黄河口拦门沙研究动态

拦门沙是径流输沙运移过程中,在河口附近,由于能量释放,河流动力与海洋动力及其泥沙自身重力相互作用,咸淡水混合,发生絮凝而沉降在河口附近的隆起沙体,是海与陆相互作用的产物.

埕岛海域浅水区人工构筑物周边海底地形演化与海洋灾害地质现象关系研究

高分辨率的回声测深、旁侧声纳及3.5 kHz浅地层剖面的探测发现:埕岛海域浅水底坡人工构筑物周边沉积物块体运动极为发育。这种使局部浅水区浅层沉积物向深水洼地填充的沉积物再搬运营力,大大减缓了埕岛海域浅水区人工构筑物周围水力冲刷凹坑的水深增大幅度,而凹坑边缘区域在沉积物块体运动、海洋水动力侵蚀和底床固结沉降的共同作用下,水深平均增加幅度高达0.4 m/a,“凹坑”面积逐年扩大,边坡坡度平均每年以5‰减缓。

黄河三角洲废弃叶瓣海岸侵蚀与岸线演化

利用Landsat TM卫星遥感图像,对黄河1964～1976年间形成的三角洲叶瓣自1976年废弃以后的岸线进行了识别,选取了四个典型剖面,绘制了它们的岸线蚀退或淤进平均速率曲线.结果显示,不同剖面处天然岸线的蚀退或淤进速率很有规律.根据曲线特征将其分为蚀退期,转换过渡期和周期性波动期.现废弃叶瓣已进入周期性波动期.由于受大坝影响,不同位置岸线波动周期不同,两大坝之间约为4年,大坝西侧约为5年,岸线变化准平衡线位于1996年的海岸线附近.岸线变化速率波动幅值将随着时间的延长而减小.

黄河口泥沙输运三维数值模拟Ⅰ——黄河口切变锋

采用三维数学模型研究黄河口泥沙输运过程,并利用实测资料对模型进行了检验。数值模拟结果揭示了黄河口切变锋的时空运动过程及其对河口泥沙传输的作用。黄河口切变锋在涨、落潮时段存在两种不同的形态,分别历时2小时左右。切变锋在浅水区域产生,向深水区移动,经历2小时左右消失,它的产生是由于近岸区域与10 m深线以外区域的潮汐相位差所导致。切变锋对河口泥沙的向海传输有重要的阻隔作用,导致河口泥沙集中在切变锋的向岸一侧随落潮流向北侧传输,在涨潮时河口向海排沙量降低,少量泥沙随涨潮流沿岸向南传输。长期的地貌演化表明切变锋对河口的淤积和侵蚀分区有重要的控制作用,导致河口泥沙在其向岸一侧沉积,是长时间尺度的河口地貌演化对短时间尺度河口沉积动力过程的重要响应。

波浪加载下海底土质特性变化的研究

通过不同的制样方法 ,在水槽中模拟了多种海底在波浪作用下的变化行为。试验发现 ,加压排水固结的砂质粉土海底在波浪作用下较稳定 ;加压不产生排水而固结的砂质粉土海底易受波浪的冲刷 ;自然条件和轻微振动的砂质粉土海底最易受到波浪的扰动破坏 ,形成塌陷凹坑。粘粒含量较高的粉质粘土对波浪的反映不敏感 ;下卧软土层土体在上覆压力下的变形量与含水量关系密切 ,含水量越高 ,变形越大。试验结果证明 ,波浪会引起沉积物性质发生改变 ,也是引起海底形态变化的主要原因。

长江和黄河河口沉积物中石英氧同位素的对比

采用硫酸氢钾(KHSO4)熔融-六氟硅酸(H2SiF6)浸泡的化学方法分离出长江、黄河河口不同粒级沉积物中的石英矿物,使用BrF5为氧化剂提取出石英矿物中的氧,在质谱计上测定石英中氧同位素比值(δ18O值),结果表明:同一沉积物样品中随粒度由粗变细,石英δ18O值逐渐增加,长江河口沉积物中石英的δ18O值比黄河河口沉积物中的稍高,两条河流河口沉积物中相同粒级石英δ18O值差别主要受流域沉积物物质来源和流域的气候环境差异的影响。

沉积物中碳酸盐(方解石和白云石)测定方法的研究

研究河流和浅海陆架沉积物中的碳酸盐成因和生成环境,探讨河流和陆架沉积物中碳酸盐含量的影响因素和测定方法。结果表明,沉积物中碳酸盐含量明显受沉积物粒度组成和物源的影响。1mol/LHAc+lmol/LNaAc(在沸水浴加热30min),0.3mol/LHAc(室温下5h)和1mol/LHCl(室温下2h)分别做碳酸盐相+离子交换相的浸取液,lmol/LNaAc(在沸水浴加热30min)做离子交换相的浸取液,然后用ICP-AES测得浸取液中Ca和Mg离子含量,差减法计算样品碳酸盐相中Ca,Mg离子和碳酸盐含量。其中前两者与第四种相结合的方法,都能得到河流沉积物碳酸盐相中的Ca离子含量。而第三种方法,即1mol/LHCl(室温下2h),破坏了沉积物中的粘土矿物,不能用来作为沉积物碳酸盐相+离子交换相中Ca和Mg离子的浸取液。与使用ICP-AES测定离子含量计算得出的碳酸盐含量的方法相比较,容量法是1种操作简单、花费低廉且有效的方法。

桶形基础负压沉贯过程中的比尺效应试验研究

通过对7个不同材料及大小的模型桶基在粉土中的负压沉贯实验过程中的沉贯速度、沉贯负压、桶内表层土中产生的渗流梯度和桶内土塞率的大小的比较,揭示了比尺不同的桶基对贯入过程的影响,为桶基设计和施工提供依据。

黄河口泥沙输运三维数值模拟Ⅱ——河口双导堤工程应用

黄河口双导堤工程是继国家“八五”攻关项目:“延长清水沟流路行水年限”完成后提出的黄河口治理的重大工程设想。本文利用河口海岸三维数学模型(HEM-3D)对黄河口双导堤工程实施后河口高、中流量条件及低流量与东北风组合条件下的河口泥沙输送过程进行了数值计算。对比不同方案下的计算结果发现,当河口流量控制在1 500m3/s以上时,泥沙可以经由河口双导堤顺畅入海,在潮流作用下向导堤两侧输送,这对疏通河口拦门沙并进一步稳定黄河入海流路能够起到积极的作用。在低流量与东北大风的组合条件下,河口泥沙难以通过双导堤顺畅入海,大部分的泥沙可能会在导堤内部淤积。因此,在目前形势下如何通过水库调度保证充足的入海径流量是工程实施前需要深入研究的重要问题。

石英示踪物源研究进展

综述了石英的性质和它作为有效指示剂来示踪物源的理论基础,进而详细介绍了使用扫描电镜、质谱、电子自旋共振和阴极发光等仪器对石英矿物的表面微结构、氧同位素比值、形成年龄和阴极发光颜色等特征进行研究来追踪物源的方法以及这些方法的可行性。还根据近年来研究者应用石英矿物来示踪物源的研究进展提出了今后利用石英研究物源需要注意的4个问题。

广利河口拦门沙发育动态和河口航道的选择

根据现场调查和历史资料 ,获取了广利河口拦门沙水动力特征、海底地形和底质特征 ,对拦门沙的动态发育和波浪作用下拦门沙运动状态进行了分析 ,探讨了广利河口的航道选择方案。分析结果认为 。

基于GIS数据仓库的激光单分子海洋油气化探数据可视化处理

采用基于地理信息系统(GIS)的数据仓库技术,以激光单分子海洋油气化探数据处理与评价作为数据仓库主题,实现了激光单分子海洋油气化探数据的可视化处理。将可视化处理分为4个步骤:数据预处理、异常背景分析、异常分析、异常综合评价;使用MAPX、DELPHI等软件研制开发了相应的可视化软件模块。通过对渤海湾盆地某测区实测的甲苯化探数据的处理,验证了所开发技术的实用性。

渤海激光单分子海洋油气化探综合评价与预测系统数据仓库设计方案

以渤海区域地学数据为例,阐述了渤海激光单分子海洋油气化探综合评价与预测系统数据仓库的设计方案。该数据仓库采用了以渤海激光单分子海洋油气化探数据为中心的星架数据管理模式,并实现了空间数据与属性数据的一体化存储、数据的可视化抽取与可视化挖掘等关键性技术。

莱州湾悬浮泥沙分布形态及其与底质分布的关系

根据卫星遥感图像和历史观测资料分析 ,莱州湾的高悬浮物浓度区基本在以黄河口为中心的北侧海域 ,而湾顶往往浓度低。 2 0 0 2年 8月针对莱州湾的底质类型、悬浮物粒径分布以及海流、盐度的航次调查资料显示 ,莱州湾的底质类型决定着其悬浮物的分布形态。距黄河口较近的区域底质粒级分布呈明显的双峰结构 ,即一个较粗的峰值和一个较细的峰值 ,而较细的峰值与水体中悬浮颗粒的粒径相近 ;距河口较远站位的底质分布则呈现单峰结构 ,并且底质的粒径较粗。因此 ,在一般潮流作用下 ,河口附近底部沉积物容易形成再悬浮 ,水体中悬浮物浓度较高 ;而距河口较远的区域底部沉积物再悬浮相对困难 ,水体中悬浮物浓度较低。本研究结果对莱州湾悬浮泥沙分布形态给出了合理的解释。

旁侧声呐在海底探测中的应用和工作船动态定位施工技术

随着海洋工程建设及海上事故和海难的增多,日益增加的海底障碍物给海上安全生产和航运带来了前所未有的挑战和安全隐患,需要进行海上搜寻和水下探摸与处理。旁侧声呐和动力定位船的配合使用是处理这类问题的最佳选择,但租用动力定位船费用昂贵,成本很高。而根据工作区的实际情况利用渔船改装的动态定位船操作简单,且费用低廉,被海洋工作者广泛采用。本文介绍了旁侧声呐在海底障碍物探测中的应用和渔船改装的GPS动态定位船进行水上定位的工作原理和施工方法。装备GPS导航软件的渔船可以指示船只的实时位置。通过改变锚绳长度来改变船只位置的动态定位技术适用于水下搜寻和探摸处理工作。

现代黄河三角洲废弃神仙沟-钓口叶瓣的演化及其动力机制

自1976年黄河尾闾河道由钓口流路改道清水沟流路以来,由于水沙供应断绝,神仙沟-钓口三角洲叶瓣由向海淤进转为快速向岸蚀退,该区域的地貌形态发生了重大变化。对神仙沟-钓口三角洲滨海测深资料、悬浮体浓度分布和卫星遥感资料的综合分析表明,1976-1990年期间在神仙沟-钓口三角洲叶瓣前缘形成一弯月状的沿岸侵蚀区,最大侵蚀深度达8m左右,卫星影像显示在与侵蚀区相对应的位置上存在着稳定的高浑浊区,这主要是近底泥沙在动力作用下的再悬浮所致,而非现行黄河入海泥沙扩散。针对这一区域作用强烈的东北向波浪进行了数值模拟,结果表明,向东北方向凸出的三角洲叶瓣与来自东北向的强浪产生强烈的相互作用,在4～10m水深处波浪能量辐聚,最大波致剪切应力分布也与强侵蚀区和高浑浊区的位置相对应,表明波浪过程是导致该区域近底泥沙再悬浮的主要动力机制。神仙沟-钓口叶瓣区断面测深资料显示自1976年以来水下底坡逐渐趋于平缓,其上段和下段在1976-1986年期间均受到侵蚀,而在1986-1996年期间,上段继续受到侵蚀,而下段则形成堆积。浅水区域(<10m)和深水区域(>10m)底质沉积物的粒度组成产生明显分异,这在一定程度上指示了泥沙的输送方向,即浅水区域由波浪过程导致的粉砂通过再悬浮进入浮泥层,在重力控制下沿水下底坡向深水输送并在深水区沉积。90年代以来黄河入海水沙量剧减,泥沙供应不足使得现行河口三角洲局部区域也出现蚀退,废弃神仙沟-钓口三角洲的演化过程和机制对现行河口三角洲有重要参考意义。

1950～2000年黄河入海水沙的逐日变化及其影响因素

对 195 0～ 2 0 0 0年的 5 1年黄河经利津水文站入海的逐日水沙实测资料进行统计分析 ,展示了黄河入海水沙的极端情况 ,如洪峰和沙峰等逐渐变少到消失的过程及逐日入海水沙量的变化规律 ,并对其影响因素进行了初步分析。结果显示 :在黄河年均入海水沙锐减的背景下 ,2 0世纪 90年代日均流量 <5 0 0m3 /s的天数增加到了是 2 0世纪 5 0年代的 3倍多 ;>2 0 0 0m3 /s的洪季流量由初期频发至 1997年消失 ;>40 0 0m3 /s的洪峰流量自 1989年以后消失 ;>60 0 0m3 /s的洪峰流量从 1986年就不再发生。 >5 0 0t/s的日均输沙率 (4 3 .2× 10 6t/d的沙峰 )都出现在 1989年以前 ;>70 0t/s的日均输沙率 (60 .5× 10 6t/d的沙峰 )出现在 1977年以前 ;含沙量 >80kg/m3 的历时和可能产生异重流的含沙量天数都逐步减少。进入 2 0世纪 90年代以来基本不存在大洪灾及由沙峰造成的河口河道快速堆积而使河流改道现象 ,引起这些变化的因素除降雨外主要为流域耗水量不断增加及大中型水库的建成运用等 ,黄河入海水沙的这种锐减及水沙峰的极端情况都会对河口演变和河口区的生态环境产生重要的影响。

波浪绕射非线性数学模型

本文用波数矢量无旋波能守恒方程和非线性弥散关系一起建立了一个浅水波浪绕射的非线性数学模型。在此模型中以非线性弥散关系 (经验非线性弥散关系和理论非线性弥散关系 )引入浅水波浪绕射理论 ,组成浅水波浪非线性数学模型 ,并且在波能守恒方程中考虑了底摩擦的影响。模型中通过对一个斜坡浅滩水域的波浪绕射现象 ,对使用经验非线性弥散关系和理论非线性弥散关系以及线性弥散关系的计算结果进行了比较。结果表明 :使用非线性弥散关系比使用线性弥散关系的计算结果与试验结果更加吻合 ;水波在浅水传播时使用经验非线性弥散关系和使用理论非线性弥散关系两者相差甚微 ,但采用经验弥散关系近似波浪在浅水传播时的非线性的计算量远小于理论非线性弥散关系的计算量 。

利用MAPX实现空间数据库与属性数据库的挂接

数据库是 GIS的基础 ,而空间数据库与属性数据库的挂接则是 GIS的要点。本文以渤海区域地质信息管理系统数据为例 ,阐述了基于 GIS的海洋地学管理信息系统中数据库的组织方法 ,包括空间数据库与属性数据库数据分类、分层方案 ,命名及编码规则。在此基础上 ,重点讨论了在 VisualBasic环境下运用 MAPX实现空间数据库与属性数据库的挂接方法。

渤海区域地质信息管理系统数据库设计方案

数据库是 GIS的基础。以渤海区域地质信息管理系统数据库为例 ,阐述了基于 GIS的海洋地学管理信息系统中数据库的组织方法 ,及所包括空间数据库与属性数据库数据分类、分层方案 ,命名及编码规则 。