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文檔簡介
1、海洋泥沙在河口及鄰近海域環(huán)境中具有重要的作用,因為它們既是營養(yǎng)鹽和有機物的載體,又對污染物的遷移和循環(huán)產(chǎn)生顯著影響;同時,由于人類活動和泥沙運移的相互作用,使得泥沙運移對港口開發(fā)、航道維護、海洋構(gòu)筑物建設(shè)以及海底光纜的鋪設(shè)等人類活動產(chǎn)生明顯影響。因此,充分了解河口及鄰近海域的泥沙運移和動力機制,一方面,對于港口開發(fā)等人類活動具有重要的實際意義,另一方面,對于探討現(xiàn)代沉積過程和分析污染物擴散則具理論意義。 舟山群島海域北臨長江口,
2、西接杭州灣,既是長江水體南下的必經(jīng)之路,也是杭州灣水體與東海水體交換的主要通道;同時,舟山群島海域島嶼眾多、水深地形多變、水動力條件復雜。因此,舟山群島的泥沙分布及輸運必然存在特殊性質(zhì)。本文以實測資料為基礎(chǔ),利用不同的研究方法和計算公式,系統(tǒng)地分析了舟山群島海域泥沙的分布和運移特性,揭示了泥沙運移的動力機制,探討了群島對泥沙分布和運移的影響。 以實測資料為基礎(chǔ),對研究區(qū)的海流、懸浮泥沙和表層沉積物的分布特征進行了系統(tǒng)地分析。結(jié)果
3、表明,研究區(qū)懸沙濃度自杭州灣向外海迅速降低;落潮平均含沙量一般高于漲潮平均含沙量;水位波動對潮周期內(nèi)懸沙濃度的變化影響顯著,由水位變化引起的泥沙運移掩蓋了流速變化對懸沙濃度的影響;粉砂是研究區(qū)內(nèi)分布最廣的沉積物類型,主要分布受群島影響較小的海域,局部分布有砂質(zhì)粉砂、砂和礫,主要出現(xiàn)在島嶼周圍;群島對表層沉積物類型、粒度參數(shù)以及不同粒級組分的分布影響顯著。 利用通量機制分解方法和懸沙沉降公式,并結(jié)合前人的研究成果,分析了舟山群島海
4、域懸浮泥沙的輸運通量、運移方向和動力機制,研究了懸浮泥沙的沉降特性。結(jié)果表明,研究區(qū)凈懸沙通量自杭州灣內(nèi)向外海迅速變小,懸沙總體由杭州灣向外海輸運,但同時存在向杭州灣方向的靜輸沙;研究區(qū)基本處于水動力平衡帶,懸沙輸運具有往復搬運、靜輸沙量小的特點;平均流輸運、Stokes漂移輸運和垂向凈環(huán)流輸運是引起懸沙泥沙靜輸運的主要作用機制,自口門至外海,平流輸運作用逐漸減弱,垂向凈環(huán)流輸沙在懸沙靜輸運中所占比例逐漸增加;舟山群島海域既是杭州灣向東
5、海輸運泥沙的重要通道,也是東海沿岸流攜帶泥沙向南輸運的過渡地帶;研究區(qū)單顆粒泥沙沉降速度很小,遠小于絮凝沉降速度,在研究本區(qū)懸沙沉降時必須考慮絮凝的影響。 利用泥沙起動流速公式、沉積物輸運通量公式以及粒度趨勢分析方法,結(jié)合東海表層沉積物分布和東海流系,分析了表層沉積物的起動流速和輸運通量,討論了表層沉積物的運移趨勢和影響因素。結(jié)果表明,研究區(qū)總體上從杭州灣向外海,泥沙起動流速越來越大,也就是說,越往外海泥沙越難以再懸浮;表層沉積
6、物整體由灣口向外海運移,平均日單寬輸沙通量總體由杭州灣內(nèi)向外海減??;在群島內(nèi),由于受到島嶼的限制,泥沙基本沿水道走向運移,在外海區(qū),沉積物凈運移存兩個明顯的運移趨勢,分別對應長江口泥質(zhì)區(qū)和閩浙沿岸泥質(zhì)區(qū);潮流是控制泥沙運移的主要動力因子,同時,潮汐、東海沿岸流、風浪、臺灣暖流、群島以及地形等因素對泥沙輸運的影響亦不可忽視。 在上述研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,借鑒河流的邊灘理論,探討和分析了群島對泥沙分布和運移的影響。 結(jié)果表明,舟
7、山群島的存在對研究區(qū)海流變化、泥沙分布和泥沙運移影響顯著,具有明顯的“群島效應”;所謂“群島效應”主要是指受群島分布制約和水動力條件變化影響下的泥沙運移、沉降、再懸浮以及分布的過程;群島的存在,使水道內(nèi)產(chǎn)生漲落潮流控制下的“雙向環(huán)流”,該環(huán)流控制著泥沙的橫向分布和運移,而漲落潮流則控制泥沙的縱向分布和運移;舟山群島海域?qū)碜蚤L江口和杭州灣的泥沙具有“過濾器”和“擴散器”的雙重作用,即對粗顆粒物質(zhì)具有過濾作用,而對細顆粒物質(zhì)則有擴散作用。
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