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1.
小尺度湍流过程对河口物质输运与能量交换至关重要。受传统观测方法的限制, 河口浅水区域的剖面观测资料至今较为匮乏, 进而限制了湍流过程的研究。为此, 采用新型5波束声学多普勒流速剖面仪(Nortek Signature 1 000 kHz AD2CP)在长江口开展湍流剖面观测, 获取高频、低噪的高质量湍流剖面数据, 并与声学多普勒点式流速仪(acoustic doppler velocimeters, ADV)同步观测的数据进行对比。结果表明, 通过AD2CP与ADV获得的近底部边界层摩阻流速u*、拖曳系数Cd、雷诺应力SR等特征参数基本一致, 底摩擦与波浪能量为河口区域湍动能的主要输入源。湍流垂向结构存在显著的非局地平衡, 即温盐等斜压作用引起的浮力通量、对流项以及强波浪作用影响的脉动压力做功、黏性输运等因素可能为长江口湍流非局地平衡的主因。 相似文献
2.
运用时间序列的沉积物捕获器对海岸与陆架海域沉降颗粒物进行采集,估算沉降通量,并运用多学科综合研究手段分析沉降颗粒物的来源、组成、时空变化及控制因素,可以为海岸与陆架沉积动力过程的研究提供新的研究手段。福建罗源湾的实验表明,夏季罗源湾潮下带小潮至中潮期间的沉降通量为133.20~256.18g/(m2·t);由中潮向大潮变化期间单个潮周期的沉降通量明显增大,台风过后的大潮期间的沉降通量为373.99~590.51g/(m2·t);台风显著影响期间的沉降通量为746.34g/(m2·t);粒度分析及水动力观测结果显示,观测期间罗源湾潮下带沉降颗粒物主要来源于海底沉积物的再悬浮。台湾海峡西北部内陆架海域的实验研究表明,该海域近底部悬浮颗粒物沉降通量最大值为13.34g/(m2·d),由小潮向中潮沉降通量逐渐增大,这主要是由于近底部温盐跃层层位上移,近底部垂向混合作用增强,致使底部再悬浮沉积物向上扩散,并最终被沉积物捕获器捕获。沉积物捕获器可以接收到再悬浮沉积物,结合底部边界层过程的观测研究,可以深入认识海底沉积物的侵蚀、沉降及埋藏过程,在研究海岸与陆架区沉积动力学、泥质区沉积记录的形成过程与保存潜力中扮演着十分重要的角色。 相似文献
3.
Interaction potentials for LiCl(X1Σ+) are constructed by the highly accurate valence internally contracted multireference configuration interaction in combination with a number of large correlation-consistent basis sets, which are used to determine the spectroscopic parameters (D0, De, Re, ωe, eχe, Be and αe. The potentials obtained at the basis sets, i.e., aug-cc-pV5Z-JKFI for Cl and cc-pV5Z for Li, are selected to study the elastic collision properties of Li and Cl atoms at the impact energies from 1.0×10-12 to 1.0×10-4 a.u. The derived total elastic cross sections are very large and almost constant at ultralow temperatures, and their shapes are mainly dominated by the s-partial wave at very low impact energies. Only one shape resonance can be found in the total elastic cross sections over the present collision energy regime, which is rather strong and obviously broadened by the overlap contributions of the abundant resonances coming from various partial waves. Abundant resonances exist for the elastic partial-wave cross sections until l = 22 partial waves. The vibrational manifolds of the LiCl(X1Σ+) molecule, which are predicted at the present level of theory and the basis sets cc-pV5Z for Li and the aug-cc-pV5Z-JKFI for Cl, should achieve much high accuracy due to the employment of the large correlation-consistent basis sets. 相似文献
4.
为节约成本和样品，一些学者同时分析海洋沉积物中的碳、氮及其同位素（TOC、TN、δ13C和δ15N）。分析沉积物中的δ13C，需要对样品进行酸化去除无机碳，但是这一酸化过程会使TN和δ15N的分析结果产生偏差，且偏差范围与沉积物中无机碳含量（CaCO3）有关。本研究选取了低CaCO3含量（1-16%）和高CaCO3含量（20-40%）的海洋沉积物样品，比较了酸化过程对TN和δ15N的影响。研究结果表明，酸化过程对海洋沉积物中TN和δ15N的分析结果产生了显著影响。对于低CaCO3含量的样品，酸化导致样品中TN流失了约0-40%，δ15N偏移了约0-2‰；而对于高CaCO3含量的样品，酸化导致样品中TN流失了约10-60%，δ15N偏移了约1-14‰。表明酸化对TN和δ15N的影响已经超过了仪器的误差范围0.002%（TN）和0.08‰（δ15N），将影响TN和δ15N的环境指示意义。因此，即使海洋沉积物样品中CaCO3含量很低，也必须用原样分析TN和δ15N以避免酸化过程的影响。 相似文献
5.
通过物理模型试验研究海底子母管线分别在规则波加流和不规则波加流作用下的水动力特性。基于Morison方程,采用"等效直径法"分析得到子母管线拖曳力系数CD,惯性力系数CM和升力系数CL(CD+,CL-)。试验分别考察了流速比Uc/Uw,母管与海床间隙比e/D及子母管间的相对缝隙G/D对海底子母管线水动力系数的影响。结果表明水动力系数随Uc/Uw的增大而减小;当e/D<0.5时,海床对子母管线受力的影响比较明显,CD,CM及CL+均随e/D增大而减小,|CL-|随e/D增大而增大;对子母管间的相互影响也不可忽略,CD,CM和|CL-|均随G/D增大而减小,CL+值随G/D增大而增大。 相似文献
6.
为了评估海洋酸化和富营养化耦合作用对近海浮游生态环境的影响,本研究以天津市近岸海域浮游植物群落的生物地球化学指标为研究对象,分别采用一次性及连续培养的方式模拟自然水华及稳态条件,探究其对二氧化碳(CO2)和硝酸盐浓度变化及二者耦合作用的响应。实验条件设置如下:1)对照:二氧化碳分压p(CO2)40.53 Pa、无硝酸盐添加;2)酸化:p(CO2)101.3 Pa、无硝酸盐添加;3)加N:p(CO2)40.53 Pa、添加硝酸盐50 μmol·L–1;4)酸化加N:p(CO2)101.3 Pa、添加硝酸盐50 μmol·L–1。实验结果表明,硝酸盐加富比酸化更加显著地促进浮游植物群落总叶绿素(Chl a)生物量及颗粒有机碳(POC)和颗粒有机氮(PON)积累,酸化和加N使浮游植物群落粒径大小升高。连续培养实验表明,酸化和N加富对Chl a、生物硅(BSi)、PON浓度、PON与颗粒有机磷(POP)比值(N/P)、POC与BSi比值(C/BSi)及沉降速率有协同交互作用,对POP和POC浓度及POC与PON比值(C/N)有拮抗性交互作用。在一次性培养后,酸化显著降低了浮游植物群落的沉降速率;而在连续培养后,酸化和N加富使浮游植物群落沉降速率显著升高。这些结果表明酸化和N加富对与近岸浮游植物相关的生物地球化学循环及在不同生长阶段的种群碳沉降存在不同的潜在影响及交互效应。 相似文献
7.
海底沉积物再悬浮及其分布取决于海洋水动力、沉积物类型与床面形态之间复杂的相互作用,准确地理解和确定沉积物再悬浮过程对于沉积物输运的研究具有重要的意义。本文在祥云湾海洋牧场典型海域开展现场原位观测,获取研究区波浪、海流及悬浮沉积物浓度数据;分析了波、流作用下海底边界层悬浮沉积物垂向分布特征,并探究了海洋水动力和床面形态对悬浮沉积物垂向分布的影响。结果表明,研究区波流之间的相互作用不显著,沉积物再悬浮受控于风暴浪作用,风暴浪作用下底床切应力可以达到沉积物临界切应力的10～15倍,沉积物的再悬浮滞后于风暴浪作用2～3 h。在波浪荷载微小的情况下,悬浮沉积物垂向分布呈现"I"型,波浪荷载下,悬浮沉积物垂向分布呈现幂指函数分布,表现为"L"型;床面形态随波、流作用而演化,影响沉积物的再悬浮过程,u_(?w)/u_(?c)=1.00可作为波浪和海流起主导控制作用的床面形态的判别依据,纯波浪荷载作用下的u_(?w)/u_(?c)显著高于波浪主控作用下,但二者之间的界线随着波浪荷载的增加而升高。 相似文献
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海底边界层水流结构及底移质搬运研究进展 总被引：24，自引：1，他引：24
海底边界层包括从底底至受其显著影响的水体之间的水层厚度,对海底动力过程,尤其是沉积物搬运及近海底化学物质输运有重要影响,不同的水动力（潮流、波浪及浪流共同作用）形成完全不同的边界层。边界层厚度与水流周期有关,但目前对其理解及计算公式并不统一,边界层内的流带分布与摩阻流速的床底糙率有关,目前已经发展了多种估算这两个参数的方法,对于边界层内的沉积物搬运率的计算,关键在于弄清沉积物在边界层内的沉降、起动 相似文献
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黄河水下三角洲沉积物输运及海底冲淤研究 总被引：2，自引：0，他引：2
根据黄河水下三角洲的特点,建立了一个垂直平均二维沉积物输运数学模型,结合潮流和沉积物资料,模拟研究了沉积物输运机制和海底冲淤演变过程。模拟结果表明,垂直河口射流的潮流决定了本区沉积物净输运的总体格局,风应力对悬浮泥沙和推移质泥沙运动也起到重要作用。潮流底应力和活动层厚度分布表明,黄河口门和埕岛油田附近海域是潮流底应力和活动层厚度高值区,为沉积物活跃区,海底稳定性弱,易于侵蚀再搬运。冲淤计算表明,埕岛油田附近海域为冲刷中心区;现在河口水下三角洲在断流时为冲刷区,正常行河时则转为淤积区。 相似文献
10.
瓯江口是一个径流量变化剧烈的强潮河口。本文基于非结构网格FVCOM模型，建立瓯江口海域大范围三维数学模型，研究不同时间尺度（潮周期、大-小潮）的盐度变化，并利用势能异常动力方程对数值模拟结果分析了瓯江口层化过程的动力机制。同时，利用河口Ri数和层化参数△s/<s>研究了不同时间尺度的层化稳定性及其空间变化，得出决定层化状态的潮差和径流量的阈值。结果显示：瓯江北口上段、中段和口门在潮差分别超过3.8m、4.0m和4.6m时呈完全混合状态。当径流量小于280 m3/s或大于510 m3/s，北口上段持续完全混合；而在口门附近，完全混合和层化的临界径流量约为280 m3/s。研究认为瓯江河口北口存在周期性的层化，北口下段在落潮和涨潮初期呈部分混合状态，而其它时段为完全混合。上段只在落潮初期存在层化。层化增强主要是纵向对流与横向速度剪切导致，而湍混合和纵向潮应力是层化减弱的主要因素。 相似文献
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悬沙浓度是淤泥质海岸重要的环境指标。为探讨潮滩悬沙浓度和悬沙输运对风暴事件的响应过程及其动力机制,于2014年9月"凤凰"台风过境前、中、后在长江三角洲南汇潮滩进行了现场观测,获得同步高分辨率的水深、波高、近底流速和浊度剖面时间序列(9个潮周期)。结果表明,风暴中平均和最大波高、波-流联合底床剪切应力、悬沙浓度和悬沙输运率可比平静天气高数倍;风暴期间高潮位低流速阶段悬沙沉降导致近底发育数十厘米厚的浮泥层(悬沙浓度大于10 g/L)。研究认为风暴事件中淤泥质海岸悬沙浓度和悬沙输运的剧烈变化其根本动力机制是风暴把巨大能量传递给近岸水体,进而显著增大波-流联合底床剪切应力,导致细颗粒泥沙再悬浮。 相似文献
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Velocity profiles in a salt marsh canopy 总被引：7，自引：0，他引：7
Flow velocity profiles, measured in aSpartina anglica canopy in a laboratory flume, change with the location of measurement and plant stem density. The shear velocity above the canopy is larger than that within the canopy. The reduction ofu
* within the canopy will favor the deposition of cohesive sediment. The reducedu
* and flow turbulence within the canopy can enhance particle flocculation and settling velocity. The canopy exerts a strong influence on the concentration, settling velocity of the flocs, and deposition rate of the suspended sediment through effects on bed shear stress and turbulence of flow within the canopy. 相似文献
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磨刀门拦门沙区域枯季波流共同作用近底切应力和泥沙运动研究 总被引：2，自引：1，他引：1
On the basis of the measurement data pertaining to waves, current, and sediment in February 2012 in the mouth bar of the Modaomen Estuary, the Soulsby formulae with an iterative method are applied to calculating bottom shear stresses （BSS） and their effect on a sediment resuspension. Swell induced BSS have been found to be the most important part of the BSS. In this study, the correlation coefficient between a wavecurrent shear stress and SSC is 0.86, and that between current shear stresses and SSC is only 0.40. The peaks of the SSC are consistent with the height and the BSS of the swell. The swell is the main mechanism for the sediment re-suspension, and the tidal current effect on sediment re-suspension is small. The peaks of the SSC are centered on the high tidal level, and the flood tide enhances the wave shear stresses and the SSC near the bottom. The critical shear stress for sediment re-suspension at the observation station is between 0.20 and 0.30 N/m2. Tidal currents are too weak to stir up the bottom sediment into the flow, but a WCI （wave-current interaction） is strong enough to re-suspend the coarse sediment. 相似文献
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长江河口波-流共同作用下的全沙数值模拟 总被引：15，自引：1，他引：15
针对长江河口地形、水文、泥沙运动等复杂的特点,建立了波-流共同作用下的二维全沙及河床演变模型.在合理计算研究区域流场等的基础上,利用切应力概念确定悬沙扩散方程中的源函数;通过系列数值试验和实测资料的统计分析,在经典的泥沙临界起动速度中引入反映河床底质结构及固结程度的局地系数;选用由流速、盐度、含沙量浓度确定的泥沙颗粒絮凝沉降速度,从而提高长江口悬沙场数值模拟精度.在底沙输运计算中,提出一种较为合理确定有关参数的方法.通过洪、枯季大、中、小潮水文、泥沙资料和典型台风引起航槽冲淤变化的实测资料验证,表明该文提出的模型能较合理地反映长江河口流场、泥沙场及地形的演变. 相似文献
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开展枯季河口悬沙输运机理研究对于揭示弱径流条件下的陆海相互作用、河口季节性冲淤和水沙关系等具有重要的科学意义.本文根据2018年12月18-25日长江口南槽3个站位连续13个潮周期的同步流速、流向和悬沙浓度等观测资料,运用通量机制分解法研究了各输沙项的特征、贡献和输运机理.结果 表明,从小潮至大潮流速和悬沙浓度不断增加,由南槽上部至下部流速和悬沙浓度逐渐降低.观测期间平均流速与平均悬沙浓度存在明显的正线性关系,但受底质空间差异影响,悬沙浓度对流速的响应强度存在显著的空间变化.枯季期间南槽存在着中上部向陆净输沙、下部向海净输沙的空间输运格局.平流输沙和潮泵输沙是影响和控制净输沙的关键因素,二者的强度和贡献存在明显的潮周期变化和空间变化,垂向环流输沙的强度很弱,对净输沙贡献很小.南槽涨落潮输沙不对称现象明显,流速、悬沙浓度和历时都具有一定的涨落潮不对称性,这些不对称现象共同调节和控制着潮周期净输沙强度和方向的时空变化. 相似文献
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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
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潮流作用下洋山港水域悬沙和底沙的交换 总被引：2，自引：0，他引：2
通过对泥沙起动流速、淤积流速和不淤流速的计算,划定了悬沙和底沙交换的各个时段,提出了冲刷悬沙浓度、淤积悬沙浓度和不淤悬沙浓度的概念及其计算方法;继而导出了潮流作用下悬沙和底沙在交换层面上单位面积的日交换量计算式,并用于洋山港水域的冲淤计算。结果表明:自然状况下洋山港水域北部年淤积量为37.5 kg/m2,淤高了1.77 cm/a,属微淤;中部年冲刷量为10.0 kg/m2左右,刷深不超过0.52 cm/a,可认为冲淤平衡;南部年冲刷量为55.5 kg/m2,刷深了2.60 cm/a,属微冲。这一结果与该水域海床的自然冲淤状况相吻合。 相似文献
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The purpose of this study was to evaluate related processes of sediment consolidation and resuspension in a coastal basin and how these processes influence retention of fine sediment delivered by a river diversion. Sediment samples were collected from Lake Lery, a coastal receiving basin of the Caernarvon Diversion from the Mississippi River, Louisiana. Consolidation was tested for six initial sediment concentrations (14.0–105 kg m–3) in a settling column over 15-day periods. Mud erodibility was tested at seven shear stress regimes (0.01–0.60 Pa) using a dual-core Gust erosion microcosm system, on cores containing suspensions that consolidated for 1, 2, and 4 weeks. Consolidation rates were found to be inversely and exponentially related to initial suspension concentration, over concentrations ranging from fluid mud (10–200 kg m–3) to hydraulic dredge effluent. Consolidation is best predicted by a function consisting of two exponential terms and one asymptotic constant, describing rates of rapid initial and slower subsequent settling. Coupled resuspension and consolidation tests (concentrations of 20–21 kg m–3) show that shear stresses generating the highest turbidity peaks increase from ≤0.30 Pa after 2 weeks of consolidation to ≥0.45 Pa after 4 weeks, and this strengthening cannot be attributed solely to increasing sediment concentration over time. Comparison of measured erosion shear stresses with bed shear stresses typical of coastal lakes and bays suggests that this degree of strengthening, if given time to occur, could increase the overall retention of fine sediments deposited on lake and bay floors. 相似文献
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Dispersion of disposed dredged slurry in the meso-tidal Changjiang (Yangtze River) Estuary 总被引：2，自引：0，他引：2
Jiaxue Wu James T. Liu Huanting Shen Shuying Zhang 《Estuarine, Coastal and Shelf Science》2006,70(4):663
To understand the dispersal pattern of sediment plume and its controlling processes, a field experiment of concentrated slurry dispersal created by a dredger was conducted in the Changjiang (Yangtze River) Estuary during the 2002 flood season. An acoustic suspended sediment concentration profiler and an acoustic Doppler profiler were deployed to simultaneously observe suspended sediment concentrations (SSC) and tidal currents at the pre-selected sections shortly following the release of dredged materials. Water sampling, grab sampling and shallow coring were simultaneously carried out to obtain the SSC and grain-size texture. High-resolution SSC profiler observations showed that two distinct sediment plumes (middle level- and near-bed plumes) occurred during the intermediate tidal phase between the spring and neap due to differential settling of the sediment mixture, whereas only a benthic plume occurred due to rapid flocculation settling during the neap tide. Three subsequent stages can be identified during the dispersal of the sediment plume: (1) initially stable stage before the release; (2) unstable stage shortly following the release as a settling cloud; and (3) stable stage after the formation of a primary lutocline or a benthic plume. Enhanced mixing due to oscillatory shear flows could raise only the elevation of the lutocline in the slurry, but could not enhance the transport capacity of suspension. In the presence of high concentration, the fate of bottom sediment plume was controlled by the bottom stress, independent of the interfacial mixing. 相似文献