ESR and U-series ages of coral reef samples from shallow drill holes in the South China Sea

The ages of coral reef samples from several shallow drill holes in the South China Sea are determined by ESR and U-series (230Th/234U) methods. The experimental results show ideal agreement between ESR and U-series ages and that the coral reefs were formed in the early Holocene. In the determination of natural total dose of coral reef by use of the additive dose method good results can be obtained by exponential fitting, no matter how the effect of dose saturation is. It was found that the ratio of the natural ESR signal intensity ( I0) to the ESR signal intensity at dose saturation ( Imax) of sample can reflect the significance of a irradiation efficiency-k value. Using the k value of sample determined by the formula given in this paper, the precision of ESR dating of marine carbonates can be improved.

基于莱州湾浅层海床土工特性的方形人工鱼礁场址适宜性研究

浅层海床的土工特性对方形人工鱼礁工程的长期有效使用起着决定作用。本文基于莱州湾36个10 m以浅的工程钻孔物理力学性质指标和原位标贯击数、70个站位表层箱式样品的原位土体含水量、密度、微型十字板强度、贯入阻力和压缩模量试验数据和352个站位样品的粒度数据以及180 km的3.5 kHz浅地层剖面数据,以典型方形混凝土人工鱼礁作基础,计算了各站位的沉降量、地基承载力,判别了地基土的液化可能性,探讨了三种单因素和多因素综合评价的适宜性分区原则,并依据分区原则,将莱州湾分为四个适宜性分区,即适宜区、一般适宜区、一般不适宜区和极不适宜区。水深8 m以浅的西南至南部范围和莱州浅滩投放方形人工鱼礁是适宜的,黄河大嘴外水深10 m以浅的区域和莱州湾中部水深大于8 m的大部分海底不适宜投放方形人工鱼礁。

莱州湾近岸海底探测应用研究

近海岸海底环境探测复杂,一直是探测的难点区域。为精准探测近海岸附近的抛石、人工鱼礁、养殖区以及海底浅地层断裂潜伏位置,本文通过侧扫声呐技术、浅地层剖面技术、单道地震技术在莱州湾探测中优化探测参数,分析干扰因素,总结探测结果。分析3种技术在莱州湾工程探测的研究结果表明:侧扫声呐技术在目标区水深12 m左右、75 m单侧扫描宽度探测海底地貌及障碍物,具有极高的分辨率和信噪比;浅地层剖面技术在水下单位发射频率10000 Hz、下潜深度1.5 m时探测海底浅层地质信息敏感度高;单道地震技术在激发能量900 J、激发频率100 Hz时探测相对较深、较复杂的海底地层情况效果好。3种技术能灵活有效、准确地探测出海底及海底地层地貌,可为绿色海洋发展提供直接有效的依据。

珠海南部某海域海底典型微地貌特征研究

为了防止海底地质环境恶化以及预防海洋灾害等问题,需要清楚的了解海底地质环境问题,因此在调查区内开展综合地质调查,对区内海底的地形地貌探测研究是不可缺少的。运用侧扫声呐方法对调查区内海底微地貌特征进行研究,直观反映出海底特征物的图像信息,同时结合浅地层剖面测量手段了解区内海底地形的起伏变化,对区内海底进行综合分析研究,从而提高工作区海底地貌特征的解译精度。通过对野外采集资料的对比识别、综合分析研究,调查区域内微地貌特征主要分为人工微地貌和自然微地貌两种,人工微地貌主要为受人为环境影响下形成的拖曳痕微地貌特征物;自然微地貌主要包括受自然环境条件影响形成的沙波、冲刷痕、洼地、礁石等海底特征物。

南海沙质地和珊瑚礁地质浅水区域波浪衰减实测研究

波浪从深水区域传播到浅水区域,海底摩擦是引起波浪衰减的主要因素。南海浅水区域以沙质和珊瑚礁地质为主要特征,与世界其他地方浅水区域有较大不同,至今未有海底摩擦导致波浪衰减的实测资料。论文采用海洋环境实测设备—方向波潮仪(directional wave recorder,DWR),在沙质地浅水区域和珊瑚礁地质浅水区域进行波浪参数实测,基于动谱平衡方程波浪模型的处理方法获得了波浪衰减系数,首次定量描述南海浅水区域的波浪衰减特征,为后续南海浅水区域波浪衰减系数的长期实测研究工作奠定了基础。

渤海湾西部浅海区活牡蛎礁调查结果及资源保护建议

采用旁侧声呐、浅地层剖面仪和单波束水深测量多种物探仪器联机,同步调查天津大神堂浅海区的水下活牡蛎礁资源,为合理保护活牡蛎礁资源提供科学依据。调查结果表明,该区活牡蛎资源由3个分散礁体组成,总面积仅约3km^2,礁体最大厚度1.2m,平均厚度0.6m;调查区海底地形平坦,水深介于3.4-5.6m之间,因受人类活动严重破坏,仅在有礁体发育的局部范围内有高程约1m的起伏波动。为了生态资源的完整,必须对现存的活牡蛎礁体进行保护和恢复。

南沙群岛永暑礁工程地质特性

运用现场钻探和浅地震勘探等方法 ,发现珊瑚礁弱胶结礁灰岩具有礁缘高而内礁坪和湖低的岩盆现象 ,并认为此岩盆现象有利于礁体工程地质稳定性和礁体的成长发展。另外 ,还采用原位土工测试和室内土工试验等手段研究了珊瑚砂和礁灰岩的物理力学特性 ,指出了珊瑚钙质砂具有高内摩擦角、高孔隙比、颗粒易破碎、颗粒形状不规则等特性 ,是一种不利于桩基工程建设的特殊性土 ,值得深入研究。

南沙群岛永暑礁上部向海坡地貌特征研究

珊瑚礁向海坡是珊瑚礁地貌中很具特色的地貌单元之一,特别是上部向海坡发育的浅水平台、脊-槽沟系反映了构造运动、海平面升降以及水动力作用的强弱.根据实测剖面资料,发现永暑礁上部向海坡地形呈台阶状,普遍发育-6～-8m,-35～-38m两级浅水平台,它们具有古海平面的指向意义;东北和西南礁缘普遍发育了脊-槽沟地貌体系,反映了南沙群岛的季风气候特点和波浪作用的强弱.锚地大都发育在西南向海坡.本文对永暑礁上部向海坡的地貌形态特征进行了研究,并对其成因进行了探讨.

规则波在岛礁浅海区传播的数值模拟

针对岛礁浅海区的复杂地形和波浪环境,通过求解Boussinesq方程,结合区域源造波法,对规则波的传播和演化进行数值模拟,数值计算结果与已有模型试验对比表明,监测点波高计算值与模型试验值总体吻合较好。采用数学插值方法,建立岛礁实际复杂地形的数学模型,对岛礁实际波浪环境进行预报,能够为岛礁浮式平台设计提供波浪环境输入。

碍航孤礁的浅水效应研究

以长江重庆娄溪沟至涪陵河段为例,对孤礁浅水效应进行了研究。对孤礁浅水效应现象的理论分析表明,长江重庆娄涪孤礁河段属于浅水航道。利用常用的下沉量公式计算了该河段标准船型的下沉量,随船舶航速的增加而增大,最大可达0.7 m。二维数学模型的结果表明,天然情况下礁石顶部水位比正常的设计水面线有0.13 m的跌落,1倍船长内的最大比降可达14.44‰,若采取工程措施使礁石深度增加,可使水位跌落值减小。水槽概化试验的结果表明,礁石顶部水深越浅、礁石越长,水位跌落值越大。综合上述研究,孤礁滩险处通航水深的维护必须额外考虑因浅水效应导致的船舶下沉量以及礁石上方的水位跌落才能确保船舶通航的安全,并建议娄涪孤礁河段富余水深取1.05 m,维护水深为4.55 m。

非对称系泊系统作用下浅水浮式海洋平台运动耦合分析

选择地理位置、区域环境较为关键的岛礁,建立浅水浮式海洋平台,具有重要意义。应用在岛礁浅水区域的浮式海洋平台,由于受地理环境限制,很难设计对称式系泊系统。因此,本文设计2种典型非对称式系泊系统布置方案,基于TMA浅水波浪谱理论,对2种非对称系泊系统作用下浮式平台的水动力响应进行时域数值计算,计算结果与对称式系泊系统作用下结果对比分析,获得了非对称系统状态下平台运动响应特点及系泊张力分布特点。

基于WorldView-2遥感影像反演浅海水深过程中太阳耀斑的去除方法

基于Hedley等的方法对WorldView-2遥感影像反演岛礁水深时的太阳耀斑进行去除,在技术实现过程中根据WorldView-2波段设置的特殊性做一定的改进,将8波段分为两组,其中蓝、绿、红波段依据近红外1波段来去耀斑,海岸、黄、红边波段依据近红外2波段来去耀斑,在具体应用中完整实现该理论方法。结果表明,去耀斑后无论是对水深反演结果的精度上还是从影像直观视觉上都有提高,该方法有利于WorldView-2影像处理中耀斑去除的常规化应用。

珊瑚礁地质稳定性研究现状

为探究珊瑚礁稳定性的研究现状,对影响礁体稳定性的诸多因素如礁体结构、地形地貌、波浪、潮汐、潮流、风诸如热带气旋和风暴、海流等进行总结,结果表明以上诸多因素可在不同程度上决定或影响礁体稳定性。同时指出现阶段礁体稳定性研究所需注意的问题,其一是涉及珊瑚礁地质稳定性的礁体结构、地貌形态的研究尚少,需合理利用多波束测深仪、高分辨率多道地震探测系统、钻探及AUV、三维实时声学成像声呐技术获取礁体地形、地层及剖面形态,并借助GIS技术对滑坡等失稳地带进行圈定,其二是潟湖区、礁体边坡等区域的稳定性研究缺乏,需引入极限平衡法评估礁体边坡、泻湖等区域的稳定性,且需考虑波浪、潮汐引入的孔隙水压力、渗流力的影响。通过综述礁体稳定性研究现状及未来礁体稳定性研究的方向的展望,以期为珊瑚礁体上的工程建设及未来的珊瑚礁地质稳定性研究提供些许启示。

川东北元坝气田长兴组白云岩成因研究

上二叠统长兴组礁滩相白云岩是川东北元坝气田的主要储层。长兴组白云岩主要分布在长二段顶部礁盖、礁间滩、礁后滩等沉积相。通过层序地层学、岩石学、地球化学等方法对白云岩成因进行了研究,结果表明：不同类型的白云岩具有相似的87Sr/86Sr值（集中分布在0.7071~0.7075之间）,并与晚二叠世海水及泥晶灰岩87Sr/86Sr值相似,指示白云岩化流体主要来自于同期海水;利用低温条件下白云石-水之间氧同位素温度分馏方程恢复的白云岩化流体温度在40~55℃之间,表明白云岩化作用发生于低温浅埋藏环境中。在浅埋藏白云岩化过程中,受沉积地貌和海平面升降的影响,不同沉积相带发生白云岩化作用时流体的性质有所不同：（1）礁盖残余生屑/砂屑中-粗晶白云岩具有明显偏负的δ18O值以及较高的Fe、Mn含量和白云石晶体缓慢结晶的特征,受大气淡水作用明显,属于混合水白云岩化;（2）礁间滩粉晶白云岩具有明显偏正的δ18O值,高Fe、Mn、Sr含量和较低的有序度值,白云岩化流体来源复杂,但整体与蒸发性卤水有关;（3）礁后滩细-中晶白云岩具有非常低的Fe、Mn和高MgCO3含量,白云石具有快速结晶的特点,为正常海水条件下的白云岩化。

不规则波在筑堤珊瑚礁上传播的大水槽实验研究

基于大比尺波浪水槽模型实验,开展了不规则波在建有防浪堤的珊瑚礁陡变地形上传播变形规律的研究。采用弗劳德相似准则,通过1∶20的物理模型实验,模拟了不同水位和波高周期条件下,波浪从深水(d/L_0>1/2)到极浅水(d/L_0> 1/50)的传播-破碎-壅水过程。实验测得了陡坡19 m水深和7 m水深的浅水变形系数,结果表明波浪在陡变地形上的浅水变形系数与缓坡地形差别较大,且在一定范围内随相对水深的减小而减小;随着传播距离的增加,高频能量不断减小,能量会向低频转移,产生10倍以上入射波周期的低频波浪,且越靠近防浪墙,低频能量越大,水位壅高越大;利用低通滤波技术,测得了礁盘上壅水显著,结果表明防浪堤前的平均波浪增水与外海入射波高的平方成正比。

全球海洋酸化及浅水和冷水珊瑚礁化学生存环境的模拟研究

使用UVic地球系统气候模式,在4种CO_2典型浓度路径(RCP2.6、RCP4.5、RCP6.0、RCP8.5)情景下,对1800—2300年海洋环境变化及珊瑚礁周围海水环境进行模拟分析。结果表明,海洋将继续吸收大量碳,从RCP2.6到RCP8.5情景,海表温度将在21世纪末上升1.1~2.8 K,pH值将下降0.14~0.42,[CO_3^(2-)]将减少20%~51%。珊瑚礁周围环境的文石饱和度(Ω)下降迅速。在工业革命前,99%的浅水珊瑚处于Ω>3.5的外环境中,87%的深水珊瑚处于Ω>1的海域。在21世纪末,除了RCP2.6,其他情景下均仅剩不到1%的浅水珊瑚还能被Ω>3.5的水域包围。在RCP8.5情景下,21世纪末全球平均文石饱和线将从工业革命前的1138 m水深提升到308 m水深,使得73%的冷水珊瑚暴露在不饱和水域,而2300年这一比例将超过95%。

大连港鲇鱼湾港区水下炸礁浅点控制技术研究

针对大连港鲇鱼湾港区水下炸礁浅点控制问题,在分析水下炸礁浅点成因基础上,研究了适合于鲇鱼湾港区水下炸礁浅点控制的施工技术和水下炸礁施工方案。工程实施效果表明采用小孔网参数和选用防水抗压的胶质炸药等措施可以获得良好的爆破质量,有效预防和控制浅点形成。

航道整治中浅水孤礁跌水量研究

随着社会经济的快速发展,通航水道中的孤礁碍航问题日益突出。采用室内水槽试验和二维水流数学模型对江中孤礁导致其顶部水流条件的变化进行了深入研究。结果表明:孤礁顶部水位跌落值与礁石的长度和高度均密切相关,且呈现出完全相反的相关性;随着孤礁高度的减小,孤礁尺寸对跌水量的影响在逐渐减弱。相关成果可为炸礁工程及通航水位设计提供参考。

喀喇昆仑南部侏罗系龙山组沉积环境分析及构造环境初探

在开展 1∶2 5万《康西瓦》、《岔路口》等四幅区域地质调查过程中 ,在岔路口及鸡冠石一带相继发现了侏罗纪基—酸性火山岩及发育完好的礁灰岩、硅质岩。依据灰岩中广泛发育的鲕粒构造、生物碎屑灰岩及礁灰岩 ,初步确定龙山组为一套滨—浅海台地相碳酸盐岩 ;通过构造环境分析 ,针对侏罗系龙山组中发育大量的基性火山岩 ,对前人认为是前陆盆地构造环境的观点提出质疑 ,并依据岩石组合、沉积相 ,结合该套地层呈大规模带状展布的特征 ,认为其形成于伸展构造环境。

浅海浮式栈桥锚碇系统布链方式比较

为确定锚碇系统的布链方式,使用ANSYS下高度集成的AQWA软件,根据远海岛礁的风、流、浪荷载情况,模拟多种浅海浮式栈桥的布链方式,并进行比较分析。研究揭示其位移和锚链力因布链方式不同而变化的情况,比选出以45°交叉布链为最优的布链方式。