南海东沙群岛以北海底沙波稳定性分析

利用在南海东沙群岛北部至西北海域为工程目的所采集的海底地形测量、底质取样、海底底流测量资料,以及以往的区域地质、地球物理资料,采用沉积学、构造学和海洋水动力学综合研究方法,对该区海底沙波形成及稳定性进行了综合分析。认为该区海底沙波是在目前水动力环境下所形成,为今生,海底表层沉积物为晚更新世地层受到冲刷改造的再沉积。沙波形成主要受潮流底流的水动力作用控制,并与构造抬升有关。沙波具有一定的活动性,主要由SE向NW方向移动,且活动性逐渐减弱。北区段海底沙波稳定,中区段海底沙波较稳定,它们对海底工程建设不会造成影响;而南区段海底沙波较为活动,当沙波发生较大规模移动时,对海底工程建设会造成一定影响。     

南海北部海底沙波迁移规律及其在台风作用下的响应研究

本文在南海北部海底沙波已有研究的基础上，总结分析了研究区表层沉积物以及沙波的形态、分布、迁移特征；使用区域海洋模式（ROMS）模型模拟了研究区2010-2011年的底部流场数据；利用Rubin公式模拟计算了海底沙波的迁移规律，并与搜集所得资料进行对比分析；结合台风资料及底流数据，分析了台风对海底沙波运移的影响。研究结果显示:海底沙波运移方向的计算结果与搜集所得资料比较吻合，均为向东向南方向；不同站点的迁移距离在0~21.8 m之间，且为往复累积的结果。这表明:Rubin公式在ROMS模型模拟所得底流资料的支撑下，可以再现海底沙波的迁移过程。模拟计算的研究区内两个站位在"凡亚比"台风影响期间的迁移距离分别为2.0 m、2.9 m，分别占其年运移量的9.17%和26.36%，说明台风过境能对海底沙波的迁移产生重大的影响。     

海底沙波地貌演变及其对管道工程影响研究进展

海底沙波是一种常见近似规则的起伏地貌形态,通常具有较强的活动性,能引起海底管道的裸露和悬空,进而造成管道的疲劳失效甚至断裂等重大危害。根据近几年海底沙波领域的最新研究成果,介绍了当前海底沙波的主要研究方法,包括现场实测观测、稳定性模型分析和数值计算模拟等的适用性和局限性以及未来发展方向。对海底沙波的成因和迁移机制进行了归纳分析,明确了多种主要的水动力环境因素,以及对于极端天气因素的考虑。从海底管道施工期和服役期分别讨论了海底沙波对于海底管道工程的影响,并建议将沙波活动和局部冲刷两种不同尺度的海床地貌改变耦合分析,以评估海底管道稳定性,最后提出了悬空海底管道的一些有效治理和维护手段。     

空间互相关方法在分析海底沙波迁移规律中的应用

海底沙波具有显著的活动性并能够对海底工程设施造成潜在威胁，因此对海底沙波活动性的评估一直以来受到广泛关注。目前大多数研究者仍利用平面剖面对比来分析海底沙波的迁移特征。然而，该方法难以全面高效地获取海底沙波二维平面迁移矢量。本文基于2007年和2009年的高分辨率多波束测深数据，详细阐述了空间互相关方法在分析北部湾东南海域海底沙波迁移规律中的应用过程。利用实测数据进行对比分析，获得了研究区海底沙波的活动特征，并进一步讨论了空间互相关算法中不同参数的选取对结果的影响。结果显示，利用空间互相关分析方法能够有效获取海底沙波二维迁移矢量，获得的海底沙波迁移速率和迁移方向与前人研究成果吻合，表明了该方法的可行性和可靠性。但在对实际DTM数据进行空间互相关分析时，需根据海底沙波形态、数据质量等因素选取合适的参数及矢量获取方法。本研究实验了一种确定海底沙波迁移规律的新方法，该方法将有效提升获得海底地形变化规律的效率和准确度，可获得更加精细的海底地形动力过程。     

胶州湾口海底沙波的类型、特征及发育影响因素

采用多波束资料对胶州湾口的海底沙波类型、特征进行了研究,发现研究区主要有线性沙波(二维)、沙丘(三维)2种沙波类型。结合水流流速、海底构造和表层沉积物综合分析发现:海底沙波缓坡朝向与优势流向不完全一致,为强流作用的产物,在涨、落潮作用下均可形成;沉积物的多寡是研究区海底沙波类型分布的决定因素,海底松散沉积物较为丰富的地区形成二维沙波。在水动力强大的胶州湾口,沉积物多分布在构造低洼地带,使二维线性沙波的分布与海底断裂延伸方向一致。     

东海陆架典型海洋灾害地质因素及其声反射特征

浅地层剖面探测、侧扫声纳探测、多波束测深等地球物理方法是识别海洋灾害地质因素的主要手段。根据多年来在东海陆架开展的多项海洋调查项目获得的资料,在东海陆架识别出多种海洋灾害地质因素,主要的有海底滑坡、浅层气、沙波、埋藏古河道、沙脊等,并对它们的声反射特征进行分析。各种灾害地质因素因其独特的成因机制,对海洋工程设施的影响也不同。     

广东大亚湾海域潜在的地质灾害类型及其分布规律

根据大量地质一地球物理实测资料,分析了大亚湾海底潜在地质灾害因素,特别是基底断层、沙波、浅埋基岩、陡坎、异常堆积区等与海洋工程关系密切的地质灾害的类型、分布特征、形成机制及危害性,为海洋开发与海底工程设计提供科学依据。     

海南乐东陆架海底沙波分布特征及对海底管道的影响

海底管道是海上油气开发系统的重要组成部分,是油气输送的主要手段。海底沙波普遍发育于海底,特别是陆架地区。因为沙波的迁移往往会引起海底管道、海底构筑物等方面的灾害,随着海洋油气勘探开发工作的不断进行,浅水陆架区的海底沙波越来越受到人们的关注。文章以海南乐东陆架区域为研究区,利用海洋物探手段对本区的海底沙波分布做了初步的监测和研究。     

南海北部海底沙波地貌

南海北部水深８０－２５０ｍ的外大陆架和上大陆坡海底，有大片沙波地貌分布，它们主要是晚更新世末次冰期低海面时遗留下来的滨海沙波，沿岸沙后，沙堤和沙垄，属残留沙体地貌。它们明显沿着末次冰期时形成的最低海岸线两侧分布，但在现代海底底流作用下，其两翼及沙波谷部发育有次一级的小型沙波或沙纹，它们的形态细小，排列紧密，与残留沙体地貌组成复式海底沙波。这就是流动沙波，是不稳定的地质因素，对海底工程有一定危害，但     

东海油气资源区海底稳定性评价研究

海洋灾害地质因素是影响海洋开发活动安全的重要因素。通过提取东海油气资源区的地球物理和工程地质资料中的灾害地质因素和对东海油气资源区灾害地质环境的充分研究,以灾害地质因素为评价因子,应用GIS技术,采用加权统计模型对研究区的海底稳定性进行分区定量评价。利用评价结果,确定了东海油气资源区基于地貌类型区划的海底稳定性级别。     

基于近底原位观测的小尺度海底沙波地形小波分解

浅海海床发育着不同尺度的活动性砂体,在大型活动性砂体上常叠加发育着大量小尺度沙波(纹),分析这些小尺度沙波(纹)有助于揭示活动性砂体的成因机制。但它们的尺度较小,常规分析方法往往将其作为高频噪声滤除,难以对该尺度海底沙波(纹)进行分离量化研究。为了解决这个问题,本文设计并实现了一种基于小波分析的小尺度海底沙波地形分解方法,并以台湾浅滩典型区域的高精度近底原位观测数据为例,实现了小尺度海底沙波地形的分解和定量分析,分解出背景地形、小型沙波和沙波纹(波长小于0.6 m)3种地貌类型。本文提出的小尺度海底沙波地形分解量化方法,可广泛应用于浅海高活动性地貌发育演化和海底边界层沉积动力过程研究,对评估海洋工程的稳定性也具有一定的实用价值。     

海南岛西南海底沙波活动及底床冲淤变化

为了研究沙波迁移对底床稳定性的影响,通过对比分析2004—2006年连续3年的多波束海底地貌扫描数据,得出研究区域海底沙波的波长为5.8~91.8 m,波高0.1~4.3 m,陡峭度0.013~0.12,对称指数0.32~6.52。沙波的移动速率最大48.8 m/a,移动方向在研究区域西部为SE向,中部呈往复迁移,东部为NW向;沙波不同部位的迁移速率不同,一般的沙波尾翼迁移速率较大;同一组沙波存在反向扭转迁移的现象,反向扭转迁移的轴线位于研究区域沙脊的脊线附近,这种反向迁移不仅与底层流作用有关,还与海底地形关系密切;西部海底底床处于侵蚀状态,局部最大侵蚀量可达1.3 m,东部处于堆积状态,最大堆积量达2.8 m。     

厦门湾口外近岸陆架区海底沙波发育特征

利用2014–2017年在台湾海峡西部采集的多波束、单道地震剖面、沉积物粒度样品及海流监测资料,在厦门湾近岸陆架区识别出一系列海底沙波,并对沙波的形态特征、分布规律和沉积物组成特征进行分析,探讨水动力条件及其对沙波发育的影响。结果表明沙波发育区水深一般为10~60 m,地形较平缓开阔,坡度一般为0°~1°;平面上沙波区呈一系列NW-SE向条带状坡地,波脊呈线性或新月形,波脊轴线为SW-NE方向,沙波波长为120~800 m,波高2~12 m,沙波指数较大(>30)。地震剖面显示,波形形态主要分为三类:近对称性沙波、非对称性沙波及叠合沙波。近对称性沙纹的波高较大,沙波指数小;非对称性沙波的波长较长,沙波指数大;稳定沙波经后期水流“改造、激活”形成叠合沙波。砂含量较高,沉积物类型以砂、粉砂质砂及砂质粉砂为主,多为细砂—中砂。厦门湾口外的近岸陆架区水动力较强,流系复杂,总体受浙闽沿岸流、南海表层流和黑潮分支的影响。本区为不正规半日潮,流速为0.3~0.7 m/s,落潮流以S向为主,涨潮流向以NNE向为主,潮流作用对沙波的发育和改造起重要影响。     

含砂量变化影响海底沉积物压缩波速度的分析研究

本文通过对南海海底沉积物样品的声学物理参数和沉积粒度特征统计分析，发现了高、低含砂量沉积物的声学物理特征存在明显差异，建立了海底沉积物的含砂量与压缩波速度、孔隙度、含水量和密度等经验公式，分析了含砂量变化与沉积物的体积压缩模量和密度变化的关系，从声速理论基础上阐明了含砂量变化引起沉积物压缩波速度变化的内在原因是含砂量变化引起了体积压缩模量和密度发生了变化，说明了含砂量增大引起沉积物压缩波速度增大的内在原因是含砂量增大引起了体积压缩模量变化量大于密度变化量，从而在数据统计和理论分析结合基础上，论证了含砂量是影响海底沉积物压缩波速度的重要因素之一。这一研究对声学方法反演海底沉积物粒度参数和沉积物类型、地声参数转换模型的建立，以及对水声反演海底和海底资源勘探等方面都具有重要理论意义和应用价值。     

南海北部海底沙波地貌

南海北部水深８０—２５０ｍ的外大陆架和上大陆坡海底，有大片沙波地貌分布，它们主要是晚更新世末次冰期低海面时遗留下来的滨海沙波、沿岸沙丘、沙堤和沙垄，属残留沙体地貌。它们明显沿着本次冰期时形成的最低海岸线两侧分布，但在现代海底底流作用下，其两翼及沙波谷部发育有次一级的小型沙波或沙纹，它们的形态细小、排列紧密，与残留沙体地貌组成复式海底沙波。这就是流动沙波，是不稳定的地质因素，对海底工程有一定危害，但根据外大陆架实测底流数据，运用计算机数学模型方法计算，表明在细沙和中细沙大面积覆盖区，海底沙波每年均以０．１６６—０．５３４ｍ的速度向深海方向迁移，移动速度相当缓慢，其对海底工程设施不会造成直接危害。     

南海南部海域岛礁区海底珊瑚砂声速影响因素的初步研究

通过对南海南部海域岛礁区科学考察数据资料的分析研究,得出了岛礁区海底珊瑚砂的纵波声速随孔隙度、含水量增大而减小,以及声速随中值粒径、湿密度增大而增大的统计结果,并在Biot和Wyllie的松散饱和水沉积物声速理论公式与模型基础上,解释了物理力学因素对海底珊瑚砂声速的影响机制,阐明了固相因素和液相因素的强弱变化引起声速增大或减小的理论原因,分析了各种声速经验公式在海底珊瑚砂声速估算上的精度差异,得出了有必要建立包括海底珊瑚砂在内的单一类型声速经验公式的初步结论。     

A Preliminary Study of Shear Wave in Seafloor Surface Sediments

This article preliminarily reports and analyses the transmission characteristics and behaviors of shear wave in the offshore seafloor surface sediments in China, discusses the relationships between the physical and mechanical features of the shear wave and the compression wave, and compares the testing results with that of Hamilton and Chen et al. The result shows that the shear wave can be tested if the seafloor surface sediment has tangent modulus. The shear wave velocity ranges from 50-600 m/s and the measuring frequency from 50-200 kHz. The sound velocity rate of shear wave and compression wave can be used to appraise the stress-strain feature of seafloor surface sediments. This study provides a basis for further describing and appraising the seafloor sedimentary acoustic-mechanical feature and building a geological-acoustic model on China's offshore sea area.     

Assessment of relative slope stability of Kodiak shelf,Alaska, using high‐resolution acoustic profiling data

Abstract

The use of marine high‐resolution geophysical profiling data, seafloor soil samples, and accepted land‐based methods of analysis have provided a means of assessing the regional geotechnical conditions and relative slope stability of the portion of the Gulf of Alaska Continental Margin known as the Kodiak Shelf. Eight distinct types of soils were recognized in the study; the seafloor distribution of these indicates a complex geotechnical setting. Each soil unit was interpreted as having a distinct suite of geotechnical properties and potential foundation engineering problems. Seven categories of relative slope stability were defined and mapped. These categories range from “highest stability”; to “lowest stability,”; and are based on the degree of slope of the seafloor, type of soil underlying the slope, and evidence of mass movement. The results of the analysis indicate that the highest potential for soil failure exists on (1) the slopes forming boundaries between the submarine banks and the broad sea valleys, and (2) the upper portion of the continental slope, where evidence of past slope failure is common. Also of concern are gently sloping areas near the edges of submarine banks where evidence of possible tension cracks and slow downhill creep was found.     

海底沉积物弹性参数计算方法及误差分析

由海底沉积物的纵波速、横波速及湿密度,根据岩土力学原理,整理出一组计算海底沉积物弹性参数的公式;以该公式计算了南海南部海域浅层沉积物的弹性参数,计算结果与已有文献资料数据做了比较,分析了两者误差的原因.