海州湾潮滩岩芯沉积物粒度特征及其环境意义

通过对海州湾的野外考察、4根潮滩沉积物钻孔岩芯(HZ01、HZ02、HZ03和HZ04)的获取和室内岩芯沉积物粒度分析,探讨海州湾潮滩岩芯沉积物粒度变化特征,并指示其环境意义。结果表明:海州湾潮间带上、中部岩芯沉积物以粉砂为主,粉砂含量高于80%,而潮间带下部岩芯沉积物以粉砂和砂质粉砂为主,粉砂含量均值在65%左右,砂含量均值在10%左右。垂向变化上,潮间带上部岩芯HZ01沉积物粒径表现为从下往上,呈现由细变粗的趋势,潮间带下部岩芯HZ03和HZ04由下往上整体上表现为由粗变细的过程。空间分布上表现为由潮间带下部-潮间带中上部-潮间带上部呈现为由粗-细的空间变化特征。岩芯HZ01沉积物从下往上由细变粗的变化规律可能与1950's临洪河北侧大规模的围垦改变潮滩动力过程有关。潮间带下部岩芯HZ03和HZ04由下往上由粗变细的变化规律可能与临洪河输运泥沙在河口附近不断淤积并向海推进导致潮滩海拔高程逐渐增加、水动力逐渐减弱有关。潮滩沉积物在潮滩面上的空间分布规律反映了潮流是主要的动力条件,表现由海向陆的逐渐减弱过程。同时,粒度的空间分布也指示了外海、岚山头运移物质、废黄河沉积物和临洪河泥沙是重要的泥沙来源。     

胶州湾西北部沉积物中重金属元素分布特征及评价

研究了胶州湾西部大沽河口附近沉积物中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb、Zn等7种重金属元素含量在平面和垂向上的分布特征。研究表明,表层沉积物化学要素性质与沉积环境密切相关,重金属元素高值区主要分布在三角洲侧缘、前三角洲等泥质发育区,而低值区主要在分流河道、河口沙坝发育区。重金属元素的垂向变化特征表明沉积物环境质量总体上变化不大,仅Hg元素有逐渐富集规律,但在某一事件沉积过程中沉积物的环境质量有较大的变化。从平面分布特征分析,大沽河对胶州湾沉积物中重金属元素的贡献不及湾东部主要的排污河流,但在不同区域的不同沉积环境中重金属含量有相应的变化,在对全区进行含量对比以及污染源的分析时应考虑沉积环境和沉积相的影响。用地质累积指数对表层沉积物环境质量进行评价,结果显示沉积物主要受到Pb,Zn的污染,但污染程度较轻,沉积物环境质量总体较好。     

胶州湾水体和表层沉积物营养环境现状及影响因素

为了解胶州湾水体和表层沉积物营养环境状况及其主要影响因素,于2019年8月在胶州湾30个站位点采集了海水和表层沉积物样品,并于2021年5月在胶州湾沿岸采集了18个站位点的水样,对水体溶解无机态营养盐浓度和组成以及表层沉积物中总有机碳、总氮、总磷及生物硅含量和碳、氮稳定同位素（δ13C、δ15N）进行了分析。结果表明,胶州湾内水体和沿岸水体中溶解无机氮、溶解无机磷和溶解硅酸盐浓度空间分布相近,高值均位于湾东北部,主要受到河流输入和沿岸污水排放的影响,低值主要出现在湾中部和湾口处。结合近30年来的历史数据分析发现,胶州湾夏季营养盐浓度在1990?2008年期间呈持续上升的趋势,政府实施的污染物总量控制措施以及河流径流量下降使得2006年以来营养盐浓度呈现下降的趋势,该变化在空间上主要体现为大沽河氮、磷输入量的减少及其对应的湾西部营养盐高值的消失。胶州湾氮、磷营养盐输入的不平衡使得“磷限制”在2000年后逐渐加剧。胶州湾表层沉积物中总有机碳、总氮、总磷含量高值均集中于东北部和东部沿岸,结合生物硅和水体营养盐含量分析显示,这主要是河流与排污输入及其带来的高初级生产力造成的,沉积物生源要素与水体营养盐在空间分布上存在较好的耦合关系。沉积物粒度较粗对有机质保存的不利影响以及湾口较强的水动力作用共同导致了湾西部、中部以及湾口的生源要素含量较低。δ13C以及二端元混合模型显示,胶州湾表层沉积物有机质来源总体以海源为主,平均占比为64%,东部沿岸受陆源输入影响较明显。δ15N的空间分布显示,胶州湾表层沉积物中氮元素受到了海水养殖与污水排放的共同影响。水体和沉积物营养环境现状共同表明,对东北部河流和沿岸污水排放的控制是后期胶州湾污染治理的关键。     

钦州湾海底沉积物Hg元素分布特征分析

根据2006年5月获得的海底表层沉积物和柱状样品测试资料,分析了钦州湾海底沉积物中有害元素Hg的平面分布和垂向分布特征。结果显示:平面分布上,钦州湾口门附近Hg含量较高,Hg影响较大,湾内的Hg含量则较小,湾外向外海方向Hg含量逐渐降低;垂向分布上,海底表层的Hg含量高,向下则逐渐降低,至海底表层70cm以下,Hg值趋于稳定。根据沉积速率,确认约700年前开始,钦州湾受人类活动的影响逐渐增加,至约130年前,人类活动影响加剧。对比历史事件,认为钦州湾海底沉积物Hg含量变化与人类活动相关。总体上,钦州湾海底沉积物Hg测量值均低于标准值,说明其环境目前尚好。     

厦门湾及邻近海域沉积物分布特征和沉积速率

2007年和2010年在厦门湾及邻近海域进行底质表层沉积物和柱状岩心样品采集,并进行粒度分析及粒度参数计算,获得了研究区底质表层和柱状沉积物样品的粒度分布特征.结果表明,厦门湾海域沉积物类型多样,以粉砂质砂和砂质粉砂为主.平均粒径介于?1.5Φ~7.5Φ之间.采用 Gao-Collins粒径趋势分析方法,发现九龙江口的沉积物主要呈东南方向净输运,而大金门南侧海域沉积物则有向九龙江口输运的趋势,同安湾内沉积物由海岸向湾中央输运;厦门东部海域沉积物向北输运,翔安南部海域沉积物向同安湾口以及澳头近岸输移.对柱状岩心进行放射性同位素210Pb 测年分析,计算得到九龙江口沉积速率为2.62 cm/a,进而探讨了九龙江口的沉积环境演化特征,研究成果可为区域资源开发和环境保护提供科学依据     

胶州湾沉积物地球化学特征的初步研究

关于胶州湾沉积物的地球化学研究,迄今未有报道,本文拟做一尝试.文中揭示了胶州湾表层沉积物的化学成分特征,对部分微量元素的地球化学特征进行了初步探讨,并对比分析了胶州湾同其它海湾沉积物在地球化学特征方面的异同点.     

水动力对越南巴达棱湾表层沉积物和岸滩的影响

基于越南巴达棱湾2007年4月采集的42个表层沉积物样品及实测水文资料,分析越南巴达棱湾表层沉积物特征,并结合GSTA模型分析表层沉积物的运移趋势。结果表明:越南巴达棱湾表层沉积物以粗颗粒为主,在潮流和波浪的作用下呈中西部粗、东部细的分布特征;其西侧表层沉积物沿岸线自西南向湾内运移,中西近岸区沉积物垂直于岸线做离岸输移,在湾的东侧存在自东北向西南的运移趋势,并与从湾西运移过来的底沙相遇,形成运移辐聚区,并在余流的作用下,向西运移;"波浪掀沙,潮流输沙"是该地区表层沉积物输运的主要作用机制;在波浪的作用下,研究海域的海岸线处于侵蚀状态,有后退的趋势。     

胶州湾的重金属污染研究

根据胶州湾海水和表层沉积物样品中重金属含量的分析，探讨了胶州湾的污染现状和发展趋势。将海水和表层沉积物中的重金属含量与该区周边岩石的重金属含量及国家环境标准对比研究表明，胶州湾海水中Cu和Cd含量符合国家一类海水标准，Pb的污染最为严重。胶州湾东部表层沉积物中的Cd、Hg、Pb的含量均超过一类沉积物的国家标准。其主要污染区位于大港至李村河口一带，污染源主要来自陆源污染物，并由河流排出入海所致。胶州湾中部的重金属含量低于国家标准，说明环境状况良好。     

胶州湾夏季盐度长期输运机制分析

依据在胶州湾2009年夏季航次获得的21个站位温盐同步观测资料,在普林斯顿海洋模式的基础上建立了只考虑M2分潮的诊断斜压模式。基于模拟结果以单宽通量机制分解法,定量分析了胶州湾盐度长期输运机制,并通过设计实验讨论了漫滩、斜压以及风对盐度长期输运的影响。与以往在河口区的研究不同,胶州湾水体长期输运在盐度长期输运各分解项中占主导,潮泵与垂向切变输运作用较弱,水盐长期输运分离现象并不显著。漫滩能够较大的促进水体输运和潮泵输运作用,斜压使得垂向切变输运得到加强,促进了水盐长期输运的分离,而风削弱了垂向切变输运作用,抑制了其分离。本研究定量给出了胶州湾水体和盐度长期输运的特征。     

胶州湾沉积物中氮与磷的来源及其生物地球化学特征

通过对比分析和相关分析对沉积物中氮、磷含量、OC∶TN、TN∶TP进行了研究,探讨了胶州湾沉积物中氮、磷的来源及其生物地球化学特征.研究表明,胶州湾表层沉积物中总氮、总磷的变化趋势一致,即从湾内到湾外含量依次降低,其中总氮依次为0.41、0.25、0.20mg/g,总磷的含量依次为0.29、0.24、0.22mg/g.在整个柱状样中总氮、总磷平均含量的变化也和表层基本一致,有机氮在大部分层次占总氮的50%-70%,无机磷所占总磷的比例一般大于60%.根据沉积物OC∶TN比、氮、磷的垂直分布可以判断湾内和湾口沉积物中的氮主要是陆源的,海洋自生的氮分别占28.9%和13.1%,湾外的氮主要是自生的,海洋自生的氮占62.1%.与氮相比,磷主要是陆源的,但在湾外海洋自生磷的比例明显高于湾内.悬浮颗粒物的组成也证明了湾内沉积物中氮、磷主要是陆源的.沉积物中OC∶TN值的垂直变化也反映了近年来胶州湾物质来源的变化特征,即河流来沙急剧减少,沿岸倾倒垃圾不断增多,后者已经取代前者成为胶州湾主要的沉积物来源.另外,沉积物中TN和TN∶TP的垂直变化也和近年来胶州湾水体中营养盐含量的变化相一致.胶州湾不同地区氮、磷的沉积通量相差很大,湾口的沉积通量最大,而湾外的沉积通量最小;在表层沉积物中,氮的矿化速率高于磷,有机磷的矿化速率大于无机磷,但有机氮的矿化速率并不一定大于无机氮.OC、pH、Eh、Es等环境因素影响氮、磷的矿化,但在不同海区影响程度并不相同.     

鸭绿江河口地区沉积物特征及悬沙输送

根据鸭绿江河口区4个站位的潮周期测量数据和3个柱状样的粒度数据，对悬沙的输送规律以及口门地区最大浑浊带的形成机制、悬沙输送方向以及物质来源和动力条件进行了分析。计算分析表明，鸭绿江是一条落潮流占优势的河流，平均流作用、斯托克斯漂移效应以及水深与悬沙浓度的潮变化引起的悬沙输送是其河口区最主要的悬沙输送机制。3个柱状样粒度参数自东向西的变化反映了鸭绿江辽口西侧沿岸地区动力条件和沉积环境的变化：沉积物的平均粒径变小，分选变差，并且更正偏，物源的多元化特征逐渐增强。物源和河口区沿岸沉积动力环境的差异以及潮相的周期变化使3个柱状样中的环境敏感粒度组分对应着不同的粒径分布区间。     

Sediment variability in offshore sampling areas

From two to four different sediment types were found in each of six offshore sampling areas in western Bay of Plenty, New Zealand. The size of the areas ranged from 7.7 km² to 64.6 km², and the average depths ranged from 36 m to 168 m. Sediments may thus vary widely within areas plotted as homogeneous on large‐scale (1:200 000) sediment charts.     

模型沙干重度的变化规律及其在泥沙模型试验中的作用

模型沙干重度在动床模型试验中是影响起动流速比尺和冲淤时间比尺的重要参数，其随淤积历时、粒径变化、埋置深浅和加工方法的不同有着不同的变化规律。通过试验，结合已有的成果，对模型沙干重度受以上几种因素的影响进行了研究，并进一步分析了其变化规律在动床模型试验中的作用。     

Shelf Sediment Transformation Index

Oceanology - The paper examines the results of long-term monitoring studies of the physicochemical properties of Holocene silts in Kandalaksha Bay of the White Sea. Based on a comprehensive...     

Sediment trap comparison experiments

Four types of sediment traps which are different in their shapes were simultaneously deployed in Funka Bay, Hokkaido or open ocean, in order to compare the quantity and quality of settling particles collected at the same time. In Funka Bay, the larger total particulate fluxes were observed with the sediment traps having the larger height to width ratios. The settling particles collected with the narrower sediment traps were somewhat similar to suspended particle enriched in organic matter, phosphorus and Mn. These results suggest that the narrower sediment trap more effectively collects fine and light particles similar to suspended particles.     

Fine Sediment Resuspension Dynamics in Moreton Bay

A comprehensive field study has been undertaken to investigate sediment resuspension dynamics in the Moreton Bay, a large semi-enclosed bay situated in South East Queensland, Australia. An instrumented tripod, which housed three current meters, three OBS sensors and one underwater video camera, was used to collect the field data on tides, currents, waves and suspended sediment concentrations at four sites (Sites 1, 2, 4, and 5) in the bay. Site 1 was located at the main entrance, Site 2 at the central bay in deep water, and Sites 4 and 5 at two small bays in shallow water. The bed sediment was fine sand (d50=0.2 mm) at Site 1, and cohesive sediment at the other three sites. Based on the collected field data, it is found that the dominant driving forces for sediment resuspension are a combination of ocean swell and tidal currents at Site 1, tidal currents at Site 2, and wind-waves at Sites 4 and 5. The critical bed shear stress for cohesive sediment resuspension is determined as 0.079 Pa in unidirectional flow at Site 2, and 0.076 Pa in wave-induced oscillatory flow at Site 5.     

连云港近岸海域沉积物运移趋势

基于连云港近岸海域夏冬季大面积多站表层沉积物样品的粒度分析结果,采用Gisedtrend粒径趋势分析方法,研究了沉积物的运移趋势,探讨了粒径趋势分析的影响因素,结果表明,连云港近岸海域沉积物运移趋势较显著,在海州湾海域沉积物运移趋势为西南向,表现为湾顶淤积;在港口南部海域沉积物运移趋势显示为汇聚区。特征距离、采样网格、周围环境和粒度组分影响粒径趋势的分析结果;综合考虑岸线、岛屿、人工边界等自然环境以及多源粒度组分能够提高粒径趋势分析结果的合理性。     

Sediment Transport in Rivers and Coastal Waters

Following Bagnold's approach, a relationship between sediment transport and energy dissipation is developed. The major assumption made in the study is that the near bed velocity plays a dominant role in the process of sediment transport. A general relationship between energy dissipation and sediment transport is first proposed. Then the equations for total sediment transport are derived by introducing the appropriate expression of energy dissipation rate under different conditions, such as open channel flows, combination of wave and current, as well as longshore sediment transport. Within the flows investigated, the derived relationships are fairly consistent with the available data over a wide range of conditions.     

深海沉积物地热探针贯入沉积物深度的探讨

针对新型自容式高精度深海沉积物地热探针贯入沉积物深度、插入过程的运动轨迹以及探针的稳定性问题,进行了深入研究,对探针的结构设计以及探针下放要求具有重要指导意义.     

Study of A Geo-Acoustic Model of Gas-Bearing Sediment and Its Application in Sediment with Low Acoustic Velocity

A new geo-acoustic model for gas-bearing sediment is proposed based on the work of Dvorkin and Prasad, and Biot theory. Only five geophysical parameters: sediment mineral composition, free gas saturation, tortuosity (also known as the structure factor), permeability, and porosity, are considered in the model. A benefit of this model is that we need only five parameters instead of ten parameters in the Biot’s formulas for acoustic velocity and attenuation calculation. Here the model is demonstrated with the in-situ experimental data collected from the Hangzhou Bay, China. The results of this study suggest that free gas content in sediment is the most critical condition resulting in a low acoustic velocity (compressional wave). The respective contributions of the other four parameters in the model are also discussed.