海南文昌清澜湾红树林潮沟地下水溶解碳通量的潮汐动态

海底地下水排泄(SGD)是陆地溶解碳向海洋输送的一个重要途径。以清澜湾潮沟为研究对象,以盐度为保守参数计算淡水SGD的占比为2.5%~22.7%,平均为13.0%;SGD净流量为0.86×10^(5) m^(3)/d。基于地下水溶解碳浓度,计算出该潮沟输出的溶解无机碳(DIC)和溶解有机碳(DOC)通量分别为5.78×10^(5)和0.10×10^(5) mol/d。其中,DIC是潮沟溶解碳输送的主要形式,占总溶解碳的98.3%。低潮时,DOC的49%来源于红树林植物碎屑,51%来源于SGD;DIC的78%来源于SGD,22%来源于红树林沉积物有机质。高潮时,DOC的44%来源于被污染的海水,56%来源于红树林植物碎屑;DIC的65%来源于海水,35%来源于孔隙水交换。红树林潮沟SGD向清澜湾输送了大量的溶解碳,其对近海水体碳酸盐平衡体系的影响需要进一步研究。

潮流能水轮机单桩基础的海床动力响应

随着潮流能资源的开发利用日益增加,波浪和潮流联合作用下海床动力响应对潮流能水轮机基础的稳定性变得愈发重要。为更深入认识潮流能水轮机周围海床动力特性,建立了波浪-潮流-海床-水轮机间的相互作用数值模型。模型中考虑水轮机叶片的旋转作用,通过海床表面的数据交换实现波流子模型和海床子模型的单向耦合,采用雷诺平均的纳维-斯托克斯(RANS)方程来控制水动力非线性运动,同时采用Biot理论方程描述多孔介质中固体和孔隙流体的相互作用。基于该模型研究了波流作用下潮流能水轮机单桩基础周围土体响应特性,分析了波流作用下土体液化风险。模拟结果表明,水轮机叶片的旋转使桩前波压力增大了75%,桩后波高增大了25%,波浪引起的孔隙水压力增大了24%,yz剪切应力增大了230%,桩后土体液化深度增大了50%。

潮汐作用下爆破挤淤法路基内力变化分析

爆破挤淤法作为一种经济高效的软土地基处理方法,被广泛应用于滨海潮间带淤泥质软土地基处理,然而位于潮间带区域的路基常年经受潮汐作用,涨落潮的变化可能导致土体内部结构和力学性质发生变化,从而影响路基运营的安全性和稳定性。为了探明潮汐作用下潮间带爆破挤淤法处理路基内力演化的规律,研究依托福建宁德某潮间带爆破挤淤法地基处理项目,利用光纤光栅传感器对其进行土压力和渗压力监测。通过对比分析监测数据,可知传感器所采集到的数据能够揭示土压力和渗压力的变化规律,表明路基土压力和渗压力会随着潮水位涨落发生变化,并且二者具有相似的变化曲线,涨落潮对爆破挤淤法处理路基稳定性存在潜在的影响。

广州珠江西航道、流溪河有机污染特征与感潮作用

珠江西航道和流溪河在广州市区上游，为广州市主要水源区。由于感潮作用，受市区严重污染的水体因涨潮上溯而向上游传输，严重影响上游水质。因此，弄清感潮作用对广州水源区水质的影响程度和范围，对水源保护与利用有重要意义。本研究从下游到上游，对水源区底泥中有机物特征进行了分析，结果表明：（１）从下游到上游，受感潮作用影响逐渐减小，污染程度逐渐减轻；（２）水源区有机物特征呈有规律变化。从靠近城市的下游到远离城市的上游，底泥中有机物从人为污染来源为主逐渐变为水体中现代天然动植物来源为主；（３）在石门和雅岗河段之间，各种有机地球化学参数表明，水质特征发生了根本的转变，说明雅岗以上河段水质受感潮作用影响程度很小。

潮汐作用对黄河三角洲盐沼湿地甲烷排放的影响

盐沼湿地作为陆海交互作用的过渡带是CH4重要的自然来源。潮汐活动通过影响CH4的产生、氧化和传输驱动了湿地CH4间歇性、周期性的排放。利用涡度相关和微气象监测技术,对黄河三角洲一个盐地碱蓬生态系统CH4通量、环境因子和水文要素(潮汐)进行了长期连续监测分析了该生态系统生长季CH4排放的季节动态及潮汐作用对CH4排放的影响。结果表明:生长季该生态系统是CH4的排放源,排放日均值为0.063 mg m-2 h-1,(范围为-0.36—0.57 mg m-2 h-1)。潮汐淹水阶段和落潮后湿润阶段表现为CH4的显著源。此外我们发现,短期潮汐活动引起土壤干湿状况的变化促进了CH4脉冲式的排放,因此未来气候变化下温度升高和降雨季节分配引起的土壤干湿变化将会对该区域CH4排放甚至碳循环产生积极影响。

黄河三角洲飞雁滩动力特征与地形剖面塑造

飞雁滩是1964年1月至1976年5月黄河尾闾由刁口流路入海形成的黄河亚三角洲。自1976年黄河改走清水沟入海后,飞雁滩岸滩发生强烈侵蚀后退。以20世纪70年代开始的地形固定断面观测资料、2004年4月现场水文泥沙及沉积物取样资料为基础,地形剖面后退距离作为统计参数,并根据实测资料计算了潮流和波浪底摩阻流速的横向分布,分布和沉积物结构方面解释了飞雁滩典型剖面的变化特征。30a来飞雁滩岸滩地形剖面经历了"快速后退侵蚀-慢速调整-波动触发"的变化过程,这也正是其三角洲前缘侵蚀逐渐消失过程。沉积物抗冲性强弱是剖面蚀退速度变化的主要原因,水动力条件的变化改变了不同阶段的地形剖面最大蚀退量水深范围与闭合深度。风暴潮仍是今后海滩地形剖面演变的触发动力。

强潮河口拦门沙航道回淤及治理措施

针对瓯江口边界地形复杂、岛屿众多、口门以上河段存在高含沙量浑浊带以及底沙级配分布宽的特点,分析了强潮河口拦门沙演变规律及成因,应用波浪与潮流共同作用下的二维泥沙数学模型,研究拦门沙航道开挖后的回淤及治理措施。数学模型中引进前期含沙量的概念,得到了潮流挟沙能力公式,给出了波浪作用下浮泥引起航槽回淤的模拟方法。在瓯江口潮流与含沙量验证基础上,进行了拦门沙航槽开挖后悬沙、底沙与浮泥引起航槽回淤的验证计算,计算的淤积厚度及沿航线分布趋势与实测值比较接近。在此基础上,研究了瓯江口拦门沙航道治理原则、措施及工程对水动力泥沙环境的影响。

水下沙丘形态演化的数值模拟实验

水下沙丘在海洋、湖泊、河流等浅水砂质沉积区广泛分布。基于过程的数值实验方法探讨了沙丘形态演化问题,试图解释在沙丘形成过程中各因素的作用及它们之间的关系。模拟中考虑了以下的变量:水深、沉积物粒度、沉积层厚度以及台风作用。模拟结果显示,沙丘的空间分布控制了空间流场的参数k2,沙丘波高受水深、沉积物粒度以及沉积层厚度等因素的影响,沉积层厚度决定了沙丘的形态是否饱满。在台风作用中,沙丘波峰的沉积物被侵蚀,高程降低,波高渐小;台风作用后,沉积物被重新输运至波峰,沙丘高度逐渐恢复。因此,沙丘的高度取决于台风作用的时间以及2次台风作用之间的间隔。沙丘形态和尺度在台风作用前后变化较小,但沙丘演化的速度却有所提高。根据台湾浅滩和北海南部地貌系统数据的验证,模拟具有较好的效果。

往复潮流作用下推移质粒径趋势形成模拟初探

粒径趋势分析是一种用于判断海洋环境中沉积物净输运方向的方法,但是至今粒径趋势形成的物理机制尚不够清楚,因而影响了粒径趋势分析适用条件的确定。针对这个问题,本文通过建立一维、推移质、往复流(近岸潮流)条件下的数值模型,采用正演方法模拟粒度参数在输运方向上的分布,以评价沉积动力过程的影响,初步探讨粒径趋势形成的物理机制。数值模型实验的初步结果显示,水动力条件的空间差异导致的沉积物粒度参数的空间分布符合粒径趋势分析的假设,粒径趋势分析中定义的两种粒径趋势可由沉积物输运强度的空间梯度而形成,并且在沉积物净输运方向上出现的频率最高。

黄骅港海域三维流场数值模拟

利用三维潮流数学模型模拟黄骅港附近海域的流场,分析了黄骅港建港前后海域潮流场的主要变化,以及建筑物引起的沿堤流和口门横流及其对泥沙运动的作用.在NE向8级风作用下,黄骅港附近海域水流的垂向流速变化非常显著,对泥沙输移起重要作用.

潮汐效应对DST测试资料的影响及校正技术研究

测试曲线证明潮汐效应可造成储层地层压力的波动,从而影响DST测试录取压力数据的质量,有时甚至非常明显,必须加以识别,必要时应利用潮汐变化数据对所测得的压力数据进行校正,以消除潮汐效应的影响,保留真实的储层压力变化特征。潮汐效应对DST测试数据影响的程度随压力计精度、井位、储层物性、测试时间、地层流体、测试方式等因素不同而不同。

潮汐作用和干湿交替对盐沼湿地碳交换的影响机制研究进展

潮汐盐沼湿地具有高的碳积累速率和低的CH_4排放量,是地球上最密集的碳汇之一。同时,气候变暖和海平面上升可能使得盐沼湿地更迅速的捕获和埋藏大气中的CO_2,因此盐沼湿地的"蓝碳"在减缓气候变化方面扮演着重要角色。潮汐盐沼湿地与其他湿地类型最大的区别和最显著的特征是在周期性潮汐作用下出现淹没和暴露,同时伴随盐分表聚与淋洗的干湿交替,可能是控制盐沼湿地碳交换过程和碳收支平衡的关键因素。但是,当前潮汐水动力过程及其周期性干湿交替对盐沼湿地碳交换关键过程和碳汇形成机制的影响尚不十分清楚。另外,以往相关研究通常孤立地考虑垂直方向上CO_2或CH_4交换或横向方向上的可溶性有机碳(DOC)、可溶性无机碳(DIC)、颗粒有机碳(POC)交换通量对盐沼湿地碳平衡进行评估,显然不够准确。因此,为了精确评估和预测盐沼湿地蓝碳的吸存能力,必须系统研究潮汐不同阶段对盐沼湿地碳交换过程的影响;深入分析潮汐作用下盐沼湿地碳交换的微生物机制;关注潮汐水动力作用对盐沼湿地DOC、DIC和POC产生、释放以及向邻近水体输出的影响;阐明潮汐作用对盐沼湿地碳汇形成机制的影响;纳入潮汐水动力过程作为变量,建立盐沼湿地碳循环模型。

往复海流作用下桩基局部冲刷及海底沉积物粒度变化

根据胶州湾海湾大桥现场试桩结果,对海流作用下桩基局部冲刷进行了研究。通过对桩柱附近实测海流以及试桩前后桩柱周边海底沉积物粒度变化联合分析,发现桩柱竖立后,桩柱根部优势流迎流面发生局部冲刷,侧面和背流面发生局部淤积。桩柱附近海底沉积物粗化,且根部优势流迎流面海底沉积物粗化最为明显。说明桩柱竖立后,细颗粒物质迁移,使桩柱附近海底发生冲淤变化。

基于FBG的深海沉积物孔压观测设备研究

随着深海资源的开发,深海沉积物稳定性越来越受关注,原位孔压观测技术作为深海沉积物参数获取的有效手段应当获得足够重视与研究。本文在总结国内外深海沉积物孔压原位观测探杆的基础上,结合FBG传感技术,设计研制一套基于FBG的深海沉积物超孔压观测设备,并开展了近海测试。观测位置海床面下1.5m处,平衡孔压高达5.01kPa。测试期间,其中埋入沉积层0.5m深处传感器准确获取潮汐作用于海底沉积物的超孔压数据,与当地潮汐数据对比,两者相位差为T/4。

波流共同作用下水平轴潮流能水轮机水动力特性

通过开展物理模型试验,探究波流共同作用下水平轴潮流能水轮机尾流场的流速变化和紊动特性。结果表明:相比于纯流工况,波浪的存在有利于支撑结构后方水流的速度恢复,但会使水轮机叶片旋转水域后方近尾流的速度损失更大,远尾流的速度恢复更慢;水轮机下游流速会随波高和周期的增加而增大;波流共同作用工况下的湍流强度整体高于纯流工况;湍流强度随波浪周期的增大而减小,随波高的增大而变大。

湛江港口门潮汐地貌体系的沉积环境和沉积作用

本文通过对湛江港口门区域的动力条件、沉积物平面分布和垂直层序的分析研究,论述湛江港口门潮汐地貌体系的沉积环境和沉积作用.指出来自鉴江流域的泥沙主要堆积于河口区及三角洲前缘,口门附近沉积物的搬运和转移主要受潮流、波浪两大动力因素支配,三角洲的演变趋势主要向南偏转.

纳雍地区龙潭组中段沉积序列模式及沉积体系的初步研究

本文在对贵州省纳雍地区龙潭组中段一剖面详细研究的基础上,划分出八种主要岩相类型,在此基础上,运用马尔可夫链分析法建立了该段的两种主要序列模式,通过沉积序列分析认为:该区龙潭组中段为一受潮汐影响的三角洲体系。

南极和格陵兰冰帽的变化与地球自转的非潮汐项

本文认为目前南极和格陵兰冰帽正处于冰积过程的观点存在较大的不可靠性；在讨论地球自转变化的非潮汐项时，仅考虑南极和格陵兰冰帽的变化是欠合理的；非潮汐项的影响可能主要来自冰期后的地壳反弹。

广东博贺澙湖潮滩的冲淤变化及其动力作用分析

基于遥感技术,对反映17a来博贺澙湖的5景遥感影像定量反演潮滩水边线,在此基础上推算澙湖潮滩的沉积与冲刷速率,同时对引起潮滩变化的动力作用进行探讨,结果表明博贺澙湖的潮滩以淤展为主,其中处于开敞地段的澙湖潮滩出现冲刷,遮蔽岸段的澙湖潮滩淤积,控制澙湖潮滩变化的主要因子是包括圈围潮滩成盐田、虾池以及鱼塘等的人类活动。

水动力作用对潮滩表层沉积物重金属时空分布的影响

选取上海滨岸潮滩具有代表性的4个采样断面,分析了重金属在潮滩表层沉积物中的季节性含量变化。结果表明,在水动力作用较弱的地貌部位,表层沉积物中重金属元素明显趋于富集。在崇明东旺沙、白龙港排污口附近和奉新边滩表层沉积物中,Cu、Pb、Fe、Mn、Zn的最低值出现于夏季,而在东海农场表层沉积物中,这几种重金属元素的最低值出现于秋季,夏季值反而较高,Cd与此不同。这说明在长江冲淡水作用下,重金属污染物能沿岸发生迁移与扩散,Cd受长江冲淡水影响较小。