1960—2019年中国沿海地区风蚀气候侵蚀力的变化及其影响因素分析

基于中国主要沿海地区64个气象站点1960—2019年的观测数据,采用风蚀气候侵蚀力计算的FAO公式及Mann-Kendall检验模型、Morlet小波变换等方法,对中国沿海地区的风蚀气候侵蚀力及其变化进行了测算和分析。结果表明:(1)沿海地区年际风蚀气候侵蚀力介于0.34~197.32,平均值为38.78,与内陆干旱半干旱地区相近,其季节差异表现为冬季(14.13)>秋季(11.74)>春季(9.99)>夏季(2.57);(2) 1960—2019年沿海地区年际、季节风蚀气候侵蚀力明显下降但不存在突变点,年际变化的第1主周期为12 a,季节变化主周期则分别为春季和冬季5 a、夏季与秋季26 a;(3)起沙风日数是中国沿海地区风蚀气候侵蚀力变化的主控正向因素,厄尔尼诺-南方涛动则通过影响降水量而间接负向驱动其变化,干旱和降水主要在风速减弱的冬季对风蚀气候侵蚀力产生较弱的负向影响。

海南东方岸外海底沙波活动性研究

对海南东方岸外 2 0～ 50 m水深海底沙波形成的动力环境、形态特征、剖面结构及其分布特征进行了描述和分析。根据环境参数 ,对其活动性进行了计算 ,并将计算结果与发育环境相类似的 Surtainville沙波进行了类比。认为研究区沙波主要系在潮流作用下形成。研究区沙波迁移速率为每年数米。东区 (水深 2 0～ 40 m)是沙波发育的主体 ,受落潮流作用 ,沙波自北向南迁移 ;西区 (水深 36～ 52 m)沙波受涨潮流控制自南向北迁移 ;中区为过渡区 。

登州浅滩的形成、动态演化及其可恢复性研究

登州浅滩是位于渤海海峡南部登州水道西侧海域的长条状水下沙洲,经海底地貌形态对比、沉积物取样及海区动力条件分析,初步推断为全新世以来形成的潮流沉积体的一部分,后经波浪和沿岸流等动力的长期改造逐渐稳定成为边缘坝地貌形态.20世纪80年代中期开始在登州浅滩进行的大规模人工挖沙严重破坏了沙体的动态平衡.利用水库模型估算,浅滩在短期内难以恢复到原来的规模.

渤海湾曹妃甸深槽海区地形地貌特征及控制因素

通过研究浅层地震剖面、侧扫声纳和水深地形等数据资料,得出,曹妃甸沙岛的岬角地貌引起深槽海域局部潮流流速增大,甸头前沿深槽区以冲刷为主,最大水深达42 m,刷新了渤海湾最大水深记录,深槽部位的侵蚀量最大,深槽南坡冲刷幅度大于北坡,工程建设后期深槽区侵蚀冲刷程度有变小变缓趋势。早期深槽的形成是由于浅部断层受深部构造影响发生阶梯状错断沉陷,海底地层形成古凹槽,但深槽海底地层沉陷速率略大于沉积速率,使得深槽海域长期保持了渤海湾最大的水深环境。初步得出在历史时期曹妃甸深槽经过2万a以上长期存在,深槽的走向经历了南北向-北东向-北西向的转化过程。认为地质构造、古滦河三角洲演变、海洋水动力作用和人类活动等内外营力作用共同控制了曹妃甸海区地貌体系的发育与演化。达到了研究渤海湾曹妃甸深槽海区地形地貌控制因素和深槽的地质演化的目的,为曹妃甸港的规划、运营期维护和未来发展提供科学依据具有重要意义。

西沙群岛岛礁区域WorldView-2影像大气校正

高空间分辨率WorldView-2多波段影像方法在岛礁遥感监测方面应用潜力很大,但大气校正精度对其定量化应用有着重要影响。文章针对海洋遥感中WorldView-2影像大气校正的问题,改进传统的暗目标校正方法,以清、深海水和岛屿纯浓密植被作为暗目标,对西沙群岛岛礁区域进行应用示范,实现了各波段的大气校正。结果显示,该方法得到的结果无论从光谱形状还是地物反射率值,大气校正前后反射率值与现场实测值都能够较好吻合。

浙江朱家尖岛砾石海滩沉积物分布及形态特征

砾石海滩是波浪作用下形成的海岸地貌类型 .在浙江朱家尖岛的大乌石塘和小乌石塘两处口袋状砾石滩 ,采集了砾石滩不同部位的沉积物样品 .根据样品的粒度分析和颗粒形态分析 ,发现砾石滩沉积物粒度参数及砾石形态参数在横向和纵向上的分布特征为 :横向上 ,砾石平均粒径由陆向海递减 ,分选变好 ,扁长度及杆状程度由砾石堤顶部向海递增 ,球度以潮间带为最低 ;纵向上 ,大乌石塘砾石粒径由湾顶向南北两个方向递减 ,分选变好 ,球度降低 ,杆状程度提高 ,而小乌石塘砾石粒径由海滩南部向北递减 ,分选先变好再变差 ,球度减小 ,扁长度及杆状程度提高 .小乌石塘海滩顶部砾石对应的水深为 5m、周期为 1 0s临界起动轨迹流速和临界波高分别为 3 .2 8m/s和 4 .84m ,大乌石塘的临界起动轨迹流速、临界波高分别为 3 .1 7m/s和 4 .69m .砾石形态参数和平均粒径的变率分析表明 ,小乌石塘在横向上的磨蚀作用的效应略强于搬运作用 ,而在纵向上却略弱于搬运作用 ;大乌石塘的海滩砾石主要发生磨蚀作用 ,在横向上的搬运作用非常微弱 。

近岸过程与海岸侵蚀机制研究进展

首先简单介绍了砂质海岸近岸地形动力过程的时空多尺度特征及其复杂性,海岸系统相互依存的3个方面和近岸带地形动力基本特征;进而从5个方面论述了国内外对砂质海岸侵蚀地形动力过程与机制研究的进展:1)长重力波运动与海岸侵蚀;2)近岸环流、波增水、底流运动与岸滩侵蚀;3)海滩-碎波带地形动力状态与岸滩侵蚀方式;4)波生沿岸流、沿岸输沙与海岸长期变化;5)海岸侵蚀终极平衡形态规律。最后概括了未来需优先探索的地形动力学问题和研究策略。

海洋工程对钦州湾岸线地形及泥沙冲淤的影响

【目的】海洋工程对海湾港口的冲淤环境有一定的影响,而近20多年来钦州湾海洋工程建设较为频繁。了解该地区地形地貌的变化,可以给海洋开发提供参考。【方法】采用外业调查、资料分析与数值模拟等手段对钦州湾围填海与海洋开发建设引起的岸线变迁、地形改变、泥沙冲淤等问题进行研究。【结果】近20多年来,钦州湾大规模海洋开发活动导致海湾面积明显缩小,岸线变化呈现平顺化趋势,人工岸线逐渐替代自然岸线。钦州湾东部浅滩因填海使得0m等深线被阻断,而10m等深线因东航道扩建得以贯通至湾口。钦州湾的泥沙主要来源于陆相径流、海相输送以及近岸海洋工程建设等几个方面;含沙量分布随季节变化而不尽相同,但总体属低含沙量范畴。数值模拟结果显示,钦州湾总体呈现微冲微淤的稳定态势,但在龙门水道等急流水域,底床冲蚀较为明显。【结论】在钦州湾东部,因大规模围填海建设,导致局部海域的冲淤环境发生显著改变:三墩公路东侧中部的潮滩,由微弱淤积状态转变为明显冲蚀状态,年冲刷量可达0.07m。

海南岛万泉河口海岸动态及其整治对策

通过应用沉积动力学方法计算了万泉河口口门均衡过水断面面积和沿岸输沙率,计算结果表明,波浪对万泉河口沿岸沉积物的输送起着控制作用,南北向输沙作用强烈,同时潮汐汊道目前处于不稳定阶段,口门断面的变化很大。在分析了万泉河口的自然地理条件以及基本演变规律后,还从增加纳潮量、扩大纳潮水域面积、整治沙美内海及其周边生态环境、建设导堤工程改善拦门沙的浅滩航道等方面提出了万泉河口潮汐汊道口门和航道治理的一些工程和生态措施。

北仑河口北冲西淤形成与环境因素的影响分析

研究发现,北仑河口的泥沙主要来源于二个方面,一是北仑河及其周边小河径流挟沙;二是潮流和波浪联合作用掀沙。径流挟沙比潮流和波浪掀沙大。夏季汛期,由径流带入的泥沙大部分在航道附近落淤,形成河口大片浅滩。自20世纪80年代以来,随着城镇化建设加快,沿河用水逐年增多,河流输沙显著减少。而受潮流影响的主航道,偏向中国一侧,在上游供沙少的情况下,不断加大河底冲刷,造成河口北冲西淤的发展态势。

波流联合作用下的海底沙波移动对海底底床稳定性影响的研究进展

海底沙波常见于潮流作用较强的内陆架海域，是一种脊线与潮流流向垂直的微地貌形态，一般在40～100cm／s的流速形成。沙波既可大面积自成体系，也可分布在沙脊的坡面上，呈不对称形态。泥沙的粒度、沉积物供给以及水深等因素对海底沙波的发育都有影响。

砾石海滩的沉积和形态动力特征

天然砾石海滩的物质主要来源于河流输入、海岸侵蚀、海底侵蚀、沿岸输送、人类活动及冰川搬运等。砾石海滩在地貌上表现出明显的分带性,海滩坡度的大小随物源和动力条件发生变化。砾石的磨蚀速率与岩性及周围沉积物粒度组成有关。人工砾石海滩建设可借鉴天然砾石海滩的形成和演化过程,合理地设计物质组成、砾石形状和大小,以便能更快地使人工海滩达到平衡状态并维持海滩的稳定性。

砂质海岸侵蚀研究进展

地形动力学方法已成为国外海岸地形动力过程研究的主要方法,国内仍多采用传统地理学的定性、半定量的研究方法,在海岸地形和水动力之间耦合机制方面所做的研究相对较少,这是国内砂质海岸侵蚀研究需加强之处。文中首先回顾了国内外砂质海岸侵蚀的研究历程,然后从海岸地形动力过程入手,从小、中、大3个尺度介绍了国、内外砂质海岸侵蚀的研究状况。

黄河三角洲清水沟流路叶瓣体演化

根据历年卫星遥感资料和水深资料,对黄河三角洲清水沟流路叶瓣体演化和海底冲淤演化进行研究。结果表明,清水沟流路形成初期河口三角洲快速堆积,淤积中心厚度14m,1984年后河口三角洲淤积速度变缓,河口沙咀在波浪、潮流及科氏力作用下变得细长,并逐渐南偏,莱州湾内出现大面积的淤积,1996年黄河口人工改道后,在新河口处形成淤积中心,厚度4.5m。废弃三角洲遭受冲刷,原淤积中心成为冲刷中心。

黄河水下三角洲沉积物输运及海底冲淤研究

根据黄河水下三角洲的特点,建立了一个垂直平均二维沉积物输运数学模型,结合潮流和沉积物资料,模拟研究了沉积物输运机制和海底冲淤演变过程。模拟结果表明,垂直河口射流的潮流决定了本区沉积物净输运的总体格局,风应力对悬浮泥沙和推移质泥沙运动也起到重要作用。潮流底应力和活动层厚度分布表明,黄河口门和埕岛油田附近海域是潮流底应力和活动层厚度高值区,为沉积物活跃区,海底稳定性弱,易于侵蚀再搬运。冲淤计算表明,埕岛油田附近海域为冲刷中心区;现在河口水下三角洲在断流时为冲刷区,正常行河时则转为淤积区。

波浪作用下曹妃甸深槽斜坡的稳定性

波浪作用下海床的稳定性与液化分析是海洋重大工程设计中必须仔细考虑的问题。对曹妃甸深槽海底滑坡的破坏模式进行分析,通过搜集资料掌握了该区工程地质和水动力环境参数的特性及其区域变化规律,在此基础上建立了深槽斜坡稳定分析模型。据此定量分析曹妃甸深槽斜坡的稳定性,认为在5a一遇的波浪荷载作用下深槽斜坡是基本稳定的,在50a一遇的极端海况下,滑坡会发生在水深较浅的区域,并且滑坡的规模较小,影响的土层深度有限。通过此项研究满足滑坡预报、预警服务的需要,可以为曹妃甸工程使用、维护和安全防护等提供设计依据。

长江河口水下沙洲类型及典型水下沙洲的推移规律

对长江河口水下沙洲的类型及其演变规律进行了研究，把水下沙洲分为 4 种基本类型：节点型沙洲、弯道型沙洲、涨落潮流分异型沙洲、分汊口型沙洲。并研究了河口区若干典型沙洲在最近 20 a 的推移规律和冲淤状况，对沙洲冲淤量进行了计算，结果表明河口水下沙洲冲淤频繁， 1991 年后仅上、下新浏河沙 5 m 等深线内沙体每年冲淤量达 1.5×106 t，尤其是 1998 年大洪水导致上新浏河沙被冲失近 1/3 。

福建深沪湾晚更新世古牡蛎滩的发育与留存古环境

福建深沪湾晚更新世古牡蛎滩以牡蛎原生、分布面积大 ,年龄主要在25800±2490aB P～15460±420aB P之间为其主要特征 ,在牡蛎生长期间 ,深沪湾地壳抬升速率与水动型海平面上升速率相当 ,深沪湾海水深度稳定 ,海岸环境稳定 ,古牡蛎繁盛生长 ,其后深沪湾地壳抬升成陆 ,古牡蛎滩脱离海水成为牡蛎滩台地 ,距今7000a和距今2000a的两次强古地震 ,使古牡蛎滩快速下沉到潮下带和潮间带海底 ,这是深沪湾晚更新世古牡蛎滩能留存到今天的重要原因。

不同形态海湾的水底平衡剖面研究

研究海湾平衡剖面对理解海湾地貌演变具有重要意义。本文给出了收缩型、扩张型和矩形3种典型海湾平面形态对平衡剖面的影响。建立了海湾长度远小于潮汐波长的短尺度海湾的平衡剖面和对应的时均悬沙浓度的解析解。采用水深平均的水动力方程、泥沙输移方程和地形演变方程的耦合模型对以上3种类型海湾的平衡剖面进行了数值模拟,得到了这3种类型海湾的水面、流速、时均悬沙浓度和平衡剖面的计算结果,并利用水面数值结果确定了海湾水面解析解所含的一个待定常数。研究结果给出了3种不同海湾平面形态所对应的平衡剖面形态:矩形海湾对应斜坡型;收缩型海湾对应下凹型;扩张型海湾对应上凸型。所得海湾平衡剖面和时均悬沙浓度的解析解与数值解一致。

北仑河口潮汐汊道稳定性的环境影响因素分析

在自然条件和人类活动的双重影响下,处于中越之间的北仑河口潮汐汊道稳定性问题备受关注。本文基于历史资料与最新的调查结果,分析总结了影响河口潮汐汊道的各类环境因素。自然因素方面,汛期暴雨洪水及其携带的泥沙对塑造河口潮汐通道以及地貌形态起到重要作用;多次调查结果显示,非暴雨时期河口的含沙量较小,潮流动力不强,余流流速不超过10 cm/s;平水期和丰水期的常浪向以及强浪向均为南向波浪,对河口中国一侧浅滩有不利影响;风暴潮增水有利于河口西侧淤积、东侧侵蚀。人为干扰方面,由于越南一方大量开展水利、围垦、造堤连岛等工程建设,局部改变了河口水流流向,尤其是在竹山港西面,主航道深水线偏向中国一侧,这种情况短期内已无法扭转;来水来沙减少、人工采砂以及红树林滥砍滥伐加剧了中国一侧河槽、岸滩侵蚀。维护北仑河口潮汐汊道的稳定性是中越两国合作共赢的共同选择。