杭州湾北部潮流深槽区细颗粒物质输运与再悬浮过程

于2005年5月大潮期间在杭州湾北部潮流深槽区的4个站位进行潮周期观测,获得了流速、悬沙等数据,并对其进行了分析,计算了水沙通量和再悬浮通量。分析结果表明,该深槽区涨潮流速大于落潮流速,涨潮历时小于落潮历时,潮差自湾口向湾内方向增大;悬沙的组分以粉砂为主,分选较差,偏态以负偏为主,这些特征与底质一致;深槽中部和东部的悬沙沿岸线向湾内方向输运;深槽西部和东部外侧的悬沙输运方向与余流方向一致,分别向湾内和南部输运;除转流和流速加速初期外,垂线流速分布符合Kûrmûn-Prandtl模型,摩阻流速与垂线平均流速变化趋势一致。计算得到的表观粗糙长度在涨落潮时段的水流加速或减速阶段都呈增大趋势,且数值较大,这难以把它简单地归结为床面形态的作用,表观粗糙长度的变化趋势可能是高悬沙浓度和浓度成层性共同作用的结果,但对这一假说的验证还有待于进一步的现场观测和机制分析。计算所得的再悬浮发生的周期性与实测悬沙浓度的周期性相符,而且最大悬沙浓度的出现滞后于最大再悬浮通量,说明再悬浮作用对水层中悬沙浓度的变化具有重要影响。     

美国岸线现状调查30年进展综述——以美国弗吉尼亚州为例

以美国弗吉尼亚州20世纪70年代和21世纪初两个年代进行的岸线现状调查工作为例,介绍了30年来美国岸线现状调查的目标、指导原则、调查内容、数据来源、报告编写等内容,并与我国20世纪80年代开展的"全国海岸带和海涂资源综合调查"工作以及当前正在开展的"我国近海海洋综合调查与评价"专项的海岸带调查进行了对比,讨论了两国在海岸带调查方面的异同,以及可供借鉴之处。     

海南新村港潟湖表层沉积物粒度特征及其沉积环境

对2013年8月在海南新村港潟湖采集的表层沉积物样品进行粒度分析,揭示了该区表层沉积物的粒度特征和沉积物类型,结合高空间分辨率的水动力和水深数据,采用系统聚类和主成分相结合的方法划分现代沉积环境。结果表明,研究区表层沉积物主要有4种类型,以粉砂和粉砂质砂为主,分别分布在潟湖中部和近岸浅水区域。沉积物平均粒径变化较大(0~8.0 Ф),均值为4.6 Ф,沉积物随水深增大而逐渐变细;沉积物粒度组分以砂(平均含量43%)和粉砂(平均含量为52%)为主,黏土含量较少,平均含量为5%。聚类结果表明,平均粒径可分为两组:第一组平均粒径均大于5.5 Ф,均值为6.8 Ф;而第二组平均粒径均小于3.5 Ф,均值为2.2 Ф。此外,平均粒径与分选、偏态和峰态系数之间呈现出两种不同的相关关系。研究区大潮和小潮期间的均方根流速(RMSV)均值是7.5和6.9 cm/s,标准偏差分别是15.3和14.9 cm/s。当RMSV大于4 cm/s,RMSV与极细砂(63~125 μm)含量呈明显的正相关关系,这表明RMSV决定了潟湖沉积物中极细砂含量。聚类和主成分分析结果表明,平均粒径、峰态和分选系数是对沉积环境最为敏感的粒度参数组合,同时结合高空间分辨率的水动力和水深数据,将研究区沉积环境划分为3类。这样划分充分考虑了水动力、物源、地形及其相互作用,更能有效地揭示沉积环境的差异,尤其体现了适宜的粒度参数组合和高空间分辨率的水动力数据在沉积环境划分中的重要性。     

气候变化和人类活动对鄱阳湖流域入湖输沙量影响的定量估算

采用HydroTrend水文模型,以鄱阳湖流域的赣江、抚河、信江、饶河和修水为研究对象,基于1956-2010年鄱阳湖流域气候数据、水沙数据及其他相关资料,分别模拟了5个子流域的入湖水沙通量变化。在此基础上,探讨了气候变化、植被覆盖变化和水库修建活动对输沙量变化的影响,并定量估算了上述因子对流域输沙量变化的贡献。结果表明：① 1956-2010年,气候、植被和水库三种因子影响下的流域年均输沙量分别为15.5 Mt、20.8 Mt、8.5 Mt,而三种因子共同影响下的流域年均输沙量达到12.6 Mt。② 1956-2010年,植被覆盖变化使流域年均输沙量增加4.2 Mt,而水库拦截造成流域年均输沙量减少8.2 Mt,两者分别占实际年均输沙量的32.4%和63.2%。③ 1956-1989年,植被覆盖变化导致的输沙增加量和水库修建拦截导致的输沙减少量均为5.1 Mt/a,两者对流域输沙量贡献持平;1990-2010年,水土流失加重导致的输沙增加量和水库拦截导致的输沙减少量分别为2.7 Mt/a和13.3 Mt/a,水库对入湖输沙量的影响效应是植被覆盖变化的5倍左右。     

Field Observation and Analysis of Wave-Current-Sediment Movement in Caofeidian Sea Area in the Bohai Bay, China

In order to study the mechanism of flow-sediment movement, it is essential to obtain measured data of water hydrodynamic and sediment concentration process with high spatial and temporal resolution in the bottom boundary layer (BBL). Field observations were carried out in the northwest Caofeidian sea area in the Bohai Bay. Near 2 m isobath (under the lowest tidal level), a tripod system was installed with AWAC (Acoustic Wave And Current), ADCP (Acoustic Doppler Current Profilers), OBS-3A (Optical Backscatter Point Sensor), ADV (Acoustic Doppler Velocimeters), etc. The accurate measurement of the bottom boundary layer during a single tidal period was carried out, together with a long-term sediment concentration measurement under different hydrological conditions. All the measured data were used to analyze the characteristics of wave-current-sediment movement and the BBL. Analysis was performed on flow structure, shear stress, roughness, eddy viscosity and other parameters of the BBL. Two major findings were made. Firstly, from the measured data, the three-layer distribution model of the velocity profiles and eddy viscosities in the wave-current BBL are proposed in the observed sea area; secondly, the sediment movement is related closely to wind-waves in the muddy coast area where sediment is clayey silt: 1) The observed suspended sediment concentration under light wind conditions is very low, with the peak value generally smaller than 0.1 kg/m3 and the average value being 0.03 kg/m3; 2) The sediment concentration increases continuously under the gales over 6-7 in Beaufort scale, under a sustained wind action. The measured peak sediment concentration at 0.4 m above the seabed is 0.15-0.32 kg/m3, and the average sediment concentration during wind-wave action is 0.08-0.18 kg/m3, which is about 3-6 times the value under light wind conditions. The critical wave height signaling remarkable changes of sediment concentration is 0.5 m. The results show that the suspended load sediment concentration is mainly influenced by wave-induced sediment suspension.     

高频声学仪器底床高度野外测量及室内验证

河口海岸地区底床的冲淤变化是沉积动力学研究主要内容之一,而野外观测是准确获得现场底床冲淤变化信息的关键。本文利用观测近底边界层三维水动力信息的声学三维多普勒流速仪（Acoustic Doppler Velocimetry,ADV）对长江口南槽底床高度变化进行了野外测量,为验证野外现场实测数据的可靠性,设计了2个室内试验,并对ADV测量底床高度的可行性进行了验证：试验一对比了人工测量的ADV换能器实际距离底床高度H与ADV自身记录的其换能器距离底床高度h,确定了ADV测量底床高度的范围;试验二利用ADV测量静置的高浊度水体,确定了含沙量对ADV测量造成影响。试验结果表明：①由ADV内部存储的vhd数据文件可以直接获取换能器距离底床的高度,但是这一测量结果存在适用范围,换能器实际距离底床高度H需要满足150 mm≤H≤370 mm;②当换能器实际距离底床高度H <150 mm时,可通过提取pck数据文件获取换能器距离底床的高度;③当换能器实际距离底床高度H>370 mm时,仪器无法获取该数值;④当水体含沙量超过14.36 kg/m³时,ADV测量同样无法获取到换能器距离底床高度信息。     

长江河口水下三角洲137Cs地球化学分布特征

文章通过对长江口水下三角洲采集的10个柱状样放射性核素¹³⁷Cs的分析可以得知,长江口水下三角洲¹³⁷Cs剖面中均存在清晰的最大蓄积峰,其峰值比活度介于5.68±1.03～21.74±1.39Bq/kg之间,平均值为14.11±1.10Bq/kg,最大蓄积峰所处的深度为55～117cm。剖面中¹³⁷Cs最大蓄积峰应该与1963年的¹³⁷Cs散落沉降相对应。长江口水下三角洲的表层沉积物中的¹³⁷Cs比活度范围介于0～9.19±1.12Bq/kg之间,并且与长江流域其他地区的表层¹³⁷Cs比活度相一致。长江口水下三角洲可探测到的¹³⁷Cs比活度的最大深度范围在88～160cm的范围内变化,¹³⁷Cs蓄积总量为2361.30±174.38～17714.94±262.14Bq/m²,平均值为9664.97±100.05Bq/m²,¹³⁷Cs比活度的最大深度及¹³⁷Cs蓄积总量均表现出从岸向海逐渐增加的趋势。实测的¹³⁷Cs总量均大于长江流域的¹³⁷Cs背景值,说明了长江口水下三角洲的¹³⁷Cs蓄积既有大气散落直接沉降的来源,又有流域侵蚀带来的¹³⁷Cs输入,并且主要以后者为主。通过放射性核素示踪模型分析长江口水下三角洲¹³⁷Cs散落蓄积特征可以得知,长江口水下三角洲¹³⁷Cs的蓄积以长江流域来源为主,说明了放射性核素¹³⁷Cs在长江口水下三角洲沉积物中的蓄积主要受流域侵蚀因素的影响。     

Preliminarily study on the maximum handling size,prey size and species selectivity of growth hormone transgenic and non-transgenic common carp Cyprinus carpio when foraging on gastropods

The present study preliminarily examined the differences in maximum handling size, prey size and species selectivity of growth hormone transgenic and non-transgenic common carp Cyprinus carpio when foraging on four gastropods species( Bellamya aeruginosa, Radix auricularia, Parafossarulus sinensis and Alocinma longicornis) under laboratory conditions. In the maximum handling size trial, five fish from each age group(1-year-old and 2-year-old) and each genotype(transgenic and non-transgenic) of common carp were individually allowed to feed on B. aeruginosa with wide shell height range. The results showed that maximum handling size increased linearly with fish length, and there was no significant difference in maximum handling size between the two genotypes. In the size selection trial, three pairs of 2-year-old transgenic and non-transgenic carp were individually allowed to feed on three size groups of B. aeruginosa. The results show that the two genotypes of C. carpio favored the small-sized group over the large-sized group. In the species selection trial, three pairs of 2-year-old transgenic and non-transgenic carp were individually allowed to feed on thin-shelled B. aeruginosa and thick-shelled R. auricularia, and five pairs of 2-year-old transgenic and non-transgenic carp were individually allowed to feed on two gastropods species( P. sinensis and A. longicornis) with similar size and shell strength. The results showed that both genotypes preferred thin-shelled Radix auricularia rather than thick-shelled B. aeruginosa, but there were no significant difference in selectivity between the two genotypes when fed on P. sinensis and A. longicornis. The present study indicates that transgenic and non-transgenic C. carpio show similar selectivity of predation on the size-and species-limited gastropods. While this information may be useful for assessing the environmental risk of transgenic carp, it does not necessarily demonstrate that transgenic common carp might have lesser environmental impacts than non-transgenic carp.     

长江河口悬沙与盐分输运机制分析

2004年9月15~22日在长江口南支口门区域进行了水位、流速、悬沙浓度、盐度的全潮观测,基于这些现场数据,分析河口区域流速结构、悬沙浓度与盐度的时空分布特征;利用机制分解法研究河口悬沙、盐分的通量和输运机制,并探讨它们与水体垂向结构之间的关系。主要结论如下:长江河口区的悬沙浓度存在显著的时空变化特征,从口内向口外,悬沙浓度呈显著减小趋势,大潮期间的悬沙浓度较大,是小潮期间的数倍。通量机制分析结果表明,长江河口区以欧拉余流为主,向海输运,并有向海方向逐渐减小的趋势,斯托克斯余流向陆输运,在大、小潮期间有显著差异。盐分输运机制中,以欧拉余流占主导地位,潮泵效应、垂向重力环流、垂向剪切扩散作用的贡献次之。长江河口悬沙净输运率在向海方向逐渐减小,大潮期间的悬沙净输运率比小潮期间的大1~2个数量级,水动力条件是造成长江河口悬沙净输运时空差异的主要因素。悬沙输运机制小潮期间以欧拉余流占主导地位,在大潮期间则以与紊流相关的垂向剪切扩散作用取代欧拉余流占据主导地位。悬沙瞬时输运机制中的剪切扩散项在中下层水体的理查德森数(Ri)小于0.25时才有较大的量值,在南槽内,当底层水体的理查德森数(Ri)处于-0.1相似文献   

长江口外海域沉积物中有机物的来源及分布

通过分析长江口外海域不同区域有机碳和氮的分布特征及其影响因素,了解了底部沉 积物中有机碳和氮同位素的生物地球化学特征,探讨二者对长江口外海域底部沉积物中有机 物来源的指示意义。运用质量混合模型,计算了长江输入的陆源有机物的贡献及其空间变化。结果表明,长江口外海域沉积物中TOC 和TN 的分布和东海陆架的环流体系有着密切关系, 与环流的分布相对应,如果大致沿31^oN 和123^oE 作为分界线, 整个研究区的TOC 和TN 的分布可划分为4 个具有不同分布特征的区域。TOC、TN、δ¹³C 和δ¹⁵N 分别与沉积物的平均粒 径呈线性相关关系,因此,粒度效应是控制长江口外海域沉积物中有机物分布和稳定同位素 碳、氮的一个重要因素。研究区内的C/N 比值能够在一定程度上体现有机物的来源信息,但δ¹⁵N 表现出了与C/N 和δ¹³C 不同的区域分布和变化特征。陆源有机物来源比重较高的区域与 长江口外海域赤潮突发频率最高的地区相对应。长江口附近沉积物中的陆源有机物来源最高, 超过了50%,且等值线呈舌状向东北方向凸出,表明了长江冲淡水的影响。陆源颗粒态有机物沉海底后,要不断经历早期成岩作用和生物作用,因此在在相同地点,陆源有机物对沉积物中有机物的贡献,要明显小于对悬浮颗粒态有机物的贡献。