水合物生成过程中碳同位素组成变化的实验研究

天然气水合物是一种新型的洁净能源。甲烷天然气水合物是储量最丰富的一种类型,常出现在深海中或极地大陆上,其生成的过程中会发生同位素的分馏效应。通过实验室模拟水合物生成的过程,利用天然海水与甲烷或二氧化碳气体反应,以及更接近实际生成环境的甲烷-海水-沉积物动态聚散实验,对甲烷水合物和二氧化碳水合物生成前后δ13C值进行测定,研究水合物生成过程中δ13C的变化情况。实验证明,水合物反应中碳同位素分馏是存在的,其变化程度明显小于氧同位素和氢同位素。甲烷水合物碳同位素的分馏系数αC的值为1000 3~1000 9。二氧化碳水合物生成反应后气相的碳、氧同位素变轻,重同位素趋向于进入水合物中,二氧化碳水合物碳同位素的分馏系数αC的值为1000 7~1001 2。海水中溶解的CO2气体在甲烷水合物形成过程中会被水合物捕获,从而使得δ13CDIC值变小,重的碳同位素趋于进入水合物中,而较轻的碳同位素留在海水中。但由于海水中含有的溶解CO2气体有限,经过多轮水合物动态聚散后δ13CDIC值的变化幅度会越来越小。     

海滩养护修复过程中拦沙堤的应用

拦沙堤作为海滩养护最常用的辅助工程之一,在全球范围内得到广泛应用。在总结我国海滩养护过程中拦沙堤应用现状的基础上,将拦沙堤的功能分为3类（防泥沙扩散、防沿岸输沙、防浪+防输沙）,并详细分析这3类拦沙堤在我国海滩养护的应用现状和发展规律。基于国内外工程实践,进一步探讨海滩养护中拦沙堤的多项应用创新：组合式拦沙堤设计、拦沙堤平面形态优化、拦沙堤堤群设计、拦沙堤+潜堤组合优化、拦沙堤+旁通输沙/循环养护。最后,展望未来海滩养护中拦沙堤的发展应用趋势（拦沙量的精准调控、丰富多样的形态设计、基于“自然工法”的生态化建设）,并给出了相关建议。     

不同沉积物养护海滩对台风响应的差异性研究

本文通过对厦门天泉湾人工卵石滩和会展人工沙滩在1614“莫兰蒂”超强台风影响前后的典型剖面监测,结合水文动力要素的观测和数值模拟,计算了台风影响过程的波浪场、总水位,分析了剖面形态和台风过程的剖面平均变化量。结果表明,强潮海岸人工卵石滩与人工沙滩对台风响应的特征明显不同,人工卵石滩横向上大部分卵石向岸输移堆积,滩面侵蚀,滩肩堆积形成更高的风暴滩肩,坡度明显变陡。而人工沙滩则表现为明显的沉积物离岸输运,上部滩面侵蚀,下部滩面淤积,滩面坡度明显变缓,受台风登陆后的强烈向岸风作用,滩肩顶有所夷平,滩肩高度变化很小。海滩滩肩在台风过程中是否侵蚀与台风登陆和影响过程的总水位(天文潮、风暴增水、波浪爬高)密切相关,两个人工海滩的风暴响应模式均为冲蚀;台风影响过程中,波浪能量相对强、滩面坡度相对陡的人工卵石滩比人工沙滩的剖面平均变化量小,对于台风的响应程度小,在强侵蚀高能海岸采用砾石等粗粒径沉积物进行海滩养护是减缓砂质海滩侵蚀的一种有效手段。     

基于数值模拟的厦门湾波浪特征研究

本研究使用成熟的SWAN模型对厦门湾的波浪场进行了1a的数值模拟,通过与同期的珍珠湾波浪观测数据进行对比验证了模型的可靠性.根据模型的计算结果,分析了厦门湾年平均和夏、冬两季平均波高和波向的分布特征,厦门湾的风浪和涌浪组成,珍珠湾波浪观测海域主要的波浪能量生成和能量耗散过程.结果表明,厦门湾年平均有效波高较小,且有较明显的季节变化特征,夏季厦门湾平均有效波高较小,且湾内波向多为偏南向;冬季厦门湾平均有效波高相对较大,厦门岛北侧和东侧海域波向均为NE向.厦门湾湾内以风浪为主,涌浪较小,风浪、涌浪比较大,均在3以上;从湾外向湾内,风浪、涌浪比逐渐增加,至厦门湾南岸和泉州石井镇附近海域,风浪、涌浪比增加到5~6;在厦门湾东部和北部海域,风浪、涌浪比均在10以上.珍珠湾海域波浪最主要的能量耗散过程是由底摩擦引起的能量耗散,虽然冬季风速较大,但夏季风能输入的能量和白帽破碎耗散的能量均大于冬季;因冬季波浪相对较大,夏季底摩擦耗散的能量要小于冬季.     

海滩养护影响下的海岸风沙堆积——以福建平潭岛龙凤头海滩养护工程为例

海滩养护工程实施后,在保护海岸抵御侵蚀的同时往往还产生其他的环境问题。尤其在强风区海岸,海滩养护造成了滩面环境的改变,使滩面风沙搬运和沉积特征都发生了显著变化。对福建平潭岛龙凤头海滩养护工程实施前后的风沙沉积对比研究表明,养护后海滩的干滩宽度、滩面沉积物粒径、表层湿度、海滩高程等环境要素变化对滩面风沙搬运与沉积过程都产生了重要的影响。主要结论为:(1)养护海滩干滩滩肩高程的提高增加了滩面风速,增大了滩面风沙输沙率;(2)养护海滩干滩宽度的增加既扩大了风区长度也为风沙搬运提供了充足的物源,且不受潮汐过程影响,提供了持续的风沙物源供给,增加了风沙作用时间;(3)养护海滩剖面形态的变化使得海滩滩面沉积物含水率减小,降低风沙起动风速,增强了滩面风沙搬运。     

黄河三角洲埕岛海域地貌演化及其地质灾害分析

根据多次的调查资料分析,埕岛海域现在的海底上主要存在5种微地貌形态区即冲蚀地貌区、滑动挤压脊和塌陷凹坑地貌区、侵蚀残留岗丘或台地、斑状海底地貌区、粗糙和平滑海底。三角洲特殊的地貌演化结果对海底管线、座底式平台稳定造成很大危害,在构筑物设计和施工过程中应予以重视。     

热带风暴作用下海滩地貌过程模式初探 以0604号热带风暴“碧利斯”对半月湾海滩的作用为例

我国是世界上受台风影响最严重的三个国家之一,尤其在东南沿海受台风影响最明显,平均每年有8次台风登陆[1]。虽然台风作用的时间很短,但作用力强,破坏性大,对海岸地貌、海底地形和滨海沉积物运移都有重大影响,是海滩演变的一种很重要的动力[2—3]。关于风暴对海岸的作用机制、风暴潮给海岸带来的影响和减灾预测方面的研究越来越得到许多专家和研究者的重视[4]。     

人工岛建设对海口湾沉积特征与泥沙运移的影响

近年来,人工岛被广泛应用于沿海地区的填海造陆工程以快速获得优质土地,但大面积的人工岛建设会对近岸海底沉积物的分布模式及输运过程产生重要影响。为认识人工岛建设后沉积物变化与运移特征,本文以南海明珠人工岛对海口湾的影响为例,根据人工岛建设前后分别在海口湾近岸采集的底质表层沉积物分析了沉积物特征变化,结合沉积动力分析及粒径趋势分析等方法,讨论了人工岛建设对海口湾表层沉积物性质及运移的影响。研究结果表明,在人工岛建设后,湾内表层沉积物细粒组分增加、粒径减小、分选变差;人工岛修建造成的海口湾沉积动力条件减弱是湾内沉积物变细、泥沙运移方向改变的重要原因。     

福建沿岸海滩—沙丘系统地貌变化特征及关系模式

通过2007年7月至2010年2月对福建沿岸25个主要沙丘岸段的调查,以及代表性海滩-沙丘地貌系统地形变化的重复观测,针对福建海岸海滩类型和前缘沙丘地貌组合,从海滩动力地貌特征、沙丘形态及其变化角度出发,分析了海滩-沙丘地貌体系的变化特征,并进一步探索海滩动力地貌与沙丘地貌及其变化之间的关系模式。结果为:(1)福建沿岸海滩-沙丘系统的地貌变化可以归纳为3种类型:①海滩稳定-沙丘变化型;②海滩侵蚀-沙丘稳定型;③海滩侵蚀-沙丘后退型。(2)福建沿岸海滩-沙丘系统的动力地貌关系可以归纳为6种基本模式,主要表现为完全耗散型、过渡型和低潮阶地型3种海滩地貌与沙丘规模和形态的对应关系,海滩的沉积状态与海滩-沙丘系统内部的相互作用,也在某种程度上决定了其动力地貌关系模式。