海南岛西南海底沙波形态和活动性的空间差异分析

利用GeoSwath Plus和Seabat8101多波束测深系统于2007年10月和2009年9月对海南岛西南沙波区进行了高精度水深测量,利用所得数据对近岸区和远岸区两个水深相差较大区域的沙波几何形态和沙波迁移速率做了对比分析,探讨了沙波几何形态和活动性的空间差异及其控制因素。远岸研究区与近岸研究区沙波几何形态和沙波迁移速率体现在沙波规模及形态、陡坡倾角和倾向、沙波迁移速率和沙波迁移方向及偏转角度。远岸区域沙波为近于对称的直线型沙波,波高0.5～2.3 m,波长13.2～69.1 m,陡坡倾角4.3°～7.4°;近岸区域沙波为新月形沙波,波高3.1～6.5 m,波长41.5～216.6 m,沙波陡坡倾向南,陡坡倾角8.7°～12.9°。远岸研究区沙波向西北方向迁移,沙波迁移速率多为15.0～20.0 m/a,最大34.9 m/a;近岸区域沙波向南迁移,沙波迁移速率0～12.65 m/a。沙波的迁移速率主要受底流流速和沙波波高控制,在两者的综合作用下,近岸研究区沙波迁移速率小于远岸研究区沙波迁移速率。在频繁的热带气旋作用下,近岸研究区沙波迁移方向发生逆时针偏转。     

中美海底光缆中国段路由条件及评价

中美海底光缆是连接中国和美国的主要国际通讯光缆之一,该光缆中国段穿越中国南海北部陆架、陆坡、海盆平原和马尼拉沟-弧区域,地形地貌、地质条件和水动力条件非常复杂。为了探讨这些复杂条件对该光缆的影响,充分利用了获取的区域水深、侧扫、浅地层剖面、底质等数据,并结合区域构造背景和水文气象条件,分析典型不良地形地貌特征,特别是陡坡、裸露基岩以及陆架-陆坡区大面积的沙波活动对海缆造成的危害。根据底质沉积及浅地层特征,研究南海北部陆架路由走廊的底质分区。综合分析结果表明光缆所处区域构造稳定,针对路由线路作适当调整后以适合光缆铺设。该研究内容可为经过南海复杂地质区域的海底光缆路由选择积累经验。     

潮流沙脊和沙波沉积结构特征——以西班牙东北部比利牛斯前陆盆地Roda砂岩组为例

以位于西班牙东北部的比利牛斯前陆盆地(Pyrenean Foreland Basin)南部的Roda砂岩组三段为对象,研究潮流沙脊、沙波的内部结构特征。主要的沉积结构为大型楔状、板状交错层理,局部发育大型槽状交错层理,平行层理和小型波纹层理等。垂向上,板状交错层理呈向上变粗变厚的趋势。潮汐束厚度周期性变化,复活面众多,双泥层不发育,局部可见鱼骨状交错层理。交错层理底部生物扰动强,内部较弱,贝壳碎屑常见,泥粒在交错层理底部普遍,古水流方向多变但主要以向西方向为主,主流方向与三角洲的前积方向呈锐角至平行关系,指示潮流沙脊和沙波共存。     

海南岛西南海底沙波活动及底床冲淤变化

为了研究沙波迁移对底床稳定性的影响,通过对比分析2004—2006年连续3年的多波束海底地貌扫描数据,得出研究区域海底沙波的波长为5.8~91.8 m,波高0.1~4.3 m,陡峭度0.013~0.12,对称指数0.32~6.52。沙波的移动速率最大48.8 m/a,移动方向在研究区域西部为SE向,中部呈往复迁移,东部为NW向;沙波不同部位的迁移速率不同,一般的沙波尾翼迁移速率较大;同一组沙波存在反向扭转迁移的现象,反向扭转迁移的轴线位于研究区域沙脊的脊线附近,这种反向迁移不仅与底层流作用有关,还与海底地形关系密切;西部海底底床处于侵蚀状态,局部最大侵蚀量可达1.3 m,东部处于堆积状态,最大堆积量达2.8 m。     

New formula of local scour depth of the near-shore sand waves covcred areas: Sutong Bridge

利用多波束水深仪、浅地层剖面仪和多普勒流速仪对长江口苏通大桥南、北主墩区域现场测量,结果显示主墩周围最大冲刷深度为8.3m和19.6m.建墩前后河床形态变化显著,建墩后桥墩所在床面由平床改变为典型不对称沙波发育,平均波长为30.8m和23.1m,平均波高为4.2m和9.4m,陡坡朝向下游.基于实测水文条件和地形资料,以沙波起动流速和落急最大流速分别取代单向流作用下“平床”假定的桥墩局部冲刷计算公式中单颗粒泥沙的起动流速和墩前流速,获得河口涨落潮双向流作用下沙波底床桥墩局部冲刷计算公式.且该公式计算的苏通大桥南、北主墩局部冲刷深度为9.5m和22.1m,非常接近实测值.     

福建闽江口—三沙湾口近岸海域沙波群发育特征、成因及其对海洋工程应用的影响

基于高精度多波束、单波束、侧扫声呐等资料研究发现,福建近岸闽江口和三沙湾口外海域分别发育一处海底沙波群。本文详细分析了海底沙波地貌发育特征,根据沙波发育形态及沙脊线走向将其分为挠曲型沙波、直线型沙波和过渡型沙波3类。调查区2处沙波群均呈迎潮面坡度缓而背潮面陡的特征,沙波末端均存在分枝并伴随着一定程度的弯曲变形。沉积物质来源和水文动力环境是控制海底沙波群发育的两个主要因素,研究区近岸基岩侵蚀物质、河流沉积物质和洋流输运物质来源减少打破了维持沙波动态平衡的物质供应,底流冲刷提供了海底泥沙的起动条件。结合沙波纹、残留沙丘及海底沙波的发育特征,本文认为沙波存在一定的活动性,具有向坡陡一侧不断迁移的规律。最后,通过对沙波活动性成因和演化规律进行分析,并详细探讨了海底沙波的存在对海洋工程应用的影响,提出了相应的防范措施,为近岸海底工程建设及灾害预防提供了一定的借鉴意义。     

卵砾石沙波临界水流条件的水槽试验

以往对沙波的研究多针对河流中下游、河口海岸段的细沙(粒径D＜1 mm),而长江上游等卵砾石输移河段(D ＞2 mm)是否会出现沙波以及卵砾石沙波的临界条件,尚需开展进一步研究.通过长江上游九堆子、筲箕背等卵石滩的现场踏勘,观察到明显的天然沙波形态.采用中值粒径D50=1.8mm和5.3 mm的天然沙和D50=4.8 mm的轻质沙进行水槽试验,成功模拟出砾石沙波.根据恒定均匀流条件下,产生沙波的比降、水位、流量等水流条件及试验沙的粒径、比重,提出卵砾石沙波的临界条件公式.结果表明,卵砾石沙波的临界条件可以用量纲起动功率w*、R/D及比降S表达,并据此提出判别系数GDcr.当研究河段的卵砾石输移带上的水流条件满足判别系数GDcr,则可以判断能够产生沙波现象.     

海底沙波特征线的最优方向剖面自动识别方法

海底沙波是发育在近海陆架上的一种常见海底地貌类型,海底沙波特征与运动规律的研究具有重要的科学意义与工程应用价值,沙波脊线与谷线是表征海底沙波的最基本特征,也是精确描述沙波运动的基本参量。本文提出了一种基于复合数字水深模型的沙波特征线自动识别方法——最优方向剖面法,基于水深曲面归算得到最优剖面方向,再依据最优剖面方向求导并判定极值,自动提取沙波形态特征点,最终形成沙波脊线和谷线。以台湾浅滩复合型沙波为例进行对比实验研究,结果表明,该方法能基于不同分辨率的数字水深模型自动准确地提取海底沙波脊线与谷线,勿需设置阈值,地形自动化识别程度得到进一步提升,具有重要的实际应用价值。     

台湾浅滩海底沙波精细特征、分类与分布规律

迄今由于缺乏高精度的实测水深数据,对台湾浅滩沙波的精细结构缺乏详细的阐述。本文基于多波束实测资料研究台湾浅滩沙波形态的精细特征及其分布规律。多波束探测结果显示:研究区沙波的平均波高达到13.5m,沙波波峰处水深为20.42m,沙波平均波高约为水深的2/3,沙波的波长大多数处于500~700m之间。研究区内主要发育3种类型的沙波,即摆线型沙波、余弦型沙波和双峰型沙波。研究区西部主要发育双峰型沙波,中部则主要发育余弦型和摆线型沙波,而东部主要发育摆线型沙波,整个区域以摆线型沙波为主。海平面波动、台湾海峡复杂的水动力条件以及台湾岛丰富的山溪河流携带的大量沉积物进入海峡,对浅滩区的沙波具有强烈的改造作用。     

长江口水下高分辨率微地貌及运动特征

在 1997年枯季和 1998年全流域特大洪水后期 ,用旁侧声纳、热敏式双频测深仪、差分GPS、2 4道浅地层剖面仪、声学悬沙浓度剖面仪、流速仪等对长江口区主航槽进行走航测量和定点探测 ,第一次获得了长江口大量细颗粒大尺度底形沙波三维实测图像、数据以及底形运动的连续时间序列可视图像和数据。对这些图像和数据的分析结果对河口动力沉积和动力地貌过程、河口地形演变、大比例尺水下地形测量、三维流场的数值模拟、港口航道的疏浚以及深水航道的稳定性研究等具有重要意义。