导读:本文包含了淤泥质潮滩论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:淤泥,地貌,沉积物,过程,湿地,海岸,潮位。
淤泥质潮滩论文文献综述
龚政,张岩松,赵堃,周曾,张长宽[1](2019)在《风暴作用下淤泥质潮滩-潮沟系统地貌演变研究进展》一文中研究指出鉴于风暴作用对淤泥质潮滩-潮沟系统的地貌演变有重要的影响,对海岸工程的安全以及海岸带资源的开发与保护有重要的实用价值,从研究方法、演变特点和动力机制等方面回顾了风暴作用下淤泥质潮滩-潮沟系统地貌演变的研究进展。认为淤长型潮滩风暴剖面的形态特征一般呈"中间冲刷,两端淤积",但其动力机制研究系统性还不够;盐沼可以较好地削弱风暴,起到固沙效果,但其侧向演变值得进一步关注;风暴作用下潮沟的活动性大大增强,其中潮沟摆动及其岸壁侵蚀机理是亟待解决的科学问题。指出未来应进一步加强现场资料的获取,并通过数值模拟、物理模型试验等手段,加强对风暴作用下潮滩-潮沟系统地貌演变机理的研究。(本文来源于《水利水电科技进展》期刊2019年04期)
陈思明[2](2018)在《粉砂淤泥质潮滩表层沉积物侵蚀特性探讨》一文中研究指出随着经济的发展,可利用土地资源愈加不足,潮滩(包括盐沼和光滩)作为一种后备的土地资源愈加受到重视,具有重要的社会经济价值。此外,潮滩还具有重要的气候调节、物质生产、净化环境、生物多样性保育等生态系统服务功能。系统研究潮滩表层沉积物侵蚀特性对于分析潮滩在人类活动影响导致的上游来沙减少、海平面上升及极端天气背景下的冲淤演变具有重要意义,可为潮滩合理科学规划利用,生态环境保护和土地可持续发展提供重要科学支撑,也可为沿海国家海岸带管理提供科学参考依据,具有重要的科学价值。本文通过采集长江口典型粉砂淤泥质潮滩表层沉积物柱状样和室内配置沉积物人工样,采用U-GEMS(UMCES-Gust Erosion Microcosm System)微观侵蚀系统,系统研究了泥沙颗粒组分、固结时间和生物作用(生物洞穴孔径大小和植被叶片面积)对人工样表层沉积物侵蚀特性的影响,同时结合长江口潮滩表层沉积物的侵蚀特性研究,给出了长江口典型粉砂淤泥质潮滩表层沉积物临界侵蚀剪切应力的区域分布情况,为潮滩冲淤演变及相关工程治理提供了科学依据和相关参考。主要研究成果总结如下:(1)粘土含量为22.9%~33.7%,中值粒径为7.9~19.4μm时,沉积物临界侵蚀剪切应力大于0.60 Pa,各剪切应力阶段(20 min)侵蚀量接近,沉积物可侵蚀性主要受粘土含量控制。粘土含量为8.6%~17.8%,中值粒径为32.5~98.6μm时,沉积物临界侵蚀剪切应力为0.10~0.45 Pa,剪切应力大于0.20 Pa后沉积物侵蚀量明显增加,中值粒径越大,沉积物越易侵蚀。(2)粘土、粉砂和砂含量分别为43.5%、48.8%和7.7%时,固结2天后沉积物累计侵蚀量下降显着,下降65.6%。固结2天内表层沉积物临界侵蚀剪切应力为0.10 Pa,2天后为0.45~0.60 Pa。粘土、粉砂和砂含量分别为8.2%、16.4%和75.4%时,固结2天后沉积物累计侵蚀量下降显着,下降37.9%。固结2天内表层沉积物临界侵蚀剪切应力为0.20 Pa,2天后为0.20~0.45 Pa。沉积物可侵蚀性受粘土含量控制,高含量粘土快速固结后,沉积物临界侵蚀剪切应力明显增大。(3)生物洞穴孔径减小导致沉积物的相对侵蚀面积(洞穴边壁面积)增大,因此随生物洞穴孔径减小,表层沉积物临界侵蚀剪切应力和累计侵蚀量分别呈减小和增大趋势。剪切应力大于0.20 Pa的侵蚀量占累计侵蚀量的41.9%~86.7%。随植被叶片面积增大,表层沉积物临界侵蚀剪切应力和累计侵蚀量分别呈增大和减小趋势。植被对水流能量有消减作用,沉积物均未发生临界侵蚀。剪切应力小于0.20 Pa时的侵蚀量占累计侵蚀量的52.1%~76.9%。(4)长江口潮滩表层沉积物临界侵蚀剪切应力和累计侵蚀量从北向南分别逐渐减小和增大。崇明东滩北侧表层沉积物粘土含量高,临界侵蚀剪切应力超过0.45 Pa,侵蚀量小于0.05 kg/m~2。崇明东滩南侧植被带和光滩带表层沉积物较平整,固结程度好,临界侵蚀剪切应力超过0.45 Pa,侵蚀量小于0.1 kg/m~2;潮沟带表层沉积物固结程度低,临界侵蚀剪切应力为0.45 Pa,侵蚀量超过0.2 kg/m~2。横沙东滩表层沉积物中值粒径为15.8~21.6μm,临界侵蚀剪切应力为0.20~0.30Pa,侵蚀量达0.1 kg/m~2。南汇边滩表层沉积物中含砂量大,临界侵蚀剪切应力为0.05~0.20 Pa,侵蚀量达0.02~0.38 kg/m~2。生物洞穴发育时,表层沉积物临界侵蚀剪切应力减小,为0.05~0.30 Pa。(本文来源于《华东师范大学》期刊2018-06-08)
杨天[3](2017)在《风暴天气下淤泥质潮滩冲淤过程及其动力机制》一文中研究指出风暴(storm)是国际上普遍关注的自然灾害之一,也是我国沿海地区发生短期自然灾害的最重要动力因子。淤泥质潮滩(mudflat或muddy flat)在世界上分布广泛,也是我国海岸地貌的重要特色之一。潮滩具有重要的生态环境服务功能、岸堤防护功能、旅游功能,淤涨型潮滩还是潜在土地资源。因此,风暴引起的潮滩冲淤变化对海岸地貌、工程和生态系统有着重要意义。本文选择长江叁角洲前缘的开敞型潮滩(南汇潮滩)为研究对象,在台风季节利用RTK-GPS、标志桩法、埋板法、ADV法相结合进行了高程观测;利用脉冲相干多普勒流速剖面仪(HR-Profiler)、电磁式海流计(AEM-HR/USB)、边界层悬浮物剖面测量仪(ASM-IV)、光学后向散射浊度计(OBS-3A)、自容式波潮仪(SBE-26)等高分辨率先进仪器进行了水动力和悬沙的连续同步观测;利用现场采集的表层沉积物样品进行了沉积物粒径与含水量的实验室分析。同时,搜集了台风路径和相邻站位的风速风向资料。在此基础上,研究了台风前后淤泥质潮滩上的水动力变化、悬沙浓度变化、底床粒径变化和滩面冲淤变化,进而进行了潮滩冲淤机制的分析。主要结果与结论如下:1)风暴对潮滩水动力的影响风暴期间潮滩上的波高显着升高。"凤凰"、"巴蓬"、"黄蜂"、"灿鸿"、"莫兰蒂"、"马勒卡"台风期间有效波高的最大值(2.18 m、1.53 m、1.93 m、2.92m、2.50 m、2.09 m)是天文潮相近的平静天气时段的2.0~5.1倍。风暴天气下近底流速显着增大,台风期间最大流速是天文潮相近的平静天气时段的1.4-1.5倍。风暴天气下波-流联合剪切应力(τcw)最大值是天文潮相近的平静天气时段的1.4~6.2倍。2)风暴对潮滩悬沙浓度、沉积物粒径的影响风暴天气下潮滩悬沙浓度剧烈增大。台风影响最强潮周期的近底0.9 m剖面平均悬沙浓度是天文潮相近的平静天气时段的2.0~2.6倍;风暴天气下潮周期近底高悬沙浓度层(悬沙浓度大于10 kg/m3)出现的持续时间达到7~8 h(平静天气下为2~4 h);风暴天气下近底高悬沙浓度层厚度都超过0.9 m(平静天气下小于0.6 m)。风暴天气下潮滩上的悬沙中值粒径(37.5μm)是平静天气下的1.2倍,潮滩表层沉积物通常粗于平静天气。3)风暴对潮滩冲淤的影响及其机制风暴天气下潮滩往往经历"大冲大淤"的变化,冲淤强度是相同潮况平静天气下的数倍甚至数十倍。一次台风事件中观测到的最大净侵蚀深度达到0.7 m,最大净淤积厚度达到0.4 m。由于各次风暴发生前的原始地貌状态不同,加之各次风暴发生时的潮况不同、风暴的路径不同、风暴期间潮滩及相邻潮下带水域风速风向的差异,风暴期间潮滩经历的冲淤变化的细节是复杂的。潮滩断面在风暴事件中的变化应该是"可冲可淤"的,即:可以是净冲刷,也可以是净淤积。断面上不同的部位在风暴事件中的冲淤变化也不同。风暴期间潮滩经受强烈冲淤的动力学机制是风暴把巨大的能量传递给水体,导致波、流动力明显增强,波流联合底床剪切应力明显增大,水体挟沙能力明显增强。风暴期间潮滩经受强烈冲淤的沉积学机制是松散的潮滩沉积物含水量较高,临界剪切应力较低。因此,风暴期间的波流联合底床剪切应力远远超过潮滩沉积物的临界剪切应力,导致大量滩面泥沙再悬浮,水体悬沙浓度明显增大,泥沙随潮流被输送到相邻区域,可能在动力减弱阶段(比如憩流阶段)产生异地强烈淤积。从泥沙收支平衡的角度,风暴事件(前、中、后)除了发生底床与水体的强烈泥沙交换外,"大冲"和"大淤"也是一种泥沙交换,即泥沙的空间交换。(本文来源于《华东师范大学》期刊2017-04-01)
朱琴[4](2016)在《基于现场观测和数值模拟的淤泥质潮滩沉积动力过程研究》一文中研究指出潮滩(Tidal flat)是细颗粒沉积物(fine-grained sediments)在潮间带(intertidal zone)堆积形成的宽广、平坦的滩地。潮滩在世界海岸线上(尤其是潮汐作用显着、细颗粒沉积物来源丰富、岸外海底坡度较小、波浪作用较弱的岸段)有广泛分布。潮滩是海岸系统中一种重要的地貌形态,与人类的生存和发展息息相关。潮滩的淤涨和向海推进为盐沼植被的发育以及人类的围垦提供了有利的空间。例如,近半个世纪长江口崇明岛的面积就因围垦滩涂而增加了 120%。潮滩还具有显着的消浪护岸功能。然而,在气候变化引起的全球海平面上升以及流域建坝等导致的入海泥沙通量锐减的影响下,潮滩(特别是叁角洲潮滩)正面临淤涨减慢或甚至侵蚀的威胁,迫切需要增强潮滩冲淤机制的认识,为潮滩的保护或重建提供科学依据。潮滩沉积动力(sedimentdynamics)过程是潮滩冲淤机制的核心。鉴于潮间带自然环境的复杂性,现场观测是潮滩沉积动力过程研究的重要手段。已有的研究成果主要反映淹没潮周期内和大小潮周期的潮滩流速和悬沙浓度变化过程以及淹没潮周期内滩面相对高程的净变化。流速和悬沙浓度变化过程的认识是基于潮滩淹没期间的连续仪器记录,而淹没潮周期内滩面高程的净变化则是在潮滩淹没的间歇(露出阶段)的测量。鉴于潮滩是一种浅水-极浅水环境,波浪的作用不容忽视(特别是在开敞型潮滩上和强风-风暴条件下)。此外,不了解淹没期间滩面变化的过程就无法深入揭示滩面变化与水动力和泥沙过程之间的联系,也就难以真正解释潮滩冲淤的机制。因此,基于高分辨率波浪、潮流、悬沙和滩面变化系统观测和数值模拟是当前潮滩沉积动力学研究的前沿。本文的主要目标是:1)通过在不同风况和潮况条件下利用先进仪器在潮滩上开展波浪、潮流、悬沙浓度和滩面变化的连续、高分辨率的系统观测,探究波流联合作用下的泥沙输运和底床冲淤的变化过程和特征;2)结合底床沉积物力学特性的测定,计算滩面的临界侵蚀剪切应力,与波流联合剪切应力变化过程进行对比,了解淹没期间的侵蚀和淤积阶段;3)通过侵蚀通量和淤积通量的计算,模拟淹没期间的滩面变化过程,与实测的滩面变化进行对比,改进数值模型,深化冲淤机制认识。拟解决的关键科学问题是滩面冲淤与波流联合作用下沉积物输运之间的深层联系。拟解决的关键技术包括:获取现场连续、高分辨率波浪、潮流、沉积物、底床冲淤数据的先进仪器操作技能;合理的波流联合剪切切应力和底床冲淤临界剪切应力的计算模式和参数的选择;合理的侵蚀速率和沉降速率模型的确定。本文选择叁种开敞程度不同的淤泥质潮滩作为研究区域。它们分别是:强开敞型的南汇嘴潮滩、中等开敞型的崇明岛东南岸潮滩、弱开敞型(强遮蔽型)的荷兰Kapellebank潮滩。南汇嘴潮滩岸外至少有100km的开敞海域;崇明岛东南岸潮滩岸外数公里有潮间带浅滩沙洲发育,更向海才是开敞海域;Kapellebank潮滩位于狭长的西斯凯尔特河口内的弯道顶部。本研究利用自制的海底观测架和先进仪器设备,包括波潮仪、声学多普勒流速剖面仪(ADCP,Acoustic Doppler Current Profiler),声学多普勒点流速仪(ADV,Acoustic Doppler Velocity meter),后向散射浊度计(OBS,OpticalBackscatter Sensor),配有后向散射浊度计的C3TM型荧光计和浊度杆(ASM,Argus Surface Meter)等。分别在叁个潮滩上观测同步高分辨率水深、波浪、流速流向剖面、近底叁维紊动流速、单点悬沙浓度或悬沙浓度剖面、滩面冲淤等第一手资料,累计观测1680小时。在观测过程中还采集了悬浮泥沙样品、表层沉积物样品、短柱状沉积物样品。在实验室进行了沉积物粒度、含水量和硅藻生物量测定,并对仪器参数进行标定。采用国际上流行的计算模型计算了波流联合底床剪切应力τ_(cw)(Grant-Madsen模型,vanRijn模型和Soulsby模型)、底床沉积物临界侵蚀切应力τ_e、侵蚀通量E、沉速ωs、沉降通量D和悬沙输运率Qs等参数。利用上述提及的大量测量和计算资料,分析了潮周期内、大小潮周期和风暴潮周期内水动力变化、悬沙浓度的时空分布、底床抗侵蚀能力分布的特征及其动力机制。建立了基于现场水文泥沙观测的冲淤模型。主要结果和结论如下:1.潮滩动力作用的变化南汇嘴潮滩观测期间的风速为1.7~19.1m/s,平均5.9m/s;潮差为1.4~5.0m,平均3.7m;近底流速为0.001~0.51m/s,平均0.17m/s;有效波高为0.01~3.92m,平均0.32m;τ_c为0.0005~3.58P3,平均0.56P3;τ_w为0~1.62P3,平均0.15P3;τ_(cw)为0.02~4.79 Pa,平均0.72 Pa。τ_(cw)在潮周期内主要受潮汐控制,浅水(水深<1m)受波浪控制,呈现出涨落急阶段大、涨憩阶段小的V型变化趋势。τ_(cw)平均值在大潮期间(0.65 Pa)大于小潮期间的平均值(0.35 Pa),在风暴期间显着增加,平均值达到2.13 Pa。崇明岛东南岸潮滩观测期间风速为0.4~10.8m/s,平均6.0 m/s;潮差为0.9-4.7 m,平均2.7 m;近底流速为0.004~0.51m/s,平均0.18 m/s;有效波高为0.07~0.46 m,平均 0.21m;τ_c为0.01~2.43P3,平均 0.52 Pa;τ_w 为 0.01-0.68 Pa,平均 0.22 Pa;τ_(cw)为0.04-2.47 Pa,平均0.66 Pa。强风事件期间(平均风速6.8 m/s)和正常天气(平均风速2.6 m/s)τ_(cw)平均值分别为1.07 Pa和0.35 Pa。Kapellebank潮滩观测期间风速为0~18.0m/s,平均5.6m/s;潮差为3.2~5.3 m,平均4.5 m;近底流速为0.001-0.47 m/s,平均0.20m/s;有效波高为0.005~0.43 m,平均 0.06 m;τ_c 为 0.0004~2.27 Pa,平均 0.14 Pa;τ_w 为 0~1.26 Pa,平均 0.08 Pa;τ_(cw)为0.002~2.55Pa,平均0.18Pa。风暴前、中、后期τ_(cw)平均值分别为1.32 Pa,2.10 Pa 和 0.57 Pa。2.潮滩沉积物的临界侵蚀切应力τ_e及其与τ_(cw)的对比南汇嘴潮滩中潮滩测点表层沉积物中值粒径为34 μm,表层2 mm和10 mm层沉积物含水量分别为72%和34%,τ_e分别为0.085 Pa和0.119 Pa。低潮滩表层沉积物中值粒径21 μm,表层沉积物含水量为73%,τ_e为0.084 Pa。总体上,90%的观测时段τ_(cw)>τ_e,反映侵蚀倾向。正常天气下,τ_(cw)<τ_e发生在高水位憩流期,占淹没时长的15%,而风暴期间τ_(cw)<τ_e发生几率为0;τ_(cw)<τ_e在大潮和小潮期间发生几率分别为19.3%和26.5%。崇明岛东南岸潮滩表层沉积物中值粒径为34 μm,含水量为32%,τ_e为0.29 Pa;风暴过后的新淤沉积物中值粒径为26μm,含水量为98%,τ_e为0.14Pa。总体上,88.3%的观测时段τ_(cw)>τ_e,反映侵蚀倾向。τ_(cw)<τ_e在小潮至转入大潮阶段的强风天气下发生几率为6.1%,在大潮正常天气下为23.1%。Kapellebank潮滩表层沉积物中值粒径为20.2~30.6μm,含水量为106-148%,τ_e为0.11-0.13 Pa。垂向上τ_e在表层11 cm内向下递增至0.75 Pa。不考虑生物作用时,总体上,21.6%的观测时段τ_(cw)>τ_e,反映淤积倾向。τ_(cw)<τ_e在大潮和小潮期间发生几率分别为53.9%和85.9%,风暴期间为86.9%。当滩面存在硅藻时,τ_e为0.44 Pa,是无生物作用下τ_e的4倍。3.潮滩上悬沙浓度的变化南汇嘴潮滩中潮滩悬沙浓度变化范围为0.4~8.4kg/m~3,近底6、15、35和75 cm高度平均悬沙浓度为3.1 kg/m~3、1.8 kg/m~3、1.4 kg/m~3和1.0 kg/m~3。低潮滩悬沙浓度变化范围为0.02~19.9 kg/m~3,近底10、35、50、100 cm高度平均悬沙浓度为4.4 kg/m~3、2.4 kg/m~3、2.2 kg/m~3和1.7 kg/m~3。近底悬沙浓度垂向分布在涨落急时段呈上小下大的对数分布趋势,近底水体悬沙浓度分布较均匀(1~2kg/m~3)涨憩阶段呈L型分布,上下层差异明显。背景悬沙浓度在中潮滩和低潮滩分别为1.4 kg/m~3和2.0 kg/m~3,悬沙沉降时在近底形成数厘米厚的浮泥层,其厚度在中潮滩<6cm,在低潮滩为20-40cm,持续时间0.5~1h。风暴期间背景悬沙浓度为3.3kg/m~3,涨憩阶段浮泥层厚度达到48cm,持续时间可大于6h。此外,在涨急或落急阶段出现30 cm厚度浮泥层。崇明岛东南岸潮滩近底悬沙浓度变化范围为0.005~3.64 kg/m~3,平均0.91 kg/m~3。悬沙浓度随时间变化规律为:强风(平均风速6.9 m/s)作用时段平均悬沙浓度为0.44 kg/m~3;在此之后滩面历经恢复阶段(平均风速3.5 m/s),此时平均悬沙浓度1.53 kg/m~3;第二次强风过程(风速5.4m/s)中,平均悬沙浓度为2.4 kg/m~3。Kapellebank潮滩近底悬沙浓度变化范围为0.01~8.6kg/m~3,平均0.53 kg/m~3。正常天气和风暴期间平均悬沙浓度分别为0.48 kg/m~3和0.58 kg/m~3。4.潮滩冲淤变化正常天气下,南汇嘴潮滩在潮周期内总体呈现涨落急冲刷、涨憩淤积的趋势,潮周期内最大侵蚀深度为2~3 cm,大于潮周期净侵蚀深度(0.7 cm)。低潮滩在风暴前期最大冲淤幅度为2.2cm,滩面处于平衡状态;风暴期间由于存在层状侵蚀,ADV和埋板法测得结果不一致,但局部最大冲淤都达到8~9cm。ADV测点上,在风暴后期滩面有异常快速淤积,淤积厚度达9.5 cm,而在风暴过后有异常刷深5.6 cm,这种剧烈变化可能是层状侵蚀边缘出现引起的。崇明岛东南岸潮滩中潮滩在强风期间发生侵蚀,历经11个潮周期,最大侵蚀深度为10.6 cm;滩面恢复过程历经5个潮周期,最大淤积厚度为8.3 cm。总体上,光滩冲淤幅度大于草滩,埋板法结果表明,侵蚀阶段中潮滩侵蚀深度约为3 cm,低潮滩和草滩冲淤范围为±0.5 cm;淤积阶段,中潮滩淤积幅度最大(2.3 cm),其次是光草滩过渡带(1.5cm),再次是低潮滩(0.8cm),草滩淤积幅度最小(0.4 cm)。Kapellebank潮滩最大冲淤幅度在低潮滩、中低潮滩和中潮滩依次为11.8 cm、4.3cm和3.6cm,风暴期间仅在低潮滩发生明显冲刷过程。潮周期内,滩面冲刷过程只发生在水深小于1m阶段,其余时段滩面相对稳定,无明显冲淤。5.潮滩沉积动力过程的相互联系潮滩沉积动力过程受到潮汐、风况和沉积物特性的共同制约,存在涨落潮、大小潮和风事件的变化。底床的冲或淤不仅取决于τ_e和τ_(cw)的对比,也取决于背景悬沙浓度。潮滩上存在侵蚀时段和淤积时段的频繁交替。通常情况下,潮周期内的高流速阶段出现侵蚀,而憩流阶段出现淤积。但在风暴天气下,淤积时段明显缩短或甚至消失。在无风浪影响的情况下,潮滩沉积动力过程表现出明显的潮汐周期循环。但非周期性的风浪干扰往往会打乱潮滩沉积动力过程的周期性。本文的研究表明,波浪(尤其是强风条件下)在潮滩沉积动力过程中的作用是不能忽视的。即便是在强潮、高度遮蔽型潮滩,波浪的作用有时也很明显。当然,在开敞程度越高的潮滩,波浪的相对作用会越大。风暴潮周期内τ_(cw)增大引起滩面冲刷,风力增强对增强cw增大体现在以下两方面。其一,风力增大引起波高增大,增加近底波浪轨迹质点运动幅度,从而增大τ_w。其二,风生流进一步增大τ_c,一种形式是风生湍流向底部传播,虽然平均流速仍表现出大小潮变化规律,但潮流湍流项上迭加了风引起的湍流;另一种形式是风生流,在滩槽过渡带上易形成特殊水流结构,打破潮周期内原有的流速周期性变化。风暴潮后伴随滩面淤积过程,快速淤积通常满足以下条件:ⅰi)大潮期间水流挟沙力增大,带来更多沉积物;ⅱ)流速和悬沙浓度在潮周期内呈涨潮优势;ⅲ)水动力减弱τ_(cw)<τ_d在潮周期内比例增大;ⅳ)近底悬沙浓度增大,形成絮凝体加速下沉。6.冲瘀模型的建立和应用通过上述τ_(cw),τ_e,τ_d,悬沙浓度和底床冲淤之间关系的建立,结合经典Partheniades-Krone冲淤模型,本文建立了结合现场观测资料的冲淤模型,并通过现场观测和数值模型相结合的方法,进一步论证到强风对潮滩沉积动力过程的作用,定量研究冲淤模型中侵蚀参数分布和对强风事件的响应。强风事件过后新淤沉积物含水量是原先半固结沉积物的3倍,侵蚀常数M减小60%;垂向上,τ_e向下呈幂函数减小,M值数量级为10-3~10-4s/m,无明显变化趋势。这说明在冲淤模型和地貌模型中,侵蚀常数τ_e不应简单定义为常数,而M可取常数。冲淤模型还探讨了 τ_d在模型中的合理性,试图解决对τ_d的争议。本文研究表明,应当区分沉降过程和沉降结果,即沉降过程始终发生,但下沉泥沙能否沉降到滩面上引起滩面实质性淤积,取决于近底动力条件τ_(cw)是否能小于一临界值,即τ_d。因此,冲淤模型中需引入τ_d,取值范围为0.5~1τ_e。本研究有助于淤泥质潮滩沉积动力过程的研究从宏观到微观,从定性到定量、从单一科学指标向多学科指标融合的深化,从而加深对淤泥质潮滩物理特性和过程的认识,并为淤泥质潮滩冲淤演变数值模型的建立和完善提供重要参考数据。此外,本文的部分工作还为相邻学科(如涉及泥沙运动的海岸工程学,涉及底栖动物影响滩面稳定性的生态学和涉及颗粒输移的海岸环境科学等)的深入研究提供借鉴。本文的创新点有:(1)突破了潮滩波浪、潮流、悬沙浓度、底床冲淤高分辨率集成观测的技术难点,引入了波流联合作用剪切应力、底床侵蚀临界剪切应力、侵蚀通量和沉降通量等概念,基于沉积动力过程模拟的冲淤值与实测冲淤值高度吻合,从而推动了潮滩沉积动力过程研究方法的创新;(2)发现波浪即使是在弱开敞型的强潮潮滩上也可能扮演重要角色,风暴期间的平均τ_(cw)可超过正常天气τ_(cw)的数倍,且没有τ_(cw)<τ_e的时段,从而深化了波浪在淤泥质潮滩沉积动力过程中的作用的认识。今后工作的展望:本文通过分析不同风况下淤泥质潮滩动力沉积要素的变化,强调近底边界层波流联合综合观测在沉积动力过程研究中的重要性,因为i)潮滩这样的浅水环境容易满足波高水深比大于0.25这一条件,此时近底流速就包含波浪轨迹运动;ⅱ)高浊度潮滩近底50 cm以内通常发育有浮泥层,正常天气下发育厚度只有数厘米至十几厘米,因此在此高度上需放置浊度传感器;ⅲ)大部分悬沙输运发生于近底水层内,70%悬沙输运在近底50 cm水层内进行。其次,本文对冲淤模型和地貌模型底边界定义具有的指导意义有:ⅰ)因模型稳定性限制,通常会设置临界模拟水深(一般为数厘米到数十厘米)。而本文研究结果表明开敞潮滩在极浅水(水深0.3~1m)阶段仍然有明显的冲淤,半遮蔽潮滩的低潮滩在此阶段发生剧烈侵蚀,因此模型需要考虑更优化的干-湿处理,降低临界模拟水深;ⅱ)侵蚀参数τ_e和M的的数值和垂向分布应当考虑在底床层化模型中,对风暴潮模拟尤为重要;ⅲ)生物作用的季节性分布也应考虑在底床模型中,本文只考虑了硅藻固滩作用,底栖动物的干扰作用定量化研究有待深入。(本文来源于《华东师范大学》期刊2016-11-15)
吕亭豫,龚政,张长宽,耿亮,张茜[5](2016)在《粉砂淤泥质潮滩潮沟形态特征及发育演变过程研究现状》一文中研究指出从潮沟分类、潮沟地貌形态特征及发育演变过程等方面回顾分析了潮沟系统的研究进展。认为Strahler在Horton分级方法基础上提出的潮沟分级模式相对更为合理;潮沟总长与潮盆集水面积之间存在正相关关系,潮差与潮沟密度间存在正相关关系,植被对潮沟密度的影响尚无一致结论;对于潮沟截面形态的研究主要集中于宽深比、不对称性以及沉积物和植被对其影响作用;潮沟发育演变动力机制的研究在定性层面的成果较多,定量研究成果相对较少。指出潮沟内复杂的水流结构、潮沟边壁稳定性,以及通过物理模型试验、数值模拟、遥感分析等综合性手段建立影响因素与潮沟形态特征的定量关系等是今后的研究热点。(本文来源于《河海大学学报(自然科学版)》期刊2016年02期)
时海东[6](2016)在《基于遥感水边线的潮位特征线推算》一文中研究指出淤泥质潮滩位于海陆交互的敏感地带,随着潮汐的涨落,使得潮滩周期性的被海水淹没,具有敏感性、多变性、复杂性,是海岸带动态监测的重点区域。其中潮位特征线是海岸带动态监测中最基础的数据,由于常规的地形调查受到地形、气候、水文、人力等因素的限制,导致无法进行大范围潮位特征线的获取。遥感技术具有覆盖范围广、信息量大、全天候和不受自然条件限制等优点,在大范围潮位特征线提取研究中相较于传统方法具有很大的优势。本研究以具有典型特征的大丰市淤泥质潮滩为研究区,选用Landsat 5、8遥感影像为主要遥感数据源,在对淤泥质潮滩地形特征分析的基础上,利用不同遥感提取方法实现了淤泥质潮滩水边线的准确、快速提取;通过构建潮位线性插值模型,结合验潮站卫星成像时刻潮位,推算出滩面水边线高程;提出了两种基于遥感水边线间接推算潮位特征线的方法,为大范围淤泥质潮滩地形观测提供有效技术手段,并为淤泥质潮滩岸滩演变研究提供基础数据。论文主要的研究内容及结论如下:一、淤泥质潮滩地形特征分析与水边线提取。利用野外地形调查资料,系统分析了淤泥质潮滩的地形特征,并基于单波段阈值及监督分类两种方法对潮滩水边线进行了提取研究。结果显示,两种方法都能够较好的提取淤泥质潮滩水边线,其中监督分类方法提取精度更高,逼近真实的水边线。二、滩面水边线高程推算。基于水位改正原理,建立潮位线性插值数学模型;通过对潮位资料进行调和分析,推算验潮站卫星成像时刻潮位,并对比分析了不同长度的潮位资料调和计算结果差异。研究发现,潮位资料越长调和常数计算精度越高,潮位预报越准确;根据验潮站卫星成像时刻潮位,推算出滩面水边线高程,并对计算结果进行精度验证,其平均绝对误差为0.1m,总体精度为81%。叁、潮位特征线推算。通过统计验潮站潮位资料,获得当地潮位特征值;将潮位特征线的推算转化为潮位特征点的计算,分别基于单一时相及多时相水边线,结合潮位及实测坡度数据,运用空间数据分析方法间接推算出潮位特征线,并进行精度验证,其中基于单一时相水边线推算结果偏离实测点的平均距离15.65m、中误差为23.1m,在淤泥质潮滩潮位特征线推算中较为准确。四、潮位特征线应用。采用端点法分别对平均大潮高线及平均大潮低潮线附近潮滩的冲淤变化进行分析,从而获取潮滩冲淤变化的空间分布情况。研究发现,大丰市潮滩在高潮滩与低潮滩的冲淤变化趋势基本保持一致。(本文来源于《南京师范大学》期刊2016-03-15)
王宁舸,龚政,张长宽,赵堃,耿亮[7](2016)在《淤泥质潮滩地貌演变中的水动力及生物过程研究进展》一文中研究指出淤泥质潮滩对于海岸防护、增加土地资源、保持生物多样性等具有重要作用。从淤泥质潮滩演变的主要驱动因子——潮流、波浪、生物作用及地下过程四个方面回顾和总结了潮滩演变动力地貌过程的相关研究进展,提出应关注潮滩短期演变规律、波浪与浮泥作用机理、生物生长与潮滩演变定量关系,以及地下过程作用机理等。(本文来源于《海洋工程》期刊2016年01期)
韩飞[8](2015)在《淤泥质海岸潮滩表层沉积特征遥感研究》一文中研究指出潮滩沉积物类型及粒度参数的空间分布可以用来反映潮滩沉积动力环境和水动力条件的变化,预测岸滩的冲淤变化规律。受潮滩自然条件限制,传统的潮滩沉积研究不仅费时费力,而且难以获取大面积的潮滩沉积物信息。遥感技术具有信息量大、覆盖范围广、多时相和不受自然条件限制等优点,在潮滩沉积物研究中相比传统方法具有很大的优势。本文以江苏中部运粮河口至川东港段粉砂淤泥质海岸潮滩为研究区,利用HJ-1A多光谱遥感影像结合野外采样数据为数据源,建立沉积物组分含量(砂、粉砂、黏土)及粒度参数(平均粒径、分选系数、偏态)的遥感反演模型,开展潮滩沉积物分类及粒径运移趋势遥感反演研究,获取沉积物的空间分布规律以及潮滩表层沉积物粒径输运趋势特征,为大范围潮滩沉积研究提供有效技术手段,并为我国海岸带潮滩资源的开发利用提供必要的基础数据和技术支撑。论文的主要研究结论如下:一、HJ-1A影像的近红外波段与沉积物组分含量和粒度参数有明显的线性相关性,分别建立线性相关模型,进行沉积物组分含量和粒度参数的遥感反演,模型验证的平均相对误差分别为19.85%和11.00%,总体反演精度较高;二、利用线性修正的沉积物组分含量遥感反演结果结合Shepard叁角分类,获得研究区沉积物的空间分布。可以看出,沉积物在横向方向呈现明显的空间分带特征,总体表现为由陆向海砂含量升高、粉砂和粘土含量降低,沉积物类型主要由砂质粉砂向粉砂质砂过渡;纵向方向由北向南沉积物类型都以粉砂质砂和砂质粉砂为主,砂主要分布在研究区南端大丰港至川东港岸段,这与研究区的水动力环境及沉积物来源相吻合;叁、沉积物粒度参数遥感反演结果表现出的粒度参数空间分布整体趋势为:由陆向海,平均粒径和分选系数逐渐减小,偏态系数逐渐增大,即由陆向海沉积物颗粒逐渐变粗、分选变好、偏态由正偏变为极正偏;四、利用遥感反演的沉积物粒度参数空间分布图层驱动GSTA (Grain Size Trend Analysis)模型,得到研究区潮滩表层沉积物的空间运移趋势。总体来看,研究区的沉积物整体呈现沿岸向南和东南方向输运的趋势。在潮滩中上部区域,沉积物主要沿岸线向南或东南方向输运;在潮间带下部,沉积物运移趋势稍显混乱,但多数岸段都表现出垂直岸边向岸运输的趋势。运移的结果导致潮间带下部岸滩向海淤长,滩面逐年增宽;五、为更好的揭示沉积物反演的局部特征,选择射阳河口和大丰潮滩作为典型区域进行潮滩沉积特性分析。研究发现,河口区和港口附近受人类活动的影响,改变了水动力环境和沉积物源供应,潮滩沉积物类型分布和粒径输运趋势更加复杂,主要表现为堤下细颗粒沉积物堆积,潮滩不断淤长,离堤较远的区域与研究区整体情况基本一致。(本文来源于《南京师范大学》期刊2015-03-23)
龚政,靳闯,张长宽,李欢,辛沛[9](2014)在《江苏淤泥质潮滩剖面演变现场观测》一文中研究指出为探究江苏中部沿海双凸型剖面演变特性,在江苏盐城川东港南侧潮间带布设了10个水准观测站,2012年9月至2013年11月对该潮滩剖面演变过程开展了现场观测。结果表明:该潮滩剖面呈现出双凸型特征,平均高、低潮位线附近的滩涂形成淤积率较高的地形凸点;潮间上带受潮流影响小,滩面高程相对稳定;平均高、低潮位之间的区域滩面高程季节性变化明显,总体呈现冲刷状态;潮间下带冲刷显着,滩面坡度增大。全剖面自岸向海呈现"稳定—淤积—稳定—淤积—冲刷"的双凸型剖面特征。(本文来源于《水科学进展》期刊2014年06期)
王聪,刘红玉[10](2014)在《江苏淤泥质潮滩湿地互花米草扩张对湿地景观的影响》一文中研究指出在RS和GIS技术支持下,结合盐城自然保护区典型区域潮滩湿地的区域特点,通过景观多样性指数、优势度、聚集度指数、分布质心和转移矩阵等方法,系统地分析了1996-2010年的14年间盐城潮滩湿地互花米草(Spartina alterniflora)沼泽景观的时空动态及其对湿地景观空间格局的影响。结果表明:1盐城潮滩湿地互花米草沼泽分布面积呈显着增加趋势。1996-2010年,面积增长了2 661.74hm2,年均增长177.45hm2,增幅215.42%,年均变化率14.36%;2空间上,潮滩湿地上的互花米草斑块质心总体向海偏移。其中,1996-2006年,年均向海移动110.96m/a;2006-2010年,年均向海移动74.97m/a;3受互花米草扩张影响,研究区景观格局发生了明显的变化。互花米草生长不仅抑制了本地湿地植被的自然增长,而且还改变着湿地植被景观的组成、结构和潮滩湿地景观系统整体格局。(本文来源于《资源科学》期刊2014年11期)
淤泥质潮滩论文开题报告
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
随着经济的发展,可利用土地资源愈加不足,潮滩(包括盐沼和光滩)作为一种后备的土地资源愈加受到重视,具有重要的社会经济价值。此外,潮滩还具有重要的气候调节、物质生产、净化环境、生物多样性保育等生态系统服务功能。系统研究潮滩表层沉积物侵蚀特性对于分析潮滩在人类活动影响导致的上游来沙减少、海平面上升及极端天气背景下的冲淤演变具有重要意义,可为潮滩合理科学规划利用,生态环境保护和土地可持续发展提供重要科学支撑,也可为沿海国家海岸带管理提供科学参考依据,具有重要的科学价值。本文通过采集长江口典型粉砂淤泥质潮滩表层沉积物柱状样和室内配置沉积物人工样,采用U-GEMS(UMCES-Gust Erosion Microcosm System)微观侵蚀系统,系统研究了泥沙颗粒组分、固结时间和生物作用(生物洞穴孔径大小和植被叶片面积)对人工样表层沉积物侵蚀特性的影响,同时结合长江口潮滩表层沉积物的侵蚀特性研究,给出了长江口典型粉砂淤泥质潮滩表层沉积物临界侵蚀剪切应力的区域分布情况,为潮滩冲淤演变及相关工程治理提供了科学依据和相关参考。主要研究成果总结如下:(1)粘土含量为22.9%~33.7%,中值粒径为7.9~19.4μm时,沉积物临界侵蚀剪切应力大于0.60 Pa,各剪切应力阶段(20 min)侵蚀量接近,沉积物可侵蚀性主要受粘土含量控制。粘土含量为8.6%~17.8%,中值粒径为32.5~98.6μm时,沉积物临界侵蚀剪切应力为0.10~0.45 Pa,剪切应力大于0.20 Pa后沉积物侵蚀量明显增加,中值粒径越大,沉积物越易侵蚀。(2)粘土、粉砂和砂含量分别为43.5%、48.8%和7.7%时,固结2天后沉积物累计侵蚀量下降显着,下降65.6%。固结2天内表层沉积物临界侵蚀剪切应力为0.10 Pa,2天后为0.45~0.60 Pa。粘土、粉砂和砂含量分别为8.2%、16.4%和75.4%时,固结2天后沉积物累计侵蚀量下降显着,下降37.9%。固结2天内表层沉积物临界侵蚀剪切应力为0.20 Pa,2天后为0.20~0.45 Pa。沉积物可侵蚀性受粘土含量控制,高含量粘土快速固结后,沉积物临界侵蚀剪切应力明显增大。(3)生物洞穴孔径减小导致沉积物的相对侵蚀面积(洞穴边壁面积)增大,因此随生物洞穴孔径减小,表层沉积物临界侵蚀剪切应力和累计侵蚀量分别呈减小和增大趋势。剪切应力大于0.20 Pa的侵蚀量占累计侵蚀量的41.9%~86.7%。随植被叶片面积增大,表层沉积物临界侵蚀剪切应力和累计侵蚀量分别呈增大和减小趋势。植被对水流能量有消减作用,沉积物均未发生临界侵蚀。剪切应力小于0.20 Pa时的侵蚀量占累计侵蚀量的52.1%~76.9%。(4)长江口潮滩表层沉积物临界侵蚀剪切应力和累计侵蚀量从北向南分别逐渐减小和增大。崇明东滩北侧表层沉积物粘土含量高,临界侵蚀剪切应力超过0.45 Pa,侵蚀量小于0.05 kg/m~2。崇明东滩南侧植被带和光滩带表层沉积物较平整,固结程度好,临界侵蚀剪切应力超过0.45 Pa,侵蚀量小于0.1 kg/m~2;潮沟带表层沉积物固结程度低,临界侵蚀剪切应力为0.45 Pa,侵蚀量超过0.2 kg/m~2。横沙东滩表层沉积物中值粒径为15.8~21.6μm,临界侵蚀剪切应力为0.20~0.30Pa,侵蚀量达0.1 kg/m~2。南汇边滩表层沉积物中含砂量大,临界侵蚀剪切应力为0.05~0.20 Pa,侵蚀量达0.02~0.38 kg/m~2。生物洞穴发育时,表层沉积物临界侵蚀剪切应力减小,为0.05~0.30 Pa。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
淤泥质潮滩论文参考文献
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