长江口粘性细颗粒泥沙絮凝试验研究

长江口航道淤积的主要成因是河流从上游带来的大量粘性细颗粒泥沙，在河口盐、淡水交汇处遇强电解质海水，产生絮凝形成絮团而加速沉降形成的。用长江口粘性泥沙在不同盐度的人工海水中做了大量的试验，研究结果表明，影响絮凝的主要因素为含盐度、颗粒大小、含沙量、泥沙矿物成分、有机质含量等、这些因素和絮团形成的大小有密切关系。     

基于对数线性流速分布的含沙量垂线分布

为解决河口海岸地区非恒定流条件下的流速剖面常偏离传统的对数流速分布问题,以对数线性流速分布为基础,推导出动量交换系数,并基于扩散理论得出含沙量垂线分布公式。利用长江口及杭州湾金山海域各层含沙量实测资料对含沙量垂线分布公式进行验证,结果表明,该公式不仅克服了Rouse公式表面水体含沙量为零的缺点,而且在整个水深上与实测含沙量吻合得更好,能够较好地反映河口海岸地区含沙量垂线分布特征。     

长江输沙与河口的冲淤变化关系

以长江宜昌站、汉口站和大通站的径流量、输沙量等水沙特征值以及在崇明东滩上的实测数据为资料来源,探讨了多年来长江口的来水来沙态势,并运用泥沙通量估算方法,推算出近年崇明东滩的年淤涨速度,通过对比发现：近年来长江的径流量未见减少,输沙量却有减少的趋势;潮滩向海淤涨明显减慢．作者对两者之间存在的关系及其原因作了初步探讨,认为潮滩淤涨减慢在很大程度上是由于长江的输沙量减少所致;淤涨减慢的幅度超过了来沙量减少的程度,其重要原因是上游来沙减少的主要是易于沉积的中粗颗粒部分．     

长江上中下游河道水沙特征和水沙关系简

利用1950—2010年间宜昌、汉口和大通站的有关资料,对比分析长江流域上中下游河段的径流量和输沙量特性及其在时间上和空间上的变化规律.1950—2010年宜昌站多年平均径流量为4.32×10¹¹ m³,汉口站为7.07×10¹¹ m³,大通站为8.96×10¹¹ m³,上游来水量与中下游来水量各占一半左右.年际间年径流量存在波动变化,但未出现明显的趋势性增减变化.而三峡水库建成后径流量存在年内削峰补枯现象;1950—2010年宜昌站多年平均输沙量为4.34×10⁸ t,汉口站为3.59×10⁸ t,大通站为3.90×10⁸ t,泥沙主要来源于上游流域.而年际间年输沙量从20世纪80年代开始出现下降,尤其2003年三峡水库建成后输沙量出现锐减,宜昌站年平均输沙量降为0.54×10⁸ t,汉口站为1.17×10⁸ t,大通站为1.52×10⁸ t,汛期输沙量减少更明显,而且不同粒径组的悬沙输沙量出现不一致的下降,这与中下游河床和岸滩沉积物再浮悬泥沙及湖泊补给的泥沙组成有关.对悬沙不同粒径组的输沙量与径流量之间建立散点关系图,表明D≥0.1 mm泥沙粒径组的线性关系较好,而全沙粒径组尤其是细颗粒组相关性较差,符合河流动力学的相关理论.本研究成果对认识近年来人类活动干扰下的长江流域水沙变化有着重要的现实意义.     

南京长江大桥附近长江古河谷的形成及沉积特征

末次盛冰期,由于海平面大幅度下降,长江发育古深槽.分析认为,研究剖面附近的深切河槽是局部的深切结果.南京古河谷沉积物,可以分为三期明显的由粗到细的沉积韵律:末次盛冰期深切古河谷,沉积物颗粒粗,从卵砾石到中砂、粗砂;冰后期河床较宽,沉积物从砾石、粗砂到中砂、细砂;全新世,河流进一步展宽,流速变慢,泥沙大量沉积,沉积物从粗砂、中砂到细砂、粉砂,细砂沉积厚度很大.各期河床形态和沉积物的特征,反映了末次盛冰期、冰后期、全新世时期的气候变化和环境演变.     

Reconstruction of flood events over the last 150 years in the lower reaches of the Changjiang River

The reconstruction of paleofloods in the Holocene has become one research highlight for the present global change study. The core sediments from one newly-emerged bar in the lower Changjiang River (Yangtze River) mainstream were collected for grain size and organic elemental measurements, with aim to reconstruct the flood events over the past 150 years. Major grain size parameters such as mean grain size, probability cumulative curve and C-M diagram of the core sediments clearly indicate the flood event deposition. Furthermore, the TOC/TN ratios in the sediments can indicate flood events considering that during the flash floods, strong surface erosion in the upper and lower reaches of the Changjiang River can transport a large amount of undecomposed plant debris and organic components with relatively low C/N ratios into the lower mainstream. Based on 210Pb dating and sedimentary geochemical results, the research profile recorded several large floods happened from 1850 to 1954, which agrees well with the historical documents and hydrological observations. Interesting to note that the flood events since the 1960s cannot be distinctly recognized on the basis of sediment grain size and organic elemental compositions of the profile, which mainly reflects the intensive human activities over the last fifty years, especially condense dam construction, have significantly changed the characters of suspended sediment into the lower mainstream.     

湘江三角洲沉积物元素重金属污染地球化学特征

在湘江河口三角洲采集4个沉积柱芯,得到沉积物样品94份,测定了各样品中Cd、Sc、Sn、Sb、Zn等16种元素的含量,并利用地累积指数法和主成分分析法对沉积物中的重金属污染状况进行分析和评价。结果表明,湘江河口三角洲沉积物重金属污染最严重的为Cd,其次为Sn、Sb、Zn、Pb污染;各采样点沉积物中重金属的复合污染状况为：Q〉W〉XY〉QS,表明入湖河段的沉积物重金属含量要比湖盆的沉积物重金属污染程度更为严重;W、XY、Q采样点的Sc、V、Co、Mo、Pb、U主要受第1主成分的支配,而在QS采样点第1主成分的因子变量在这些重金属元素的浓度上有较高的负载荷,说明Sc、V、Co、Mo、Pb、U主要来自于湘江水。     

南京地区下蜀土元素地球化学特征及物源判别

从南京地区燕子矶与泰山新村下蜀土的18个微量元素中,选取在表生环境下较稳定的15种元素,运用图解和物源判别指数方法分析下蜀土的物质来源,揭示了下蜀土与西北黄土在元素组成上的相似性,而与长江漫滩沉积物的元素组成明显不同,结合下蜀土的宏观和微观特征可以推断下蜀土的物源与西北黄土沉积物一致,它同样为风尘沉积。     

泥沙数学模型在围填海工程促淤效果预报中的适用性

以长江口为例,通过与已建典型围填海工程实际促淤效果的对比分析,以及对长江口近期围填海工程促淤效果预报的合理性分析,研究泥沙数学模型在围填海工程促淤效果预报中的适用性。分析结果表明,所建泥沙数学模型计算的平面淤积形态、断面淤积形态、促淤区淤积量均与实际情况吻合较好,在近期围填海工程中的促淤效果预报较合理,表明该泥沙数学模型适用于长江口围填海工程促淤效果预报。     

长江河口及其水下三角洲的沉积特征和沉积环境

近两千年来,长江河口河道束狭淤浅,南岸边滩伸展,河槽成形,河道加深,形成现代河口的形态。长江河口的沉积物分布是和河口地形及水下三角洲的发育密切相关的。本文研究了沉积特征以及它与沉积环境、地貌和水文特征之间的关系。大量材料分析表明,沉积物的粒度大小和水动力条件相适应,分选系数、偏态和中值粒径之间有相关性。长江河口可分为四个沉积区:河口段上段沉积区;河口分汊河段沉积区;河口拦门沙沉积区;水下三角洲沉积区。     

长江口南港底沙再悬浮特征及其浓度预测

利用声学悬沙浓度剖面仪（ACP-1）和Endeco流速仪、双频测深仪等对长江口南港底沙再悬浮的浓度、流速和盐度、水深等进行连续14h定点同步观测。对长江口南港底沙再悬浮特征及其影响因子进行综合分析，结果表明：转流阶段再悬浮频率较小，强度较大；涨（落）急阶段，再悬浮频率较大，强度较小；过滤阶段，再悬浮频率和强度随流速同相变化；底沙再悬浮浓度的主要影响因子是盐度、流速、水深和悬沙粒径。再悬浮浓度与流速、盐度、水深和悬沙粒径的线性回归关系显，相关系数达0.91，且流速、水深和粒径与之呈正相关，盐度与之呈负相关。     

长江河口及其水下三角洲的沉积特征和沉积环境

近两千年来,长江河口河道束狭淤浅,南岸边滩伸展,河槽成形,河道加深,形成现代河口的形态。长江河口的沉积物分布是和河口地形及水下三角洲的发育密切相关的。本文研究了沉积特征以及它与沉积环境、地貌和水文特征之间的关系。大量材料分析表明,沉积物的粒度大小和水动力条件相适应,分选系数、偏态和中值粒径之间有相关性。长江河口可分为四个沉积区:河口段上段沉积区;河口分汉河段沉积区;河口拦门沙沉积区;水下三角洲沉积区。     

Morpho-sedimentary unit signatures associated with micro-estuaries in Barnegat Bay national estuary, New Jersey, the USA

Incorporation of the Barnegat Bay into the US National Estuary Program has triggered collection and collation of basic data sets appropriate to estuarine management. Gathering of water quality and quantity as well as basic geological data is adding to the knowledge of the complexity of the bay. An ongoing program of systematic sampling of bottom sediments in the large bay and intense sampling in the many micro-estuaries along the mainland margin is demonstrating the presence of localized mor-pho-sedimentological units related to the interaction of the fluvial, tidal, and wave processes active in the bay. Mean grain sizes and standard deviation measures assist in the development of signatures of bottom sediment types.     

长江中游天鹅洲沉积物重金属元素记录对流域人类活动的响应

利用2007年4月采集于天鹅洲长江故道柱状沉积物中过剩210Pb深度—活度的分布规律及柱样的沉积学特征结合沉积事件记录进行定年,并通过ICP-AES、ICP-MS测定了沉积物中元素含量,包括K、Ca、Na、Mg、Al、Fe、Mn、Ti、Cr、Cd、V、Zn、Pb、Cu、Ni、Co、Cs、U、Ga、Ba、Sr,重建了50年以来长江中游元素地球化学记录的演变过程.通过重金属元素含量以及重金属标准化比值表明,天鹅洲长江故道沉积物剖面与长江河道变迁及流域人类活动具有很好的相关性:1950～1990年,处于工业化前期,沉积物重金属元素含量变化幅度较小,主要受物源和沉积环境等自然因素控制;1990～2007年,流域工业化进程加快,人类活动带来的污染增多,同时流域水利工程的兴修,使得来沙量降低,河流自净能力减弱,沉积物重金属含量显著提高.环境问题日益显著,亟需环境学者密切关注.     

整治工程后长江口南北槽的分流分沙季节特征

利用2009年2,4,8和11月共4次长江口南北槽的全潮水文泥沙测验数据,分析全年4个季节期间长江口南北槽的分流、分沙特征.结果表明:南槽的分流比、分沙比均大于北槽的分流比、分沙比,进入南港河道的水流、泥沙通过南槽的通量大于其通过北槽的通量.在春夏秋3个季节,南北槽均处于由陆向海输运格局;在冬季,南槽处于由海向陆输移状态,泥沙更易于南槽落淤,而北槽处于由陆向海净输移状态.与2006年,2007年冬季相比较,长江口三期整治工程实施后,北槽的水动力作用进一步加强.     

中国东部海区bGDGTs的含量分布及其与环境因子的关系

【目的】近海是接受陆源输入的主要地带,沉积物中的有机质有可能记录了流域环境与气候变化的信息。本文以中国东部海区表层沉积物中陆源细菌来源的支链类甘油二烷基甘油四醚脂(branched Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers,bGDGTs)为研究对象,分析其作为流域环境与气候变化指标的可行性。【方法】使用高效液相色谱-质谱联用仪(HPLC-MS)分析海域表层沉积物中bGDGTs的含量和分布,并进一步统计分析其与环境因子的关系。【结果】中国东部海区沉积物中bGDGTs的绝对含量呈现出区块状分布,在东海基本上随离岸距离的增加而降低,而在南黄海最高值出现在南黄海中心泥质区。支链和类异戊二烯指数(BIT)值除在长江口外上升流区外,基本呈现出随离岸距离的增加而降低的趋势。【结论】bGDGTs主要来源于陆源输入;有机质主要富存于细颗粒沉积物,且有海洋自生bGDGTs的贡献;相对于陆源输入,海洋自生bGDGTs以环状为主;除特殊环境,BIT仍可以作为衡量陆源输入相对多寡的指标;东部海区沉积物中的甲基化指数/环化指数(MBT/CBT)不能作为构建流域古气候变化的指标。     

长江水下三角洲YD0901孔记录的全新世以来的古环境信息

分析长江水下三角洲YD 0901孔的粒度、TOC(总有机碳)和TN(总氮),建立全新世以来高分辨率年代地层图(平均分辨率为20a).结果显示,"中全新世大暖期"(距今7ka～6ka)水下三角洲加速营造,同时闽浙泥质区开始缓慢形成.TOC和TN测试数据表明:在距今2.7ka左右,YD0901孔的TN含量逐渐增加,说明流域人类活动逐渐加剧;而TOC由于部分的成岩作用,含量并未明显增加.通过沉积相分析,得到最大海侵面的深度,为准确估算冰后期最大海侵以来水下三角洲沉积总量提供了可靠依据.     

长江口外CX21柱样的磁性特征及其影响因素

以长江口外、长340 cm的CX21柱样为对象,在磁性特征、地球化学和粒度分析的基础上,结合前期对Y7柱样的研究,探讨粒度、早期成岩作用和物源变化对沉积物磁性特征的影响.研究结果表明,该柱样磁性特征和粒度垂向变化显著.磁性参数χ、SIRM、χ_fd和χ_fd%与 2~4 μm、4~8 μm粒级含量呈相对较弱的正相关, 而χ_ARM、χ_ARM/SIRM和χ_ARM/χ与16 μm以下的各细颗粒组分有较强的正相关,表明CX21柱样沉积物磁性特征受到粒度变化的影响.利用BCR方法进行的铁的形态分析结果表明,CX21柱样170 cm深度以下具有较强的还原环境,磁性矿物受到较强的早期成岩作用影响.氧化还原不敏感元素Ti的垂向变化指示了物源变化,Ti向表层的增加与χ和SIRM向表层的增强具有同步性,说明物源变化也是CX21沉积物磁性特征影响的重要因素.尽管粒度组成和沉积速率不同,CX21与Y7柱样的磁性特征在垂向上具有相似性,表明磁性特征可作为长江口外沉积物地层对比的工具之一.     

Elemental composition in the sediments of the Yangtze and the Yellow Rivers and their tracing implication

Elemental compositions in the surface sediments of the Yangtze River and the Yellow River are quite different. The Yangtze River' s sediment is rich in K, Fe, Mg, Al and most of trace elements, and its elemental composition show remarkable spatial variations, whereas the Yellow River s sediment has higher contents of Ca, Na, Sr, Ba, Zr and Hf, and the elemental composition remains relatively stable. The ratios of some elements are also different in the sediments of the two rivers. The elemental composition of the Yangtze River sediment results from widely distributed igneous rocks and complicated source rocks and strong chemical weathering in the Yangtze River catchment basin, while the main provenance of the Yellow River sediment is the Loess Plateau which has dominant influence on the elemental composition, and the intense physical weathering is another controlling factor. The elements such as Cu, Zn, Sc, Ti, Fe, V, Ni, Cr, Co, Li and element ratios such as La/Sc, La/Co, Th/Co, Ti/Zr and Zr/Y can be used as the tracers to distinguish the Yangtze River sediment from the Yellow River s. The tracers can be used in the study of the mixing and distribution of the substances of the two rivers matters in coastal zones of China.