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1.
《海洋地质与第四纪地质》2016,(5)
波浪是导致沉积物再悬浮发生的主要动力条件之一,通过室内水槽试验利用浊度剖面仪(Argus Surface Meter IV,简称ASM-IV)研究15cm恒定波高的波浪持续作用下沉积物再悬浮的发生过程,试验过程中确立了黄河三角洲地区水体悬沙浓度与ASM-IV所测浊度之间的相关关系,研究了波致海床沉积物再悬浮的发生发展过程,分析计算波致沉积物再悬浮泥沙总量及其通量随时间和空间的变化规律,定量地计算出本次试验中波致悬浮泥沙总量以及液化所导致沉积物再悬浮量及其所占比例。研究发现,波致液化作用是沉积物再悬浮的主要动因,液化悬沙量占总悬沙量的76.4%,本试验对进一步探讨波浪作用下海床沉积物再悬浮过程具有一定的参考意义。 相似文献
2.
《中国海洋大学学报(自然科学版)》2021,(1)
海底浮泥层动态变化是研究海底沉积物输运及地形地貌演变的重要内容。针对浮泥层关键特征参数(悬浮泥沙浓度、上下界面),目前国际上主要采用声学和光学仪器进行观测,但不同仪器受限于观测原理,适用范围存在一定的局限性。通过潮滩试验,模拟浮泥层动态变化过程,对比不同仪器观测悬浮泥沙浓度和海床界面高程的效果。结果显示,在较低悬浮泥沙浓度(10 g/L)情况下,高密度悬沙浓度剖面仪ASM、声学多普勒流速仪ADV与声学多普勒流速剖面仪ADP均能完成悬浮泥沙浓度的观测要求,声学蚀积仪AA400与ASM均能得到准确的海床高程。在悬沙浓度较高的情况下(20 g/L),声波衰减显著,ADP相对于ASM的误差最高可达30.95%,难以准确测量水体悬沙浓度;随着悬沙浓度的升高(30 g/L),AA400无法得到连续有效的海床界面位置,ASM也超出测量量程,因此,30 g/L的悬沙浓度可作为风暴过程中高浓度浮泥层形成的标志。在现场复杂海况下开展海底浮泥层动态变化研究需要多种仪器相互配合。 相似文献
3.
现场粒径分析仪与ADCP同步测量悬浮沉积物浓度的粒径修正方法 总被引：10，自引：2，他引：8
利用后散射强度(ABS)估计悬浮沉积物浓度原理,根据Rayleigh散射理论,给出了利用现场粒径分析仪与声学多普勒流速剖面仪(ADCP)同步测量悬浮沉积物浓度的粒径修正方法,并推导出了一种新的、用于对ABS进行粒径修正的等效粒径计算公式(9)。利用这一公式并结合LISST-100所测的粒径分布信息,可以对ADCP所测的ABS进行粒径修正,其修正方法见式(10)。结合利物浦湾和Anglesey周边海域的现场采样、测量及其分析结果,对上述粒径修正方法进行了验证。分析结果表明,采用上述公式进行粒径修正后,ADCP测量悬浮沉积物浓度的精度有较大程度的提高,线性拟合的相关系数从0．65-0．71提高到0．78-0．88。 相似文献
4.
黄河口潮滩以其悬浮沉积物浓度高而闻名。但是，目前对其高浓度悬浮沉积物的控制因素和来源的了解尚不清晰。因此，本文基于黄河口潮滩上为期7天的水动力(水深，波高和水流速度)和悬浮沉积物浓度观测，对黄河口潮滩不同海况下悬浮沉积物的控制因素和来源进行分析。数据显示，在大部分时间里，黄河口潮滩处于1级海况下(波高小于0.1m)，SSC的变化范围为0.1-3.5 g/L，潮流的沉积物输运为悬浮沉积物的主要来源。但是，当水动力作用增强并且导致海底发生大规模侵蚀时，再悬浮沉积物成为了悬浮沉积物的主要来源，水体中的悬浮沉积物浓度可达到17.3 g/L。我们发现悬浮泥沙通量主要受平流输运的控制，而波浪引起的切应力也可通过影响悬浮泥沙浓度影响悬浮泥沙通量的变化。在观测期间， 1级海况下，流致再悬浮沉积物浓度(RSC)大于波致RSC。与此相反，在2级海况下，波致RSC大于流致RSC，例如，在观测期间出现的单个波浪事件导致6小时内海床被侵蚀了11.8 cm。该研究揭示了河控河流三角洲潮滩附近高悬浮沉积物浓度的不同控制因素，并有助于我们更好地了解三角洲的沉积和侵蚀机制。 相似文献
5.
作者采用浊度计和声学多普勒流速剖面仪(ADCP)在近海区域连续、定点观测的应用中,利用浊度与悬沙浓度之间良好的线性关系,对潮汐半月周期内的浊度和ADCP后向散射声强数据进行相关性分析,讨论了小、中、大潮期间利用ADCP后向散射声强反演悬沙浓度的可靠性,反演过程中综合考虑了声学近场非球面扩散和本底噪声的影响。结果表明,在实验海域中,小潮情况下,各水层内悬浮泥沙成分较为稳定,ADCP后向散射声强与浊度变化相关性较高,达到0.91;而在大潮情况下,ADCP后向散射声强与浊度变化的相关性降低,悬沙浓度及成分容易在海流的影响下发生变化。 相似文献
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声学悬浮泥沙观测系统的研制和应用 总被引：15，自引：4，他引：11
为观测水中悬浮泥沙的浓度剖面、监测水中污染物及研究近岸海区泥沙的迁移和沉积,研制了声学悬浮泥沙观测系统(ASSM).总结了设计时主要技术参数的确定及解决关键技术的方法。应用此系统观测长江口悬浮泥沙,得到典型悬浮泥沙浓度剖面。 相似文献
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为研究不同波浪环境下,水底浮泥层产生泥沙悬扬后其浓度的分布特性,使用浊度计测定浊度的方法确定水体中泥沙的浓度,并在水槽实验中改变水深、浮泥厚度及造波机的频率和振幅,观察水槽中悬浮泥沙浓度的变化情况,获得水深、波浪频率、波幅以及浮泥厚度对底床泥沙悬扬的影响,分析泥沙浓度的垂向分布特征等。实验结果显示,水深对底床泥沙悬扬的影响最为显著,其他实验参数的影响均不十分显著。同时,通过垂向输沙平衡的分析,得到一个可描述泥沙垂向浓度分布的理论公式,并利用水槽实验结果进行验证。对比结果显示,理论公式所得曲线与实验结果曲线变化趋势一致,部分工况下,理论值稍稍偏大。 相似文献
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9.
ADCP对悬浮沉积物浓度的测量及其误差分析研究 总被引：6，自引：0，他引：6
为实时、连续地测量海水中悬浮沉积物,利用声学多普勒海流剖面仪(ADCP),可以在测流的同时,测量海洋悬浮沉积物浓度。描述了利用后散射强度,估计悬浮沉积物浓度的原理。在现场测试中,利用采水器采集水样,通过水样分析并结合声信号的衰减特征对AI)CP的测量结果进行修正。作者还结合现场测试结果,对这一测量方法的精度进行了分析。现场实验表明,经公式校正后,ADCP测得的后散射强度与实测水样所获得的悬浮沉积物浓度之间有很好的相关性,相关系数达0．88,由此证明,此测量方法具有很好的实用价值和应用前景。 相似文献
10.
基于2014年12月在福宁湾附近海域8个站位的同步水文泥沙观测资料,分析了冬季大潮期悬浮泥沙分布以及输运通量的变化规律,并结合理查森数、水体混合所需的势能、潮动力引起的水体势能变化率的计算结果,初步探讨了水体的垂向混合对于悬浮泥沙垂向分布的影响,研究了悬浮泥沙的输运机制。结果表明,从湾内到湾外,温度、盐度总体上呈现递增的趋势;平面上各站位悬浮泥沙浓度由湾内向湾外递减;潮周期内悬浮泥沙浓度变化存在不对称性,总体来说,湾内及湾口处(1#站除外)涨潮阶段悬浮泥沙浓度高,湾外(4#站除外)落潮阶段悬浮泥沙浓度较高。从湾内向湾外,随着水深的增加潮周期内水体的垂向混合逐渐减弱,悬沙浓度的垂向差异逐渐增大。悬浮泥沙输运在湾内及湾口整体表现为向陆输运,在湾外为向海输运。在湾内及湾口处,各分层悬浮泥沙的输运方向大多向陆,且量值较高,而湾外的悬浮泥沙输运方向在垂向上存在差异。由于潮流不对称以及悬浮泥沙的滞后效应引起的潮泵项输运对总的悬浮泥沙通量起主要贡献。 相似文献
11.
江苏废黄河口光学后向散射浊度计的沉积物标定 总被引：1，自引：0，他引：1
以往的光学后向散射浊度计(Optical Backscatter,OBS)标定,多用其输出的浊度值进行研究,此研究目的是对OBS的原始输出的值进行了标定。利用在江苏北部废黄河口获得的表层沉积物样品和水样悬沙数据,分别对OBS的原始输出的值进行了室内标定和现场标定。结果表明:OBS值与悬沙含量呈强的线性关系,特别是在近岸悬浮体含量较高的水域。此外,室内用表层沉积物标定结果获得的悬沙含量值比实有含沙量高。像OBS的浊度值一样,OBS的原始输出的值能应用于悬沙的分析。这说明,即使没有浊度标定文件,使用OBS获得的数据也可以进行悬沙含量分析。 相似文献
12.
近底层悬沙时空变化对于理解河口冲淤变化有着至关重要的作用。然而,长期以来河口近底层水体悬沙浓度的连续变化大都是基于单点观测数据或水样处理获取。基于此,本研究利用光学仪器边界层悬浮物剖面测量仪(Argus Surface Meter IV,ASM-IV)获得长江口南槽近底层进行连续10 d的实测数据,探讨ASM-IV仪器监测悬沙浓度精度的有效性。结果表明:(1)传统仪器布设方法所获取的数据,相对误差高于基于ASM-IV所测误差,在大、中及小潮期间的平均误差值分别为24.15%、17.31%和16.18%;越靠近底部河床,相对误差从距底52 cm向下随距底距离的减小而逐渐增大;(2)对于近底层单宽悬沙通量测量结果而言,传统测量仪器布设方法所测量数值一般偏小;(3)大潮时期近底层1 m内的水体悬沙分布均匀,分层不明显;在中、小潮时期,与近底层1 m内平均悬沙浓度相差最大的点皆位于距底20~50 cm附近。因而,近底层悬沙浓度测量时间在大潮时期或越靠近底层,利用ASM-IV监测近底层悬沙浓度值更为准确。中、小潮时期利用单点或采集水样测量时,选取0.8H层水体悬沙浓度代替近底层悬沙浓度较最底部水体悬沙浓度更为准确。 相似文献
13.
A.J.F. Hoitink 《Marine Geology》2004,208(1):13-31
The Bay of Banten, West Java, Indonesia represents a shallow coastal embayment harboring coral reefs subject to extremely turbid conditions. The sedimentary regime and flow structure of two contrasting coral reef islands in the embayment were investigated to identify the mechanisms responsible for mean and peak levels of suspended sediment concentration (SSC) around the reefs. Arrays of in situ calibrated optical backscatter (OBS) sensors were deployed across the reef slopes. Far field conditions were simultaneously monitored using an acoustic Doppler current profiler (ADCP) and a conductivity temperature and depth (CTD) probe, equipped with an OBS sensor. In addition, hydrographic surveys were conducted using the ADCP attached to a small fishing boat, navigating transects perpendicular to the reef islands. The direct influence of river plumes was found to be insignificant. Waves act only in the uppermost few meters of the reef slopes, where coral growth is most abundant and little sediment is available for resuspension. Tidal currents are the primary cause of high turbidity, which was inferred from peaks in the diurnal and semidiurnal frequency bands of SSC spectra, and the large depths where the turbidity variation sometimes initiates. The entrained sediment disperses upward across the reef slopes, which is likely due to a secondary current associated with bending of the flow along the curved, hydraulically rough reef slopes, in weakly stratified ambient waters. Changes in sediment availability, variable critical shear stresses for erosion and deposition, and the formation and evanescence of island wakes may explain the high variability of SSC at the reef slopes. 相似文献
14.
基于座底ADCP实测回波强度信号,结合短期实测悬浮体质量浓度,反演长时间序列悬浮体质量浓度,定量分析了渤海湾近一年悬浮体质量浓度变化特征及其影响因素。结果表明:受风浪影响,该区悬浮体质量浓度具有明显季节性变化特征,风浪作用强烈的季节其悬浮体浓度表现为相对高值。悬浮体净输运同样具明显季节性变化,秋冬强风浪作用下,悬浮体的净输运量明显增加;而在不同季节,月净输运方向具有不同的主输运方向。悬浮体质量浓度日变化受潮流控制明显,长周期变化则主要与风场的变化有关。潮流涨急过程与风致大浪过程均可引起沉积物再悬浮,导致悬浮体浓度明显增高。 相似文献
15.
Time-series of nearbed horizontal flow velocities and suspended sediment concentrations obtained from a colocated electromagnetic current meter (EMCM) and optical backscatter sensor (OBS), respectively, are used to examine the relative importance of steady and fluctuating components to the total sediment transport over a full tidal cycle on a macrotidal, intermediate beach (Spurn Head, UK). Fluctuating sediment fluxes are decomposed into gravity and infragravity contributions using co-spectral techniques. The relative importance of the oscillatory (gravity and infragravity) and steady (mean) transport components to the total sediment transport is analysed throughout the tidal cycle.
A continuum of 34 discrete suspended sediment-cross-shore velocity co-spectra are computed over a full tidal cycle for the OBS and EMCM measurements 0.10 m above the bed. These net transport spectra vary greatly both with cross-shore location and tidal state. In particular, a marked asymmetry in transport processes is evident between the flood and ebb tides, with high levels of sediment resuspension and transport occurring on the ebbing tide approximately two hours after high water (just seaward of the breakpoint). At this time the dominant transport was directed offshore (co-spectral peak, 0.04 kg/m2/s) at incident wave frequency.
Typical patterns are observed in transport spectra outside the surf zone and within the inner surf zone. Outside the narrow surf zone cross-shore transport spectra show weak offshore transport (co-spectral peak = 0.002 kg/m2/s) associated with bound long waves and stronger onshore transport (co-spectral peak = 0.006 kg/m2/s) at incident wave frequencies. Conversely, co-spectra computed within the inner surf zone show the offshore sediment fluxes (spectral peak = 0.010 kg/m2/s) at infragravity frequencies to be greater in magnitude than the corresponding onshore transport (co-spectral peak = 0.008 kg/m2/s) occurring at incident wave frequencies. 相似文献
16.
获取近岸水体中悬浮物浓度及相关信息对于理解和管理海洋环境相当重要。历史上对于悬浮物浓度的监测往往通过费时费力的出海观测,而这种观测具有很大的局限性,每次观测只能获取一个站位的信息。为了更快更有效的获得即时悬浮物浓度相关信息,很多新的监测手段及相关科技被开发及应用。各种机载,卫星载遥感设各被用于获得及时,全面的沉积物信息... 相似文献
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OBS浊度标定与悬沙浓度误差分析 总被引：2，自引：0，他引：2
利用光学后向散射浊度计OBS-3A,在长江河口南槽进行大小潮周期连续观测。利用OBS室内和现场浊度标定,计算不同潮时OBS观测悬沙浓度相对误差,并对影响其观测精度因素进行分析。主要结果有:(1)现场OBS标定R值比室内标定偏低,但也在0.8以上;(2)大潮平均相对误差值变化比小潮大,在悬沙浓度低于1.5kg/m3条件下,大小潮悬沙浓度平均相对误差都在15%以下;(3)悬沙粒径大小是影响OBS观测精度的主要因素,生物、泥沙颜色、水色和水中气泡等因素也对观测结果产生一定影响。 相似文献
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黄河三角洲海底土波致再悬浮研究 总被引：1，自引：1，他引：0
在现代黄河三角洲采集土样,制备室内水槽试验的底床,施加波浪作用,观测波致悬沙含量的变化规律,分析不同波高、作用时间对单位面积底床再悬浮量的影响,及波浪停止作用后悬浮泥沙的静水沉降规律。研究发现,在水深一定条件下底床再悬浮量呈现随波高增大而增大的特性,两者线性拟合的相关性很好;在一定波高的波浪连续作用下,约5 000~6 000个波周期底床再悬浮过程完成;在波浪作用初始阶段底层悬沙含量与中上层的相差很大,悬沙含量垂线结构呈斜线型,稳定阶段的悬沙浓度垂向结构呈准直线型,底层与表层含沙量比值为0.98~1.25,整个水层含量分布均匀;静水沉降过程中当悬沙含量大于1 g/dm3,悬沙含量(SSC)呈现出随时间指数衰减的规律,悬沙浓度与沉降通量呈线性关系。研究结果对认识黄河水下三角洲泥沙运移规律具有一定的科学意义。 相似文献
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An optical instrument which detects the light attenuation in sediment-laden flows has been developed to measure the instantaneous and time-average suspended concentration of cohesive sediments. In a flume test with natural muds, the device showed that the instantaneous sediment concentration oscillated with the waves but that the amplitude decreased rapidly with the distance above the mud bed. Strong sediment motion was found near the benthic boundary layer. This indicates a weak vertical turbulent diffusion in the upper portion of the water column in a pure wave erosion process. It is concluded that the probe design can be easily modified and the apparatus can be deployed for both laboratory and field measurements 相似文献