伶仃洋河口泥沙絮凝特征及影响因素研究

泥沙絮凝对河口细颗粒泥沙运动过程起着极其重要的作用。本文通过LISST-100激光粒度仪等仪器实测伶仃洋河口2013年洪季悬浮泥沙絮凝体现场粒径及水动力、泥沙条件,结合实验室悬沙粒径分析,研究大小潮期间伶仃洋河口泥沙絮凝特征,探讨紊动剪切强度、含沙量、盐度分层及波浪等因素对伶仃洋河口泥沙絮凝的影响。结果表明:伶仃洋河口水体中现场粒径平均值为148.53μm,大于实验室悬沙分散粒径36.74μm,河口絮凝现象明显;沉速与有效密度、粒径呈正相关,絮团平均有效密度为153.49kg/m3,平均沉速达1.13mm/s;小潮时絮团平均粒径大于大潮,垂向上表底层絮团粒径小、中层大,中底层絮团沉速大于表层。伶仃洋河口水动力、泥沙条件是影响其泥沙絮凝的重要因素,低剪切强度(小于5s-1)、低含沙量(小于50mg/L)及高体积浓度有利于细颗粒泥沙之间的相互碰撞,促进絮凝作用;当剪切强度与颗粒间碰撞强度高于絮团所能承受的强度时,絮团易破碎分解成小絮团或更细的泥沙颗粒;伶仃洋河口盐度层化引起的泥沙捕获现象增大中层泥沙体积浓度,有利于中层絮凝体的发育;观测期相对较大的波浪增强水体紊动,增大了水体细颗粒泥沙的碰撞几率,表层絮团粒径随波高峰值的出现而增大。

波流联合作用下珠江磨刀门河口絮凝问题研究

基于2013年3月29-31日河口拦门沙外固定船载和座底三脚架观测数据,分析了磨刀门河口细颗粒泥沙絮凝体发育规律及其影响因素。磨刀门河口水体中絮凝体约以62.5μm为临界粒径分成大、小絮凝体两种存在形式,且以小絮凝体组分为主;磨刀门河口水体盐度对絮凝体发育影响作用不明显,含沙量变化在一定条件下可以促进絮凝体发育;波流动力是控制絮凝体发育的主要因素,其中流速大致以0.32 m/s为临界值,波浪以0.75 m为临界有效波高,均对絮凝体的发育存在双重影响作用。波流联合动力对絮凝体发育影响较为复杂,不同阶段对絮凝体发育主控因素有所差异,磨刀门河口细颗粒泥沙的絮凝临界剪切应力约为1.25N/m2,波、流同时达到絮凝临界值时为絮凝体发育最佳条件。

珠江磨刀门河口表层沉积物磁性特征及其动力沉积环境意义

基于2015年3月珠江磨刀门河口表层沉积物磁学和粒度测量结果,研究磨刀门河口磁性特征空间分布规律,分析磁性参数与沉积物粒度的关系,并探讨其对沉积动力环境的响应。磁性参数磁化率(χ)和饱和等温剩磁(SIRM)均在拦门沙处出现低值区,并在10m等深线外呈现向海递减趋势;频率磁化率(χfd%)、非磁滞剩磁磁化率(χARM)以及比值参数χARM/SIRM和χARM/χ在拦门沙处出现低值区,而在拦门沙外呈现高值:表明研究区域磁性特征由亚铁磁性矿物主导,而拦门沙区域存在一定量的不完全反铁磁性矿物。粒度是影响沉积物磁性特征的重要因素,SIRM/χ等参数与粗颗粒组分(大于63μm)呈显著正相关,χfd%等参数与小于16μm粒级组分高度相关,结果显示χfd%、χARM、χARM/SIRM以及χARM/χ等参数可作为本区域沉积物细颗粒组分(小于16μm)的代用指标,而SIRM/χ则可作为粗颗粒组分(大于63μm)的代用指标。基于沉积物类型、动力环境等综合考虑,选取SIRM、S-300、SIRM/χ参数聚类分析,可将磨刀门河口动力沉积环境分为4个区,结果与该区域动力环境及动力地貌格局具有一致性。本研究不仅对了解新动力格局下磨刀门河口演变模式具有重要意义,还可以丰富河口沉积动力学研究方法。

珠江磨刀门河口径潮动力耦合条件下余水位的多时空尺度分析

本文通过构建径潮动力耦合条件下潮波传播的一维水动力解析模型,从理论机制上探讨珠江磨刀门河口径潮动力非线性作用下余水位的多时空尺度变化。结果表明:余水位变化呈现明显的大小潮和洪枯季变化,枯季余水位大小潮的变化幅度介于0~0.4m,而洪季余水位与上游径流紧密相关,增幅大枯季一个量级(介于0~6m);解析模型可分离控制余水位变化的3个主要因素,即径流、潮流和径潮相互作用因子,计算结果表明河口不同区段余水位的主控因素有明显的洪枯季变化,上游段,枯季余水位受径潮相互作用因子控制,洪季受径流因子控制;枯季下游段余水位受潮流控制,而洪季余水位主要受径潮相互作用因子控制。

珠江磨刀门河口表层沉积物中重金属的分布特征及生态风险评价

本文测定了磨刀门河口76个表层沉积物样品中Zn、Cu、Mn、Pb、Ni、Cr、Cd7种元素的含量,并对其分布特征、来源与沉积环境的影响、风险评价等进行分析。结果表明,研究区域中的Cu、Mn、Ni、Pb、Cd元素主要源于磨刀门河口的输入,Zn和Cr则具有多种来源;沉积物粒度特征是影响Cu、Mn、Ni、Pb、Cr5种元素分布的主控因素;研究区潜在生态风险整体情况较为严重,表层沉积物的生态风险的主要由Cd元素引起。