超临界浊流之地貌动力学和沉积特征

超临界流在现代沉积环境中几乎无处不在,但相关沉积物却极少从地层记录中被辨识出来,这是当前沉积学研究所面临的一个困境,文中称之为“超临界流沉积问题”。按弗劳德数增大顺序,超临界流可依次形成稳定逆行沙丘、不稳定逆行沙丘、急滩—深潭及周期阶坎等底形,相应的地貌动力学也从同相位体制(逆行沙丘)逐渐过渡为水跃体制(急滩—深潭和周期阶坎)。相对于明渠流,浊流因折算密度低而更易成为超临界流。超临界浊流底形的长波长、低幅度、逆流(坡)迁移特性,决定了其沉积物发育特征的后积层理、近平行—低角度交错层理、与水跃有关的快速堆积及冲刷—充填和建造—充填构造。超临界浊流沉积可以通过沉积体的几何形态(包括波长/波高比、平面和剖面形态等)和内部沉积特征(包括波脊逆坡迁移、沉积构造、粒度变化趋势及沉积相组合等)的综合分析加以鉴别。露头、岩心分析与高分辨率地震、浅剖、多波束测深等地球物理资料的综合,是准确鉴别超临界浊流沉积单元的重要途径。本文对超临界浊流地貌动力学研究进展进行综述,并对地层记录中超临界浊流沉积的鉴别标志及相关问题进行探讨。

珠江河口“门”的地貌动力学初探

珠江河口由河网区与河口湾区构成,连接两部分的是珠江口独特的地貌单元“门”。末次海进盛期古珠江海湾可分为内海湾和外海湾,现代三角洲平原与河网均发育在古内海湾。内、外古海湾通过峡口相连,这些峡口演变为现代的“门”。本文根据实测水文资料、地形图、钻孔资料,应用PRD-LTMM长周期动力-沉积-形态模型对珠江河口的“门”6000年来地貌动力学进行探讨:(1)现代“门”双向射流动力系统,(2)“门”的演进阶段,(3)“门”对古潮汐能量的集聚作用,(4)珠江河口各“门”与相应的三角洲平原的同步耦合演进,(5)“门”对珠江河网形成的作用。

条子泥二分水滩脊地貌动力与演变特征研究

通过对条子泥二分水滩脊的现场水文调查、滩面表层沉积物采样、断面高程测量等实测资料的分析整理,并结合近几十年来的遥感卫星图片资料,研究了条子泥二分水滩脊的地貌特征、沉积特征、水动力特征及其历史演变规律.结果表明:(1)二分水滩脊自西向东方向呈斜坡式下降,坡度约为0.64‰,平均高程约为0.5 m,脊部宽约1 km,将条子泥沙洲分隔为南北两大地貌单元;二分水滩脊表层沉积物以砂质粉砂为主,自堤向海方向沉积物逐渐变粗.(2)测量期间落潮平均流速大于涨潮平均流速,流速自表层向下逐渐减小,涨、落潮最大流速均出现在表层;涨潮平均含沙量大于落潮平均含沙量,涨、落潮最大含沙量均出现在底层;涨潮单宽平均输沙量为1.30 kg,落潮为1.07 kg,表明沉积物来源丰富.(3)二分水滩脊位置并不固定,1974年以前二分水滩脊在蒋家沙—铁板沙一线近似呈直线条带状分布,此后逐渐北移,至2000年北移约15 km至条子泥内缘区中部—竹根沙一线;2000年至今逐渐南移4.5 km.

大河口潮滩地貌动力过程的研究——以长江口为例

该文阐述河口潮滩的发育依赖于河流泥沙来源、河口动力和海底地形诸方面的有利条件。长江口潮滩在世界大河三角洲潮滩发育中独具特色。大河口潮滩的平面形态有“长条状”、“裙状”、“沙咀状”和“江心洲”型 ,横剖面形态有“宽缓型”、“陡岸型”和“侵蚀崖型”。主河道两侧潮滩水流基本上是往复流 ,但岛屿面向外海一侧的潮滩是旋转流。潮滩近底流速随着高程的增大而减小。虽然潮汐始终是潮滩水动力的控制因子 ,但径流起着加强落潮流和改变流速不对称性的作用。潮滩上的波能随风力、水深、滩坡和植被状况而变化。长江口潮滩水体属高浑浊水体 ,悬沙浓度变化于每升几百毫克至每升几万毫克之间。在总体迅速淤涨的背景下 。

珠江河口虎门的地貌动力学研究

以野外现场调查、数值模拟和前人研究成果综合分析虎门的地貌动力学特征。因峡口上、下游水域开阔,涨落潮过程中发育着强大的双向不对称射流系统;由于峡口区流速最大,发育着冲刷深槽,而峡口的上、下游因流速降低,泥沙有规律地沉积,形成了涨潮三角洲与落潮三角洲堆积体,出现纵向上“马鞍”形断面特征和横向上“槽-脊-滩”的地貌特征,与其动力特征相适应。

砂质海岸演变的地貌动力学研究进展

70年代以来,海岸演变的地貌动力学研究成果引人注目。本文着重论述了在砂质海岸演变研究中,海滩状态,海滩地下水动力,砂坝动力学,海岸沙丘,近岸带过程等方面研究进展。

国外砂质海滩沙坝地貌动力学研究进展

本文从地貌动力学角度综述了沙坝时空变化、实地观测技术、形成机制和海滩状态,以及沙坝分类研究的成果。文中从三个方面介绍了沙坝的成因:(1)破波点一沙坝过程;(2)长周期驻立边缘波;(3)波流联合输沙。指出今后研究的重点和方向是探求沙坝的运动和形态特征与近岸环流模式的关系,以及与沙坝时空变化相联系的海滩过程。海滩沙坝地貌动力学的研究有赖于运用先进的技术和长期的实地观测。

长江科学院派员参加第8届国际河流、海岸和河口地貌动力学研讨会

2013年6月9—13日，第8届国际河流、海岸和河口地貌动力学研讨会（The 8^th Symposium on River，Coastal and Estuarine Morphodynamics，RCEM2013）在西班牙桑坦德召开。本次会议由西班牙坎塔布里亚环境水力学研究院（IH Cantabria）与国际水利与环境工程学会（IAHR）共同主办。

纽约长岛一个小型潮汐汊道的水力学与地貌动力之间的短期相互作…

为了研究潮汐通道水力学与地形变化的机制及汊道对邻近海滩的影响，我们详细观测了一个小型潮汐汊道水力学与地貌的演变过程。由于波浪输沙大于潮流冲刷，汊道的水文与地貌发生了剧烈的变化，最后在观测的第八天就座淤闭了。波浪输沙形成汊道内的浅滩，汊道口门断面面积，引起了摩擦效应加大，使汊道水流经历了由落潮为主向涨潮为主的转化过程。

黄河现行与废弃河口海岸地貌动力作用差异的数值研究

波浪是塑造黄河三角洲河口与海岸地貌的重要动力因素之一。基于Delft3D模型耦合水动力与泥沙输运模块,模拟了黄河不同入海水沙条件下的表层悬沙浓度的分布变化,通过悬沙浓度差异值(Di值)定量研究了黄河清水沟流路现行河口与废弃河口之间的海洋动力差异,进而揭示了潮流与波浪在不同时期黄河三角洲地貌演变中的塑造作用。研究结果表明,在不同时期不同入海泥沙条件下,废弃河口及其近岸区域Di值普遍较高且为正值;但现行河口近岸的Di值分布普遍为负值。在废弃河口波浪使已沉积的粉砂、黏土起动、再悬浮,由潮流将其搬离海岸,从而使海岸发生蚀退;但现行河口由于大量黄河粉砂、黏土快速输入,潮流无法在短时间内将其全部搬离河口,进而使河口及两侧海岸向海淤进。比较而言,波浪在废弃河口及海岸的地貌作用较强,在现行河口相对较弱。这些研究结果对了解黄河三角洲动力地貌演变机理有重要的理论价值。

大潮障壁湾的地貌动力学演化

大潮障壁湾的地貌动力学演化ＧｕｉｌｈｅｒｍｅＬｅｓｓａ等障壁海岸经常邻接与海洋潮汐通道相联系的洼地．根据它们的年代、沉积物特征、海平面历史及地形地质特征，这些洼地可以是泻湖也可以是沉积物充填的盐沼．一般可以认为，在小的海平面上升的条件下，盐沼是开放泻...

长江口南北支分流口江心洲动力地貌变化过程研究

地处径潮流汇合处的河口分流口江心洲在河口河势变迁中有着重要作用。本文利用1959-2022年长江北支入口段实测地形数据、长江入海水沙以及南北支分水分沙比等数据,对北支入口段新生江心洲动力地貌变化过程进行分析。研究结果表明:1959-2022年期间新生江心洲地貌演变经历了4个阶段:第一阶段(1959-1997年)北支主流位于崇头一侧,新生江心洲向海门港侧迁移;第二阶段(1997-2008年)崇头侧泥沙淤积,新生江心洲重新迁移至崇头侧;第三阶段(2008-2017年)新生江心洲形状与位置基本达到稳定状态,变化较小,但体积趋于增长态势;第四阶段(2017-2022年)新生江心洲经历冲刷且高程大幅降低,但形状位置没有明显改变。其中新生江心洲位置与形态的变化受白茆沙分流比以及北支主流变化影响较大,但沙洲的高程因洪水事件而出现强冲刷。

基于潮流模拟的琼州海峡东口动力地貌分析

潮流是塑造琼州海峡东口海底地貌的主要动力,研究潮流作用下的沉积物运动特征,有助于更好地理解海峡的水沙通量、沉积过程和地貌演化。根据对2008和2015年研究区249个站位所采集的表层样品调查数据的研究统计,海峡东口沉积物以砂砾质为主,其分布规律与潮流的强弱和方向关系密切,运动形式主要为推移方式。为了进一步研究沉积物的运移与海底地貌的动态关系,利用沉积动力学模型估算了琼州海峡东口的潮流过程、沉积物输运率和侵蚀淤积强度等指标。结果显示,大潮时,东向急流的流速为0.9~2.0 m/s,西向急流为0.8~1.7 m/s,中潮和小潮的潮流流速约为大潮时的50%~60%。总体上,东向流强于西向流,但在海峡北岸和中央水道,西向流始终强于东向流。大潮时,全区沉积物的活动频率普遍较高,均值可达60%,其平均输运率在10^(−2)kg/(m·s)量级;而中小潮期间,活动频率均值仅为18%左右,平均输运率比大潮期小1~2个数量级。沉积物整体输运方向为东向,但在海峡北岸净输运方向为西向。从侵蚀淤积强度的分布可知,研究区的浅滩堆积速率较高,水道的侵蚀速率较高,量级可达10^(−1) m/a。

高强度扰动下海岸动力地貌特征研究进展

海岸带是陆地、海洋和大气相互作用最强烈的地带,也是受全球气候、海平面变化以及人类活动影响最大的地区。海岸带动力过程具有明显的海洋-陆架-海湾-海岸多尺度多物理场特点,动力地貌过程和响应机制极具特色。台风等极端气象事件的频繁发生,工程措施等强人类活动的影响,导致海岸带动力地貌演变规律呈现出更大的不确定性。从高强度扰动下海岸动力条件、极端条件影响下海岸动力地貌特征和强人类活动影响下海岸动力地貌特征等方面,综述了已有研究工作进展。全球气候变化和人类活动共同作用的海岸带多尺度动力过程和海岸地貌响应内在机制极其复杂,在未来海岸动力地貌特征的研究中,需要进一步从大气、海浪、海洋和泥沙等多物理场,海洋、陆架、海湾和海岸等多尺度,动力条件、泥沙输移和地貌塑造等多过程的角度,探究高强度扰动下海岸带动力过程、响应机制和演变规律。

山东半岛东、北部海滩动力地貌特征及影响因素

根据2003—2006年进行的5次重复测量海滩剖面、海滩平面形态及波浪-沉积物参数(Dean参数),对山东半岛东、北部典型海滩进行动力地貌类型的划分;通过对比研究区域北部海滩、东部海滩剖面季节性变化的不同,研究其与波浪条件的关系。结果表明:1)波浪-沉积物参数在该地区动力地貌类型划分中具有指标性,北部海滩以消散型和过渡型为主,而东部海滩主要为过渡型和反射型的海滩。2)海滩砂坝和海滩剖面形态显示北部海滩和东部海滩的在冬夏有相反的变化趋势。北部夏季风浪小,易出现海滩砂坝;而东部冬季风浪小,剖面上易出现海滩砂坝。3)大部分岸段同时受到波浪和潮汐的作用,但是波浪条件的季节性不同,仍然对海滩地貌起主要作用。

华南砂质海滩的动力地貌分析

为探讨华南砂质海滩的动力地貌学特征,对不同地理岸段不同地貌形态的8 个沙滩剖面于冬、夏季进行现场重复调查和室内分析工作.据此,通过对华南海岸带地质构造、地貌和现代海岸动力环境地域变化的分析,将华南沿海砂质海岸划分为岬湾岸、沙坝潟湖岸和夷直岸三种基本海岸地貌类型,并且从滩面倾向、海岸动力环境影响、季节冲淤变化趋势和滩面沉积物粒径、坡度的动力响应等方面探讨砂质海滩的动力地貌,得出其受制于多种环境因素的影响,其中地质构造背景和海平面变化为大尺度的砂质海岸地貌的发育奠定了基础,而全新世海侵海平面相对稳定后,海岸动力条件的塑造起着决定性的影响,浪潮作用指数是其中重要的影响指标.

山东庙岛海峡的峡道动力地貌

在庙岛海峡的动力、沉积、地貌条件比较系统的分析基础上,对庙岛海峡的峡道效应和动力地貌进行了研究,主要包括峡道形成及演变、潮流聚散与侵蚀堆积、涨落潮流歧路与登州浅滩形成、峡道泥沙搬运与沉积效应,结果表明,庙岛海峡具有显著的峡道效应,且峡道东西两段差异明显,对峡道以东的山东半岛北部沿岸海底泥沙运动和沉积具有重要影响。

曹妃甸海域围填海工程动力地貌环境遥感分析

利用1993—2011年的4景TM及HJ-1A/1B卫星影像,结合2003年水下地形图,以ArcGIS为工具,进行了渤海湾曹妃甸海域近20年来围填海工程造成的岸线变化监测和水动力环境及冲淤演变影响分析.结果表明,前10年围填海规模不大,岸线推进缓慢,围填海范围在2003年的0 m等深线以内,仅局部地区向海推进约1.3 km;后10年岸线显著向海推进,最近5年的围填海区域已经深入到2003年0 m等深线以下,但基本在2003年5 m等深线以内.目前的围填海方案对水动力影响甚微,离岸沙坝内外有冲有淤,但深槽和水道稳定性良好.针对今后10年的围填海规划方案,需要进一步加强包括遥感手段在内的现场监测研究以及渤海湾内多个围填海工程对曹妃甸海域的累积影响研究.

渤海海峡老铁山水道动力地貌及演变研究

老铁山水道位于渤海海峡北部,由南部冲刷槽、北部冲刷槽和中部隆起带等三个侵蚀地貌单元构成。在前人研究的基础上,通过搜集大量相关资料,对老铁山水道的动力条件、海底地貌、沉积物组成、峡道效应及地貌形成机制进行了综合分析研究。研究区海底地貌剖面图、沉积物组成和水道动力系统可为拟议中的渤海海峡跨海通道建设提供动力沉积学和动力地貌学依据。