长江口表层沉积物起动试验研究

根据长江口现场采集的短柱状表层沉积物,开展室内U-GEMS试验等,测量并分析了长江口表层沉积物的物理特征与起动能力的分布情况.结果表明:长江口表层沉积物起动能力受粒度与固结程度的综合影响,起动应力多介于0.4～0.65 Pa之间.河口中下游区域,北港中下段表层沉积物含水量较高,起动应力普遍小于0.5 Pa;南槽向口外泥...     

九龙江口一厦门湾海域表层沉积物粒度分布特征及其动力响应

根据2008年9月采集的九龙江口-厦门湾大范围表层沉积物样品以及收集到的实测水文资料,分析研究九龙江口-厦门湾表层沉积物的粒度分布特征,同时在应用GSTA模型对沉积物进行输运趋势分析的基础上探讨该区域泥沙运移趋势.结果表明:九龙江口-厦门湾海域沉积类型较多,主要以黏土质粉砂为主,显示出该区域以细颗粒物质沉积为主的沉积特性,同时不同区域沉积物分布特征又略有差异,揭示了九龙江口-厦门湾各海区沉积物颗粒的粗细、水动力条件以及沉积环境的不同.应用GSTA模型对表层沉积物运移趋势分析结果显示,来自九龙江径流的物质一部分在九龙江口受到潮流作用沉积,一部分通过厦门湾口往外海输运,还有少量在涨潮流的作用下进入厦门西海域,该趋势与水动力条件密切相关.     

长江口滨外区表层沉积物粒度特征对比分析

三峡大坝的成功截流,必将对流入河口地区的水沙条件有所影响,进而改变河口区悬浮泥沙的基本特性.长江口南岸历来是泥沙堆积区域,对上游来水来沙条件改变的响应也更敏感.2007年7月份在长江口滨外区三个测量站点分别在大潮和小潮采集了海底表层样,室内利用Malvern2000型激光粒度仪进行粒度分析,并采用Folk和Ward公式计算粒度特征值,分析了该地区沉积物的粒度特征和大小潮情况下沉积物粒度特征的对比,结果表明:调查区内沉积物以黏土质粉砂等细颗粒物质组成为主,从口门往海方向粒度逐渐变小,在靠近河口区沉积物粒度变化大,并对比了不同潮相情况下的粒度特征,对原因进行了初步分析.     

烟台套子湾海域表层沉积物粒度分布特征及其动力响应

根据2010年10月采集的山东烟台套子湾大范围表层沉积物样品以及收集到的实测水文资料,分析研究套子湾海域表层沉积物的粒度分布特征,同时在应用GSTA模型对沉积物进行输运趋势分析的基础上,探讨该区域泥沙运移趋势.结果表明:整个套子湾内主要以细砂或极细砂和粉砂质砂为主,沉积物总体呈条带状分布向外逐渐变细;海区大部分区域的表层沉积物分选性都很好,相对与较小的潮流动力而言,波浪动力因素对泥沙的长期分选起到了主要作用;套子湾海域沉积物内细颗粒含量很少,平均值仅在3.49％,该海域细颗粒泥沙来源少,揭示了套子湾海域以波浪作用为主的沉积环境.应用GSTA模型对表层沉积物运移趋势分析结果显示,套子湾海域以垂直岸线横向输沙为主,近岸存在一定的纵向输沙,但强度不大,在优势浪垂岸入射和横向输沙作用控制下,纵向输沙强度较弱.     

海河流域典型河流沉积物粒度特征及分布规律

为了解海河流域典型河流沉积物粒度参数空间分布规律,对海河典型河流的表层沉积物进行采集并利用Mstersize2000激光粒度仪进行粒度分析。结果表明,海河典型河流沉积物平均粒径差异显著,分选状况总体较差;山区水系与平原水系相比,沉积物平均粒径减小,呈集中分布,水动力减弱;山区自北向南变化明显,水系沉积物平均粒径减小,分布集中化,分选状况变差,由极正偏-正偏,向对称方向变化,峰度向平坦方向趋近,水动力减弱,符合粒径自然变化规律;平原区水系沉积物粒径参数表明南北变化不明显,因受较多支流、河流-湖泊-洼淀湿地等复杂系统和人为干扰强烈的影响,南北无显著变化规律。总的来说,海河流域河流受人为干扰强度较大,河流沉积物源较为复杂,栖息地物理完整性差。     

长江河口北港河道泥沙特性及河床沙再悬浮研究

基于北港上段和下段以及南支河道三个站点的7天连续同步水沙观测数据(包括潮流、悬沙含量和表层沉积物样品),通过对不同时刻悬沙浓度、悬沙和沉积物粒径组成分析,以及基于沙量平衡的粒度谱计算,对长江口北港河道泥沙特性和河床沉积物再悬浮作用进行了研究.结果表明:北港上段河道落潮时水动力强于涨潮,单宽输沙量表现为净向海输沙;河床沉积物颗粒较粗,细砂和粉砂含量可达90％以上;近底层悬沙浓度在一个涨或落潮周期内可存在两个峰值;河床沉积物再悬浮作用落潮强于涨潮.     

岩溶管道充填物结构特征及成因分析

研究岩溶管道充填物的物质组成及其沉积规律是恢复岩溶管道沉积环境的重要手段.通过对某水电站右岸灰岩地层中不同高程岩溶管道充填物试样进行颗粒分析与试验,得到不均匀系数及曲率系数变化曲线、颗粒粒径变化曲线等,从而分析了管道中粗细颗粒沉积物的粒度特征,探讨了管道充填物的地质联系、沉积物的来源、沉积环境及流体性质.     

珠江口黄茅海枯季表层沉积物特性及输移研究

应用2010年1月和2011年4月黄茅海枯水大潮表层沉积物样品粒度分析资料,研究了黄茅海枯季表层沉积物特征,应用Gao-Collins粒径趋势分析模型,研究了其表层沉积物输移趋势.研究表明,黄茅海枯季表层沉积物类型以粘土质粉砂(YT)为主,沉积物分选较差,偏态以近对称为主,峰态多为中等.湾顶至拦门沙内坡以北,表层沉积物向下输移;拦门沙内坡至大柁岛以北,表层沉积物向上输移;大杧岛至湾口,其中,大杧岛至荷包岛以西,中口为自南向北搬运为主,向上转为东南向西北输移为主,大杧岛至荷包岛以东为自北向南搬运为主;表层沉积物输移具有明显的偏西倾向.黄茅海水动力的空间变化是表层沉积物输移的基本成因.     

西江网河河床演变对人类活动的响应

基于20世纪60年代以来珠江最大干流——西江网河年均流量、输沙率、河道地形及表层沉积物粒度等数据,分析西江网河演变规律,探讨其河床演变对人类活动的响应。结果表明,20世纪80年代后西江网河整体处于冲刷状态,20世纪90年代河道采砂活动导致河床下切,分流分沙比降低,同时上游新水库建设致使来沙量持续下降,两者加剧了网河河道冲刷。由于采砂活动导致沉积物细化,以及水库拦截了粗颗粒泥沙,21世纪10年代西江网河表层沉积物较1998年细化69. 6%。相关因素共同作用导致河道于21世纪10年代仍处于冲刷状态。     

江苏东台潮滩沙纹形态特征及其演变过程的数值模拟研究

主要研究了江苏东台潮滩下部沙纹形态特征及其主要影响因素。基于潮滩下部水深、流速、沙纹形态的观测及表层沉积物的粒度数据,分析了研究区沙纹形态特征及其与潮汐水动力条件、沉积物粒度间的关系。并建立了地貌动力学模型,模拟了不同沉积物粒度和不同水深变化条件下沙纹尺度(波长、波高)的变化和沙纹的演化过程。研究结果表明:潮滩表面主要形成尺度较小的不对称沙纹,其形态的主要影响因素是流速和沉积物粒度,在一定范围内,流速越大,沉积物颗粒越细,沙纹尺度越大。在一个潮周期内沙纹形态经历以下过程:平底→不对称性指示涨潮方向的沙纹→平底→不对称性指示落潮流方向的沙纹。     

近期长江口北港冲淤变化与微地貌特征

2014年7月11-18日和10月29-31日以多波束测深系统和浅地层剖面仪等先进现场测量仪器对长江口北港河槽进行走航测量,结合人类活动强干扰下的海图水深数据及河槽表层沉积物资料探讨近期长江口北港河槽冲淤变化与微地貌特征。结果表明:在流域来水量变化不明显,来沙量锐减的情况下,近年来长江口河口段中上游河槽整体上处于微冲刷环境,而青草沙水库工程的实施导致北港中段河槽的冲刷程度更甚且冲刷态势向下延伸。2002-2012年北港泥沙净冲刷量为6.54亿m3,平均每年冲刷0.65亿m3。在其冲刷环境的影响下,近期北港河槽底床上除发育平滑床底外,还广泛发育冲沟和凹坑等侵蚀性微地貌,而河槽受到冲刷将导致底沙推移质运动增强,同样有利于沙波微地貌的发育。沙波主要分布在河槽沉积物为细砂的北港中上段底床的大部分区域和拦门沙河段的局部区域。     

长江口潮滩沉积物抗剪强度分析

河口潮滩沉积物抗剪强度的大小,直接影响到河口潮滩泥沙运动和冲淤强度,进而对潮滩湿地生态系统产生影响.河口海岸区域沉积物抗剪强度的现场观测研究,长期以来少有定量成果.本文通过对长江口潮滩沉积物的抗剪强度进行现场观测和分析,得到长江口崇明东滩潮滩沉积物抗剪强度大小分布规律和控制因素.结果表明:由陆向海,北部光滩区域抗剪强度逐渐减小,变化范围在0.22～7.04kpa之间;中部光滩区域抗剪强度是先减小后增大,变化范围在O～9.14kpa之间;南部光滩区域抗剪强度是逐渐增大,变化范围在0.36 ～4.29kpa之间.由北向南,滩地抗剪强度都呈逐渐增大趋势,光滩区域由0.43kpa增加到2.88kpa,植被区域由1.14kpa增大到2.72kpa.由表层到底层,沉积物抗剪强度随着深度的增加而变大.沉积物粒度特征和水动力条件决定了崇明东滩南、北区域沉积物抗剪强度数值的不同.植被根系的加筋作用使得沉积物抗剪强度增大,其值是光滩区域的1.2 ～4.3倍.随着沉积物密实度的增加,沉积物抗剪强度相应地增大.     

粉砂淤泥质潮滩表层沉积物可侵蚀性研究

以长江口潮滩表层沉积物室内人工样和野外柱样为研究对象,采用U-GEMS微观侵蚀系统,研究了泥沙颗粒组分、固结时间和生物作用对沉积物可侵蚀性的影响。结果表明:黏土含量为17. 8%～33. 7%时,沉积物可侵蚀性受黏土含量控制,总侵蚀量小;黏土含量为8. 6%～10. 7%时,总侵蚀量增大。中值粒径为7. 2～25. 9μm时,100 min内沉积物固结缓慢,2天后固结趋于稳定。盐度越大(10～40 g/L)固结越快。砂含量超过75%时,固结48 h内沉积物总侵蚀量为1. 0 kg/m~2,48 h后总侵蚀量下降64. 8%。潮滩表层沉积物可侵蚀性受黏土含量、固结程度和生物作用控制。黏土含量大于30%,生物作用强时,沉积物可侵蚀性低;植被带沉积物可侵蚀性较低,孔隙发育会显著增强表层沉积物可侵蚀性。     

珠江磨刀门河口洪季悬沙与沉积物颗粒度分布及交换过程

基于洪季磨刀门河口实测水沙观测资料和河床表层沉积物数据,通过对不同区域不同时刻悬沙浓度和粒度、沉积物粒径组成分析,运用因子分析和粒度谱等统计计算方法,重点研究近期洪季磨刀门河口及滨海水域悬沙与河床沙交换过程及其动力机制。结果表明:磨刀门河口拦门沙内河道及汊道口区域的动力以径流为主的涨落潮流流系,悬沙与河床沙交换过程较弱;拦门沙浅滩区域泥沙运动表现为"波浪掀沙,潮流输沙"特性,再悬浮泥沙平均量占实测悬沙浓度的32%;拦门沙外滨海水域悬沙组成受径流与潮汐相对强度影响显著,构成上大潮时以再悬浮泥沙为主,小潮时则以径流下泄悬沙沉积为主,而悬沙输运方向受到东南向波浪和沿岸流控制。     

山东半岛靖海湾及其附近海域悬沙粒度特征及再悬浮作用研究

表层沉积物再悬浮作用研究一直是海洋沉积动力学中的重点和难点问题。本文尝试通过对靖海湾及其附近海域的现场观测资料及悬浮体的室内分析,对悬沙粒径的时空分布特征及其与悬沙浓度、流速的关系进行讨论,并对研究区域表层沉积物的再悬浮特点进行研究。结果表明:研究区域悬沙粒径由西向东呈现逐渐减小的趋势,而在垂向上悬沙粒径差别不大;根据潮周期内悬沙粒径、悬沙浓度、流速的变化特征及6个站位的悬沙级配曲线,推断在一个潮周期内表层沉积物出现了2次再悬浮,再悬浮产生的颗粒粒径在100～300μm,各站潮周期内的最大再悬浮量在1.49×10-3～6.66×10-3kg/m3之间。     

黄河兰州段沉积物对六六六的吸附解吸研究

研究了黄河兰州段沉积物对γ-六六六的吸附-解吸特征,并考察了pH值、沉积物粒度等对γ-六六六吸附-解吸的影响。结果表明：γ-六六六在黄河兰州段沉积物上的吸附过程是非线性的,与Langmuir模型拟合较好;γ-六六六的解吸存在滞后性,即解吸要比吸附困难;表层沉积物对γ-六六六吸附量与沉积物粒度呈负相关;γ-六六六的解吸率与沉积物粒度、沉积物中吸附质的初始浓度均呈正相关;在初始pH值小于9.5时,pH对γ-六六六的吸附-解吸无明显影响。     

渭河陕西段河床沉积物的粒度参数分析

在渭河陕西段选取眉县、咸阳、西安、临潼、华县5个研究点,通过对河床沉积物样品的采集与粒度分析,分别采用Folk-Ward图解法公式和McManus矩法公式,对5个研究点沉积物的粒度参数进行计算和比较。结果显示,两种方法计算得出的5个地点沉积物平均粒径和分选系数基本相同,但偏度和峰度计算结果相差较大。图解法计算结果中除西安草滩外,其他4个采样点粒径均符合正态分布;矩法计算出的偏度和峰度的数值超出了所规定的描述范围。从两种分析方法来看,渭河表层沉积物粒度分析更适合用图解法进行计算和描述。     

连云港海域悬沙和表层沉积物交换研究

采用粒度谱计算方法分析连云港及邻近海域悬沙和表层沉积物交换特征,为徐圩防波堤口门布置和连云港港航道回淤研究提供理论支撑。连云港港主航道和徐圩航道5 m等深线以外的区域悬沙和表层沉积物交换率为0.1~0.2,表明航道回淤强度将处于较低水平,对今后航道维护有利;5 m等深线以内区域的交换率为0.3~0.4,悬沙落淤对航道回淤有一定贡献,表明该航道段回淤量相对较大,计算结果与实测航道回淤强度分布特征基本一致。灌河口沙嘴正常天气条件下交换率小于0.2,说明悬沙落淤对沙嘴的影响较小;5 m等深线以内破波带水域交换率大于0.5,表明悬沙和表层沉积物交换频繁。连云港港及邻近海域悬沙和表层沉积物交换主要为粒径小于62 μm的细颗粒组分。分析结果表明,为减少泥沙回淤对徐圩港区港池正常运行的影响,兴建防浪挡沙堤并将堤头布置在破波带之外十分必要。     

长江口南槽沉积物粒度的分形特性分析

运用分形理论,对长江口南槽沉积物粒度分布的分形特征进行了分析,讨论了沉积物粒度分维值与传统粒度分析参数的关系,指出了粒度分布无标度区分区临界粒径rc的指示意义,提出了用rc来划分悬移质中的床沙质和冲泻质的方法.长江口南槽沉积物样品的粒度分布在大于1.059μm的粒径范围内具有明显的分形特征,分维值的范围在2.384～2.568之间,平均值为2.488;若以粒度分布无标度区的分区临界粒径rc作为悬移质中床沙质和冲泻质划分的临界粒径,则划分长江口南槽悬移质中床沙质和冲泻质的临界粒径在0.954～1.385 μm之间,平均为1.059μm,对应的颗粒的累计质量百分比在4.54%～10.97%之间,平均为8.23%.     

调水后河床表层沉积物中重金属的形态转化

通过河床表层沉积物重金属释放实验,分析并揭示了受客水后河床表层沉积物中重金属Co、Cr、Mn、Mo、Pb、V的赋存形态转化机理。结果表明:受水区的环境条件(pH值、Eh值等)变化、沉积物理化性质变化和环境中微生物的作用,重金属生物有效态及残渣态之间的相互转化,改变了重金属的生物有效性,在受客水过程中受溶解沉淀、吸附解吸、氧化还原和离子交换等地球化学作用的影响,河床沉积物中重金属发生迁移转化,在不断受水条件下河床沉积物中重金属不断释放,沉积物不断净化。