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渤海湾海面变化

华北地质 2024年第1期47卷 1-20页

作者：王福胡云壮田立柱施佩歆李建芬陈永胜李勇商志文姜兴钰袁海帆杨朋文明征赵琰琳杨怡王宏中国地质调查局天津地质调查中心(华北地质科技创新中心) 天津300170 中国地质调查局海岸带地质环境重点实验室天津300170 天津市海岸带地质过程与环境安全重点实验室天津300170 河北环境工程学院秦皇岛066102 天津城建大学天津300384

【研究目的】海面上升,是渤海湾泥质海岸带地区全新世海陆变化最主要的影响因素。通过重建海面变化历史,有助于预测今后的变化趋势。【研究方法】全球基于实际调查的建模研究,恢复了过去数万年来较高分辨率的海面变化历史、分析了导致... 详细信息

【研究目的】海面上升,是渤海湾泥质海岸带地区全新世海陆变化最主要的影响因素。通过重建海面变化历史,有助于预测今后的变化趋势。【研究方法】全球基于实际调查的建模研究,恢复了过去数万年来较高分辨率的海面变化历史、分析了导致这种变化的各类分量的贡献。我们通过地区性相对海面变化研究,着重对地区性和区域性分量或做了定量评估、或进行了半定量推理分析,并做了具体的案例研究。【研究结果】这些研究表明,距今10~7 ka时全球海面平均上升速率是~9 mm/a,同期渤海湾西岸相对海面平均上升速率是~5.6 mm/a。这一较快的上升造成了包括渤海湾在内全球沿海平原海岸线后退(以及渤海海盆-渤海湾可能的数道沿岸堤被淹没)。但是,7 ka至今,全球与冰融水等效海面(ice-equivalent sea level,ESL)的平均上升速率降至~0.64 mm/a;5 ka以来,甚至不再上升。7 ka以来,渤海湾西岸相对上升速率是~0.46 mm/a;5.5 ka之后,进一步减弱到~0.18 mm/a。上述全球和渤海湾西岸海面变化,显示出明显的“二段式”上升特点。以~7 ka为转折点:之前与之后的上升速率相差一个数量级。对于渤海湾西岸而言,叠加在这个长达~7000年的明显减速但仍缓慢上升背景上的,是均衡掀升分量与下沉(新构造下沉+沉积自压实下沉)分量的相互抵消。于是,全球性海面的缓慢上升、区域性均衡调整造成的掀升与局地下沉,这三者的复杂博弈,形成了长达~7000年的、经常受高潮水影响的渤海湾西岸障壁岛型贝壳堤-潟湖盐沼洼地周期性交替的沿海地形地貌格局。1870 CE至今的150余年间,全球海面平均上升速率~1.7 mm/a,近10余年来更加速至3.7 mm/a,渤海湾同时期I堤海岸线向海侧的前凸岸段平均蚀退1~3 km。【结论】我们推断1870CE以来的全球气温上升-海面上升与渤海湾同时期海岸线蚀退可能具因果关系。21世纪全球变暖及因此引起海面~6~8 mm/a上升的预测,是1870 CE至今全球加速升温-海面加速上升的必然延续。从地质学角度,这将导致渤海湾今后的“可容空间”逐步增加,为海岸线-潮间带蚀退、盐沼湿地退化提供条件,从而将可能导致持续了~7000年的贝壳堤障壁岛-潟湖盐沼地貌过程的终止,转入与7 ka之前相似的海面上升加速时的沿岸堤-沿海低地模式。以上基于全球研究及渤海湾实际调查结果做出的推断,将对渤海湾泥质海岸带的中长期发展产生影响。

关键词：历史海面变化障壁岛型贝壳堤-潟湖盐沼过程终止海面加速上升可容空间增加海岸线蚀退

河北乐亭县祥云岛海域悬浮沉积物分布规律与近岸海流作用

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中国地质 2021年

作者：文明征田立柱张少同杨朋李勇王福王振豪中国地质调查局天津地质调查中心中国地质调查局海岸带地质环境重点实验室中国海洋大学自然资源部第一海洋研究所

本文以河北省乐亭县祥云岛为研究区，采用船载走航式声学多普勒流速剖面仪（ADCP）对该海域的流速、流向进行连续剖面测量，同时根据仪器记录的背向散射强度定性讨论该海域悬浮沉积物分布情况。调查结果显示：（1）祥云岛海域海流以平... 详细信息

本文以河北省乐亭县祥云岛为研究区，采用船载走航式声学多普勒流速剖面仪（ADCP）对该海域的流速、流向进行连续剖面测量，同时根据仪器记录的背向散射强度定性讨论该海域悬浮沉积物分布情况。调查结果显示：（1）祥云岛海域海流以平行于岸线为主，具有明显的往复性，该海域涨潮流大于落潮流，涨潮流沿向岸方向逐渐减弱，祥云岛西南部局部落潮流存在向岸方向增强的现象；（2）祥云岛海域在平潮向落潮过渡期间，海流转向始于底部海水，且海流转向与潮位变化具有一定的滞后性。（3）背向散射强度数据表明，祥云岛近岸海域存在明显的悬浮沉积物高浓度层，悬沙沉积物浓度沿向岸方向增加；平行于祥云岛岸线方向，悬浮沉积物浓度由东北向西南方向逐渐降低。（4）祥云岛近岸海域在海流作用下，悬浮沉积物沿祥云岛岸线由东北向西南运移，是导致祥云岛岸线在东北段侵蚀、西南段淤积的主要原因之一。

关键词：近岸海流流速悬浮沉积物岸线蚀退背向散射走航式ADCP 祥云岛河北省

波流作用下海底边界层沉积物再悬浮与影响因素研究

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海洋学报 2020年第3期42卷 97-106页

作者：文明征陈天胡云壮李勇单红仙贾永刚中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100 中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266061

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... 详细信息

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。

关键词：海底边界层沉积物再悬浮波浪床面形态祥云湾

海岸带综合地质调查工程明确“十四五”工作方向 007

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中国自然资源报

作者：文明征

本报讯近日，中国地质调查局天津地质调查中心组织召开视频会，研讨“十四五”海岸带综合地质调查工程工作，并就2021年重点工作做出部署。会议分析梳理了国家“十四五”规划对海岸带生态保护修复，沿海重大工程规划建设，沿海经济区... 详细信息

本报讯近日，中国地质调查局天津地质调查中心组织召开视频会，研讨“十四五”海岸带综合地质调查工程工作，并就2021年重点工作做出部署。会议分析梳理了国家“十四五”规划对海岸带生态保护修复，沿海重大工程规划建设，沿海经济区和城市群高质量发展，海岸带防灾减灾，

关键词：海岸带综合地质调查陆海相互作用

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“三加强两开展”促进重大成果产出 003

中国矿业报

作者：文明征

本报讯中国地质调查局天津地质调查中心近日组织召开“十四五”海岸带综合地质调查工程工作研讨暨2021年重点工作部署视频会。会议认真分析梳理了国家“十四五”规划对海岸带生态保护修复，沿海重大工程规划建设，沿海经济区和城市群... 详细信息

本报讯中国地质调查局天津地质调查中心近日组织召开“十四五”海岸带综合地质调查工程工作研讨暨2021年重点工作部署视频会。会议认真分析梳理了国家“十四五”规划对海岸带生态保护修复，沿海重大工程规划建设，沿海经济区和城市群高质量发展，海岸带防灾减灾，应对气候

关键词：海岸带保护修复综合地质调查成果产出

来源： cnki报纸评论

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波浪与潮流对潮滩悬沙含量贡献的现场观测

海洋地质与第四纪地质 2016年第3期36卷 183-190页

作者：李博闻单红仙张少同文明征贾永刚中国海洋大学环境科学与工程学院青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室青岛266100 山东省海洋环境地质工程重点实验室青岛266100

通过实时观测黄河口洪季(9月)潮滩潮周期内悬沙浓度和波潮流等水动力因素的变化,并结合边界层悬浮物剖面测量仪(ASM-4)数据,讨论了悬沙浓度在潮周期内的变化及其影响因素,计算了再悬浮通量、分析了悬沙浓度的垂向分布特征。结果表明,一... 详细信息

通过实时观测黄河口洪季(9月)潮滩潮周期内悬沙浓度和波潮流等水动力因素的变化,并结合边界层悬浮物剖面测量仪(ASM-4)数据,讨论了悬沙浓度在潮周期内的变化及其影响因素,计算了再悬浮通量、分析了悬沙浓度的垂向分布特征。结果表明,一级海况下海流对再悬浮的贡献较大,二级海况下波浪对再悬浮的贡献较大。观测点悬沙浓度多以浓度峰的形式出现,既有潮流冲刷床面所引起的悬沙浓度峰,也存在由波致再悬浮和潮流输运所引起的悬沙浓度峰。

关键词：底床沉积物悬沙浓度分布特征原位观测黄河三角洲

变点分析理论在高密度电阻率探杆观测海床界面中的应用

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海洋通报 2017年第5期36卷 521-527页

作者：文明征郭磊贾永刚张少同刘晓磊中国海洋大学山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100 中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100

基于团队自主研发的高密度电阻率探杆,将变点分析理论中的局部比较法,引入到高密度电阻率探杆观测数据分析处理中,以实现海床界面位置的自动判别,并应用该套装置与方法在辽东湾东部某海域进行了海底床界面动态变化的原位实时监测。通过... 详细信息

基于团队自主研发的高密度电阻率探杆,将变点分析理论中的局部比较法,引入到高密度电阻率探杆观测数据分析处理中,以实现海床界面位置的自动判别,并应用该套装置与方法在辽东湾东部某海域进行了海底床界面动态变化的原位实时监测。通过将电阻率的判定结果与目前应用普遍的声学方法同步记录的结果进行对比,分析发现:电阻率探杆测量结果与声学侵蚀仪记录结果具有良好的一致性与同步性,局部比较法能够较为理想地从高密度电阻率探杆的观测数据中获取海床界面的动态变化过程。

关键词：电阻率探杆海床界面局部比较法原位观测

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海底边界层沉积物再悬浮的研究进展

海洋地质与第四纪地质 2016年第1期36卷 177-188页

作者：文明征单红仙张少同郭磊刘晓磊贾永刚中国海洋大学环境科学与工程学院青岛266100 教育部海洋环境与生态重点实验室青岛266003

海床沉积物受海洋水体的影响形成海底边界层(Bottom Boundary Layers,BBLs)。上部海水与下部沉积物在BBLs发生着复杂的相互作用,直接影响海底沉积物侵蚀、再悬浮与堆积过程。与此同时,沉积物颗粒可能携带的污染物解析释放,BBLs研究的科... 详细信息

海床沉积物受海洋水体的影响形成海底边界层(Bottom Boundary Layers,BBLs)。上部海水与下部沉积物在BBLs发生着复杂的相互作用,直接影响海底沉积物侵蚀、再悬浮与堆积过程。与此同时,沉积物颗粒可能携带的污染物解析释放,BBLs研究的科学意义与工程应用价值日益突显。海底边界层的范围已经远远超出了传统的流体力学中边界层的范围,而是海床界面上下一定范围内,水流与海床相互作用的区域。在波浪作用下BBLs沉积物以海床剪切破坏、海床液化破坏及震荡体破坏三种破坏模式发生侵蚀再悬浮。此外,海流、风暴潮、人类活动以及海底生物的扰动作用等对沉积物再悬浮起着不可忽视的作用。BBLs沉积物再悬浮原位观测是研究BBLs沉积物再悬浮最基础也是最重要的手段之一,常用的原位测试手段有水体采样、OBS、激光粒度仪、ADCP/ADV以及电法测量。海底悬沙和底沙的交换程度直接影响底层悬沙浓度的变化,沉积物再悬浮的定量分析成为海洋沉积过程研究的主要内容之一。系统地总结前人的研究成果,重点围绕海底边界层理论、海底沉积物再悬浮的影响因素、沉积物再悬浮的原位观测以及海底沉积物再悬浮的定量分析等几个问题进行综合评述。

关键词：海底边界层沉积物再悬浮波浪原位观测定量分析

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黄河口埕岛海域悬浮沉积物沉降规律原位观测

海洋地质与第四纪地质 2016年第3期36卷 171-181页

作者：张少同贾永刚郭磊刘晓磊文明征单红仙山东省海洋环境地质工程重点实验室中国海洋大学青岛266100 青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室青岛266200 海洋环境与生态教育部重点实验室中国海洋大学青岛266100

运用时间序列沉积物捕获器,原位捕获了黄河口埕岛海域某观测点的沉降沉积物,并结合同步的波浪、海流、水深等水动力参数观测以及后续土样粒径分析等研究手段,计算了沉降通量,推断了沉降沉积物的来源,并结合理论计算探讨了悬浮沉积物沉... 详细信息

运用时间序列沉积物捕获器,原位捕获了黄河口埕岛海域某观测点的沉降沉积物,并结合同步的波浪、海流、水深等水动力参数观测以及后续土样粒径分析等研究手段,计算了沉降通量,推断了沉降沉积物的来源,并结合理论计算探讨了悬浮沉积物沉降过程的影响因素以及沉降量在再悬浮量中所占的比例。研究结果表明:黄河口埕岛海域的悬浮沉积物沉降通量约为120~280g·m^(-2)·d^(-1),与该海域的再悬浮通量有着很好的正相关关系,推测很可能主要来源于海底沉积物的再悬浮;在该海域,即使过剩剪切力持续大于0,悬浮沉积物仍然会发生沉降,并且可以大于过剩剪切力小于0时的沉降量,推测与该地区粉质土海床的液化特性有关;再悬浮沉积物大约有5%发生原位沉降,绝大部分沉积物保持悬浮或者被输运至异地,这与该地区海底遭受强烈侵蚀的现象相一致。

关键词：沉降通量沉积物捕获器现场观测再悬浮黄河口