沉积动力过程论文-范吉庆

导读:本文包含了沉积动力过程论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:台风,淤泥质潮滩,潮间带湿地,水动力

沉积动力过程论文文献综述

范吉庆^[1]（2019）在《台风对长江口潮间带湿地沉积动力过程的影响》一文中研究指出热带气旋是人类面临的最为严重的自然灾害之一。台风是一种高强度的热带气旋,对很多沿海地区产生巨大影响。在全球气候变暖和海平面加速上升的今天,台风发生的频率、强度及其所带来的灾害损失逐渐增大,已成为一个不争的事实。台风对社会经济产生的影响已广为人知。但是,台风尤其是远程台风(指台风路径与研究区域距离较远,未直接登陆该区域)对海岸生态环境的影响研究较少。潮间带湿地是受台风影响的脆弱生态系统,开展台风对潮间带湿地沉积动力过程的原位监测研究十分重要。本文选取长江口南汇潮滩(无潮沟发育)和崇明东滩潮沟为研究对象,利用先进的高分辨率潮流、波浪、悬沙浓度、高程等测量仪器进行现场观测,获取了15个台风前、中、后的系列数据,开展台风对潮间带湿地沉积动力过程影响的原位观测研究。其中,一个为近距离台风(台风中心与野外观测点的最小距离为60km),14个为远程台风(各台风中心与研究区域的最小距离为450~2000 km)。主要结果和结论如下:1)台风对潮滩湿地水动力影响受台风浪及近岸大风影响,潮滩水动力大大增强。近岸有效波高与台风影响因子相关关系分析表明,近岸波高与台风强度变化不完全同步,而是有1~4个潮周期的滞后现象。这主要是因为远程台风与研究区域存在较远距离,台风中心附近产生的台风浪需要一段时间才能传播到长江口区域。为了排除潮差对潮流流速及波高的影响,特选取潮况相似的平静天气和台风天气潮周期,进行水动力对比研究。结果表明,台风影响期间,潮滩潮周期平均有效波高是相似潮况平静天气下的3.1倍,平均潮流流速是相似潮况平静天气下的1.5倍,平均波-流联合剪切应力(τ_(cw))是相似潮况平静天气下的1.8倍。2)台风对潮滩湿地悬沙浓度的影响潮滩近底约1 m悬沙浓度剖面数据研究结果表明,潮周期平均悬沙浓度与τ_(cw)值高度正相关,并且随着τ_(cw)的增大,悬沙浓度呈指数趋势增加。这表明,远程台风通过影响潮滩水动力,进而影响着潮滩的悬沙浓度。相似潮况下,远程台风影响期间潮周期垂向平均悬沙浓度是正常天气下的1.7~2.9倍。台风影响显着时刻,潮滩近底层悬沙浓度超过了仪器检测上限,浮泥层最大厚度接近1 m。台风对悬沙浓度的影响持续时间长于对水动力的影响,因为在台风影响后期水动力逐渐减弱,水体中悬浮沉积物的沉积需要一些时间,即出现悬浮沉积物“沉降滞后效应”。3)台风对潮滩稳定性的影响南汇潮滩观测架附近,高频率潮滩相对高程测量结果表明,潮滩高程受远程台风影响显着,滩面高程随台风影响的增强而蚀低,随着台风影响的减弱而逐渐淤高。其中台风“狮子山”期间、“莫兰蒂”与“马勒卡”双台风期间及台风“鲇鱼”期间潮滩表面出现明显侵蚀现象,台风“莫兰蒂”、“马勒卡”影响结束后潮滩呈现快速回淤状态。观测架附近,滩面相对高程的变化趋势与τ_(cw)呈负相关关系,并且这些变量之间的相关系数为0.6。这表明随着τ_(cw)值的增加,潮滩趋向于侵蚀,反之亦然。在垂直于岸线方向上,潮滩高程断面观测结果表明,双台风影响期间,盐沼潮滩内部和潮间带中部处于淤积状态,其中盐沼潮滩内部平均淤高0.21 m,最大淤积厚度0.45 m;光滩-草滩交界处和潮间带下部,处于侵蚀状态,光滩-草滩交界处侵蚀最强烈,最大侵蚀深度达0.28 m。此外,在光滩-草滩交界处的一个冲积沙坡,受双台风影响后沙坡整体向陆迁移了约30 m,沙坡坡顶变窄,坡度变陡,后退的沙体掩埋了原有植物。4)台风对潮滩表层沉积物的影响潮滩表层沉积物粒径及其组成,对潮滩水动力变化响应敏感。台风影响期间,潮滩水动力大大增强,细颗粒悬浮沉积物难以沉降,潮滩表层原有细颗粒也可能被再悬浮进入水体,随着涨落潮水流搬运、再分布,潮滩表层沉积物粒径出现粗化,沉积物组分中砂含量增大;台风影响过后,潮滩水动力逐渐减弱,潮滩表层开始接受水体中悬浮颗粒的沉降,潮滩表层沉积物粒径出现迅速细化,沉积物组分中粘土、粉砂含量增大。由于远程台风与研究区域距离较远,台风产生的涌浪传播到近岸需要一段时间,故潮滩表层沉积物粒径及组分的变化与远程台风强度变化不完全同步,具有1~4个潮周期的滞后性。此外,潮间带湿地不同地段沉积物对台风的响应程度也不同,光滩表层沉积物受台风影响最大,沉积物粗化可达原沉积物粒径的2倍以上,潮沟和盐沼潮滩中下部次之,盐沼潮滩中上部影响最小。表层沉积物分选性,台风影响后比台风影响前更好,峰度变得更为窄尖。5)台风对潮沟水沙输运的影响与平静天气相比,台风“摩羯”和“温比亚”影响期间,近岸风速增大3~4倍,有效波高增大7~15倍,潮流流速增大约1~2倍。台风浪浪、强降雨和潮流流速的增强,加大了对水体的扰动,底床沉积物被大量悬浮进入水体,使水体悬沙浓度比相似潮况平静天气下大3~11倍。进入水体的沉积物,随着涨落潮潮流搬离了原地,使盐沼外光滩、潮沟及其附近盐沼滩遭受侵蚀。含沙量增大的水体,随着涨落潮潮流输入和输出盐沼潮沟内部,呈现“大进大出”的特点,潮周期内潮沟单宽泥沙输运通量比平静天气下大4~33倍,单宽泥沙净输沙量大8~17倍。但由于盐沼内部水动力较弱,茂密的盐沼植被具有捕沙和防止滩面侵蚀的作用,使得潮周期内泥沙单宽净通量指向盐沼潮滩,促进了盐沼滩内部泥沙的淤积。综上所述,台风(即便是几百或上千公里以外的远程台风)对长江口潮间带湿地沉积动力过程具有重要影响,应在海岸湿地保护管理中给予高度重视。(本文来源于《华东师范大学》期刊2019-03-21）

王杰^[2]（2018）在《长江口南汇南滩近期沉积动力过程研究》一文中研究指出河口潮滩是近岸海洋和陆地相互作用的敏感地带,不仅是水沙输移和生物地球化学循环的重要载体,而且提供重要的国土资源和城市空间保障。然而,近年来因世界大部分河流入海泥沙剧减,及河口中高潮滩高强度围垦与河槽水运工程的建设,河口潮滩很可能出现新的变化过程。如何从沉积动力学视角刻画区域水平尤其是微观尺度的潮滩地貌变化过程,成为理解潮滩宏观和长期地形冲淤机制与模式的关键。本文通过选择长江河口最大的陆缘潮滩—南汇边滩为研究对象,通过采集2016年4月到2017年5月逐月大潮低潮期间南汇南滩滩面横向表层沉积物,并借助叁维激光扫描仪(LiDAR)获取同时段滩面地貌高精度点云数据。通过沉积物组分含量和粒度参数分析以及滩面高程模型的构建,研究南汇南滩月际、季节性和年内表层沉积物和潮间带不同分带地貌的冲淤演变规律,以探讨影响南滩沉积动力过程的多重因素及边滩地貌的发育趋势。主要结果包括:(1)南汇南滩潮间带呈现出显着涨潮优势流和优势沙的动力环境。南汇边滩地处河口最大浑浊带边缘,南汇南滩潮间带平均小潮低水位线附近水域有效波高为0.3 m,有效波周期为3-4 s,近底20 cm处悬沙浓度大小潮周期平均为9.74kg/m~3。涨落潮流方向大致与岸线平行,且潮周期内流速和悬沙浓度在涨潮期间大于落潮,有利于泥沙向岸净输运。波浪以风浪和涌浪变形体为主,同时冬季和夏季分别受离岸风和向岸风的控制;事件性(台风和寒潮)的风作用力过程会明显增加波高和近底层悬沙浓度。南滩圈围工程后近岸潮流流态和输沙环境得到恢复。半世纪以来长江入海输沙量显着减少,枯季输沙年内占比逐渐增加,而河口口门和南汇边滩临近水体的悬沙浓度并未出现明显下降,仍枯季大于洪季。(2)表层沉积物组分含量和粒度参数具有明显的月际、季节性和年内时空分异。近堤侧潮间带上部沉积物颗粒粗、砂含量占优(80%),潮间带中下部颗粒较细、粉砂占优(70%);上部-中部过渡带沉积物粒度表现出两侧混合特征、黏土含量较高、完成优势含量转化。逐月尺度上、从冬季到夏季沉积物月平均砂和粉砂含量分别增加和减少,夏季滩面沉积物颗粒普遍变粗,冬季逐渐变细;而黏土含量相对稳定,高值主要出在处于海堤护脚抛石积水带及潮间带上部-中过渡区域。研究时段起末在上部-中部沉积物占优组分转换区间逐渐向海堤侧移动,造成近堤侧粗颗粒采样点持续减少;表现出近堤0-100 m沉积物中值粒径变细,100-480 m粒径变粗。沉积动力环境分区图指示总体上边滩水动力环境强、潮流和波浪的联合作用显着。(3)南滩潮间带地貌具有夏秋季弱侵蚀调整、冬春季强淤积推进的季节性特征,在整体淤长的滩面上发育自潮间带上部中侧到中部西侧贯通的冲刷带。从2016年4月到2017年1月南滩滩面平均高程在1.88-1.94 m范围波动,而在2017年2月突然增加到2.01 m、之后又小幅度降低。研究时段内年整体垂向淤积速率达10 cm,同时潮滩上部面积占比较小且持续缩减,中部面积先减小、后大幅增加并保持稳定。逐月尺度上滩面高程、体积和等高线的变化均说明夏秋季滩面处于弱侵蚀调整、冬春季发生较强淤积的变化过程,其中在2016年8-9月和2017年1-2月滩面地貌调整过程最显着。空间上在近堤侧和高潮滩边缘坡度较大处发育自潮间带上部中侧-中部西侧贯通的强侵蚀区(厚约10-80 cm),上部沿海堤西侧出现强淤积带(厚约20-85 cm),较弱的淤积区(厚约5-30 cm)则主要出现在大面积的中-东部潮滩。研究起末中侧横剖面近堤0-100 m滩面侵蚀、100-480 m淤积,同时潮滩高程的增加与砂、粉砂含量的变化分别呈现显着的正、负相关。(4)近岸水域保持稳定的潮流和悬沙空间输移模式为南滩继续淤长提供有利条件,枯季潮间带悬沙浓度、净向岸输沙量增加和较低潮位造成滩面冬春季明显淤积。近年来伴随着长江入海泥沙减少和及河口深水航道工程的修建,南槽分流分沙比逐渐增大且南汇边滩“摇头沙”持续发育,由于海缘泥沙补给和局地泥沙再悬浮,河口口门及最大浑浊带悬沙浓度保持基本稳定。同时圈围工程后依旧保持稳定的水沙环流、余流输沙和涨落潮优势流/沙,潮间带泥沙捕获效果显着,促进滩面继续淤长。南滩水域枯季悬沙浓度高、潮位较低,且受离岸风影响波浪掀沙较弱,有利于滩面在冬春季明显淤积,而夏秋季相反(亦受台风强影响)。整体上潮滩植被区淤积速率较高、光滩速率较弱,在张落潮流和海堤相互作用较强和潮间带上-中过渡坡度较大区发育强侵蚀带。研究发现在入海泥沙减少和南汇圈围工程后南汇南滩仍处于淤积状态,其沉积动力仍受邻近水域稳定水沙动力环境控制、而与上游入海泥沙变异相关弱。需要尽早弄清入海输沙量减弱下河口悬沙浓度变化的特征与机制。(本文来源于《华东师范大学》期刊2018-05-05）

朱琴^[3]（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）

刘高伟^[4]（2015）在《近期长江河口典型河槽动力沉积地貌过程》一文中研究指出近年来随着水土保持工程、叁峡工程和南水北调工程等长江流域大型工程的建设,将会使流域来水来沙及其季节分配发生明显变化；而长江口大规模促淤围垦、深水航道、南汇人半工岛、大型水库、跨江和跨海大桥等河口工程的兴建又将改变河槽的边界条件,从而使各汉道的分流比发生改变,进而会改变潮流流速的大小和方向、悬沙的时空分布、沉降及输运,继而导致河槽地貌发生变化,河槽地貌的改变又会影响潮动力和悬沙浓度的变化。而当潮动力、悬沙浓度及地貌发生变化后,将会对河槽边界的稳定性及河口大型工程的安全性产生较大影响,因而是一个直接涉及到河口工程、航道运输以及沿岸人民生命财产的安全问题。基于以上因素,本文在前人的研究基础之上,以长江河口北港上段、北槽中上段,南汇南滩水域为研究对象,利用近年来在长江河口现场实测潮流、悬沙、地貌资料以及相关潮位站的潮位资料,研究近期长江河口河槽动力沉积地貌变化过程和水沙输运机制,并探讨动力沉积地貌变化过程对大型工程的响应机制。这将有助于深入了解近期河口河槽的动力沉积地貌过程,为合理开发利用河口和近海资源提供理论基础,并为河口工程维护、航道疏浚及河槽治理提供参考依据。因此,本文的研究具有重要的理论和实践意义。主要研究结果如下：1.潮汐变化过程。近期研究区域内潮汐性质均为非正规半日浅海分潮,潮动力的非线性特征更加明显；北港上段、北槽上段河槽浅水分潮性质加强,北槽中段、南汇南滩水域浅水分潮性质变化不明显。2.潮流变化过程。北港上段河槽2003-2007年流速减小0.19-0.28 m/s,落潮优势洪季减弱、枯季增强；2007-2012年流速洪季增大、枯季减小,落潮优势洪季增强、枯季减弱。深水航道叁期工程后,北槽中段河槽南侧流速略减,落潮优势稍减弱。2003-2012年南汇南滩水域流速洪季增大、枯季减小,落潮优势洪季增强、枯季减弱。3.悬沙浓度变化过程。北港上段2003-2007年悬沙浓度约减少0.10 kg/m3,优势沙洪季减小、枯季增大：2007-2012年悬沙浓度洪季减少、枯季增多,优势沙洪季增大、枯季减小。深水航道叁期工程后,北槽中段河槽南侧悬沙浓度增多0.31-0.48 kg/m3,洪季优势沙增大。2003-2012年南汇南滩水域悬沙浓度减少0.19-1.11kg/m3,优势沙洪季增大、枯季减少。4.洪、枯季床面微地貌特征。北港上段洪(2014年7、10月)、枯(2015年2月)季微地貌形态变化明显,洪季比枯季沙波发育范围广。新桥通道内洪季多为复合沙波,枯季变成单一沙波。横沙通道北口水域洪季发育有弯曲型和顺直型两种类型的沙波；枯季弯曲型沙波发育区沙波消失且发育着许多椭圆形的麻坑,顺直型沙波波长变大。洪、枯季河床微地貌的异同主要与洪、枯季期间水动力条件以及沉积物的粒径和分选性有关。5.近期浅层沉积结构变化过程。2010年1月至2014年10月北港上段新桥通道内浅地层剖面表层形态及分层结构变化不明显,且均为单层分层、厚度约2m。在北港上段横断面最窄附近,2014年10月断面开始大幅度冲刷并向下游持续的距离较长,最大刷深约为7 m。2010年1月至2014年10月北港上段长江大桥以西剖面结构变化显着,上游分层由双层变为单层,中间分层消失,下游部分分层变厚、部分分层由双层变为单层。6.水沙输运机制。悬沙纵向输运的主要驱动力包括欧拉余流(向海)、潮泵效应、垂向环流(向陆)和斯托克斯余流(向陆),欧拉余流在平流输沙中占主导地位,潮泵效应在潮流输沙中占主导地位,潮泵效应除北港、南槽口外随季节变化外其余河槽均指向海。徐六泾悬沙主要由欧拉余流向海输运,南支北侧主要由欧拉余流和潮泵效应均向海输运,北港上段、南港中段主要由欧拉余流、潮泵效应向海和垂向环流向陆输运,北支中上段、北港中下段、北槽中段、南槽南边滩主要由欧拉余流、潮泵效应向海和斯托克斯余流、垂向环流向陆输运,口外主要由欧拉余流向海和垂向环流向陆输运。7.近期动力沉积地貌过程对大型工程的响应机制。青草沙水库建成后使北港上段河槽缩窄、断面束水、水动力增强,再加上流域来沙减少致使悬沙浓度减少,水流会带起河槽底部泥沙,从而导致北港上段河槽发生冲刷。深水航道叁期工程南导堤加高的阻流作用、泥沙再悬浮和上游来水来沙使中段悬沙浓度增大以及上段潮动力的非线性特征增加强于中段是致使北槽中段河槽淤积的主要原因。上游来沙量的减少、南汇边滩附近促淤围垦工程的建设以及沙体的迁移使得该水域悬沙浓度减少,促淤围垦工程和东海大桥的建设使得该水域洪季潮流流速增大、枯季涨潮流优势加强；潮动力增强和悬沙浓度减少进而导致南汇南滩水域河床冲刷明显。可见,河口河槽动力沉积地貌过程不但与流域来沙有关,还与河口局部工程建造存在着直接联系。(本文来源于《华东师范大学》期刊2015-06-01）

林益帆^[5]（2015）在《长江河口南、北槽中下段沉积动力变化过程研究》一文中研究指出河口处于陆地河流与海洋的交接地带,是陆海相互作用最为敏感的地带。在径流、潮流、波浪等自然动力和高强度人类活动的共同作用下,河口的沉积过程复杂多变。其中水沙运动及水体泥沙的垂向交换是河口动力—沉积机制分析中的核心和焦点。长江河口自徐六泾以下呈“叁级分汊,四口入海”的格局,而南槽和北槽作为长江河口的第叁级分汊河槽,不仅是长江输水输沙的主要通道,而且是极具代表性的分汉型河槽,兼之深水航道位于北槽,南槽周边南汇边滩作为上海市后备土地资源,其重要性不言而喻。因此,分析南、北槽水沙运动及泥沙交换过程对理解长江口的动力沉积过程意义重大。本文基于长江河口南、北槽和南槽口门水域2011-2013年水文观测数据、悬沙样品资料,以及大面积走航所采集沉积物、近底层悬沙样品,分析南、北槽悬沙与沉积物时空变化特征及影响因素。进而以南槽口门水域为例,对长江口南部的近底层水体悬沙及表层、次表层沉积物的交换过程进行分析,弄清该区域水沙变化及泥沙交换过程。主要结论包括：从水流特性来看,南、北槽落潮历时大于涨潮历时,落潮流速大于涨潮流速。水流运动形式主要为往复流,以落潮流占优势。北槽中段的水流强度大于北槽下段,南槽中段水流强度大致与北槽下段相当。含沙量上,大体为北槽中段大于北槽下段,北槽下段大于南槽中段。大潮含沙量高于小潮含沙量。其中,在南槽中段,大潮落潮平均含沙量是中、小潮的2-3倍。在北槽下段,大潮涨潮平均含沙量为小潮的3倍多,大潮落潮平均含沙量则将近达小潮的6倍。在北槽中段,大潮涨、落潮平均含沙量与小潮相比更是高达5倍和8倍之多,北槽大、小潮相对于南槽含沙量差异更大。从小潮到大潮,其水体悬沙粒径分选性变差,从表层到底层,水体悬沙粒径分选性也逐渐变差。大潮期间水体悬沙粒径偏态值较中、小潮有所增加,表层水体悬沙粒径的偏态值小于同期近底层水体悬沙。水体悬沙粒径的峰态值随大小潮的变化很小。表层沉积物粒度方面,南槽中段表层沉积物粒径粗于北槽中段,北槽中段粗于北槽下段。从小潮到大潮,南槽中段和北槽下段沉积物粒径从小潮到大潮呈由粗变细的趋势,北槽中段则经历了一个细-粗-细的变化过程。北槽中段和下段表层沉积物分选比南槽中段差,属分选很差范围,小潮到大潮,分选系数变化不大。北槽中段表层沉积物属极正偏范围。北槽下段和南槽中段表层沉积物则由极正偏逐步向正偏过渡。南槽中段和北槽中段表层沉积物粒径峰态系数呈中等尖锐形态。北槽下段表层沉积物的峰态系数在小、中、大潮期间的均值则呈逐渐变小趋势,且在大潮期间逐步稳定在1附近。南、北槽大潮期间悬沙与表层沉积物交换频率比小潮高。在悬沙与表层沉积物的交换粒级方面,粘土、细粉砂和粗粉砂组分是南槽中段和北槽中下段悬沙与表层沉积物交换中贡献度最高的叁组粒级。南槽口门水域,近底层水体悬沙与表层沉积物在垂向上的主要交换粒级则为粉砂组分粒级。在表层沉积物与次表层沉积物的垂向交换中,南槽口门中部辐散区的主要交换粒级为粗粉砂-细砂组分粒级,南槽口门附近其余区域主要交换粒级则为粉砂组分粒级。小潮到大潮,表层沉积物中的大量粘土、细粉砂和粗粉砂通过再悬扩散浮到水体中,其中,粗粉砂组分再悬浮的比例最高。粘土与细粉砂特性相似,对水动力响应敏感程度也比较一致,并且在南槽中段和北槽中下段水体悬沙在组成成分上,细粉砂与粘士含量存在一个比较稳定的比例,细粉砂含量几乎在每一时刻都维持在粘土含量的1.5倍左右。北槽中段粘土与细粉砂组分含量百分比大于北槽下段和南槽中段,粗粉砂组分含量百分比则是南槽中段最大,同时,在南槽中段粗粉砂和细砂组分也是受流速变化影响最为敏感的粒级。而在北槽中下段细砂组只对中潮——大潮较大的涨、落急流速有所相应。(本文来源于《华东师范大学》期刊2015-06-01）

许振^[6]（2015）在《长江远端泥区底部浑浊层动力过程及其沉积效应》一文中研究指出底部混浊层下坡运动是一种常见的重力流形式。在水动力条件合适的情况下,底部再悬浮过程可形成密度高于周边水体的浑浊层,并在重力作用下沿斜坡向下断续运动。而据前人研究,这种浑浊层下坡运动在某些陆架环境中普遍存在。根据底部浑浊层下坡运动过程和机制的分析,在远端泥区很可能具备其发生的条件,并且底部浑浊层下坡运动也将对远端泥的沉积过程产生影响。本次研究的目标即是针对长江远端泥这一典型区域,分析区内是否具备底部混浊层产生和下坡运动启动的条件,并在此基础上进一步探讨底部浑浊层运动的沉积效应。野外观测结果表明,春季观测期间,浙闽沿岸海域水动力条件较强。风力较强,主风向是东北向;平均有效波高(H1/3)1.17 m,主要为近东向;涨、落潮流为近NW-SE方向的往复流,潮流流速较大,大潮期间垂线平均流速为0.35～0.42 m · s-1,小潮期间垂线平均流速为0.21-0.22 m · s-1;余流流速3.5～6.1 cm · s-1,流向11～85°;底层水体温度和盐度高于表层水体,走航观测表明了温盐锋面的存在。观测海域的平均垂线悬沙浓度35～67 mg · L-1,大潮期间的悬沙浓度高于小潮期间,波浪较强期间的悬沙浓度高于波浪较弱期间;海水中悬沙的粒径大于表层沉积物的粒径,表明存在絮凝作用;絮凝体的沉降速率远大于组成絮凝体悬沙颗粒,达1×10-3～4× 10-3 m · s-1。底部浑浊层的平均悬沙浓度大约100～400 mg · L-1,厚度3～8 m。潮流作用引起再悬浮,大潮期间51～74%的时间发生再悬浮作用,小潮期间33～36%的时间发生再悬浮作用,强烈的再悬浮作用维持了底部浑浊层的高悬沙浓度。在重力作用下,底部浑浊层的下坡方向运动主要受陆架坡度、混浊层悬沙浓度和厚度叁个因素控制。在浙闽沿岸内陆架,小潮期间底部浑浊层下坡运动速率1.9～2.5 cm · s-1,大潮期间2.6～3.9 cm · s-1;底部浑浊层重力输运率1.73～15.40 g· m-2 · s-1,单个全潮周期内其向海输运量为潮致向海输运的13～34%。在极端天气条件下,底部切应力增大,再悬浮作用的增强导致底部浑浊层的悬沙浓度和厚度增大,沉积物重力流输运率能够增加4倍以上。沉积物重力流可以形成平行向海推进的斜坡沉积,其沉积效应在远端泥发育的中后期才逐渐显现,并随着河流远端泥沉积的发展、成熟,沉积物重力流的沉积效应不断增大。浅地层剖面显示,长江远端泥质沉积中以辐聚状斜坡沉积为主,仅在一些区域开始出现平行状斜坡沉积。与之相比,在黄河的远端泥沉积中,平形状的斜坡沉积更为发育,是成熟期;珠江的远端泥沉积则缺少斜坡沉积,仅有很薄的泥质沉积,是初生期。悬浮物是海洋中碳输运过程中有机碳的重要载体,而底部浑浊层往往是悬浮物浓度最高的层位,底部浑浊层的向海输运导致颗粒有机碳(POC)的跨陆架输运,造成的POC输运约1.6×103kg·m-1·yr-1同时,再悬浮作用和沉降作用的相对强弱决定了悬浮物能否沉积到海底,亦即POC能否从水体向海底转移。因此,底部浑浊层的沉降、再悬浮、水平运动等动力过程对有机碳的埋藏和跨陆架输运具有重要影响。(本文来源于《南京大学》期刊2015-05-24）

刘陈光^[7]（2015）在《冷气体动力喷涂过程中颗粒的加速性能及沉积机理分析》一文中研究指出冷气体动力喷涂技术(简称冷喷涂)是一种基于空气动力学原理的涂层制备技术。相比于热喷涂,冷喷涂具有抗氧化、高沉积率、残余应力小等优点,得到了国内外学者的极大关注。冷喷涂过程包含颗粒在喷管流场中的加速过程以及颗粒在基板上的碰撞沉积过程,由于其过程的复杂性,对涂层沉积机理的影响因素很多。因此,分析研究颗粒在喷管流场中的加速性能及颗粒在基板表面的沉积机理具有重要的意义,能够为实验研究提供一定的理论依据。本文首先使用Fluent软件对喷管进行数值模拟分析,建立喷管的二维物理模型,分析了喷涂温度、喷涂压力对流场的影响,并考虑了不同的载气种类、不同的颗粒材料、不同的颗粒粒径大小及不同的颗粒入射位置对颗粒加速性能的影响。然后使用有限元分析软件ANSYS模拟了颗粒在基板上的沉积过程,分析了不同的颗粒入射速度,不同的入射角度,不同的颗粒粒径大小,不同的颗粒材料和基板材料对沉积效果及塑性变形的影响,并进行了二次沉积和多颗粒群的沉积机理分析。得到主要结论如下:(1)随着喷涂温度的提高,流场的速度逐渐增加,而喷涂压力对于喷管内流场及温度场的影响较小。(2)He和N2相比较,He作为载气时对颗粒的加速性能更好。粒径大的金属和非金属颗粒不易获得较大的速度,粒径小的颗粒由于惯性小容易被加速,但粒径小到1μm以下时容易受气体的影响,运动不稳定。颗粒的材料无论金属还是非金属,密度较小更容易获得较大的速度。(3)颗粒在喷管入口的入射位置对速度大小影响较小,仅对颗粒碰撞基板时的角度有影响。颗粒入射速度和角度的增加,都有利于颗粒沉积,但颗粒入射角度不宜超过200,材料特性中屈服极限是影响沉积机理的重要因素。(4)微米级的颗粒粒径比纳米级的更容易形成涂层,颗粒粒径为20μm相比于10μm和40μm时,涂层效果更好。(5)颗粒与颗粒之间的水平作用使得颗粒与基板间存在间隙,竖直作用可以起到夯实左右,对基板上凹坑的深度没有影响。多颗粒群沉积加剧了接触区域四周的金属激射现象。(本文来源于《南华大学》期刊2015-05-01）

王楠^[8]（2014）在《现代黄河口沉积动力过程与地形演化》一文中研究指出本文基于黄河叁角洲及莱州湾多年历史资料，以水环境动力学模型（MIKE3）为基础，建立起一系列沉积动力模型。通过实测资料对模型的率定与验证，模拟了1976年黄河改道清水沟流路以来，河口的潮流、切变锋及波浪各时期的特征并分析讨论了其演变过程。通过对模拟结果和实测地形冲淤变化分析，综合研究了黄河口潮流切变锋在一个完整黄河流路期内的演变规律和成因，潮流切变锋在大风及地形共同作用下的变化规律及成因，黄河口动力变化下的工程波浪安全隐患等问题，发现了落潮切变锋强度始终强于涨潮的规律，阐述了黄河口沉积动力演变与地形演变的相互作用关系和模式，揭示了以风致切变锋变化为基础的河口冬季泥沙扩散新动力机制，提出了黄河口特有的海洋工程环境动态参数设计理念及预警防护建议。研究表明，黄河口潮流切变锋和潮流场于1976~1996年黄河清水沟流路行河的20年间，在空间、时间和强度上均具有显着的演化规律。其根本原因是水深地形的变化。进一步，切变锋演变反应了潮流场的演变，后者与河口地形的演化存在双重相互作用关系，表现为河口增长会促进潮流增强并限制河口增长，最终在一定径流输沙范围内稳定；河口蚀退会使潮流减弱，使侵蚀由强变弱，侵蚀速率由快变慢。大风过程对黄河口潮流切变锋具有明显的影响。6级大风即可使切变锋产生变化，风力越大，变化越明显。大风通过在近岸浅水区生成风生流使切变锋发生变化，平行锋面的大风增加其强度，垂直锋面的大风减弱其强度；偏北向大风加剧涨、落潮切变锋强度“落强涨弱”形势，偏南向大风则相反。河口地形是使各风向大风对切变锋产生不同影响的决定条件和必要条件。潮流切变锋在冬季偏北向大风的作用下，存在着切变锋强度减弱、口门锋面消失以及涨潮切变锋基本消失叁种有利于河口泥沙扩散的变化，使大量波致再悬浮泥沙在多种情况下突破原有锋面阻挡，向莱州湾中部或湾口扩散。风致切变锋变化是泥沙“冬输”动力机制中不可忽略的重要因素之一。黄河口潮汐过程由于存在不对称性，落潮流流速、历时均大于涨潮流，使得落潮切变锋在长度、历时和剪切强度等方面均强于涨潮切变锋，且在常见偏北向大风影响下，二者差异被放大，甚至在较少情况下涨潮切变锋接近消失。落潮切变锋强度大于涨潮切变锋的这一规律在潮汐不对称性和季风影响下长期存在。黄河口重现期大浪受地形变化影响显着。清水沟流路老河口海域平均水深每增加1m，50年一遇NE向有效波高增加约0.4m，1996~2012年平均增长约1.1m，增长率约为0.07m/a。根据波高变化可将黄河口地区分为叁部分：新河口安全区，新老河口间隐患区，老河口危险区。未来10年，隐患区和危险区均面临着由岸线继续蚀退所带来的陆地环境浅海化、浅海波浪增强等安全隐患。根据动力与地形相互作用的理论研究结果，对黄河口河道备选流路，近海工程海洋环境快速变化引发的安全性隐患等实际问题提出了相关建议。着重阐述了推广海洋工程环境动态参数设计理念及预警防护建议的迫切性和必要性，并对该理念的施行提出了多套参数设计、定期调查与预警防护补救措施等建议。最终，通过近3年的研究工作，本文具有如下创新点：（1）揭示了黄河口潮流切变锋在一个完整黄河流路期内的演化规律及其成因，并阐述了河口地形演化与潮流场演化的相互作用关系及过程。（2）发现了黄河口潮流切变锋对大风过程的响应规律及其机制，并从该角度揭示了黄河口冬季泥沙扩散新的动力机制，完善了河口泥沙“冬输”过程的动力机制研究。（3）明确了黄河口涨、落潮切变锋在常规与极端气象条件下的变化过程，发现了落潮切变锋强度始终强于涨潮这一规律及其成因。（4）研究了黄河口重现期大浪对地形演化的响应，提出黄河口海洋工程环境动态参数设计理念及预警防护建议。(本文来源于《中国海洋大学》期刊2014-06-03）

李明亮^[9]（2014）在《建闸河口闸下沉积动力过程及冲淤趋势》一文中研究指出河口海岸往往是人类活动密集、经济发达、资源开发利用程度较高的区域,其地貌环境演变显着地受到人类的影响。在入海河口附近建闸,可改变原有的河流与海洋动力格局,以及沉积物输运、地貌演化趋势等。本文以江苏北部平原海岸的新洋港河口为例,重点研究中小型建闸河口闸下的沉积动力过程及冲淤趋势。新洋港河位于江苏省盐城市,是里下河地区向东排水入海的主要出口之一,河口附近挡潮闸建于1957年,具有调控上游径流和防止海水入侵的双重作用。2012年8月和12月,分别在新洋港河闸下河道进行了叁站同步的锚系大、小潮沉积动力学观测,并将采集的底质与悬沙样品带回实验室进行粒度测试。根据现场实测数据分析了潮周期内水体流速、流向、悬沙浓度、底质粒度、水体悬沙粒度、盐度等的变化规律；水体边界层参数变化特征及水体层化特征；研究了再悬浮通量的变化规律,结合水体悬沙粒度参数分析了悬沙对再悬浮作用的响应；计算断面水、沙通量,分析了开闸放水对于港道冲淤的效果,同时根据该区域沉积动力特征提出了减淤建议。研究结果表明,建闸后闸下潮波显着变形,表现在涨潮历时比落潮历时短1.5-3.0个小时左右,涨潮平均流速大于落潮,涨潮平均流速介于0.17-0.62 ms-1,落潮流速平均值介于0.14-0.38 ms-1涨潮期间实测最大流速为2.05 m s-1,最大悬沙浓度为4.70 g L-1；大潮平均流速大于小潮。在河闸开闸放水期间,河道水体流速与悬沙浓度均较大,实测平均流速介于0.49-1.18 ms-1,实测平均悬沙浓度介于0.21-1.60 g L-1。从入海口门向上游至闸下,实测流速、水体悬沙浓度均表现出逐渐减小的趋势。在没有陆地径流影响(关闭河闸)的情况下,河道内的盐度值介于12.48-24.32,涨落潮期间表、底层存在着垂向盐度梯度,开闸放水对河道盐度有极大影响,开闸期间的河道实测盐度介于0.48-5.25,越靠近闸门,淡水径流影响越显着。河道内水温较为恒定,无明显垂向梯度,表、底层温差不超过1℃,夏季实测水温介于22-32℃,冬季实测水温介于3-9℃,受到观测期间天气影响,夏、冬大潮水温均大于小潮。采用流速对数剖面模型,估算了底部边界层参数摩阻流速及粗糙长度等。研究发现,随流速增大,底部摩阻流速逐渐变大,最大达0.061 m s-1,粗糙长度逐渐变小；流速减小则摩阻流速减小,粗糙长度则增大,最大达140 mm。以河道中部站位为例,冬季小潮涨潮期间平均摩阻流速为0.018ms-1,平均粗糙长度为120 mm,开闸放水期间摩阻流速在0.019-0.061 ms-1之间,粗糙长度较小,平均8.5 mm。计算表明河道底部沉积物临界起动切应力介于0.095-0.11 Nm-2,在涨、落潮及开闸放水期间,当近底部切应力大于临界切应力时,使底部沉积物发生再悬浮现象。根据计算,在涨急、落急及开闸放水阶段,再悬浮通量较大,数量级为10-4-10-3 kgm-2s-1,最大再悬浮通量为0.0025-0.0071 kgm-2s-1,其它时段再悬浮通量较小,为10-5-10-4 kgm-2s-1.从时空变化来看,越靠近口门底部沉积物活动时间越长,再悬浮通量有逐渐增大趋势,大潮期间的平均再悬浮通量大于小潮期间。由于温、盐、悬沙、流速的梯度变化使得水体层化特征明显,落潮期的层化时间要长于涨潮期,层化能够抑制水体垂向悬沙、盐分交换,也能够抑制底部沉积物再悬浮,使得水体侵蚀底部沉积物能力降低,表现在悬沙浓度变小,水流输沙能力下降,不利于落潮期间沉积物向口门输运。在夏、冬观测期间尤其是落潮时,河道具备细颗粒悬沙絮凝沉降的条件,夏季由于温度较高,絮凝沉降的强度相对冬季较强,落潮期的絮凝沉降使悬沙落淤于底床；由于层化效应影响,使之难以被输运出河口,造成了河道的淤积。层化效应及悬沙絮凝沉降的影响可能是造成落潮期悬沙浓度相对涨潮期小的因素之一底质及悬沙的粒度测试结果表明,新洋港河道底质类型属于粘土质粉砂,平均粒径介于13.30-23.46μm,粉砂含量介于65.50-72.60%,粘土含量介于14.26-19.15%,砂含量介于8.26-19.36%,越靠近口门砂含量越高,粘土含量越低。悬沙粒径较小,大部分介于7-9μm,砂含量极低,平均约1.49%,粉砂平均约75%,粘土约23.51%。根据水体悬沙粒径对再悬浮的响应及近底部悬沙浓度和流速变化分析,底质再悬浮期间,近闸处站位(S1)、河口处站位(S3)站位底、中层悬沙粒径对再悬浮响应明显,底质再悬浮引起悬沙浓度及再悬浮通量的增大：河道中部站位(S2)站位由于潮流动力及底质的综合影响,在底质再悬浮期间底层悬沙粒径对再悬浮作用响应不明显,而是通过平流输运的沉积物引起悬沙浓度及再悬浮通量的增大。在开闸放水期间,水体悬沙粒径并没有出现持续粗化现象,一方面可能是近底部的“屏蔽效应”影响了底床沉积物的进一步侵蚀,另外一方面可能是在此期间现场采样层位没有在底质再悬浮所发生的高度范围内,使得采集的悬沙多来源于平流输运。断面水沙通量计算可用于评估不同潮周期内河道内的冲淤趋势。分析发现,在河闸关闭的情况下,典型断面的水通量在潮周期内能够维持进出平衡,但沙净通量方向向陆。总的来看,近闸处(闸下至S1站)以及河道中部向下(S2站至口门)淤积较多,淤积总量分别为2.34×106kg、2.52×106kg(冬季大潮),两断面之间淤积相对较小,径流量及开闸时机选择直接影响冲刷的效果。总体来看,开闸对于河道中上部(闸下至中部S2站)具有较好的冲刷效果。由于新洋港地处南黄海淤涨型海岸,岸线逐年向外淤涨,同时河流径流量季节变化显着,而海洋动力相对保持稳定,本文提出在丰水期应以径流冲淤占主导、枯水期可将纳潮冲淤与径流冲淤相结合,同时在重点淤积河段采用机械清淤的方法来整治河道淤积。未来应重点研究的内容有：(1)应用现场悬沙粒径及沉降速度观测仪器,观测潮周期内水体悬沙的粒径及沉速变化规律,定量研究絮凝沉降的强度及其对于悬沙浓度变化的贡献,这对于开闸冲淤的时间选择具有重要的指导意义；(2),获取河道的叁维地形数据,结合现场实测的沉积动力学资料建立叁维模型,进一步模拟河道内的冲淤状况,根据模拟结果找到冲刷区、淤积区和冲淤平衡区,作为河闸管理部门在河道内开展定点的机械清淤的依据,降低河道管理成本。(本文来源于《南京大学》期刊2014-05-01）

李东义,陈坚,汪亚平,王爱军,杨旸^[10]（2014）在《强潮河口区近底部沉积动力过程的高分辨率观测与分析》一文中研究指出现场试验表明,叁角架观测系统稳定性良好,获取了边界层内多层位、连续的温、盐、流速、浊度同步观测数据,适用于浅海近底部沉积动力过程高分辨率观测及物质输运研究。观测结果显示:观测期间,边界层内存在向陆的余流,并呈现逐渐减小的趋势,其主要由涨、落潮流的不对称造成,大风天气和密度环流亦是影响余流强弱的重要因素;观测期间多数时刻底部切应力大于起动切应力,底质沉积物可产生明显的搬运甚至再悬浮;悬沙浓度对沉积动力的响应在涨、落潮,大、小潮阶段均有各自的特点,水动力的变化、潮流加/减速时间的长短、床面泥沙的供应量、上部水体泥沙的沉降是导致悬沙浓度变化的主要原因;底部边界层内,涨、落潮期间不对称输沙导致潮周期内悬沙净向河口湾内输运。(本文来源于《沉积学报》期刊2014年02期）

沉积动力过程论文开题报告

（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：

河口潮滩是近岸海洋和陆地相互作用的敏感地带,不仅是水沙输移和生物地球化学循环的重要载体,而且提供重要的国土资源和城市空间保障。然而,近年来因世界大部分河流入海泥沙剧减,及河口中高潮滩高强度围垦与河槽水运工程的建设,河口潮滩很可能出现新的变化过程。如何从沉积动力学视角刻画区域水平尤其是微观尺度的潮滩地貌变化过程,成为理解潮滩宏观和长期地形冲淤机制与模式的关键。本文通过选择长江河口最大的陆缘潮滩—南汇边滩为研究对象,通过采集2016年4月到2017年5月逐月大潮低潮期间南汇南滩滩面横向表层沉积物,并借助叁维激光扫描仪(LiDAR)获取同时段滩面地貌高精度点云数据。通过沉积物组分含量和粒度参数分析以及滩面高程模型的构建,研究南汇南滩月际、季节性和年内表层沉积物和潮间带不同分带地貌的冲淤演变规律,以探讨影响南滩沉积动力过程的多重因素及边滩地貌的发育趋势。主要结果包括:(1)南汇南滩潮间带呈现出显着涨潮优势流和优势沙的动力环境。南汇边滩地处河口最大浑浊带边缘,南汇南滩潮间带平均小潮低水位线附近水域有效波高为0.3 m,有效波周期为3-4 s,近底20 cm处悬沙浓度大小潮周期平均为9.74kg/m~3。涨落潮流方向大致与岸线平行,且潮周期内流速和悬沙浓度在涨潮期间大于落潮,有利于泥沙向岸净输运。波浪以风浪和涌浪变形体为主,同时冬季和夏季分别受离岸风和向岸风的控制;事件性(台风和寒潮)的风作用力过程会明显增加波高和近底层悬沙浓度。南滩圈围工程后近岸潮流流态和输沙环境得到恢复。半世纪以来长江入海输沙量显着减少,枯季输沙年内占比逐渐增加,而河口口门和南汇边滩临近水体的悬沙浓度并未出现明显下降,仍枯季大于洪季。(2)表层沉积物组分含量和粒度参数具有明显的月际、季节性和年内时空分异。近堤侧潮间带上部沉积物颗粒粗、砂含量占优(80%),潮间带中下部颗粒较细、粉砂占优(70%);上部-中部过渡带沉积物粒度表现出两侧混合特征、黏土含量较高、完成优势含量转化。逐月尺度上、从冬季到夏季沉积物月平均砂和粉砂含量分别增加和减少,夏季滩面沉积物颗粒普遍变粗,冬季逐渐变细;而黏土含量相对稳定,高值主要出在处于海堤护脚抛石积水带及潮间带上部-中过渡区域。研究时段起末在上部-中部沉积物占优组分转换区间逐渐向海堤侧移动,造成近堤侧粗颗粒采样点持续减少;表现出近堤0-100 m沉积物中值粒径变细,100-480 m粒径变粗。沉积动力环境分区图指示总体上边滩水动力环境强、潮流和波浪的联合作用显着。(3)南滩潮间带地貌具有夏秋季弱侵蚀调整、冬春季强淤积推进的季节性特征,在整体淤长的滩面上发育自潮间带上部中侧到中部西侧贯通的冲刷带。从2016年4月到2017年1月南滩滩面平均高程在1.88-1.94 m范围波动,而在2017年2月突然增加到2.01 m、之后又小幅度降低。研究时段内年整体垂向淤积速率达10 cm,同时潮滩上部面积占比较小且持续缩减,中部面积先减小、后大幅增加并保持稳定。逐月尺度上滩面高程、体积和等高线的变化均说明夏秋季滩面处于弱侵蚀调整、冬春季发生较强淤积的变化过程,其中在2016年8-9月和2017年1-2月滩面地貌调整过程最显着。空间上在近堤侧和高潮滩边缘坡度较大处发育自潮间带上部中侧-中部西侧贯通的强侵蚀区(厚约10-80 cm),上部沿海堤西侧出现强淤积带(厚约20-85 cm),较弱的淤积区(厚约5-30 cm)则主要出现在大面积的中-东部潮滩。研究起末中侧横剖面近堤0-100 m滩面侵蚀、100-480 m淤积,同时潮滩高程的增加与砂、粉砂含量的变化分别呈现显着的正、负相关。(4)近岸水域保持稳定的潮流和悬沙空间输移模式为南滩继续淤长提供有利条件,枯季潮间带悬沙浓度、净向岸输沙量增加和较低潮位造成滩面冬春季明显淤积。近年来伴随着长江入海泥沙减少和及河口深水航道工程的修建,南槽分流分沙比逐渐增大且南汇边滩“摇头沙”持续发育,由于海缘泥沙补给和局地泥沙再悬浮,河口口门及最大浑浊带悬沙浓度保持基本稳定。同时圈围工程后依旧保持稳定的水沙环流、余流输沙和涨落潮优势流/沙,潮间带泥沙捕获效果显着,促进滩面继续淤长。南滩水域枯季悬沙浓度高、潮位较低,且受离岸风影响波浪掀沙较弱,有利于滩面在冬春季明显淤积,而夏秋季相反(亦受台风强影响)。整体上潮滩植被区淤积速率较高、光滩速率较弱,在张落潮流和海堤相互作用较强和潮间带上-中过渡坡度较大区发育强侵蚀带。研究发现在入海泥沙减少和南汇圈围工程后南汇南滩仍处于淤积状态,其沉积动力仍受邻近水域稳定水沙动力环境控制、而与上游入海泥沙变异相关弱。需要尽早弄清入海输沙量减弱下河口悬沙浓度变化的特征与机制。

（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。

沉积动力过程论文参考文献

[1].范吉庆.台风对长江口潮间带湿地沉积动力过程的影响[D].华东师范大学.2019

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[3].朱琴.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[D].华东师范大学.2016

[4].刘高伟.近期长江河口典型河槽动力沉积地貌过程[D].华东师范大学.2015

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