江苏中部海岸西洋潮流通道区域晚更新世古地貌与沉积体系研究

南黄海曾是长江和黄河两大河流输送的陆源沉积物重要的汇,其沉积记录含有河流演化的丰富信息。江苏海岸中部、南黄海西侧、辐射沙脊群西北的西洋潮流通道及其邻区受到古黄河与古长江的交互影响,其古地貌与沉积地层等研究尚显不足。利用该区多次采集获得的长约380 km的浅层地震剖面数据,结合钻孔资料,分析了西洋浅部地震层序,探讨了其沉积环境特征。研究结果表明,西洋潮流通道区域在平均海面以下33~49 m处,存在一个强振幅、中频率、高连续性的区域性反射界面,与对比钻孔中滨岸沼泽沉积的顶面相对应,代表一个不整合的古地貌面;该界面深度的空间插值结果反演的古地貌面与下伏的沟槽状切割-充填反射结构,揭示了数条沿NE方向延伸的古水道,并集中分布于古地貌面北部相对低洼的区域,为南黄海内陆架晚更新世某古水系的一部分;该古地貌面系末次冰消期的海侵冲刷面,其上覆是全新世滨浅海沉积,下伏是晚更新世末期的洪泛平原或滨岸沼泽或充填下切古河道或古潮道等沉积。对该区域性反射界面的深入研究有助于弄清南黄海西部晚更新世以来的沉积体系演化历史,提升对辐射沙脊群形成演化的认识。     

珠江口伶仃洋地貌特征演变与纳潮能力变化研究

在自然和人为的双重作用下,珠江口伶仃洋地貌特征发生了巨大变化,改变了水动力环境,致使纳潮能力也发生深刻变化。本文以珠江口伶仃洋地貌变化和纳潮能力变化为研究对象,采用近百年来的古地图资料、人类活动和水文特征等资料,通过第四纪地质学、地图学、遥感学、历史地理学等方法,反演内伶仃洋形态变化过程,探讨1906年以来珠江口伶仃洋的地貌变化过程。采用岸线分维数、形状指数、纳潮量、潮差消减能力,定量反映地貌变化对纳潮能力的影响。结果表明,1906-2014年,地形演变造成伶仃洋纳潮量减少了14.50%;1971-2014年,伶仃洋纳潮量减少了11.27%。海岸线的变化引起纳潮能力逐渐变弱,潮差沿程变化率减小了0.23,尤其是自1971年以来,因堤围等建设,河口岸线逐渐平直,纳潮能力逐渐减弱。     

潮汐汊道及其沙滩的安全风险和动力机制

为提高海水浴场的安全性,避免发生溺水事故,文章以潮汐汊道及其沙滩的动力地貌结构和发育演变为基础,研究青岛市灵山湾城市阳台海水浴场沙滩的安全风险和动力机制,并提出风险防范建议。研究结果表明:河口潮汐汊道落潮流三角洲的潮汐水道延伸至沙滩滩面,高潮时淹没,落急时水流集中,形成流向外海的高速水流,极易引发海水浴场安全事故;区域落潮流与汊道落潮流相叠加、落潮流三角洲阻挡沿岸输沙造成下游局部岸段侵蚀以及沿岸输沙变化导致水道迁移摆动等因素进一步加大潮汐汊道附近沙滩的安全风险;安全风险最大的地点位于沿岸输沙下游与区域落潮流流向一致的潮汐水道末端附近沙滩,且该位置不稳定,随波浪场发生年际和季节变化;在潮汐汊道沙滩岸段设置海水浴场前应研究其动力地貌和发育演变,划分危险区和安全区,浴场设置后定期监测并确定危险区的位置,并在沙滩安全维护和质量评价等方面将潮汐汊道作为重要判定指标。     

基于古地貌和断裂控制的辽西低凸起锦州S油田沙河街组沉积体系

为明确辽西低凸起锦州S油田沙河街组沉积相带展布及其控制因素,综合应用岩心、测井和地震等资料,分析古地貌特征、断裂系统展布及其对沉积体系演化的控制作用,确定沙河街组SQ1—SQ4层序沉积相类型,探讨沙河街组沉积体系的演化规律。结果表明:研究区沙河街组发育辫状河三角洲、扇三角洲、湖泊等沉积体系类型;古地貌整体控制沉积体系类型;构造转换带是锦州S油田沉积物的主要运移通道。古地貌较低的C区,以及受转换带二次运移沉积的F、G区发育辫状河三角洲前缘亚相,砂体厚度大,储层质量好,有利于油气富集。该结果为研究区有利相带及优质砂体预测提供参考。     

黄河现行与废弃河口海岸地貌动力作用差异的数值研究

波浪是塑造黄河三角洲河口与海岸地貌的重要动力因素之一。基于Delft3D模型耦合水动力与泥沙输运模块,模拟了黄河不同入海水沙条件下的表层悬沙浓度的分布变化,通过悬沙浓度差异值(Di值)定量研究了黄河清水沟流路现行河口与废弃河口之间的海洋动力差异,进而揭示了潮流与波浪在不同时期黄河三角洲地貌演变中的塑造作用。研究结果表明,在不同时期不同入海泥沙条件下,废弃河口及其近岸区域Di值普遍较高且为正值;但现行河口近岸的Di值分布普遍为负值。在废弃河口波浪使已沉积的粉砂、黏土起动、再悬浮,由潮流将其搬离海岸,从而使海岸发生蚀退;但现行河口由于大量黄河粉砂、黏土快速输入,潮流无法在短时间内将其全部搬离河口,进而使河口及两侧海岸向海淤进。比较而言,波浪在废弃河口及海岸的地貌作用较强,在现行河口相对较弱。这些研究结果对了解黄河三角洲动力地貌演变机理有重要的理论价值。     

基于LiDAR观测的长江河口南汇南滩近期动力地貌研究

南汇潮滩是长江河口重要的后备国土资源,其地貌的动态变化过程可敏锐反映河海相互作用的强弱。本文利用地面LiDAR获取了南汇南滩2016年4月—2017年5月逐月大潮低潮期间滩面地貌高分辨率点云数据,根据平均小潮高、低潮位将潮滩划分为上、中和下部,由此结合水文泥沙资料分析区域潮滩动力地貌演变过程。结果表明:(1)潮滩在观测期间整体向海淤涨,其一年间垂向淤积值为10 cm,其中潮滩中部面积增大,而潮滩上部和下部的面积均减小;(2)滩面变化具有明显的夏秋季弱侵蚀调整、冬春季强淤积推进的季节性特征,潮滩地貌侵蚀-淤积则呈现明显的空间分异。在潮滩上部中侧-中部西侧形成贯通的冲刷带(10—80cm),上部沿堤西侧植被区出现强淤积带(20—85cm),整个滩面中东部潮滩出现大面积的弱淤积(5—30cm);(3)南汇南滩并未因长江入海泥沙的剧烈减少而遭受侵蚀,这可能受控于局地基本未变的动力环境和悬浮泥沙浓度,冲刷-淤积的纵向分带性则与区域海堤导致的潮流流向发生改变有关。     

象山港海岸带人工建设地貌强度指数及其空间格局演变特征

随着东部沿海港湾地区的经济迅速发展和人工建设地貌的不断形成,港湾地区地貌格局也产生相应的变化。定量研究海岸带人工建设地貌时空格局变化,对全面科学合理地评价人类建设行为,具有一定的科学和实践价值。本文以象山港1990年、2000年、2010年及2015年4个时期TM/OLI遥感影像作为主要数据源,分析了25 a内象山港海岸带人工建设地貌强度变化,并进一步探讨其空间格局演变特征。研究表明:(1)象山港海岸带人工建设地貌发育呈现出早期高速增长、中期缓慢增加、后续强劲推进的态势,其面积增幅具有显著的历史阶段性特征;(2)各个县(市)区点状和面状地貌斑块数量整体波动上升,但其内部发育水平差异较大,宁海县与象山县地貌发育的速率与程度都处于领先水平;(3)其格局演化过程分为4个重要阶段:点状分散期,面状集聚期,条带状延展期与复合、更新扩散期。     

红层盆地岩性差异对丹霞地貌发育的控制

陆相红层盆地的岩性在横向上和纵向上都有比较明显的变化,导致发育的丹霞地貌形态迥异。本文以赣东北信江盆地、粤北丹霞盆地、陕北地区为例,采用对比分析、数值模拟等研究手段,总结了红层盆地中常见的岩石及地貌类型,提出岩性在丹霞地貌坡面演化过程中的关键作用。在信江盆地中,龙虎山、龟峰等挺拔高耸的山峰主要发育在盆地南缘的河口组厚层砾岩中,而盆地中部贵溪、弋阳地区的近圆形山丘则产在塘边组大型交错层理风成砂岩中;与其类似,丹霞山的赤壁陡崖主要发育在丹霞组厚层砾岩夹风成砂岩中;相反,陕北地区波浪状地貌主要发育在洛河组风成砂岩中。利用河道-山坡综合地形演化(CHILD)地貌模拟软件,假设在同样的构造抬升和河流侵蚀作用下,分别模拟了细砂岩、细砾岩、中砾岩构成的山体坡面的演化过程。模拟结果显示,细砂岩山体易形成较为平缓的坡面,中砾岩易形成陡峻崖壁和巷谷,而介于二者之间的细砾岩则形成较为明显的沟壑系统。CHILD模拟结果与实地观测一致。因此,红层岩性差异在丹霞地貌演化过程中扮演了重要的角色,也是未来地貌定量模拟研究中需要考虑的关键因素。     

江苏省无资料山丘区洛阳河流域径流模拟方法探讨

近年来,无资料或资料缺乏地区汇流计算成为水文研究热点。基于地形参数的地貌瞬时单位线(GIUH)方法凭借其对历史降雨径流实测资料的不依赖性,已然成为径流模拟研究中被普遍采用且效果较好的方法之一。为探讨江苏省无资料山丘区的径流模拟方法,选取具有典型地形地貌特征的镇江通胜洛阳河小流域展开研究。根据地貌特征值等数据提取出该流域的地貌单位线,采用地貌单位线计算径流过程,利用2016、2017年汛期实测的4场洪水进行方法验证,将计算径流与实测数据进行对比分析,结果表明:基于地貌特征的地貌单位线法在该流域洪水模拟中具有较高精度,又因该流域于江苏省乃代表性区域,初步判定可将该方法推广至其他无资料山丘区流域。     

鄂尔多斯盆地前侏罗纪古地貌形成演化及沉积充填特征

采用河流阶地、河谷形态和残余厚度等方法,结合地震和钻井资料,恢复了鄂尔多斯盆地前侏罗纪古地貌形成演化阶段及其特征。结果表明,三叠纪末期盆地主要经历了两次特征不同的构造抬升侵蚀过程,第一次为整体性均衡抬升,抬升侵蚀作用较强;第二次为宽缓V字型不均衡抬升,抬升侵蚀作用相对较弱。前侏罗纪古地貌的形成是晚印支构造运动的侵蚀响应,根据抬升期次晚印支运动可以分为两个亚幕。随着抬升侵蚀的结束,古地貌中河谷首先开始了沉积充填,先后沉积了限制性河谷环境的富县组和半限制河谷环境的延安组延10段河流相地层。