黄河口潮滩泥沙絮凝研究

本文基于现场观测的絮团粒径、悬沙浓度及水动力数据,研究了黄河口南部潮滩泥沙絮凝特征。研究发现,黄河口潮滩絮团粒径在25.42～264.44 μm之间,平均为95.20 μm。水体紊动对黄河口潮滩絮凝的影响存在差异,紊动对絮凝促进作用的上限约为G_l=3.76 s⁻¹。紊动强度低于G_l时,紊动促进泥沙絮凝,絮团粒径随紊动加强而增大;反之水体紊动对絮凝主要起抑制作用,絮团粒径随紊动强度增大而减小。悬沙浓度对黄河口潮滩泥沙絮凝起抑制作用,同等紊动条件下高悬沙浓度对应的絮团粒径更小。黄河口潮滩絮团有效密度与粒径呈现负相关关系,沉速主要受粒径影响。本研究补充了对弱潮河口潮滩泥沙絮凝特性的认识。     

沉积物供给影响下厦门岛东南部海滩响应差异性研究

以厦门岛东南部海滩为例,基于10条剖面连续6年野外实测地形数据,利用经验正交函数分析方法（EOF）提取海滩变化的主要模态,分析海滩中长期蚀淤变化特征及其控制因素。EOF提取方差总占比超过90%的前三种模态反映研究区海滩时空演变特征：沙源条件对海滩蚀淤过程起主导作用为第一模态,受上游沙源条件及沿岸输沙方向影响,海滩剖面在纵向上存在差异性,研究区北侧剖面持续淤积,南侧剖面则呈现侵蚀状态;第二模态为波浪季节性变化导致海滩滩肩在冬季变窄和夏季变宽之间旋回;人类活动影响滩面形态变化为第三模态,人类活动对岸滩形态及其变化产生一定影响,其中人工构筑物对研究区海滩影响较大。从多年海滩变化来看,沙源条件控制海滩响应差异性,沉积物供给充足的海滩形态变化幅度及系统可调节范围比沉积物匮乏海滩大,泥沙供给贫乏的海滩地形变化幅度虽小,其系统缓冲能力及自适应能力却弱。     

日照市海滩表层沉积物重金属污染评价及磁学指示

研究区域为山东省南部日照市涛雒镇海滩,对其表层沉积物中7种重金属元素（Cr、Ni、V、Fe、Zn、Co、Pb）的含量进行测试,并使用地累积指数法对其污染状况进行了评估;同时对表层沉积物的磁学参数进行原位磁化率和室内磁学参数测试。结果表明,研究区域整体污染情况较轻,各重金属元素均轻度污染或无污染,重金属污染源主要为河口及海滩排污口。野外体积磁化率和室内质量磁化率分布特征与重金属含量分布特征一致,磁性颗粒的晶粒类型为多畴（MD）,磁性矿物类型为亚铁磁性矿物。通过室内质量磁化率与重金属含量的高度正相关性,建立了研究区域重金属污染的磁学诊断方法。     

椒江流域水沙变化特征及人类活动影响

在人类活动的影响下,径流和泥沙过程的变化受到越来越多人的关注。研究椒江流域水沙变化特征及人类活动影响因素,对椒江流域生态保护和高质量发展具有重要意义。利用椒江流域降水、径流、输沙和遥感影像等长期监测数据,采用多种方法综合分析椒江流域降水、径流和输沙演变特征,包括对椒江流域水文观测资料进行线性回归趋势分析,使用Mann-Kendall突变检验法、滑动t检验法、距平累积曲线法和双累积曲线法进行水文序列的突变检验,使用小波和功率谱进行水文序列的周期分析。在此基础上,采用线性回归方法估算人类活动和气候变化对椒江流域输沙变化的贡献率,最后讨论了人类活动对椒江流域水沙变化的影响。结果表明：椒江降水量存在2～3、4～5、8～9和15～18 a周期;径流量存在2～3、8～9、14～15和18 a周期;输沙量存在2～3、8、12～15和19 a周期。永安溪、始丰溪年降水量、年径流量和始丰溪年输沙量没有显著变化,永安溪输沙量显著减少,63 a间下降了28%。人类活动对永安溪输沙减少的贡献率为86.5%～98.7%,对始丰溪输沙变化的贡献率为50.3%～83.2%。椒江流域水库建设使得年内流量高峰期由6月份向8、9月份发生转移,起到了很好的“蓄峰”作用。流域内土地利用/覆被发生的显著变化以及植被覆盖度的上升降低了流域产沙能力、减少了河流输沙量。     

海南岛北部海湾重金属污染分布及来源

伴随社会经济的发展,海南岛附近海域出现不同程度的重金属污染。2019年我们采集了位于海南岛北部的铺前湾、澄迈湾、后水湾、洋浦湾的表层沉积物,对照国家海洋沉积物质量标准（GB18668—2002）,使用地累积指数、重金属污染指数、重金属污染程度指数以及潜在生态风险指数等多种参数评价了各海湾重金属分布及污染状况。结果显示,砷（As）是各海湾中污染最明显的重金属元素。澄迈湾及铺前湾总体污染状况较为严重,洋浦湾总体污染状况较轻。船舶燃油燃烧、水产养殖、化肥施用、矿业废水等人类活动都会带来不同程度的重金属污染,需采取适当措施,有针对性地对海南岛北部海湾重金属污染进行防治。     

Controls on the morphological evolution of embayed beaches: Morphometry versus external forcing

The morphological evolution of embayed beaches on a microtidal coast is assumed to largely respond to the degree of exposure to wave conditions, decreasing the mobility with increasing beach indentation (and vice versa). However, the number of sediment arrivals at the beach or the impact of extreme storms can modify this relationship. Here, we present an analysis of 10 embayed beaches along the Catalan coast with different morphometric and sedimentary characteristics to identify the most relevant parameters controlling the morphological evolution of these embayed beaches at the inter-annual and decadal scales. The study was mostly based on LiDAR topographic data collected from 2012 to 2017, aerial photographs from 1945 to 2021, sediment sampling and a long-term series analysis of the forcing parameters (waves, sea level, precipitation and land-use changes). The results show a net loss of volume on all the studied beaches at an inter-annual scale and a general shoreline retreat during the last few decades, suggesting the influence of common processes on the evolution of the studied beaches. Smaller pocket beaches with medium-to-high indentations are more sensitive to changes induced by local factors and show higher variability in the volume of the emerged beach and shoreline position than larger beaches. The most relevant factors influencing the evolution of the studied beaches on a decadal scale were identified as changes in sea level and the reduction in sediment inputs provided by streams due to land-use changes in the drainage basin. At the inter-annual scale, the impact of extreme events is the main factor controlling beach behaviour. These general trends can be opposite locally for beaches that receive large amounts of sediment via longshore transport from adjacent beaches.     

潍坊市城区第四系地层研究

通过整理近年来地震地质工作中积累的大量钻孔资料,对比分析潍坊市城区第四纪各沉积层的组成特征、形成时代、成因类型等性质,将城区沉积层划分为23个主层及众多亚层。在此基础上,编制潍坊市城区第四系厚度等值线图、第四纪不同地层单位沉积厚度等值线图及相关的地层埋深剖面图、模型图等,从而较系统地摸清本区第四系各土层的空间分布规律及其结构变化特征,并对潍坊市城区第四系沉积的主要控制因素进行初步分析和探讨。     

18.5 ka以来冲绳海槽中部沉积物碎屑态来源和古环境变化的常量元素记录

为进一步了解冲绳海槽中部18.5 ka以来柱状沉积物碎屑态的常量元素组成特征及其古环境指示意义,对KX12-3孔进行了151个样品中碎屑态的提取及其常量元素和粒度综合分析。结果表明：主要常量元素含量表现出明显的两段式垂向变化特征,底部的Z1阶段(492~96 cm)形成于末次冰消期及早全新世(18.5~9.6 ka),中国大陆河流(长江、黄河)物质输入是沉积物中陆源碎屑物质的主要来源;而顶部的Z2阶段(96~0 cm)则形成于早全新世以来(＜9.6 ka),沉积物中的陆源碎屑物质仍以中国大陆来源为主,台湾物质输入也有一定贡献。此外,岩心中还记录到了7.3 ka时发生的K-Ah火山事件。常量元素相关性、R型因子及典型常量元素比值分析均表明主要氧化物含量在垂向上的变化主要受控于附近的陆源碎屑物质输入,热液活动和火山物质的影响较小。不同时期陆源碎屑物质对研究区的影响表现出明显的变化规律,并与海平面波动及黑潮的演化具有很好的耦合关系。此外,在5~3.5 ka期间,KX12-3孔的Fe2O3、MgO、Fe/Ti、Mg/Ti值及粒度减小,这应该是由当时黑潮的减弱或“摆动”出冲绳海槽引起的。     

基于遥感增强嵌套模型红树林带水沙环境对码头建设的响应研究

南海北部湾铁山港码头建设期间,邻近区域红树林带植株出现受损死亡现象。本研究构建基于遥感增强包含红树林潮间带的海湾水沙嵌套模型,评估码头建设对红树林带潮流、泥沙输移及冲淤的影响。结果表明：海湾水沙嵌套模型可充分利用南海海流模拟信息,且精细化模拟了工程建设附近海域泥沙输移规律。采用全球地表水覆盖几率遥感反演数据与当地潮位的信息融合技术,为红树林带水沙模拟提供了可靠地形信息。码头建设主要影响红树林带南部潮流,涨急时流速减小,落急时部分潮沟通道流速增大。当进港方案更改为过水钢栈桥,红树林带东南部流速略有增加。码头施工期,红树林带69%～72%范围的悬浮泥沙浓度增量介于20～50 mg/L之间。码头建设前,红树林带泥沙平均冲淤量为0.27 cm/a;进港方案分别为不过水通道和过水钢栈桥,码头建设后红树林带淤积量增加的面积占比分别为96.6%和89.3%,平均冲淤量分别为0.45 cm/a和0.36 cm/a。过水钢栈桥替换不过水通道,红树林带冲淤增量下降了50.0%。研究结论可为潮间带水沙环境模拟和红树林带保护决策提供科学依据。     

低场核磁共振定量测定松散沉积物中含水量的方法

核磁共振通过测定体系中氢质子弛豫的T2谱来确定液态水的含量。采用低场核磁共振技术定量测定松散沉积物体系中的含水量,探讨了沉积物粒径、黏土矿物种类与含量、孔隙水盐度、温度及气体压力等因素对测试结果的影响。由于不同介质体系中孔隙水表面弛豫机制不同,导致低场核磁测定松散沉积物中的含水量偏小。引入校正系数Cm对水量测试值进行了修正,结果表明：沉积物及孔隙水介质本身特性对水量测试结果几乎无影响,相对误差<0.5%,测试精密度<0.20%;温度变化对测试结果影响较大且呈负相关,温度从25 ℃降至1.7 ℃,水量测试值增加了10.71%;压力变化对测试结果的影响与充注气体是否含氢密切相关,不含氢气体的压力变化对测试结果没有影响,而对于含氢气体如甲烷,水量测试结果随压力变化线性增加,甲烷增加到5.05 MPa时,测试结果增加了12.15%。因此,在采用该法测量甲烷水合物生成分解过程中沉积物孔隙水的变化时,必须考虑体系的温度、压力对测试结果的影响,恒温恒压条件下监测的含水量变化能够准确指示甲烷水合物生成分解的微观过程,可望在海洋天然气水合物生成分解微观动力学研究方面得到广泛应用。