莱州湾海洋沉积物粒度特征及其环境响应分析

基于20个柱状样粒度信息,文章对山东莱州湾海域1~3 m厚度的沉积环境展开了研究。莱州湾海域沉积物粒度组分以砂质和粉砂质为主,整体上分选性偏差,在沉积过程中受周边环境改造明显。莱州湾海洋沉积动力环境在粒度方面有较好的响应,柱状样粒度分布图反映不同海域沉积物所处的外力作用阶段各有不同,但总体上随着搬运距离增大,至中部浅海平原,概率累积曲线斜率逐渐变大,阶段分化愈发明显。莱州湾浅部海域共同环境敏感组分为3≤φ≤4,沿岸河流性质和泥沙输运路径对粒度组分影响明显。综合前人关于沉积速率的研究成果,表明莱州湾东部海域粒度组分阶段性变化与1855年黄河改道在时间上存在一定的对应关系。就沉积物形成环境而言,莱州湾中部海域沉积环境水动力较强,物质来源多样。屺坶岛—刁龙嘴海域沉积物的颗粒略粗,需要的临界起动速度较大,发生再悬浮的几率相对较小。黄河水下三角洲沉积环境比较动荡,能量不稳定,处于重力流后期,能量衰减并向牵引流转化。南部的水下岸坡在波浪、潮流作用下有一定量的泥沙淤积。

唐山曹妃甸浅层地下水水化学特征及咸化成因

为了查明曹妃甸浅层地下水水化学及咸化成因,采集研究区河水、地下淡水、微咸水、咸水、卤水、雨水和海水等不同类型水样,对其水化学组成、离子比、Piper三线图、吉布斯图、氢氧同位素组成及14 C测年结果进行了分析。结果表明:(1)曹妃甸浅层地下水包括全新世沉积层潜水和晚更新世沉积层微承压水,且非原始封存在地层中而是形成于全新世中晚期。(2)地下潜水向海方向分布有淡水、微咸水、咸水水质类型,微承压水以咸水和卤水为主要水质类型;近冲洪积扇前缘水化学特征主要受岩石风化作用控制,围填海区及河口处水化学特征受海水混合作用控制,滨海平原区水化学特征主要受蒸发/结晶作用控制。(3)曹妃甸浅层地下水咸化过程主要是晚更新世以来海侵-海退时期形成海洋蒸发盐经大气降水和河水多期溶滤所致,其盐分来源于海水蒸发盐,河口及围填海区地下潜水盐分主要来源于现代海水入侵。

不同堆积密实度下尾矿库洪水漫顶溃坝的模型试验研究

以某尾矿库为原型,基于模型相似理论,在尾矿库溃坝模型平台上分别进行了松散状态、稍密状态、密实状态下3种不同堆积密实度的尾矿库洪水漫顶溃坝模型试验,研究尾矿库发生洪水漫顶后的溃决过程及机理,总结溃坝规律。结果表明,漫顶溃坝破坏的一般过程可归纳为3个阶段:细冲沟形成阶段、"陡坎"破坏导致溃口纵向发展阶段、崩塌导致的溃口横向发展阶段。通过分析3种堆坝密实度溃坝试验破坏关键点,得出提高尾矿坝堆积密实度能够有效延迟溃坝泥石流的形成时间,为下游居民撤离及制定相应的救援预案提供依据。

江苏盐城滨海地区浅层地下咸水的水盐来源及咸化成因

江苏盐城滨海地区浅层地下咸水对区域水资源利用和生态环境保护具有重要影响,为了查明浅层地下咸水的水盐来源及咸化成因,于2018—2019年采集了研究区河水、雨水、海水、地下淡水、微咸水及咸水等不同类型水样,对水样的水化学组成、离子比、Piper三线图、氢氧同位素组成及^(14)C测年结果进行了分析,结果表明:①潜水与第Ⅰ承压含水层地下水均以咸水为主,潜水含水层上部存在埋深小于10 m的淡化层,向海方向分布有淡水、微咸水、咸水水质类型。②潜水与第Ⅰ承压含水层地下水主要来源于全新世暖期降水补给,盐分来源于强烈蒸发浓缩后的古残留海水。③潜水淡化层地下水主要来源于现代时期降水补给,盐分来源于岩盐和铝硅酸盐矿物的溶解,废黄河口部分地区地下水咸化主要受海水入侵影响。

莱州湾西部沉积物粒度特征及沉积分区

基于莱州湾西部 13 个岩心柱样粒度组分与参数,运用 Flemming 粒度三角图,结合系统聚类分析方法,在对岩心柱样进行分类的基础上,将莱州湾西部划分为 4 个区域,即现代黄河口侧缘、广利河口北潮滩、莱州湾南岸和中部浅海区。根据粒度曲线特征,分析了每个区域内沉积环境的时空变化。结果证明:莱州湾西部百年来沉积特征建立在黄河形成沉积环境之上,沿岸短源河流对沉积环境产生了不同程度影响。现代黄河口侧缘沉积环境受黄河影响至今,沿岸河流改造作用较小;广利河口北潮滩沉积环境形成于黄河行水期间,目前广利河水系对原有沉积环境改造作用明显;莱州湾南岸小清河、弥河取代黄河成为影响沉积环境的最重要因素;莱州湾中部海域则受到沿岸河流的综合影响。沉积环境以广利河口为界限,呈现南北分异。北部沉积环境随时间变化明显,在垂向上反映了黄河多期次行水带来的沉积特征;南部沉积物质来源依次为广利河、小清河、弥河,沉积环境在水平方向上变化明显。

现代黄河三角洲南部潮间带及附近海域沉积特征认识与分析

基于潮间带和浅海12个柱状样粒度、地球化学元素、^(210)Pb同位素实测数据,结合河流年代特征、岸线历史变化等资料,参照前人关于沉积相和沉积速率研究成果,对现代黄河三角洲南部潮间带及莱州湾西部海域沉积特征进行了分析。根据剩余^(210)Pb比活度信息,综合运用历史地理学方法、沉积环境判别公式和粒度曲线变化特征,初步认识了现代黄河三角洲南部潮间带地区具体沉积年代。对柱状样的数据进行分析后,运用相关特征值定量区分了沉积物的物源。结果表明:在潮间带这样不稳定的沉积环境下,^(210)Pb_(ex)比活度阶段性倒置的分布模式虽然无法对年代进行连续标定,但可以在很大程度上指示沉积环境变化。现代黄河三角洲南部潮间带沉积物形成时间要远早于莱州湾西部,^(210)Pb结合沉积环境判别函数、历史地理资料以及粒度特征可以将深度102 cm、80 cm、32 cm分别标定为1929年、1934年和1947年。广利河水系在深度20 cm范围内影响沉积环境。地球化学元素相关特征值分析显示:现代黄河三角洲南部潮间带沉积物风化程度介于黄河和莱州湾南岸之间,个别微量元素富集程度与莱州湾沉积物差异明显,就沉积环境而言,与现代黄河沉积物已有所不同。

山东半岛北部泥质海岸带地下水水化学演化

山东半岛北部是中国海(咸)水入侵典型区域之一,沉积环境复杂,地下水质类型多样。该区域多条河流频繁摆动发育河流三角洲,同时受多次海侵海退事件影响,沉积海陆交互相地层,形成了复杂的地下水含水层系统。近几十年来,人类活动过量开采地下水,导致形成了淡水降落漏斗与卤水降落漏斗,改变了局部地下水的水动力条件,对地下水形成演化产生影响。根据研究区沉积背景与含水层分布特征,划分为3个流域、2层地下水。综合运用海洋地质学、环境同位素与水化学方法,分析结果表明,浅层地下水演化过程存在明显的地域差异性,弥河流域与白浪河流域主要接受大气降水补给,漏斗区以Cl-Ca型水为主,处于地下水咸化过程;潍河流域主要接受河水补给,漏斗区以HCO_(3)·Cl-Na型水为主,处于地下水淡化过程。深层地下咸、卤水形成过程主要受混合作用控制,是一个淡水、海水、卤水三端元混合过程。

垃圾填埋场渗滤液变密度地下水溶质运移模拟

为分析垃圾填埋场变密度渗滤液对地下水的影响,本文通过MODFLOW中的SEAWAT模块建立变密度地下水溶质运移模型,模拟了在密度效应情况下垃圾渗滤液在地下水中的运移规律,并且与不考虑密度影响的模型结果进行了对比。结果表明,在密度驱动下污染物运移得更快,出现了明显的“指流”,在3650 d时,变密度模型中地下水质量浓度大于10%源强浓度的面积比恒定密度模型结果多1611.95 m~2;这表明变密度模型计算的污染物影响范围要比恒定密度模型的范围要大。根据不同质量浓度源强模拟结果可以看出,在整个预测期内源强为90 g/L的影响面积最大,随着源强浓度降低,影响面积逐渐减小。根据观测孔浓度曲线可以看出,1号、2号和3号孔的10 m、2 m观测层位浓度历时曲线都呈现变密度模型结果高于恒定密度模型,且底部观测层位更容易捕捉到污染物。因此在分析垃圾渗滤液或者其他密度较高的污染物对地下水的影响时,应重视密度因素。

黄河三角洲南部宁海—西双河叶瓣潮滩沉积物粒度特征与季节变化分析

根据15个表层沉积物丰、枯季粒度数据,综合运用Pejrup粒度三角图、粒径-标准偏差曲线以及粒度参数分析法,对现代黄河三角洲南部宁海—西双河叶瓣潮滩丰、枯季沉积物粒度特征进行了分析。结果表明:沉积物粒度存在季节性变化,且空间分布不同。丰季由于降水量大,总体沉积环境相对稳定;枯季沉积环境相对动荡,受现代黄河影响明显。粒度参数相互关系显示,沉积物在形成前经历了较长时间的分选,物质来源多样性与潮滩动力关系不大,且丰季与枯季物质来源不同。对比丰季和枯季沉积环境函数值,发现丰季受潮汐余流影响较强,以浅海沉积为主;枯季在黄河及沿岸河流影响下,以河流(三角洲)沉积为主。

广利河口北潮滩稀土元素地球化学特征

基于山东东营广利河口北潮滩45个站位的稀土元素含量数据,计算元素相关特征值并绘制标准化配分曲线,分析研究区稀土元素地球化学特征及所指示的环境意义。结果显示,稀土元素含量高值中心出现在距岸线一定范围内,总体而言由广利河口向外数值逐渐减小。稀土元素标准化配分曲线上,广利河口北潮滩稀土元素标准化配分曲线与黄河和华北上地台相似度非常高,但Eu明显亏损。轻稀土元素与华北上地台类似,重稀土元素与黄河有一定的相似性,反映了广利河口北潮滩处于一种过渡状态的沉积环境,黄河影响逐渐变小,沿岸河流影响逐渐变大。

渤海莱州湾西南部沉积区划分与分区粒度特征

在充分结合前人研究成果的基础上,通过16个柱状样粒度数据对莱州湾西南部表层以下1~3 m厚度范围内积环境进行了研究。对比前人发表的该地区表层沉积物类型、沉积环境分类等资料,运用系统聚类分析方法,将莱州湾西南部划分为5个沉积区域。通过对莱州湾西南部沉积速率的数据进行系统概况,同时通过比对不同区域沉积厚度,结合岸线变化、河流年代和沉积相特征,对沉积速率缺失区域沉积年代进行了初步标定。研究结果表明:黄河是塑造莱州湾沉积环境的主要动力,由于黄河河口在历史时期内不断变动,沉积环境在沿岸短源河流和海水动力作用下,产生了区域差异。总体而言,受黄河影响程度由北向南减小。现代黄河口南侧主要形成于1976~1996年黄河入海时期,即使黄河1996年后改道向北,现代黄河对沉积环境塑造作用依然明显。废弃黄河水下三角洲沉积环境在不同外力作用改造下,在近岸和中部浅海区形成不同沉积环境。近岸广利河口北潮滩,广利河水系对沉积环境改造作用有限,仅限于表层以下有限范围,1934年以来的沉积厚度不足1 m,因此可以有效反应黄河废弃三角洲沉积物本底。中部浅海区受沿岸河流和海水动力综合影响,原有沉积环境发生变化,形成了新的沉积物质。小清河口及附近海域属于黄河水下三角洲和潍河-弥河水下三角洲过渡区域,主要受小清河入海泥沙影响,但沉积物中的细粒组分,与黄河关系密切。莱州湾南岸基本不受黄河影响,在沿岸一系列短源河流作用下,形成了多河流集群水下三角洲沉积环境,沉积物多是短时间快速沉积的粗颗粒物质。