南黄海辐射沙脊群苦水洋海域沉积地层特征及其环境演变

通过分析南黄海辐射沙脊群苦水洋海域铁板沙11DT06钻孔的沉积相序列、14 C测年数据、粒度特征及其沉积环境意义,并与该海域北翼潮流通道11DT01孔、里磕脚11DT02孔对比,重建了MIS 3阶段以来苦水洋海域的环境演变过程.铁板沙11DT06孔自上而下揭示了4个沉积序列:S1(潮流沙脊层)、S2(潮滩层)、S3(陆相硬黏土层)和S4(高潮滩层).MIS 3阶段以来苦水洋海域经历了潮滩(ca.44~25ka BP)、洪泛平原(陆相硬黏土层,ca.25~12ka BP)、滨岸沼泽与潮滩(ca.12~7ka BP)和水下沙脊-潮流通道(ca.7ka BP至今)等一系列环境演变过程.铁板沙潮流沙脊主要由细砂和粉砂质细砂组成,而MIS 3阶段与早全新世的潮滩沉积主要由黏土质粉砂和粉砂质黏土组成,分选性总体都较差,基本都为正偏态,表明沉积物粒度分布都存在细尾部分,这正是潮流沉积物的一大特点,与洪泛平原相的硬黏土层存在明显差异,指示了主控沉积动力环境的不同.苦水洋海域三个钻孔测试获得的11个AMS 14 C和2个OSL测年数据显示了海陆交互作用强烈地区测年结果的复杂性与不确定性.     

南黄海辐射沙脊群地貌演变的模拟研究

南黄海辐射沙脊群的地貌演变机制是物理海洋和海洋地质学家们近30多年来争议较多的问题.本文设计了两个理想实验,模拟苏北潮流脊在理想地形下的发育过程.通过对比真实地形和两个理想地形下的模型结果,本文探讨了潮流脊的发育条件和古沙坝对沙脊群发育的影响以及沙脊群在理想状态下的演变过程.结果表明,(1)江苏近岸海域辐射状流场不依赖于辐射状地形,局部区域的地形差异不影响大范围的潮波系统和潮流特征;辐射沙脊群区域的辐射状潮流是潮汐与中国东部岸线的必然产物.(2)废黄河口海域不断受到侵蚀,等深线向后退,是辐射状沙脊群发育的重要泥沙来源之一.(3)潮致沉积和侵蚀对20m水深以下且未发育潮流脊的平坦地形影响微弱.     

黄海辐射沙脊群海域水环境数值模拟研究

为了弄清黄海辐射沙脊群这一具有广阔潮间带典型海域的水动力及污染物扩散稀释情况,在该海域找到较为理想的污染物排放位置,采用沿深垂向平均二维数值模式对该海域的潮流场和物质扩散场进行了模拟,模拟过程中采用变网格技术和改进的“干湿法”处理动边界问题．通过海域水体余流场和几个典型位置Lagrange水质点运动轨迹的计算,分析了余流场对污染物运移的影响,并得到了该海域较为理想的污染物排放位置．     

江苏如东近岸海域表层沉积物粒度特征及其环境意义

基于江苏如东近岸海域32个表层沉积物粒度参数分析,探讨了沉积物类型、粒级组分及粒度参数分布特征.在此基础上,结合Folk三角图示法、Q型系统聚类法和研究区潮流动力特征,将如东近岸海域划分为3个分区,即近岸潮滩-沙脊区、潮流通道区和辐射沙洲外缘区.研究结果表明,受物质来源和沉积动力变化的影响,江苏如东近海表层沉积物粒度分布具有明显的空间差异.如东海域表层沉积物类型主要有3种,以砂质粉砂为主,平均含量为50%;粉砂质砂次之,平均含量为46.87%;砂含量最少,为3.13%.平均粒径介于25.65～171.72μm之间,均值为70.61μm,其分布与砂含量具有一致的变化趋势.分选性、偏度和峰态分别具有较差-差、近对称-极负偏、尖锐-很尖锐的特征.空间分布上,(1)近岸潮滩-沙脊区,水深较浅,地形冲淤动态变化复杂,沉积物砂含量较多,粒径整体较粗;(2)潮流通道区,水道内部深度大,底部受水动力影响较小,黏土含量较多,粒径变细;(3)辐射沙洲外缘区,水深大,受潮流动力作用小,沉积环境相对稳定.     

胶州湾潮滩整治工程对潮流泥沙影响及冲淤预测分析

潮滩开挖后回淤问题一直困扰航道建设和港口发展的突出问题,为探究胶州湾北部海湾整治工程在不同开挖方案下潮流场分布情况,本研究通过对胶州湾北部海域进行潮流数值模拟,基于二维平面不可压缩雷诺平均纳维埃-斯托克斯（Navier-Stokes）浅水方程,对比分析两种潮滩开挖方案对航道水动力条件及冲淤变形影响。研究结果表明,工程疏浚后,开挖区及附近海域涨潮流作用明显增强,落潮流深槽流速降低,产生进水加速,出水缓慢的效应,方案二涨潮流作用增强而落潮流减小效应大于方案一。工程完成以后,开挖区有所淤积,方案一潮滩开挖区年平均淤强约15.6cm/a, 方案二约为19.0cm/a,淤积强度由深水区向浅水区逐渐增加,工程疏浚产生的涨潮流增强、落潮流减弱的效应将使淤积加速。     

ECOM模式在丁字湾的作用

应用河口、陆架和海洋模式（ECOM模型），引入干湿网格法模拟潮滩涨落的改进，并建立丁字湾及近岸海域的三维变动边界潮流模型。该模型考虑了湾口拦门沙、湾内水道和人工围海等地形特点。计算结果与实测值比较符合良好，较好地刻画出丁字湾M2分潮潮流场的时空分布特点。     

江苏岸外潮流沙脊群形成的过程与机制

在总结前人研究成果的基础上,结合３９个钻孔的岩相分析及１５０００年以来东中国海潮流系统演变的数值模拟结果,对江苏岸外潮流沙脊群发育的动力条件、物质基础、形成时代及演变过程进行了探计讨。结果表明,江苏岸外潮流沙脊群发育的主要动力,是以Ｊｉａｎｇ港为波腹点（顶点）的辐合辐散的潮流系统。该潮流系统的形成,主要是由江苏海岸,尤其是山东半岛南岸岸线位置及轮廓决定的。潮流沙脊群开始发育的时间,比通常认为的要早     

海州湾海域三维潮流数值模拟

基于三维河口、陆架、海洋模型(ECOM3D),引入干湿网格法变动边界处理技术,建立三维动边界潮流数值模型.将该模型用于海州湾近岸海域三维潮流场模拟,结果表明,模型计算结果与实测值吻合良好,较好地模拟出此海域M2分潮的潮流场时空分布特点:大部分海域流速在40~65 cm/s之间,垂直流速量级为10-4m/s,最大垂直流速为5.2×10-4m/s.     

不同围填海方案对南黄海辐射沙脊群海域的冲淤影响研究

本文采用MIKE21二维水动力模型模拟了南黄海辐射沙脊群海域的潮流形态,模拟结果与实测潮流基本一致.在此基础上,比较了三套不同围填海方案对工程附近区域的冲淤影响.从整体上看,三套方案都会对工程周边海域的海底冲淤产生明显影响.条子泥围填海工程后在其北部产生淤积,在东南部产生冲刷.东沙和高泥两座人工岛的建成使原本以弶港为中心扇形辐聚、辐散的潮流格局有所改变,潮流进出主要集中在西洋水道南端和黄沙洋水道西端这两条潮流通道,通道内流速增大,产生冲刷;而两人工岛东部和弶港东部海域产生淤积.基于目前的模拟结果,只建设高泥和东沙两座人工岛更有利于维持西洋水道和黄沙洋水道的畅通,对近岸港口资源具有保护作用.     

江苏中部海岸潮滩沉积速率特征值的数值实验分析

来自岸外辐射沙脊群和废黄河口的细颗粒沉积物供给使江苏中部海岸潮滩快速淤长,其潮间带沉积速率以1~5cm·a-1为特征值.针对该特征值的控制机理问题,本文以王港潮滩为原型,用数值实验方法重现了滩面悬沙输运格局,通过沉积连续方程模拟了海岸剖面上沉积速率的分布特征.结果表明细颗粒物质在潮间带上部强烈堆积,在给定的模拟条件下,最大沉积速率值与上述特征值相当;潮滩沉积速率随岸外水体悬沙浓度的降低而降低,"由淤转冲"的临界悬沙浓度值约为0.4kg·m-3,这表明若沉积物供应下降至一定水平,潮滩剖面将不能维持稳定.模拟结果显示,虽然目前江苏中部海岸潮滩呈淤长状态,但未来将面临因物源匮乏而转为侵蚀的风险,这对于海岸防护和生态系统保护是一个新的挑战.     

Geomorphology visualization modeling and tidal current virtual reality for coastal ocean

The new technology of geomorphology visualization modeling and virtual reality for tidal current numerical simulation are the important methods utilized in coastal ocean research. In the project of studying the evolutionary trend of radial sand ridges in South Yellow Sea of China, this method becomes the key to reveal the correlation between the seabed topography and the hydrodynamic factor—— tidal current. It is proved that using the geomorphology visualization and tidal virtual reality techniques, oceanog-raphers might be able to intuitively discover the interaction pattern of sand ridges and tidal current, predicting the development of sand ridge stability in the future. Furthermore, a prolotypic software system——VROcean was designed and implemented to examine the performance of the new visualization technology on the contrast to traditional methods.     

江苏沿海沙脊群表层沉积物Pb同位素特征及对物源的指示

为进一步查明江苏沿海沙脊群沉积物的来源,分析了该区域沉积物酸不溶组分Pb同位素特征。结果表明,远岸沙脊群陆向区域沉积物Pb同位素比值与近岸沙脊群相似,暗示其在潮波作用下有向岸运移的趋势。铅-钕同位素分析揭示长江及周边河流沉积物在长江冲淡水和东海沿岸流作用下输移至远岸沙脊群海向区域。在苏北沿岸流作用下,老黄河三角洲沉积物输入对近岸沙脊群及远岸沙脊群陆向区域有影响;相反,诸如现代黄河口、济州岛和韩国河流等地沉积物输入对江苏沿海沙脊群的影响较弱。     

辐射沙洲西洋水道激流特征及成因分析

利用1980年和2001年的激流资料和2008年新测的激流水沙资料,对辐射沙洲西洋水道激流特征及成因进行了分析.结果表明:(1)激流具有流速特别大、流向变化小及各层水体含沙量与流速响应良好的特征;(2)一方面,西洋水道喇叭口状的特殊地形易产生涌潮现象,但激流时刻未出现异常潮位变化;另一方面,激流各层流速和含沙量均同时突增,其中底层流速最大为3.71 m/s,最大含沙量为14.94 kg/m3,而风应力不可能使近10 m深的底层海流产生如此大的流速并获得掀起大量底层泥沙的巨大能量,且相邻测站未同时测得激流,故假潮和风应力均不是激流的必要成因,今后应从潮流的辐合和特殊的地形条件两方面进一步探讨激流现象的形成机制.     

Linear sand ridges on the outer shelf of the East China Sea

Based on the latest full-coverage high-resolution multi-beam sounding data, the distribution of the linear sand ridges on the outer shelf of the East China Sea （ECS） is studied with quantitative statistical analysis. The study area can be divided into the northeastern part and the southwestern part. Sand ridges in the northeastern area, trending 116°N, show obvious linear character and shrink to the inner shell Sand ridges in the southwestern area, trending 120°N -146°N, tend to have net form. Sand ridges gradually become sand sheets in the center part of study area. Sand ridges are distributed landward to the isobath of 60m, distributed seaward to the water depth of 120 m in the northeast and 150 m in the southwest. Immature sand ridges are observed at water depth of 130-180 m in the southwestern depressions. The acoustic reflection properties of the internal high.angle inclined beddings of the sand ridges are analyzed based on the typical seismic profiles close to the research area. Lithological analysis and dating of 4 boreholes and 12 cores indicate that the widely distributed transgressive sand layer with high content of shell debris which was formed in the early-middle Holocene is the main composition of the linear sand ridges on the outer shelf of the ECS. The dominating factor in formation, developing and burying of the sand ridges is the variation of water depth caused by sealevel change and the rate of sediment supply. In 12400 aBP the cotidal lines of the M2 tidal component were closely perpendicular to the strike-directions of the sand ridges in the study area, and the tidal wave system during 12000-8000 aBP might play a key role in the formation of the linear sand ridges which are widely distributed on the outer shelf of the ECS.     

遥感与水动力模型相结合的宽大潮滩历史地形反演

潮滩作为陆海交互区,面积宽广,测量困难,历史地形资料缺失,已经严重影响到潮滩的开发利用。以辐射沙脊群潮滩为实验区,利用1987年前后的TM、MSS影像提取不同潮情下的系列水边线,运用Mike21水动力模型模拟遥感图像对应时刻下的瞬时海面高度,为水边线赋值,进而通过地形反复迭代得到数字高程模型。结果表明,在辐射沙脊群潮滩区,水边线法获取的地形结果与海图上测点的相关性较高,决定系数R~2达0.864,绝对平均误差0.37 m,均方根误差0.41 m,地形结果可用于进一步的潮滩地貌演变分析。     

南黄海辐射沙洲海底地形可视化与定量分析

南黄海辐射沙洲海底地形复杂多变,精细的数字地形模型、不同地形单元的立体可视模型及其定量统计值是进行海洋科学研究、海洋功能区与海域开发利用的基础.利用在辐射沙洲北翼进行的单波束测深获取的水深资料,根据残差分析,选择研究区现有水深数据最佳插值法——克里金法,生成海底地形的数字高程模型.运用水深分层设色法立体可视地表征了辐射沙洲的四种地形单元:浅滩、沙脊、潮流槽和宽谷.根据地形倾角可以定量地分析脊、槽等地形单元的坡形变化,整个沙洲以水平-微倾斜地形(倾角<5°)为主,占总面积的60%,分布在宽谷、沙脊顶部和潮流槽中部等.地形剖面曲率分层设色可以更细致地刻画脊、槽相间地形单元的微地貌,并可定量分析不同地形单元的面积及所占比例.地形平面曲率和切线曲率可以指示不同地形单元的海洋动力特征,即:负值区水深较小、流场较强;正值区水深较大、流场较弱.     

平潭竹屿湾潮流泥沙运动特征的数值模拟分析

基于非结构网格FVCOM模型构建平潭竹屿湾潮流泥沙计算模型,开展竹屿湾附近海域潮汐潮流、悬浮泥沙输运模拟计算,分析其潮流泥沙的运动特征。模型计算结果显示,海坛海峡内潮波为前进波,潮流与潮位变化同步,但竹屿湾内的潮波为驻波;海坛海峡内大潮、小潮期间垂线平均悬浮泥沙浓度差别较小;现状条件下海床的年最大冲刷强度约为10 cm·a-1。实测数据与模拟计算结果的对比研究表明,模型可以较好地模拟竹屿湾附近潮汐潮流和泥沙的运动特征;竹屿湾海床总体稳定,可能是周围工程建设和人工采砂导致竹屿湾海床局部发生冲淤。     

广西沿岸主要海湾潮流的数值计算

广西沿岸的铁山港、廉州湾、钦州湾、防城港湾的潮流数值计算结果显示,4个海湾的落潮流均大于涨潮流,最大落潮流速120cm/s,最大涨潮流速100cm/s,潮流为往复流型式,落潮由北向南,涨潮由南向北,流向具有明显的规律性,这与实测结果较为吻合,但在钦州较为杂乱,存在2个互反方向的回旋式流动,究其原因,可能是与该湾的地理环境条件有关。     

海南岛东北海域海流和余流特征分析

【目的】研究海南岛东北海域的潮流、余流特征和分布规律。【方法】依据2017年6月在海南岛东北海域调查的夏季大潮实测海流数据,采用准调和分析方法分析实测数据,并根据该分析所得的一些参数分析研究区域的潮流性质、潮流运动形式、M2分潮潮流椭圆、潮流的垂直分布及夏季的余流分布。【结果】海南岛东北海域的潮流以不正规半日潮流为主;各站点潮流椭圆旋转率都较小,潮流运动形式以往复流为主,方向为NW—SE;除S4站以外,其余各站海流均为略带旋转的往复流,往复流的方向为NW—SE,旋转流的旋转方向为顺时针;研究海域表层余流大于中底层,近岸余流较弱,琼州海峡附近的站点余流最强;各站表、中、底层余流流向较一致,表层余流主要受风场的影响作用,底层余流主要受到底地形的影响。【结论】对调查区域的潮流、余流特性有了一个较为全面的认识。     

基于遥感地貌特征的潮流沙脊人工岛围堤选线方法 ——以辐射沙脊群东沙为例

以辐射沙脊群海域离岸沙脊东沙为研究区,探讨在水文、泥沙、地形等基础资料缺乏的条件下,离岸沙脊人工岛式围填选线布局辅助设计方法。采用1973—2014年长时间序列低潮遥感数据,提取沙脊露滩重复率指数指标,实现沙脊稳定性特征的定量计算,并根据指数分布特征及其栅格数量频率分布特征确定最稳定、最适宜的沙脊围堤外廓线选址;采用地貌演变特征线——沙脊二分水和主要子纳潮盆地分水线,实现围填区沙脊二分水主干内廓线和主要子纳潮盆地分水线辅助内廓线设计。