基于数值模拟的琼州海峡东口推移质输运量估算

琼州海峡东口沉积作用主要受东西向往复流的控制,并呈现涨潮东流、落潮东流、涨潮西流和落潮西流4种形式,独特的沉积动力特征使得海峡东口分布大量潮流沙脊。沉积动力研究对于该区域海砂的开发和海底稳定性评估具有重要意义。海峡东口沉积作用的数值模拟计算表明:在中央水道、海峡北岸和浅滩区,潮流流速相对较大,其垂向平均流速可达0.7~1.0 m/s,其他区域流速为0.3~0.5 m/s;东向流流速较西向流大,但在海峡北岸,粤西沿岸流的存在使得西向流显著大于东向流,该特征在大潮期间尤为明显,小潮期间的流速普遍小于大潮时段,一般大潮流速是小潮的1.5~2.0倍。底质类型显示,研究区以砂砾质沉积为主,主要分布在中央水道、浅滩区和海峡北岸海域,全区平均粒径均值Φ为2.67,总体分选较差。研究区临界起动流速范围为0.12~0.79 m/s,在中央水道至西南浅滩一带临界起动流速在0.6 m/s以上,砂质沉积区起动流速多为0.35~0.45 m/s,而东部陆架的泥质沉积区起动流速基本小于0.22 m/s。Bagnold输运率计算模型结果显示:海峡北岸的输运率最大,其次为中央水道和浅滩区;其分布大小与潮流沙脊的位置和走向具有较好的一致性,潮周期内的净输运趋势在海峡北岸为西向,其他区域多为东向;大小潮的净输运量相差一个数量级,剖面计算得出一个月内通过琼州海峡东口的推移质净通量可达108 kg量级且总体方向为东向。

建筑用海砂资源开发利用适宜性评价初探:以琼州海峡东口为例

经济的快速发展,对砂石料的需求巨大,海砂的开发成为当前的热点。琼州海峡东口海砂资源丰富,资源潜力概算可达数十亿方。依据前期调查数据,选取含泥量、含砂量、粒级、海砂厚度、水深和离岸距离6类指标,采用层次分析法,构造判断矩阵计算评价因子的权重,运用ArcGIS空间分析功能进行叠加,对琼州海峡东口的海砂进行了开发适宜性评价。结果表明:经计算将研究区分为开发适宜性好、较好、中等、较差、差5个等级,其中浅滩区域海砂规模大、质量好、水深浅和开采环境影响小,其开发适宜性最佳。分析了不同的指标对海砂开发适宜性的影响,在浅滩区,厚度和含砂量指标贡献较大;在近岸海湾,环境影响是主要因子;在琼州海峡深槽区,水深条件则成为海砂开发的主要限制条件。根据海砂资源的特点,建立了以资源自然属性、开发技术条件、生态环境影响和行政管理为主要因子的海砂开发利用适宜性评价体系,具体工作可选取不同的指标开展评价。研究结果可以为研究区海砂的开发利用和其他区域海砂开发适宜性评价提供参考。

琼州海峡东口潮流沙脊表层沉积物特征及沉积环境划分

琼州海峡东口潮流沙脊主要受到东西向往复流和地形地貌的控制,是我国重要的海砂资源地。通过对琼州海峡东口海域350个站位的表层样粒度数据的分析,探讨了研究区的沉积物粒度特征,并划分了沉积环境。结果显示,研究区底质类型共17种,以砂、砾质砂、砾质泥质砂、泥质砂质砾、砂质粉砂为主,其中潮流沙脊区,主要分布有砂、砾质砂和砾质泥质砂,以东则分布有砂质粉砂和粉砂质砂,砂质砾和泥质砂质砾多分布于冲刷槽内。研究区沉积物砾、砂、粉砂、粘土的平均占比分别为9.7%、71.0%、15.3%、4.0%,平均粒径为2.15φ,分选系数为1.69,其中潮流沙脊区砂占比多超过95.0%,平均粒径多小于2.00φ,分选较好,随着水动力的减弱,由西向东,沉积物逐渐变细。通过聚类分析,研究区共划分出6类沉积区,Ⅰ类、Ⅱ类沉积区分别代表潮流沙脊区和冲刷海槽区,Ⅲ类代表海湾环境,Ⅳ类代表潮流沙脊前缘,Ⅴ类代表开阔陆架,Ⅵ类代表河口水下三角洲沉积环境。