诸裕良[1]2003年在《南黄海辐射状沙脊群动力特征研究》文中研究表明本文首先针对辐射状沙脊群现有的文献及实测资料，初步分析研究了南黄海辐射沙脊群海域地貌和动力特征，以及动力与地貌的关系。基于过程分裂法及垂向坐标伸缩变换，外模式采用改进型双步全隐有限差分DSI法，内模式采用欧拉—拉格朗日公式，改进了叁维垂向隐式格式，成功地建立了南黄海辐射状沙脊群海域叁维全隐格式潮流数学模型。通过对辐射沙脊群海域平面及立面动力特征的研究，基本探明了南黄海辐射沙脊群形成发育和维持的水动力机制，以及其不对称分布格局与动力因素的内在联系。 平面潮流椭圆、水质点迹线、潮流流速特征研究表明，辐射状沙脊群海域潮流具有明显的定向往复流形式，平均潮流流速一般为0.6～1.0m／s，满足形成潮流沙脊的水动力条件。通过对潮波波面传播过程及潮波能流率研究表明，辐射沙脊群海域为南部太平洋前进潮波和北部旋转潮波所控制，两潮波系统在弶港外海辐聚辐散，形成大潮差区的特点。另外还研究了辐射沙脊群海域的余流及余流量的分布，发现在潮流沙脊两侧存在平面余环流，余环流将有利于泥沙在脊顶沉积，与潮流沙脊的维持发育密切相关。 研究主要潮流通道及沙脊横剖面的涡度场。首次发现，在潮涨潮落过程中，深槽中及沙脊两侧均存在一组方向相反、不对称余涡度场(余环流场)，横向余环流的存在将有利于沙脊两侧的泥沙均向沙脊顶运动和堆积，是潮流沙脊的形成和维持重要动力因素。应用Hulscher沙波及沙脊增长模式，通过对该海域斯托克斯数及底部阻力参数的计算首次发现，南黄海辐射沙脊群海域在概化古地形和现代辐射状沙脊群水下地形情况下，其斯托克斯数及底部阻力参数均满足形成潮流沙脊的条件。故在有充分泥沙供应的条件下，辐射沙脊群海域必然会形成潮流沙脊，并且辐射沙脊群在现代水动力条件下仍将维持。 各种动力特征平面分布规律研究表明，辐射沙脊群南北沙脊不对称分布的格局是潮流沙脊对潮流往复流性质的强弱分布、潮波能流率大小分布、含沙量的平面分布规律及斯托克斯数的大小分布的动力响应。
杜家笔[2]2012年在《南黄海辐射沙脊群沉积物输运与地貌演变》文中研究说明南黄海辐射沙脊群以其形态特殊、地形复杂、沙脊规模巨大而着称,因其地貌演变迅速,水动力条件复杂,且位于陆、海和人类活动相互作用最强烈的海岸带,辐射沙脊群一直是海洋学家重点关注的研究对象。本文基于Delft3D模型,采用叁种空间尺度的网格,建立了辐射沙脊群海域的水动力数值模型,并利用40个测站数据进行验证,进而分析了研究区的潮汐、潮流特征。在此基础上,建立了沉积物输运和长周期地貌演化模型,模拟辐射沙脊群海域冲淤变化；设计了两个理想实验,试图探讨辐射沙脊的演变过程及其影响因素。这些研究成果对该地区的自然资源开发利用有指导意义和参考价值。研究表明,包括南黄海、局部东海海域的大区域模型的计算结果与2005-2011年实测水位、流速结果吻合良好。少数测站的流向与模拟结果有一定误差,可能与模型使用的地形数据(地形数据的获取时间为1979年,相对偏旧)有关。模拟结果显示,在涨潮和落潮时刻,辐射沙脊群海域流场分别呈辐聚和辐散状；南黄海、东海北部主要受半日分潮M2、S2分潮控制,这两个分潮的最大振幅分别可达2.50m和0.95m,振幅高值主要分布在杭州湾、弶港和海州湾,其次为全日分潮K1、01。东海前进潮波和南黄海旋转潮波共同作用,在弶港汇合,造成弶港海域潮差大、潮流强的特征。M2、S2分潮在废黄河口外海出现无潮点,无潮点位置与前人的研究结果基本一致。在江苏岸外110-185km处、辐射沙脊群东部外缘,出现一股大小为0.18-0.4m/s(东南向)的拉格朗日余流。欧拉余流场的空间分布趋势及数值大小与拉格朗日余流场基本一致。斯托克斯效应在近岸海域较为显着,除海州湾区域小于0.02m/s外,其他近岸海域平均为0.05m/s,杭州湾和长江口海域斯托克斯漂流方向均向陆,数值一般大于0.50rn/s。以大区域模型的结果为边界条件,使用高空间分辨率网格的小尺度模型模拟了辐射沙脊群海域的悬沙分布、悬沙输运及地形演化过程。其中,悬沙浓度模拟结果与实测数据大致吻合；辐射沙脊群海域悬沙浓度数值大小与潮差成正比,大潮期间垂线平均悬沙浓度高值(垂线平均>1kg/m3)分布范围远大于小潮期间的高值分布范围。整个辐射沙脊群海域以弶港为分界线,南、北两侧悬沙浓度分布格局差异显着。北部海域,尤其是西洋、条子泥和东沙东部海域,垂线平均悬沙浓度可达1.5kg/m3以上；南部海域,悬沙浓度整体较低,一般在0.8kg/m3以下。模拟结果表明,辐射沙脊群北部海域悬沙向东南方向输运,单宽净输运率约为0.4kg/(m·s),至辐射沙脊群北部边缘处转为东南方向。悬沙输运率高值区分布在西洋、陈家坞槽、草米树洋、黄沙洋、冷家沙外围等五个海域,其中以西洋最为显着,悬沙净输运率高达2kg/(m·s)。陈家坞槽和西洋水道内的悬沙均向海输运,黄沙洋水道则向陆输运,草米树洋水道北侧向岸、南侧向海。对比大、中、小潮辐射沙脊群海域的悬沙输运格局,发现研究区地形演变主要受控于大潮期间的悬沙输运格局,大潮期间的悬沙净输运率数值是中潮期间的2倍以上,小潮的四倍以上。大中小潮的悬沙输运格局有显着差异,以西洋水道为例：西洋水道大潮期间悬沙向海输运,净输运率平均可达2kg/(m·s),小潮期间,悬沙向陆输运,净输运率一般小于0.5kg/(m·s),中潮期间北部向海,南部向陆,净输运率平均为1.0kg/(m·s)。基于1979年海底地形下的数值模拟结果显示,辐射沙脊群海域主要水道以侵蚀过程为主,其中以西洋和陈家坞槽最为显着,黄沙洋、烂沙洋等南部海域的水道相对稳定。条子泥周围水道不断被加深,沙脊不断淤高。东沙东部受陈家坞槽扩张影响向西后退,整体仍处于淤长状态。毛竹沙与竹根沙的连接处因为陈家坞槽的延伸而逐渐被切断,毛竹沙、外毛竹沙与竹根沙有分离的趋势。南部海域相对较稳定,在弶港——吕泗岸段的潮滩出现规模较小的水道,并逐渐扩张加深。假定海底地形由陆向海均匀变化,建立了一个长周期地貌演化模型。模拟结果表明,江苏近岸海域以弶港为顶点的辐射状潮流场不依赖于原始海底地形。潮流脊首先在弶港海域发育,弶港以北发育正北、北偏东方向的潮流脊,南部发育正东、东偏南方向的潮流脊,整体呈辐射状。但潮流脊向海延伸不超过90km,其演化基本局限于原20m等深线以浅海域。假定海底海底地形为均匀斜坡、并在弶港东部海域由陆向海有一较大沙脊存在,建立了另外一个长周期地貌演化模型。结果表明,水动力对20m以深海域海底地形的影响依然十分微弱,中央沙脊20m以下的砂体基本维持原状。上述两个理想实验的结果都显示,江苏近岸辐射状沙脊的形成与海底原始地形无关,潮流在研究区辐聚、辐散的空间分布格局是辐射状沙脊群形成的最主要的动力因素。辐射状沙脊体系从无到有,并维持稳定状态,大约需要200年时间。此外,理想实验还证实了,原始海底有、无沙脊,对辐射状沙脊形成的时间尺度和分布格局有显着影响。例如,均匀斜坡地形、海底无沙脊的条件下,辐射状的潮流场也无法塑造出目前的沙脊分布形态,尤其是无法形成现今离岸约90km以外沙脊的分布形态。
李飞[3]2014年在《南黄海辐射沙洲内缘区演变驱动机制及围垦布局研究》文中进行了进一步梳理辐射沙洲内缘区是潮波系统的汇合区,潮滩持续淤长提供了巨大海岸空间资源利用潜力,潮沟频繁摆动使得滩槽变化剧烈,演变驱动机制研究可为内缘区复杂动力环境下的潮滩围垦开发提供技术支撑。本论文通过收集整理并系统分析辐射沙洲海域水文、地形、遥感等调查研究资料,构建了辐射沙洲地理数据库,结合前人研究成果,进一步梳理分析了辐射沙洲宏观演变背景与动力格局,采用遥感、GIS技术和数值模拟技术等多种研究方法和手段进行内缘区演变驱动机制的研究,在此基础上,根据内缘区潮流数学模型,研究并提出了辐射沙洲内缘区的围垦布局原则和方案。(1)根据1973年～2013年的遥感影像和实测地形数据,采用GIS技术从多角度系统分析了“水道-沙洲系统”宏观演变特征和近期动态。“水道-沙洲系统”格局演变特征表现在以下几个方面：“水道-沙洲系统”组合形态基本稳定；潮滩规模相对稳定,总体态势外冲内淤；靠岸潮汐通道的岸向迁移；南北两翼在形态及演变动态上存在空间分异。(2)辐射沙洲内缘区“沙洲-水道复合系统”演变特征总体表现为：内缘区稳定淤长、滩槽多变；内缘区南北向潮汐通道的稳定存在,主槽迁移转换；内缘区近期水道组合态势表现为高泥淤长、豆腐渣腰门水道北移、西大港和东大港的南北串通。(3)1970年以来,辐射沙洲内缘区的演变过程可划分为四个阶段：1970s陈家坞时期(完整沙洲期)、1980s动力相对平衡时期、1990s西大港时期、2000年以后东大港时期。(4)对内缘区演变机制的认识：内缘区是两大潮波系统的汇合区域,潮波辐合区域呈动荡性特征；辐射沙洲内缘区南北两侧水体通道的稳定存在；内缘区东部高泥持续扩张使得陈家坞槽尾部南北向通道逐渐萎缩淤死,西大港和东大港潮沟系统的演变实质内缘区南北向通道主槽西移过程中的适应性发展；在外部环境稳定背景下,内缘区将总体表现为南北向主槽通道相对稳定和分支潮沟系统的动态多变。(5)辐射沙洲内缘区是规模最大的低潮出露沙洲区,但由于其位于两大潮波辐合区,潮汐水道在此处汇合贯通,使得其水动力环境复杂,滩槽冲淤多变。潮滩围垦布局需与潮流动力场相适应,维持现有潮汐动力格局的稳定性。内缘区围垦布局的基本原则：①保持南北水道的贯通。②保留水道“裂点区”。③西大港摆动退让。(6)依据研究提出的内缘区围垦原则,论文提出大、小两类8种围垦布局总体方案。根据不同围垦布局方案的潮流动力和通量变化响应分析,论文推荐小规模区块式围垦布局方案。由于北尖子围区和高泥北围区滩面较为稳定、汇水潮沟系统发育不显着,是优先推荐的围垦区域。高泥南围区所在滩面是东大港与南侧水体的汇水区,滩面潮沟系统发育明显,围垦条件较为复杂,在区域围垦需求不显着时,建议限制开发。论文创新性体现在：①基于辐射沙洲海域的地貌形态特征和动力特征,提出了基于控制性动力的辐射沙洲“水道-沙洲系统”动力地貌系统的分区方案；②提出了辐射沙洲内缘区的年代际演变阶段特征,揭示了内缘区潮流动力环境变化过程及机制；③提出了内缘区潮滩围垦布局基本原则,在此基础上确定了沙洲内缘区的小规模区块式围垦布局方案。
陈橙, 王义刚, 黄惠明, 袁春光[4]2013年在《潮动力影响下辐射沙脊群的研究进展》文中研究指明从形态、形成时间、生成机制、粒径分布和物质来源、沙洲演变和水道稳定性等方面简述潮动力影响下辐射沙脊群的研究进展。上千年前因泥沙进入辐射状潮流场而形成了体积庞大、呈辐射状分布的沙脊群。在复杂的潮动力作用下,辐射沙脊群呈现外部冲刷、中心淤积,各潮汐汊道趋于稳定的演化特点。提出今后可以将地质研究和水动力研究相结合,在潮流场模拟中加入泥沙模块,运用长周期数值模拟技术重现辐射沙脊群形成和演变的全过程,以弥补现有研究的诸多不足。
陆培东[5]2011年在《中国黄海南部辐射状沙脊群水动力研究与应用》文中进行了进一步梳理分析了黄海南部辐射状沙脊群的形成过程、近期动态、演变趋势和资源特征;强调两大潮波系统辐合形成的辐射状潮流场是塑造与维持辐射状沙脊地貌形态的重要条件。通过辐射状沙脊群潮流场和波浪场等水动力特征及其对滩槽作用的分析,并结合小庙洪水道浅滩围填和洋口港人工岛工程实例,认为与动力环境和滩槽自然演变环境相适应是开发利用辐射状沙脊群浅滩土地资源和海港资源的关键。
倪文斐[6]2014年在《南黄海辐射沙脊群区水道—沙洲—潮滩体系的地貌动力过程模拟》文中提出南黄海辐射沙脊群是位于江苏岸外的独特的大型海底地貌体系,自20世纪60-80年代对其辐射状的沙脊—水道地貌格局、以及辐聚辐散的潮流场取得了一些初步的认识;之后,该沙脊群体系的地貌变化、水动力和沉积动力特征引起了越来越多的关注和研究。分析发现,水道、沙脊以及海岸潮滩之间组成的复合型潮滩,这与前人研究的单调变化的潮滩体系有所不同。本文主要基于Delft3D二维水动力模型和沉积动力模型,对南黄海辐射沙脊群海域的月际时间尺度以上的余流场,以及沉积物(推移质、悬移质)净输运格局进行了计算和分析,并且对1979年—2011年近30年的地貌演化过程进行模拟,并对其沉积物空间分布特征进行分析。结果表明:(1)研究区流速较大,大潮潮周期最大流速一般在0.5～2.0m/s范围内,由外海向沙脊群中心增大,水道中流速大于沙脊。潮周期内的悬沙浓度分布与流速大小相关,体现了再悬浮的主导作用。模型计算得到的外海沙脊区域的悬沙浓度高于附近水道,近岸水道内悬沙浓度值一直维持0.4 kg/m3以上,即使在低平潮流速较低的时刻。除沙脊群外,废黄河口和冷家沙东侧也是悬沙浓度高值区。(2)大小潮周期尺度上,欧拉余流为拉格朗日余流中的主要组成部分,主要受到地形走向影响,近岸的流速要大于外海。废黄河口北部、辐射沙脊群区以及长江口以北欧拉余流一般在0.1～0.3m/s之间。废黄河口以北、和以南至辐射沙脊群北侧分别存在一个逆时针和顺时针余环流;沙脊群外缘发育有一股0.05m/s余流沿50m等深线指向东南方向。单个沙脊-水道系统有着独特的水动力与沉积物输运特征,常发育有顺时针绕脊余环流;沙脊群内近岸水道整体上呈现南进北出的净输水格局。废黄河口南侧有一股较强的东南向斯托克斯余流由西洋水道进入沙脊群,流速大小在0.05～0.1m/s。(3)数值模拟表明,推移质沉积物和悬移质沉积物的净输运格局与余流场特征相似,后者比前者大2～3个数量级。沙脊群沙洲的外缘,悬浮沉积物的净输运呈绕脊顺时针环流格局,一般在0.2～0.4 kg/s/m之间。自废黄河口北部沿岸线向东南,悬移质沉积物以0.2～0.5kg/s/m的输运率向南输运。年际尺度上,在平流和扩散作用下的推移质和悬移质沉积物,由南至北净输运至弶港至高泥断面以南;在辐射沙脊群中心外海侧,则可能存在一个净向南的输运。(4)1979—2011年近30年间,沙脊群体系内的水道被冲深,且变得更加顺直,水下沙洲由散布的块状逐渐合并、相连、延长成为细长状的脊状形态,近岸主要沙洲有淤高的趋势;外海侧的沙脊淤高多数出现在其东南侧。沙脊间的向陆合并及南向迁移,与沙脊间的顺时针余环流控制下的沉积物输运梯度的空间变化有关。海底沉积物组分进行再分配,细颗粒物质主要分布在辐射沙脊群以北、长江口以东和近岸潮间带区域;粗颗粒物质则堆积至沙脊附近。(5)水道—沙脊—潮滩复合体系中,以弶港潮滩为代表的并陆型潮滩-沙脊最终形成非单调变化的复合剖面;以大丰—西洋—东沙为代表的离岸加积型沙脊潮滩在两侧水道的冲深的同时,淤高至平均海平面附近。
杜家笔, 汪亚平[7]2014年在《南黄海辐射沙脊群地貌演变的模拟研究》文中研究表明南黄海辐射沙脊群的地貌演变机制是物理海洋和海洋地质学家们近30多年来争议较多的问题.本文设计了两个理想实验,模拟苏北潮流脊在理想地形下的发育过程.通过对比真实地形和两个理想地形下的模型结果,本文探讨了潮流脊的发育条件和古沙坝对沙脊群发育的影响以及沙脊群在理想状态下的演变过程.结果表明,(1)江苏近岸海域辐射状流场不依赖于辐射状地形,局部区域的地形差异不影响大范围的潮波系统和潮流特征;辐射沙脊群区域的辐射状潮流是潮汐与中国东部岸线的必然产物.(2)废黄河口海域不断受到侵蚀,等深线向后退,是辐射状沙脊群发育的重要泥沙来源之一.(3)潮致沉积和侵蚀对20m水深以下且未发育潮流脊的平坦地形影响微弱.
李孟国[8]2011年在《辐射沙洲研究开发的进展》文中提出对辐射沙洲研究开发的若干文献进行了归纳总结和综述,包括辐射沙洲的发现、成因、物质来源、形态特征、表层沉积物组成、演变、水动力泥沙环境、开发利用等。
朱玉荣, 常瑞芳[9]2001年在《南黄海辐射状沙脊成因的沉积动力学研究》文中提出自南黄海辐射状沙脊被发现,尤其是江苏省海岸带和海涂资源综合调查揭示了其全貌,并同时测得辐射状沙脊区存在辐射状潮流场(任美锷,1986)以来,对南黄海辐射状沙脊的成因,主要包括其形成的水动力条件、物质来源、形成机理与形成过程等,本领域学术界一直存在争论(李从先等,1979;任美锷,1986;李成治等,1981;周长振等,1981;万延森,1982;刘振夏,1983;刘振夏等,1983,1995;耿秀山等,1983;
刘涛[10]2011年在《南黄海辐射沙脊群现代沉积环境研究》文中进行了进一步梳理908专项底质调査CJ09区块苏北调查K^^T废黄河叁力]洲和南黄海辊射沙脊群的主要地貌单元。木文基丁此次调杏所取得的大M数据资料（主要包括：表层沉积物粒度、^浮体质量浓度、现场ai)剖面数据，悬浮体现场粒度数捉，岩芯沉积相分析）对江苏研究区内现代沉积的动力环境进行了分折研究并取得了进一步认识。根据福克分^原则，研究K内表层沉积物可分为四类：砂、粉砂质砂，砂质粉砂、粉砂，沙脊表层沉积物为砂或粉砂质砂，脊W沟槽中土耍分布砂质粉砂.辐射沙脊群与废黄河口之^则分布大片粉砂。采用端元分&模型对表层沉枳物粒径iff进行了子体分离计算，结果农明：该区表层沉积物的粒径谱可分离为四个不同的动力子体，综合分析各了体的空间分布和研究区沉积环境^化历史，"J判定其中较粑的两个子体EM1和EM2的物源分别为长江和黄河，长江源子体分布范围局限于辐射沙脊群区域，而黄河源子体凼相对较细，扩散分布范冈要大的多。依据该区水动力资料，结合粒径趋势分析，依^小同n别准则分别计算了沉枳物种粗细组分的输运趋势。分析结果表明：在;丄苏^线-^射沙脊群构成的半封M海域内，因潮周期内余流构成逆寸针环流，易于再悬浮的较细子体在余环流驱动卜'向北输运，形成废黄河二洲恻的泥质区：而沉枳物中的较粗子体则主要在涨潮优势流和冬季风浪的谢：动f i^j南部辐射沙脊群海域输送。如此'一米，m形成了该区沉枳物H '不同动力组分反向输运的趋势。通过深入分析调查期间所取得的悬浮体质量浓度和现场粒度数据，对该区海底沉积物在移动性驻潮波作用? K的再^浮与扩1?特征取tfl了进一&认识，主S:>']'归纳为以下儿点：(1)在夏季，S废黄河口沿岸线向南发育有带状高浓度浑水团，该浑水团向南延仲至^肘沙￥f群屮心区域。（2)浑水团的形成与废黄河口以南发育有大片泥质区有关，浑水团中的思浮体主要来自海底沉积物的再；S浮作用，粒径一般低十60umo (3)潮汐动力过程对浑水团中悬浮滩向外海扩散有限制作用，这是浑水团呈带状的重要原1^1。(4)在浑水团之外，^水动力强度偏*)，}&质偏粗，海底沉积物中仅部分较细组分可再悬浮进入水体，水中悬浮体浓度3剧降低。而在一些沙脊顶部，因表层沉拐物太粗，再.&i?作用难以发生，水体中悬浮颗粒主要来自于临近沟楷的水平扩故作用。分析収H典型沉积环境岩芯的岩性和沉枳构造特征，可归纳总结出四种沉积相类型，即：1深水潮道相、2浅水潮it相、3沙脊边坡相、4沙脊相。深水潮迫相的沉枳构造以潮汐glff为特征,浅水潮ii!扣以反&改货的W暴层序为特征,沙脊边坡相以厚沙层夹泥质铋展为特征，沙^枏以均一的砂质沉积为特征。这四种沉积相自下而上组合到一起便构成了一套充整的沙脊区底层发tf-栈式，反映了水深逐渐变浅，水动力能量逐渐^强的沉积环境演化过S。在沙脊群北部、废黄河U以雨的区域，地层以遭受^蚀的沙脊上^儿卜厘米厚的泥质沉积物为特征。推测这些遭受侵她的沙脊应形成于黄河在江苏入海时期，在ISM年黄河北!H以后，因来沙急剧减少而遭受侵蚀并逐渐夷平，山丁'近年来因-15米以深海底侵蚀"深度已达到均衡剖面，因此又在侵'dliifl以上沉枳了泥质铋层。以动力"动力组分"思想为基础，建立一个一维的悬浮沉积物输运模型来正演沉积物输运方向上的表层沉枳物粒度分布和粒径趋势，探讨了水动力能量沿柠衰减和沿程增强W种不同情形下的粒径趋势特征。研究^明：粒径趋势形成的^接原因是沉积物屮不同"动力组分"的混合比在^输运方向上--定距离内的^调变化。在沉积物&输运方向上，当水动力能lff沿粗衰减时可以先后出现两种粒径趋势类型，水动力能量沿桠^强时^多可先后出现叁种粒径趋势类型。水动力能量的沿程变化速度对于粒径趋势的转换有重要雕响，变化逨度越快'则粒径趋势类型可在更短距离内完成转换。和分选系数相比，峄^值有^扣问的变化趋势且对混合比的变化更为敏感。
参考文献：
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[3]. 南黄海辐射沙洲内缘区演变驱动机制及围垦布局研究[D]. 李飞. 南京师范大学. 2014
[4]. 潮动力影响下辐射沙脊群的研究进展[J]. 陈橙, 王义刚, 黄惠明, 袁春光. 水运工程. 2013
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[10]. 南黄海辐射沙脊群现代沉积环境研究[D]. 刘涛. 中国科学院研究生院（海洋研究所）. 2011