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海底沙波研究进展与展望

地球物理学进展 2017年第3期32卷 1366-1377页

作者：蔺爱军胡毅林桂兰林兆彬王立明钟贵才许江国家海洋局第三海洋研究所海洋与海岸地质实验室厦门361005

海底沙波是一种广泛分布于世界大洋和沿海海域的海底地貌形态.海底沙波是海洋灾害地质学和海洋沉积动力学研究的重要对象,也是海洋工程建设和海岸保护管理考虑的潜在目标.海底沙波的形成和演化经历着极其复杂的过程,是海水动力、沉积物... 详细信息

海底沙波是一种广泛分布于世界大洋和沿海海域的海底地貌形态.海底沙波是海洋灾害地质学和海洋沉积动力学研究的重要对象,也是海洋工程建设和海岸保护管理考虑的潜在目标.海底沙波的形成和演化经历着极其复杂的过程,是海水动力、沉积物供给量、粒径、黏聚力作用、水深、地形特征和海平面波动等因素综合作用的结果.基于大量文献的综述和研究,本文从外部形态和内部结构特征、形成和发育的影响因素、运移等3方面论述了海底沙波的研究进展,同时对未来海底沙波研究的发展方向作了几点展望,即:多学科理论、多技术手段、定量化研究和国际化合作.

关键词：海底沙波模型研究运移定量化

海底沙波地貌演变及其对管道工程影响研究进展

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海洋科学进展 2018年第4期36卷 489-498页

作者：孙永福王琮周其坤刘振纹国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061 中国石油集团工程技术研究有限公司天津300451

海底沙波是一种常见近似规则的起伏地貌形态,通常具有较强的活动性,能引起海底管道的裸露和悬空,进而造成管道的疲劳失效甚至断裂等重大危害。根据近几年海底沙波领域的最新研究成果,介绍了当前海底沙波的主要研究方法,包括现场实测观... 详细信息

海底沙波是一种常见近似规则的起伏地貌形态,通常具有较强的活动性,能引起海底管道的裸露和悬空,进而造成管道的疲劳失效甚至断裂等重大危害。根据近几年海底沙波领域的最新研究成果,介绍了当前海底沙波的主要研究方法,包括现场实测观测、稳定性模型分析和数值计算模拟等的适用性和局限性以及未来发展方向。对海底沙波的成因和迁移机制进行了归纳分析,明确了多种主要的水动力环境因素,以及对于极端天气因素的考虑。从海底管道施工期和服役期分别讨论了海底沙波对于海底管道工程的影响,并建议将沙波活动和局部冲刷两种不同尺度的海床地貌改变耦合分析,以评估海底管道稳定性,最后提出了悬空海底管道的一些有效治理和维护手段。

关键词：海底沙波成因机制海底管道维护措施

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海底沙波分类与演化研究进展

中国海洋大学学报（自然科学版） 2017年第10期47卷 73-82页

作者：单红仙沈泽中刘晓磊文明征朱超祁贾永刚中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 山东省海洋环境地质工程重点实验室中国海洋大学山东青岛266100

海底沙波普遍存在且严重危害海底工程,成为人们日益关注的热点。为了加深对海底沙波研究的认识,总结论述了海底沙波的分类与成因,重点对海底沙波迁移的预测、观测进行了分析。结果表明,对海底沙波的成因认识逐步加深、分类逐步细化,成... 详细信息

海底沙波普遍存在且严重危害海底工程,成为人们日益关注的热点。为了加深对海底沙波研究的认识,总结论述了海底沙波的分类与成因,重点对海底沙波迁移的预测、观测进行了分析。结果表明,对海底沙波的成因认识逐步加深、分类逐步细化,成因及迁移过程是多种水动力因素共同作用的结果,但形成及迁移的机制至今仍未有系统理论形成。由于缺乏长期观测数据,无法对海底沙波的迁移进行准确预测。今后研究的方向主要是,将理论研究与现场观测紧密结合,设计新的原位长期观测方法,完善预测模型,建立全面的资料数据库为海底基础工程预警。

关键词：海底沙波分类成因迁移原位观测

南海北部海底沙波迁移规律及其在台风作用下的响应研究

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海洋学报 2018年第9期40卷 78-89页

作者：周其坤孙永福胡光海宋玉鹏刘晓瑜杜星国家海洋局第一海洋研究所山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家文验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266235

本文在南海北部海底沙波已有研究的基础上,总结分析了研究区表层沉积物以及沙波的形态、分布、迁移特征;使用区域海洋模式(ROMS)模型模拟了研究区2010-2011年的底部流场数据;利用Rubin公式模拟计算了海底沙波的迁移规律,并与搜集所得资... 详细信息

本文在南海北部海底沙波已有研究的基础上,总结分析了研究区表层沉积物以及沙波的形态、分布、迁移特征;使用区域海洋模式(ROMS)模型模拟了研究区2010-2011年的底部流场数据;利用Rubin公式模拟计算了海底沙波的迁移规律,并与搜集所得资料进行对比分析;结合台风资料及底流数据,分析了台风对海底沙波运移的影响。研究结果显示:海底沙波运移方向的计算结果与搜集所得资料比较吻合,均为向东向南方向;不同站点的迁移距离在0~21.8 m之间,且为往复累积的结果。这表明:Rubin公式在ROMS模型模拟所得底流资料的支撑下,可以再现海底沙波的迁移过程。模拟计算的研究区内两个站位在"凡亚比"台风影响期间的迁移距离分别为2.0 m、2.9 m,分别占其年运移量的9.17%和26.36%,说明台风过境能对海底沙波的迁移产生重大的影响。

关键词：海底沙波迁移 ROMS模型 Rubin公式往复累积

海底沙波迁移过程原位观测简易装置设计与试验

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海洋工程 2017年第6期35卷 94-100页

作者：沈泽中贾永刚张少同张博文单红仙刘晓磊中国海洋大学环境科学与工程学院山东青岛266100 山东省海洋环境地质工程重点实验室山东青岛266100

海底沙波的迁移对海底基础工程具有潜在危害,成为人们日益关注的热点。目前对海底沙波迁移过程的研究缺乏原位长期观测数据的支撑,设计一种海底沙波迁移过程的原位观测装置,通过水压差与高程差变化的对应关系来确定沙波的形态变化和迁... 详细信息

海底沙波的迁移对海底基础工程具有潜在危害,成为人们日益关注的热点。目前对海底沙波迁移过程的研究缺乏原位长期观测数据的支撑,设计一种海底沙波迁移过程的原位观测装置,通过水压差与高程差变化的对应关系来确定沙波的形态变化和迁移过程。并且在室内波浪水槽中对装置观测的可行性和观测结果的准确性进行验证,同时在仰口湾潮滩进行现场观测应用。该装置室内试验测量计算得到沙波表面高度变化5.9 cm,而观测得到沙波表面高度实际变化5.5 cm,两者吻合程度很好。试验结果表明,这套海底沙波迁移过程原位观测装置能对沙波外部形态变化进行测量且准确度较高,为海底沙波迁移的观测提供了新方法。

关键词：海底沙波迁移过程原位观测设计与验证水槽试验

空间互相关方法在分析海底沙波迁移规律中的应用

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海洋学报 2019年第4期41卷 42-52页

作者：甘雨马小川阎军中国科学院海洋研究所海洋地质与环境重点实验室山东青岛266071 中国科学院大学北京100049

海底沙波具有显著的活动性并能够对海底工程设施造成潜在威胁,因此对海底沙波活动性的评估一直以来受到广泛关注。目前大多数研究者仍利用平面剖面对比来分析海底沙波的迁移特征。然而,该方法难以全面高效地获取海底沙波二维平面迁移矢... 详细信息

海底沙波具有显著的活动性并能够对海底工程设施造成潜在威胁,因此对海底沙波活动性的评估一直以来受到广泛关注。目前大多数研究者仍利用平面剖面对比来分析海底沙波的迁移特征。然而,该方法难以全面高效地获取海底沙波二维平面迁移矢量。本文基于2007年和2009年的高分辨率多波束测深数据,详细阐述了空间互相关方法在分析北部湾东南海域海底沙波迁移规律中的应用过程。利用实测数据进行对比分析,获得了研究区海底沙波的活动特征,并进一步讨论了空间互相关算法中不同参数的选取对结果的影响。结果显示,利用空间互相关分析方法能够有效获取海底沙波二维迁移矢量,获得的海底沙波迁移速率和迁移方向与前人研究成果吻合,表明了该方法的可行性和可靠性。但在对实际DTM数据进行空间互相关分析时,需根据海底沙波形态、数据质量等因素选取合适的参数及矢量获取方法。本研究实验了一种确定海底沙波迁移规律的新方法,该方法将有效提升获得海底地形变化规律的效率和准确度,可获得更加精细的海底地形动力过程。

关键词：空间互相关海底沙波迁移规律北部湾

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台湾浅滩海底沙波精细特征、分类与分布规律

海洋学报 2015年第10期37卷 11-25页

作者：余威吴自银周洁琼赵荻能国家海洋局南海环境监测中心广东广州510300 国家海洋局第二海洋研究所浙江杭州310012 国家海洋局海底科学重点实验室浙江杭州310012

迄今由于缺乏高精度的实测水深数据,对台湾浅滩沙波的精细结构缺乏详细的阐述。本文基于多波束实测资料研究台湾浅滩沙波形态的精细特征及其分布规律。多波束探测结果显示：研究区沙波的平均波高达到13.5m,沙波波峰处水深为20.42m,沙波... 详细信息

迄今由于缺乏高精度的实测水深数据,对台湾浅滩沙波的精细结构缺乏详细的阐述。本文基于多波束实测资料研究台湾浅滩沙波形态的精细特征及其分布规律。多波束探测结果显示：研究区沙波的平均波高达到13.5m,沙波波峰处水深为20.42m,沙波平均波高约为水深的2/3,沙波的波长大多数处于500~700m之间。研究区内主要发育3种类型的沙波,即摆线型沙波、余弦型沙波和双峰型沙波。研究区西部主要发育双峰型沙波,中部则主要发育余弦型和摆线型沙波,而东部主要发育摆线型沙波,整个区域以摆线型沙波为主。海平面波动、台湾海峡复杂的水动力条件以及台湾岛丰富的山溪河流携带的大量沉积物进入海峡,对浅滩区的沙波具有强烈的改造作用。

关键词：海底沙波特征分类分布多波束测深台湾浅滩

胶州湾湾口海底沙波地形地貌特征及其活动性研究

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海洋与湖沼 2006年第5期37卷 464-471页

作者：赵月霞刘保华李西双吴金龙苏天赟中国海洋大学国家海洋局第一海洋研究所青岛266061 国家海洋局第一海洋研究所

利用多波束、侧扫声纳以及单道地震资料对胶州湾湾口潮流作用下形成的典型海底沙波地貌的平面形态、剖面特征和分布特点进行了分析研究。根据实测的水文资料计算了不同潮流流速下沙波的瞬时移动速度,推测了直脊型沙波和新月型沙波的形成... 详细信息

利用多波束、侧扫声纳以及单道地震资料对胶州湾湾口潮流作用下形成的典型海底沙波地貌的平面形态、剖面特征和分布特点进行了分析研究。根据实测的水文资料计算了不同潮流流速下沙波的瞬时移动速度,推测了直脊型沙波和新月型沙波的形成]化过程:区内新月型沙波在西向优势流的作用下大约以50m/a的速度向西迁移,直脊型沙波则在两端方向不一致的优势流长期作用下,发生逆时针旋转,同时在往复流的作用下以一个平衡位置左右摆动;就地貌形态而言,新月型沙波是不稳定的,直脊型沙波达到相对平衡状态。

关键词：胶州湾湾口海底沙波多波束数据潮流迁移速度

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潮流及单向流作用下海底沙波形成和运移试验

海洋科学进展 2020年第4期38卷 688-696页

作者：王琮孙永福刘振纹周其坤孙玉欣自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061 中国石油集团工程技术研究有限公司天津300451 天津大学建筑工程学院天津300350

基于量纲分析理论进行水槽试验,研究了潮流以及单向流作用下海底沙波的形成和发展过程。通过分析海床地形数据,对海底沙波的特征尺度和发展过程进行定量描述,得出了潮流流速、周期、水深以及叠加单向流等因素对沙波特征尺度的影响。结... 详细信息

基于量纲分析理论进行水槽试验,研究了潮流以及单向流作用下海底沙波的形成和发展过程。通过分析海床地形数据,对海底沙波的特征尺度和发展过程进行定量描述,得出了潮流流速、周期、水深以及叠加单向流等因素对沙波特征尺度的影响。结果表明,潮流作用产生的海底地貌由大尺度的沙波和小尺度的沙纹共同组成,大尺度沙波在地貌形态塑造中占主导地位。从平坦海床开始,沙波波高和波长随水流作用逐渐增大,增长速度越来越慢,最终达到动态平衡。沙波特征波高和特征波长随流速和水深增大而增大,同时随往复流周期的增大而增大,并不断趋近于单向水流的情况。进一步对小尺度的沙纹地貌进行分析,得出了沙纹特征尺度随水流条件的变化规律。

关键词：海底沙波潮流发展过程特征尺度