河口湾潮坪潮汐水道发育特征及地质意义 ——以钱塘江为例

河口湾中的砂体是有利的油气储集层,但复杂的水动力变化导致古代河口湾识别困难。通过对现代钱塘江河口湾的研究表明,河口湾潮坪环境潮汐水道可以成为识别古河口湾的一种辅助标志。基于野外实地观测,结合卫星地图对潮坪环境潮汐水道的发育特征进行了详细的描述,并探讨了它的地质意义。结果表明:1）泥坪潮汐水道横截面形态主要有“V”型及宽缓的透镜状,平面上由海向陆可划分为曲折的A段、平直的B段和树状分叉的C段;2）砂坪潮汐水道横截面形态主要有“U”型和阶梯型,平面上由海向陆可划分为曲折或平直的A'段和树状分叉的B'段,A'段的平直与曲折主要受控于砂坪潮道规模的大小;3）在砂质潮坪中常见炭屑层、包卷层理、液化流痕、垮塌构造、波痕等特殊的沉积构造;不同形态和规模的潮坪潮道主要受控于潮坪坡度、沉积物粒度、河口湾形态及相对海平面高低的影响,高坡度、低海平面有利于完整序列潮道的发育;4）不同类型河口湾潮坪潮道的特征及其伴生的特殊沉积构造可以为确定地质历史时期的古河口湾及其演化提供参考。     

黄河三角洲典型潮汐湿地碳、氮、磷生物地球化学特征

选择位于黄河三角洲的广饶潮汐湿地为研究对象,对比了在不同的植被覆盖和水文条件下潮汐湿地土壤碳、氮、磷元素的垂直分布及生态化学计量学特征。结果表明,在芦苇(Phragmites australis)覆盖下的GRA2区域沉积物总有机碳(TOC)和总氮(TN)含量明显高于碱蓬(Suaeda salsa)覆盖下的GRA1区域。GRA1柱样TOC含量均值为1.798 mg/g,而GRA2柱样则为3.109 mg/g。GRA1柱样的TN含量范围在0.108~0.213 mg/g,均值为0.165 mg/g,而GRA2柱样TN含量范围则为0.307~0.473 mg/g,均值为0.353 mg/g。总体上,总磷(TP)含量的变化水平相对于TOC和TN来说较大,其垂直变异系数较高。而与TOC和TN相反的是,GRA2柱样中TP含量均值为0.298 mg/g,低于GRA1的0.388 mg/g,这可能跟GRA2区域芦苇的生长比碱蓬需要吸收更多的P元素有一定关系。研究区域沉积物C、N、P元素生态化学计量学比值普遍较低。相对较高的C/N值,较低的C/P值和N/P则显示黄河三角洲潮汐湿地的生物地球化学过程可能更多地受营养元素N和P等的限制,而前者可能是主要限制因素。本研究可为滨海湿地对全球碳和氮的储存提供基础数据,为滨海湿地可持续发展的管理和保护提供科学依据。     

河口潮汐栖息地生态恢复新技术CRT原理与应用

CRT(Controlled Reduced Tide)技术是一种河口潮间带潮汐栖息地恢复新技术,原理是使用简单的水闸结构将已建堤坝改良,通过恢复潮汐频率实现潮汐栖息地的生态修复。与已有恢复技术相比,CRT系统易于管理,并且能使潮汐栖息地的恢复效果更接近自然潮汐状态。目前,CRT技术已在比利时Schelde河口进行试验研究,并成功地修复了潮汐沼泽的植被生态,我国尚无CRT应用实例。以比利时Schelde河口CRT系统为例,阐明该系统对潮汐频率、植物、潮汐通道、土壤重金属及动物这五个方面的修复效果及优势,其应用经验可为我国河口潮汐栖息地的生态恢复提供行之有效的技术选择。     

黄渤海无缝深度基准面绘制与分析

针对海洋测绘中的深度基准面,探讨了格网化和无缝连续深度基准面的确定方法,使用自编潮汐获取工具计算出以10km为间隔的黄渤海海区的深度基准面数据,并应用成图软件绘制出比例尺为1∶100万的黄渤海深度基准面图,对黄渤海的深度基准面分布特点做了一定的分析。采用类似方法可以绘制中国海区乃至全球海洋的无缝深度基准面。     

重力勘探近区地形改正理论模型

重力勘探的近区地形改正,一般通过典型剖面的试验来确定是否需要改正,并采用简易地改仪实测地形改正值。典型剖面试验难免以偏概全,实测的方法耗资费力。本文通过对典型物理模型的理论计算及一定数量实测值的统计分析,提出了一套参考数据及近区地形改正的方法,既简便,又节约费用。      

煤岩流变模型与地表二次沉陷研究

通过流变实验研究发现,煤岩流变具有低流变系数和高蠕变门槛值特征,并符合对数型经验公式和修正的伯格斯理论模型。作者以河北峰峰矿区为例,求出了各级应力水平下煤岩流变经验公式的典型参数集,并结合峰峰二矿工业广场建筑物下条带开采地表沉陷实例进行了分析。      

北部湾三维潮汐潮流数值模拟

潮汐潮流变化对海洋建设、民生、国防等方面都有重大意义,深入了解北部湾潮汐潮流变化可为北部湾沿海港口航道建设等提供重要的参考依据。本文基于有限体积海岸海洋模型(Finite-volume coastal ocean model, FVCOM)建立了一个三维潮汐潮流数值模型,对北部湾的潮汐潮流进行数值模拟分析,同时收集了历史潮位站、2个实测潮位站以及4个海流实测站点数据对模型结果进行对比验证。结果表明,北部湾湾内以规则全日潮为主,湾内同时存在规则全日潮流、不规则全日潮流以及不规则半日潮流,潮流运动形式主要以往复式潮流为主。在涨落急流场中,最大流速点位于琼州海峡口处,流速达到157 cm/s,计算得到的最大可能流速也位于琼州海峡内。北部湾内余流平均流速为2 cm/s,余流通过琼州海峡从外海进入北部湾,并沿着广西近岸流动,在湾内形成一个气旋式环流。通过与实测资料对比,本研究所进行的数值模拟结果与实测资料基本吻合,能够反应出近年来北部湾水动力状况,为北部湾海洋工程建设以及环境保护提供了重要的科学依据。     

潮控河口湾砂坝发育特征及形成因素分析——以钱塘江为例

受河流和潮汐双重因素控制,潮控河口湾储层发育特征及形成因素复杂,导致现代潮汐河口治理和古代潮控河口湾有利含油储层预测困难。本文采用沉积数值模拟技术,以钱塘江为对象,开展河口区砂坝发育特征及成因模拟,揭示河口区砂坝成因与形态、空间、厚度上的发育特征。通过设定不同底床坡度和潮汐能量,探讨河口区砂坝成因的主控因素。研究结果表明:①河口区砂坝形成主要受控于潮汐作用,涨—退潮作用造成砂坝形成、迁移和演变;河口向海方向主要以长条状砂坝为主,河口向陆一侧发育U型坝和复合砂坝;河流段砂坝主要受控于河流水动力影响,潮汐作用不大。②潮汐能量增强,潮汐通道变宽变浅,河口向陆一侧发育的U型砂坝和复合坝多被侵蚀切割呈小型砂坝,向海一侧的小型砂坝逐渐演化为长条状砂坝;潮汐能量变弱时,涨落潮水道短,潮汐砂坝难以形成。潮汐能量中等时,砂坝较为发育,且有连片分布趋势。③随着底床坡度的逐渐增大,潮汐砂坝的集中分布区逐渐向海迁移,砂坝的分异性增加,形态由不规则的点坝,演变为分流砂坝,河流作用影响增强;底床坡度变小,则砂坝向海方向迁移的趋势减弱,此时潮汐作用增强,河口区砂坝由不规则点坝逐渐演变为长条形砂坝,规模逐渐变小。④砂坝的形成和分布受潮汐能量和底形共同作用,在潮汐能量M_2:2.5、S_2:2.1以及底形坡度0.003°下,长条形潮汐砂坝发育且具有典型的潮控河口湾特征。     

广东闸坡海域潮汐特征分析

分别利用闸坡验潮站1975和1978年逐时潮位资料求算各自的调和常数并进行对比,验证调和常数的稳定性.结果发现,用1年逐时潮位数据进行调和常数的求算是可信的.调和常数是否稳定决定了进一步计算的非调和常数、潮位频率分布和2小时乘高潮位频率分布的可靠性.对后两者的计算,分别采用BPF方法和统计方法加以对比,以检验BPF方法的稳定性.研究表明,在只有1年逐时潮位数据的情况下,应用BPF方法进行潮位频率分布计算和2小时乘高潮位频率计算是可行的.分析结果较好地反映了闸坡海域的潮汐特征.     

引潮力作用下饱和地质岩体的力学响应

本文应用孔隙弹性理论,探讨了引潮力作用下饱和地质岩体的力学响应.首先通过引潮力作用下饱和岩体的自由能表达式,得到岩体孔压与应力、应力与应变之间的关系;然后从引潮力作用下饱和岩体的平衡微分方程出发,结合流-固耦合理论,分析了饱水岩体应变与引潮位之间的关系;最后推导出饱和岩体的两大力学物理量--孔压和潮汐应力(平均应力)与引潮位之间的物理关系.模型表明:饱和岩体孔压与引潮位成反比,平均潮汐应力与引潮位成正比;比例系数不仅与岩体骨架的Lame系数有关,而且与Biot模量有关.将模型应用于会理川-18井水位变化分析,估计出水位响应系数D,并以此为基础,求得岩体孔压、潮汐应力与引潮位的相关系数(A和C)及Skempton系数B.最后对比分析了耦合条件下与不考虑耦合时得到的各参数之间的差异,分析表明:对饱和地质岩体而言,应力、孔压对引潮力的响应是流-固耦合作用的产物;研究其力学响应时必须充分考虑耦合效应.模型的建立,为研究引潮力作用下井-承压含水层系统力学、水动力学、与地震有关的断层力学以及引潮力触发机制的定量研究提供了基础.