波浪作用下细颗粒泥沙悬移特性的试验研究

通过9组室内水槽试验,系统分析了不同周期和波高波浪作用下粉砂质细砂的悬移特性。试验结果表明,在波浪作用下,细颗粒泥沙在水体中悬浮产生明显的三层混浊结构：近底高浓度混浊层、中部混浊层和上部低浓度混浊层。其混浊度的大小与波浪动力条件相关,波浪周期的延长和波高的增加都会使近底层悬沙浓度显著增大,悬沙浓度的波动性在近底层表现得最为突出和复杂;波浪动力条件的改变对上层水体的悬沙浓度基本不产生影响。当波浪作用停止,悬沙开始静水沉降时,近底层水体含沙浓度的变化与波浪要素的比值相关,当波浪要素的比值大于临界值时,底层含沙浓度在一定时间段内反而增加,出现浓度返起现象。     

长江口北槽黏性细颗粒泥沙特性的试验研究

选用长江口北槽黏性细颗粒泥沙,在不同盐度的人工海水中通过静水沉降、动水沉降等各种试验手段了解其基本特性。在静水沉降管中观测了胶粒的电化学絮凝过程和重力碰并过程,于不同盐度条件下找出最佳絮凝盐度;并通过黏性细颗粒泥沙在流动海水中絮凝的试验研究,揭示其在动水中絮凝的机理和规律,及不同条件下的起动流速、不淤流速、沉降速度等特征值,从而分析其落淤情况。研究结果表明,长江口北槽细颗粒黏性泥沙的最佳絮凝盐度约为15,起动流速为15~20 cm/s,这与泥沙的淤积固结时间有关,而不淤流速约为60 cm/s。并由试验得到了挟沙力与流速之间的经验关系,以及用于估算不同流速条件下泥沙沉降速度及淤积量的经验公式。这些结果可用于长江口航道的疏浚、整治工作中,具有一定的理论指导意义。     

单向流作用下沉底物体对水流结构和地形变化的影响

<正>在河口水流环境中,床面上的物体(如海底管线、水雷、桥墩、丁坝等)会对流场、底床产生重要影响。由于物体的存在造成局部流动呈强三维紊动特征,泥沙运动剧烈,从而造成局部地形强烈变化。物体周围的局部冲刷过程和机理十分复杂,涉及物体形状、水动力环境、底床泥沙类型等多种因素。对于此类问题,模型实验分析一直是主要的研     

Rhines效应对高度计观测的海洋中尺度涡空间分布特征的影响

Rhines效应是指Rossby波和大湍流（中尺度涡）相互作用,将涡动能量以波的形式传播出去,从而使中尺度涡发生形变,最终消亡的一种动力学机制。本文通过比较海洋里涡特征速度和Rossby长波波速的方法,研究了一种广义的Rhines效应对高度计观测的海洋中尺度涡空间分布特征的影响。结果显示,广义Rhines效应比只考虑行星涡度梯度的传统形式对中尺度涡的分布具有更显著的影响。大部分中尺度涡分布在涡特征速度（U_e）大于由广义Beta值计算的Rossby长波波速（U_cg）的区域。这些涡可以由动能反向串级过程获取能量,成长为振幅和空间尺度较大的涡。热带海域以外的“涡旋沙漠”区域,中尺度涡的数量稀少,强度很弱,大都分布于U_ecg的海域。广义Rhines效应可能是这些海域中尺度涡难以成长的动力学机制。     

UPWELLING AND SEDIMENTATION DYNAMICS Ⅲ：COINCIDENCE OF UPWELLING AREAS WITH MUD PATCHES IN NORTH HEMISPHERE SHELF SEAS

The determinant role of upwelling in fine sediment patches is examined from the view-points of physical process and biological process respectively. It is pointed out that physical and biologicalprocesses are usually coexistent and interact with each other during the sedimentation of suspended mat-ters. This study used available figures showing the circulation pattern and surface sediment distribution inthe whole China Seas, the Gulf of Maine, the Irish Sea and the North Sea, and additional data to verifythat wherever upwelling exists on the continental shelf, mud must occur; and that wherever dowrtwellingoccurs, coarse sediment substitutes for mud.     

黄河口最大浑浊带特征及其时空演变

根据汛期黄河口多船同步水文泥沙实测资料,对黄河口最大浑浊带特征及其时空演变进行研究,得出汛期黄河口最大浑浊带在整个潮周期始终存在,其含沙量和范围形态受潮相的控制,在落急和落平时最为发育.文中还探讨了黄河口最大浑浊带的形成机制,指出其形成主要受河流携带大量泥沙、泥沙异重流、河口密度环流及湍流的作用.     

东海泥质和砂质沉积区悬浮物垂向分布的季节变化特征

9404,9410 ,9702及98074个航次对东海泥质和砂质沉积区总悬浮颗粒物的季节调查显示由于冷涡区海水的底层幅聚作用使得位于冷涡中心的111站悬浮物含量高且集中在底层 ;111站海水中悬浮物含量冬、春季高 ,夏、秋季低 ,而410站则是春、夏高 ,秋、冬低。东海悬浮物的垂向分布可归纳为4类 :上低下高型 ,上高中低下高型 ,上低中高下低型及均匀型     

ARGO观测资料的2种同化方案

使用POM(Princeton Ocean Model)海洋环流模式模拟西北太平洋海域的温盐场,之后运行中国科学院大气物理研究所同化系统(Ocean Variational Analysis System,OVALS),使用Argo观测网格化产品进行2006年整个计算域三维变分同化。无论从平面分布还是断面分布来看,除海表面温度(SST)外,温度同化的效果都比较好,尤其是800 m水深以浅,均方差值甚至能减小1.0℃以上。而且随着同化积分时间的增加,同化后误差减小越来越显著,3、4月份的同化效果明显高于1、2月份。与OFES(OGCM for the Earth Simulator)海洋模式结果相比,同化在一定程度上改进了模拟结果。在POM(Princeton Ocean Model)数值模拟基础上,利用3个西太平洋代表性浮标的观测资料,运用松弛逼近法同化2006年6月断面数据。当松弛系数取0.5时,模拟时间大约半天,模拟值就能快速逼近或完全等于观测值。虽然只对观测剖面进行了数据同化,但该同化可以产生更大范围的效果,而且这种效果可以持续更长时间。     

东海悬浮体的分布特征及其演变

悬浮体系指悬浮在水中,经过过滤能停留在滤膜或滤纸上的一切物质质点,其中包括泥沙颗粒、浮游生物及各种胶体物质等。悬浮体浓度分布是自然环境条件的综合反映,与物质来源,海洋环流、潮流、波浪等动力要素密切相关。因此,悬浮体浓度及运移途径是测试环境条件的重要参数,对其进行研究将对开发港口、合理利用土地资源、保护生态环境具有重要的实际意义,对于探讨现代沉积过程则具有理论意义。     

渤、黄、东海海流和潮汐共同作用下的悬浮物输运、沉积及其季节变化

渤、黄、东海是一个水动力状况相当复杂的半封闭宽陆架海,本海区悬浮颗粒物含量高,季节变化明显,影响范围广,是世界上悬浮物含量最高的海域之一。对于该海域悬浮物的输运沉积过程、分布规律以及底质分布等中外学者均进行过比较深入的研究(秦蕴珊,1963;Honjo et al.,1974;Milliman et al.,1985,1986;秦蕴珊等,1987,1989;杨作升等,1992;Li et al.,1997;孙效功等,2000;雷坤等,2001)。然而,以往的研究大都基于实际海洋调查资料,由于受实测资料在时间和空间覆盖范围上的限制,很难从整体上把握渤、黄、东海陆架区悬浮物输运的时间和空间变化规律。数值模拟的方法能很好地克服上述局限,已有学者从不同角度对渤、黄、东海的某些海域的悬浮物进行了模拟研究。