渤海东部潮流动力地貌特征

渤海东部发育了典型的潮流动力地貌体系，它由老铁山水道冲刷槽、辽东浅滩沙脊和渤中浅滩沙席三者组成。前者为潮流侵蚀区，后两者为潮流沉积区。老铁山水道表层最大流速可达５ｋｎ，潮流强烈侵蚀海底；辽东浅滩表层最大流速１．３￣２．３ｋｎ，Ｍ２分潮椭率绝对值小于０．４，潮流往复强，形成潮流沙脊；渤中浅滩表层最大流速为１．２￣１．６ｋｎ，Ｍ２分分潮椭率绝对值大于０．４，潮流旋转性强，形成潮流沙席。６号沙脊南端详测     

中国陆架潮流沉积体系和模式

在1991年中法合作渤海潮流沉积研究的基础上,查阅了国内外有关研究成果,分析了中国陆架的水深地形、沉积地貌与潮流动力的关系,认为潮流对中国陆架的海底地貌和沉积的形成发育起了主导作用。当潮流流速大于3节时,潮流的侵蚀作用是主要的,往复潮流多形成冲刷深槽,大大刷深了海峡或水道。当潮流流速1－3节时,潮流的沉积作用是主要的,多形成浅滩,即潮流沙脊和潮流沙席。以M2分潮椭率绝对值0．4为界,大于0．久者意味着潮流旋转性强,多形成潮流沙席;小于0．4者意味着潮流往复性强,多形成潮流沙脊。提出了我国邻近陆架发育了5个现代潮流沉积地貌体系：（1）黄海东部潮流沉积体系,它由西朝鲜湾潮流沙脊和其南部的沙席两者组成;（2）渤海东部潮流沉积体系,它由老铁山水道冲刷槽,辽东浅滩沙脊和渤中浅滩沙席三者组成;（3）长江口外潮流沉积体系,它由江苏滨外潮流沙脊和长江口浅滩潮流沙席组成;（4）台湾滨外潮流沉积体系,它由台湾海峡冲刷槽、台湾浅滩沙脊、澎湖水道冲刷槽和台中浅滩沙席四者组成;（5）琼州海峡潮流沉积体系,它由琼州海峡冲刷槽、东浅滩沙脊和西浅滩沙脊三者组成。此外,在东海陆架上还有冰后期海侵早期形成的残留潮流沉积体系。全新世陆架浅海潮流沉积模式可分海峡一浅     

辽东浅滩潮流运动特征与沉积物输运

渤海东部的辽东浅滩是由一系列大致平行的线性沙脊和沙脊间沟槽共同组成的现代潮流地貌。根据辽东浅滩海域表层沉积物、脊-槽海流与悬浮泥沙同步观测和水深地形测量等资料,研究了沙脊和沟槽表层沉积物分布、海流及悬浮泥沙分布特征,分析了沉积物输运趋势,探讨了沙脊-沟槽地貌分布对潮流的响应。结果表明:辽东浅滩沙脊脊部表层沉积物为砂,沟槽表层沉积物为砂质粉砂和粉砂质砂,具有脊部粗、沟槽细的分布特征。受脊槽地形的控制,沙脊区潮流流速由表层至底层逐渐减小,沙脊脊部表层流速小于沟槽表层流速,而近底层则相反,沙脊脊部底层流速大于沟槽底层流速,其变化的临界深度约0.7 H(H为水深值)。沙脊区沉积物运移方向为NNE向,在一个潮周期内,沙脊脊部表层沉积物约有8.5~10.5h可以被起动,而沟槽内沉积物只在高低潮流速较大的1h期间可以被起动。在长期的往复潮流作用下,沙脊脊部遭受侵蚀,沟槽淤积,沙脊逐渐退化,脊-槽高差减少,脊-槽地形趋于夷平,但沙脊退化的过程是缓慢的,目前的脊-槽地貌格局仍具有一定的稳定性。     

渤海海砂资源分布特征及物源分析

海砂是十分重要的海洋资源,基于对渤海海域1 366个表层沉积物样品的粒度分析,确定了渤海海峡北部、辽东浅滩、辽东湾东岸、兴城-绥中近岸、秦皇岛近岸、曹妃甸、莱州浅滩等7个海砂资源区,分布面积约12 800km2。通过对表层沉积物样品的重矿物分析,对比前人研究成果,对各海砂资源区进行了物源分析,渤海海峡北部海砂资源区主要为老铁山水道潮流长期冲刷形成的粗粒沉积物堆积,辽东浅滩海砂资源区物质来源为老铁山水道冲刷物质的再堆积,其他海砂资源区物质主要来源于沿岸河流的输运。     

渤海海峡老铁山水道动力地貌及演变研究

老铁山水道位于渤海海峡北部,由南部冲刷槽、北部冲刷槽和中部隆起带等三个侵蚀地貌单元构成.在前人研究的基础上,通过搜集大量相关资料,对老铁山水道的动力条件、海底地貌、沉积物组成、峡道效应及地貌形成机制进行了综合分析研究.研究区海底地貌剖面图、沉积物组成和水道动力系统可为拟议中的渤海海峡跨海通道建设提供动力沉积学和动力地貌学依据.     

辽东浅滩海域潮流运动特征及其与潮流脊发育的关系

本文基于多站海流周日连续观测资料，分析了辽东浅滩海域海域流场状况，尤其是潮流运动的特征。并初步探讨了潮流运动与辽东浅滩潮流脊发育的关系。结果表明，该区潮流运动的下列特征，对于潮流脊的形成和发育起着最重要的作用。（１）辽东浅滩海域以潮流为主的流场，基本呈北一南向的往复运动。（２）潮流流速一般为０．５－１ｍ／ｓ，且分布不均匀。有从南向北递减之趋势。但在沙脊北部，流速有所增加。（３）该区潮流为非正规半日     

全新世渤、黄、东海陆架泥沙输运演变过程模拟研究

模拟了全新世 9个特定时期潮流作用下渤、黄、东海陆架上的泥沙输运状况。结果表明 ,东海外陆架梳状古沙脊形成的盛期在 - 80m至 - 52m海面期间 ,主要是潮流将侵蚀的海底晚更新世物质与河流的入海泥沙向东南方向输运而形成 ;- 52m海面之后 ,该古沙脊逐渐停止发育。扬子浅滩形成于 - 52m海面之后 ,至 - 30m海面时已发育比较成熟 ,它主要是旋转流将海底晚更新世物质与全新世河流入海泥沙中的细粒物质呈扇形向外簸选掉 ,粗粒物质留在原地而形成。南黄海中部泥在 - 52m海面时已开始形成 ,该泥是细粒物质的汇 ,泥沙来源具有多源性 ,但泥沙来量不足。西朝鲜湾沙脊与江华湾沙席、辽东浅滩沙脊与渤中浅滩沙席、海州湾中砂质沉积、南黄海辐射状沙脊以及北黄海西部泥、渤海中央泥、浙闽岸外泥主要形成于全新世最大海侵以来。西朝鲜湾沙脊与江华湾沙席分别是强往复流与旋转流主要侵蚀海底的晚更新世物质而形成。辽东浅滩沙脊与渤中浅滩沙席主要是强潮流将老铁山水道中的晚更新世物质带到辽东半岛西侧海域沉积而形成。海州湾中的砂质沉积是潮流将海底晚更新世物质与河流入海泥沙中的细粒物质带往外海、留下粗粒泥沙而形成。南黄海辐射状沙脊是辐射状潮流场改造北来的黄河泥沙与南来的长江泥沙而形成。北黄海西部泥的     

渤海及邻近海区表层沉积物粒度组成及沉积分区

通过渤海及邻域海区表层沉积物粒度实测数据,采用Folk三角图解分类方法,对比已有Shepard分类沉积物类型图对近岸的沉积物类型进行相应补充,编制沉积物类型图,并进行沉积分区。沉积物类型主要为砂质粉砂、粉砂质砂、砂质泥、泥质砂、粉砂和砂。根据沉积物类型分布特征、海洋环流、地形地貌及物质来源(入海河流物质影响程度),划分为4个沉积区,分别是辽东湾混合沉积区、渤海湾-莱州湾及周边泥质沉积区、老铁山水道-辽东-渤中浅滩砂质沉积区和北黄海西部泥质沉积区。渤海表层沉积物的分布受控于近源河流物质和海洋环流变化。渤海的潮流场控制泥沙输运,弱潮流区对应细颗粒沉积物沉降,强潮流控制区发育粗粒级潮流沙脊和沙席沉积。     

全新世渤、黄、东海陆架泥沙输运演变过程模拟研究

模拟了全新世9个特定时期潮流作用下渤、黄、东海陆架上的泥沙输运状况，结果表明，东海外陆架梳状古沙脊形成的盛期在-80m至-52m海面期间，主要是潮流将侵蚀的海底晚更新世物质与河流的入海泥沙向东南方向输运而形成；-52m海面之后，该古沙脊逐渐停止发育，扬子浅滩形成于-52m海面之后，至-30m海面时已发育比较成熟，它主要是旋转流将海底晚更新世物质与全新工河流入海泥沙中的细粒物质呈扇形向外毛皮选掉，粗粒物质留在原地而形成，南黄海中部泥在-52m海面时已开始形成，该泥是细粒物质的汇，泥沙来源具有多源性但泥沙来量不足，西朝鲜湾沙脊与江华湾沙席、辽东浅滩沙脊与渤中浅滩沙席、海州湾中砂质沉积、南黄海辐射状沙脊以及北黄海西部泥、渤海中央泥、浙漫漫岸外泥主要形成于全新世最大海侵以来，西朝鲜湾沙脊与江华湾沙席分别是强往复流与旋转流主要侵蚀海底的晚更新世物质而形成，辽东浅滩沙脊与渤澡浅滩沙席主要是强潮流将老铁山水道中的晚更新世物质带到辽东半岛西侧海域沉积而形成，海州湾中的砂质沉积是潮流将海底晚更新世物质与河流入海泥沙中的细粒物质带往外海留下粗粒泥沙而形成，南黄海辐射状沙脊是辐射状潮流场改造北来的黄河泥沙与南来的长江泥沙而形成。北黄海西部泥的物源主要是黄河入海泥沙通过渤海海峡南部向北黄海的扩散分量，该泥非细粒物质的汇，而是处于黄河入海泥沙由渤海向黄海输运的过路地段，渤海中央泥的沉积中心位于其南、北两端，其物源主要为黄河入海泥沙向渤海中部的扩散分量，浙闽岸外泥的物源主为长江南水泥沙与浙闽沿岸来沙，南黄海中部泥、北黄海西部泥、渤海中央泥以及浙闽岸外泥基本与弱潮流区相对应，济州岛西南泥、黄海东部泥的形成最迟始于-30m海面时，长江入海泥沙有为其提供物源的可能，全新世某一特定时期渤、黄、东海陆架不同海区的泥沙输运状况受潮流的强弱、类型以及不对称性等的控制。全新世渤、黄、东海陆架泥沙输运场的演变受控于潮流场的演变。     

山东半岛以东的近岸潮流沙脊

根据浅地层地震剖面和海底表层沉积物的分析,对山东半岛东部近岸潮流沙脊的形态、形成条件、物质来源及沙脊的形成时代进行了初步研究,认为潮流沙脊形成于全新世中期(约6.3～4.0kaBP)海平面相对稳定时期,沙脊的物质主要来源于强潮流对近岸基岩的侵蚀、搬运和再沉积。     

The morphology and evolution of tidal sand bodies in the macrotidal Gulf of Khambhat,western India

Tidal sand bars and tidal sand ridges are extensively developed in the macrotidal Gulf of Khambhat, offshore western India. The inner and outer regions of the gulf are characterised by the development distinct tidal sand bodies with discrete geometries and dimensions. The outer gulf ridges are long, narrow, curvilinear and several metres high (∼20 m). They are asymmetric in cross-section and migratory in nature, forming ‘ribbon’ like sand bodies separated by tidal channels. Active dunes on these ridges indicate the presence of sand and their orientation parallel to palaeo-shorelines supports a tidal origin. In contrast to the outer gulf tidal sand ridges, sand bars associated with macrotidal estuaries flanking the Gulf of Khambhat typically have an elongate to diamond shape and are only hundreds of metres in width and a few kilometres length. These tidal sand bars occur in the estuary mouths and within the tidally influenced fluvial reaches of the rivers flowing into the gulf. The height of these sand bars is in the range ∼1–3 m. Due to high tidal ranges and bi-directional flow the sand bars do not develop significant height and are formed between the mutually evasive ebb and flow channels. Their bi-directional foresets and the presence of abundant mud drapes associated with the dunes within in-channel sand bars indicate a tidal origin.The Gulf of Khambhat acquired the present configuration in the last few thousand years since the Pleistocene sea-level lowstand (last glacial maximum, ∼18 ka) when the entire continental shelf was subaerially exposed and rivers down-cut into the coastal plain. With increasing sea-level rise, the exposed shelf was drowned, flooding parts of the Modern western Indian peninsula, and large tidal sand ridges formed in the outer gulf. After the fall of sea-level at 2 ka the gulf acquired the Modern configuration with multiple estuaries on both coastlines, rivers supplied the embayment with sandy sediment, and tidal sand bars formed in the Modern estuaries.Quantitative data gathered from the Modern Gulf of Khambhat indicates that for the P50 case, a vertical drill hole will encounter tidal sand bodies (ridges and bars combined) of approximate dimensions 1700 m long, 470 m wide and 1.5 m high, with a spacing of 400 m. In subsurface hydrocarbon reservoirs, where data is sparse and only limited amount of core is available, this quantitative dataset can be useful to constrain subsurface geocellular models. Also, the overall geometry, distribution and aspect ratio of the tidal sand ridges and tidal sand bars can be used to identify ancient counterparts through seismic geomorphology or in core.     

The morphodynamic modelling of tidal sand waves on the shoreface

An artificial sand wave on the Dutch shoreface of the North Sea has been studied in conditions with relatively strong tidal currents in the range of 0.5 to 1 m/s and sediments in the medium sand size range of 0.2 to 0.5 mm. The sand wave is perpendicular to the tidal current and has a maximum height and length of the order of 5 m and 1 km, respectively. The sand wave is dynamically active and shows migration rates of the order of a few metres per year. A numerical morphodynamic model (DELFT3D model) has been used to simulate the morphological behaviour of the sand wave in the North Sea. This model approach is based on the numerical solution of the three-dimensional shallow water equations in combination with a surface wave propagation model (wind waves) and the advection–diffusion equation for the sediment particles with online bed updating after each time step. The model results show that the sand wave grows in the case of dominant bed-load transport (weak tidal currents; relatively coarse sediment; small roughness height; low waves) and that the sand wave decays in the case of dominant suspended transport (strong currents, relatively fine sediment, large roughness height; storm waves).     

黄河三角洲潮滩潮沟体系的分维特征

利用分形分维方法对黄河三角洲潮滩和潮沟的地貌特征进行了定量研究。结果表明，潮滩和潮沟的分维值可以较好地反映潮滩潮沟的发育演化规律。随着时间的推移和潮沟潮滩的进一步发育，黄河三角洲潮沟的分维值呈逐渐增大的趋势，而潮滩的分维值则呈逐渐减小的趋势，两者在分维值的变化上存在着负相关关系。该研究为黄河三角洲潮滩发育时空谱系的建立和深入研究提出了一种新方法和新的定量指标。     

苏北陆区古潮成沙体沉积动力环境及物源

苏北陆区古潮成沙体和海域辐射沙洲共同构成了统一的苏北南黄海潮成沙洲体系.在众多钻孔资料和地质雷达探测基础上,重点对苏北陆区古潮成沙体进行了沉积磁组构和重矿物分析,证明古潮成沙体属海退层序,是在南、北两侧三角洲发育过程中,以长江、黄河泥沙为主的沉积物质通过沿岸搬运进入早已存在的辐聚辐散潮流场后经潮流沉积和塑造形成的.早期沉积物质主要来自长江,晚期则主要为长江和黄河的联合供沙.认为苏北古潮成沙体是全新世中后期海陆相互作用的产物.     

苏北南黄海潮成沙体的发育条件及演变过程

典型钻孔的层序地层、沉积磁组构、碎屑矿物等的分析资料以及古河谷的地质雷达探测资料等的综合研究表明,苏北南黄海潮成沙体是全新世海退以来形成的,辐聚辐散的潮流和长江、黄河的供沙是其主要发育条件.辐聚辐散的潮流场是南黄海固有的,至少在苏北亚近代潮成沙体发育之初就已存在.大河供沙主要发生在全新世海退期,海退前长江不可能向苏北岸外海域大量供沙,更不可能在港岸外形成三角洲.潮成沙体的演变主要受长江、黄河的供沙率控制,大致经历了雏形发育、高速建设、动态调整等3个阶段.     

渤海湾黄河入海口区余流特性分析

本文通过实测资料和计算分析，探讨了渤海湾黄河入海口区余流的特性。分析得出，该海区余流主要受潮波系统、季节风及入海径流的影响．这3种因素在渤海湾黄河口海区均可独立产生各自的余流场，该海区的余流场依海区的位置和季节的不同由上述3种余流流场叠加而成，叠加后的余流场将对黄河入海泥沙的扩散产生深远的影响。     

江苏辐射沙洲水道潮流调和分析

利用改进的G·Godin潮流调和分析程序对辐射沙洲腹地水道中的29个测量站位连续2个潮周期准同步流速测量数据进行调和分析,得到9个分潮的调和常数及椭圆要素,对M2分潮潮流空间分布特征进行了分析。该海域M2分潮占优,潮流类型为正规半日潮。水道水流表现为往复流运动,主流向与岸线或水道的走向一致。流矢旋转在空间上表现较为复杂,在表层多体现为顺时针方向旋转运动。分析发现地形因素对中、底层旋转方向有较大影响。根据分析结果,对所测站位M2分潮潮流迟角和潮流浅水影响因子进行了计算分析。潮流浅水影响在沙脊及浅滩、浅沟上相对较大,浅水分潮影响随水深向下而增大。     

辽东浅滩海域潮流运动特征及其与潮流脊发育的关系

本文基于多站海流周日连续观测资料,分析了辽东浅滩海域流场状况,尤其是潮流运动的特征。并初步探讨了潮流运动与辽东浅滩潮流脊发育的关系。结果表明,该区潮流运动的下列特征,对于潮流脊的形成和发育起着最重要的作用。<1>辽东浅滩海域以潮流为主的流场,基本呈北—南向的往复运动。(2)潮流流速一般为0.5～1m/s,且分布不均匀。有从南向北递减之趋势。但在沙脊北部,流速有所增加。(3)该区潮流为非正规半日潮流。涨、落潮明显不对称。涨潮流的流速和历时皆大于落潮流。数值试验表明,在海底地形和潮流的关系中,潮流仍起着主导作用。     

北部湾潮汐数值预报及其分析

采用二维非线性运动方程和连续方程组，以多个分潮同步输入，做耦合数值模拟，进行潮汐数值预报。结果表明，K1潮波等振幅线分布与历史潮波图明显不同，此线呈舌状向北伸展，特别在湾的南部海域，其中央区振幅很小，10cm等振幅线可以伸至北纬19°以北。O1分潮的分布与K1分潮类似；北部湾北部以全日潮为主，湾的南部潮汐性质指标数2．0的等值线呈舌状向湾内神，两侧为不正规日潮，中间为不正规半日潮。4．0等值线向北推移，在19°N以南中央海区预报结果与前人的结果不同；南部海区中央一带潮差很小，最大可能潮差不超过2m，这种分布与前人结果有较大差异。     

Experimentally validated numerical method for the hydrodynamic design of horizontal axis tidal turbines

Although a lot can be learnt from technology transfer from wind turbines and ship propellers, there have been a few experiments investigating marine current turbines. As a result, a study has been carried out on the power, thrust and cavitation characteristics of 1/20th scale model of a possible 16 m diameter horizontal axis tidal turbine. Cavitation tunnel experiments for different blade pitch settings have been compared with simulations based on a developed blade element-momentum theory. This theory has been shown to provide a satisfactory representation of the experimental turbine performance characteristics. As an example application, the developed theory has been used to design possible horizontal axis tidal turbines for the tidal flows around Portland Bill. The results show that there is a clear balance between design loads and optimisation of energy yields.