物指数(BI)值8.18,指示保护区承受较高的有机污染,模拟生成的BI分布图显示,西南部的深水区域、北部及东南部的局部区域水质相对较好,而东北部的沿岸带大部分水体及南部近六门闸的部分区域水体水质相对较差.     

ADCP在长江口悬沙输运观测中的应用

声学多普勒流速剖面仪 (ADCP)是近年来发展起来的一种用于测量流速的声学仪器 ,同时还可以通过建立回声强度和现场取得水样的回归关系式而获得悬沙浓度的数据。本文利用在长江口两个站位的高频观测数据 ,对现场取得的悬沙作粒度分析 ,在此基础上对枯季长江口地区悬沙输送机制和悬沙粒度对水动力的响应进行了分析和探讨。结果表明 :平均流输运在整个悬沙输送中占主导地位 ,同时潮扩散和垂向扩散作用也是引起两站悬沙输运的重要因子 ;不同层次和不同时刻的悬沙粒度参数的变化 ,既和海 陆转换有关 ,也和潮相变化密切相关。     

鸭绿江河口及近岸地区沉积物中重金属分布的影响因素分析

对鸭绿江河口不同地区沉积物中重金属分布特征和埋藏通量的垂向变化进行了分析;探讨了其独特的动力环境等因素对重金属分布的影响;评价了鸭绿江河口地区重金属污染状况及潜在生态风险程度.结果显示,自1920年代到2000年以来,除了Cu的含量和埋藏通量逐年减小之外,Cr、Ni、Zn、Cd、Pb、As和Hg的浓度和埋藏通量具有逐渐增加的趋势;鸭绿江河口地区重金属总体污染程度为重到严重,其中西水道沉积物的重金属总体污染程度和总潜在生态风险程度均最高,重金属污染已经对鸭绿江河口地区的生态环境构成了严重的危害;粒度控制效应不是鸭绿江河口地区重金属分布的最主要影响因素;Cu和其他几种重金属有着不同的来源;最大浑浊带独特的动力机制是造成中水道重金属(除Cu外)的高值分布区和最大浑浊带内的高悬沙浓度分布区相对应的最主要原因.     

陆架环流作用下的北黄海中北部细颗粒物质输运

海洋泥质沉积是流域、古气候及海平面变化信息的重要载体,对该粒级物质的系统研究,是获取环境信息的重要手段。为此,采集北黄海中北部表层沉积物80件,经室内筛分处理,并对细颗粒组分（<63 μm）进行了稀土元素（REE）测试。结果显示REE的含量及分布模式在长山列岛东西两侧差异显著:东侧物质明显富集REE,尤其轻稀土元素（LREE）,Eu元素则明显缺失,指示了受鸭绿江的显著控制;长山列岛以西,REE除含量降低外,分布模式也变平缓。造影剂马根维显（Gd-DTPA）在磁共振成像（MRI）中的大量使用,可能是造成Gd明显富集的主要原因。此外,辽南沿岸物质的来源及分布与以往认识存在差异,以往认为辽南沿岸泥质沉积为鸭绿江为主的辽东半岛河流的远端泥沉积,而本文的研究发现:辽东半岛东侧长山列岛至大连湾外海域以黄河来源物质为主,鸭绿江物质对北黄海西部泥质区的贡献在西侧大于东侧,其中陆架环流对物质输运发挥着重要作用。     

辽东半岛东岸近海泥区悬沙浓度的时空分布及控制因素分析

鸭绿江作为典型的中小型河流,细颗粒沉积物从鸭绿江流域到辽东半岛东岸近海泥区的源汇过程有着独特的机制,而遥感解译是了解入海沉积物在河口-陆架输运过程和机制的有效手段之一。因此,本文通过在辽东半岛东岸海域进行了现场悬沙浓度测量,并与GOCI影像建立关系,反演了该地区2011年4月至2017年3月间的表层悬沙浓度,从而揭示了该海域表层悬沙浓度的时空特征,分析了潮流、大风天气和洪水对悬沙浓度变化的影响,在此基础上探讨了研究区的悬沙浓度输运格局。结果显示,研究区表层悬沙浓度空间差异大,河口附近是悬沙浓度高值区,可达500 g/m3以上,其他区域则悬沙浓度多小于20 g/m3。另外,研究区表层悬沙浓度枯季高,洪季低,有着显著的季节性变化。进一步分析表明,枯季大风天气引起的风浪作用增强,是导致表层悬沙浓度增高的主要原因;洪季虽然悬沙浓度较低,但流域洪水期间的悬沙浓度显著增加。此外,作为典型的中小型源-汇传输体系,沉积物从鸭绿江到辽东半岛东岸近海泥区总体上仍遵循"夏储冬输"的输运机制。     

Extraction of morphometric bedform characteristics from profiling sonar datasets recorded in shallow coastal waters of China

The morphological characteristics of small-scale bedforms were measured by means of an acoustic profiling sonar on the Dafeng tidal flat,Jiangsu,in 2009,and in the Jiulong Estuary,Xiamen,in 2010,respectively.The "multi-threshold value" method was utilized to reveal the morphological undulations along which bedforms were present.Analyses of the datasets obtained show that:(1) sand ripples can have irregular shapes,and(2) changes in bedform morphology are small within a single tidal cycle but may be significant over several tidal cycles.Fractal and variogram analyses of the seabed roughness revealed the existence of a significant relationship between current speed and the fractal dimension of the seabed roughness.As current speed increases,seabed roughness increases with a trend of smaller-scale bottom structures being replaced by larger-scale structures.Furthermore,the surface of the larger-scale bottom structures can either become smooth due to the absence of smaller-scale features or become rougher due to the presence of superimposed smaller-scale structures.     

长江口南港底部边界层特征的观测与分析

对长江口2002年和2003年共4个潮周期的数据进行了分析,通过流速对数剖面公式计算边界层参数,并对各个潮周期内的边界层参数的变化规律进行了分析,同时也对悬沙输送可能对垂向水流结构以及边界层参数造成的影响进行了探讨。结果表明,悬沙的时间分布特征对温度、盐度、水体密度的分布格局有重要影响,主要表现在水体的Rf值普遍较高,分层稳定。此外,悬沙也可影响边界层参数,从而对水流结构产生影响。由于水体的层化作用,使层间的摩擦阻力增大,相当于在垂向上产生不同内边界层,因而影响了流速在垂向上的变化。