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河口海岸沉积层理特征与形成机制

水科学进展 2024年第1期35卷 167-182页

作者：周曾刘瑶吴一鸣徐凡范代读张长宽河海大学水灾害防御全国重点实验室江苏南京210024 河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室江苏南京210024 华东师范大学河口海岸学国家重点实验室上海200241 同济大学海洋地质国家重点实验室上海200092

河口海岸地处海陆交界带,其沉积层理特征与形成机制是沉积动力学、动力地貌学和地层学等学科方向的研究热点,对评价海岸工程环境效应、重建沉积古环境等具有重要参考价值。通过梳理河口海岸区域径流、潮汐、波浪等多种动力因子作用的研... 详细信息

河口海岸地处海陆交界带,其沉积层理特征与形成机制是沉积动力学、动力地貌学和地层学等学科方向的研究热点,对评价海岸工程环境效应、重建沉积古环境等具有重要参考价值。通过梳理河口海岸区域径流、潮汐、波浪等多种动力因子作用的研究成果,归纳不同动力主导作用形成的沉积层理特征,剖析3种基本动力对沉积层理塑造的动力学机制,阐释洪水、风暴偶发动力因子以及生物扰动、海平面变化、围垦工程等其他影响因子对沉积层理形成和保存的作用机理。同时,总结了数值模拟手段在沉积层理形成和破坏机制解译方面的应用及取得的机理认知,提出在河口海岸沉积层理时空尺度认知、多因素耦合反演模型开发应用等方面有待进一步研究的科学问题。

关键词：沉积层理河口海岸动力地貌形成机制数值模拟

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不同级配组成对泥沙流变特性影响实验研究

泥沙研究 2024年第2期49卷 25-32页

作者：麻考许春阳陈永平周春艳河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室江苏南京210024 河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210024

针对江苏沿海条子泥区域泥沙,运用控制剪切速率实验方法,通过改变样品中的粉沙质量占比,系统探究了泥沙的级配对其剪切应力和黏度的影响规律,并使用剪切速率扫描法和间接法分别计算泥沙样品静态和动态屈服应力。结果表明:所有组次泥沙... 详细信息

针对江苏沿海条子泥区域泥沙,运用控制剪切速率实验方法,通过改变样品中的粉沙质量占比,系统探究了泥沙的级配对其剪切应力和黏度的影响规律,并使用剪切速率扫描法和间接法分别计算泥沙样品静态和动态屈服应力。结果表明:所有组次泥沙样品均表现出两次明显的屈服行为,其流变特性以两个屈服行为为界,划分为3个阶段;泥沙样品中粉沙含量对其流变特性起着关键性作用,粉沙含量增大,样品剪切应力和黏度均发生相应减小,其中粉沙含量在35%~55%区间内变化梯度较大,此区间可能存在泥沙粒间主导作用力的转变;最后依托剪切速率扫描法测得的实验数据分析,得到了不同粉沙含量下泥沙的静态屈服应力和动态屈服应力的经验公式。

关键词：粉沙含量剪切应力黏度屈服应力

人工鱼礁群对单桩基础局部冲刷防护效应的试验研究

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东南大学学报（自然科学版） 2024年第4期54卷 870-876页

作者：龚政王子木靳闯邵杰张茜河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室南京210098 浙江省水利河口研究院杭州310000

为探究人工鱼礁群对单桩基础冲刷的影响,在波流水槽中开展局部冲刷物理模型试验,分析不同波流条件、鱼礁类型、布置方式以及鱼礁群与桩基础距离条件下鱼礁群的自身稳定性及其对桩基的防护效果.结果表明:立方体空心礁相比实心礁具有更好... 详细信息

为探究人工鱼礁群对单桩基础冲刷的影响,在波流水槽中开展局部冲刷物理模型试验,分析不同波流条件、鱼礁类型、布置方式以及鱼礁群与桩基础距离条件下鱼礁群的自身稳定性及其对桩基的防护效果.结果表明:立方体空心礁相比实心礁具有更好的稳定性,交错布置对桩基础冲刷的防护效果优于均匀布置形式;纯流作用下,人工鱼礁群桩基础冲刷深度的削弱效果随流速的增大而减小;波流作用下,空心礁对桩基础冲刷深度的削弱效果更优;2种礁体的不同平面布置形式对桩基础冲刷范围的削弱程度相近;鱼礁群与桩基础前缘距离的改变影响桩基础冲刷深度和冲刷形态.

关键词：人工鱼礁局部冲刷单桩基础冲刷防护

生物膜对潮滩动力地貌演变影响的数值模拟研究

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海洋学报 2024年第2期46卷 93-106页

作者：梁梦娇周怡张荷悦李欢康彦彦王大伟周曾河海大学水灾害防御全国重点实验室江苏南京210098 河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点试验室江苏南京210098 河海大学海洋学院江苏南京210098 河海大学环境学院江苏南京210098

河口海岸潮滩湿地是一个复杂的生态系统,其地貌的形成和演变是水动力、泥沙输移和生物过程等多种因子相互作用的结果,特别是,探究潮滩生物过程并阐明其生物-物理效应是当前海洋科学领域研究的热点和难点。本文聚焦微生物生物膜,构建了... 详细信息

河口海岸潮滩湿地是一个复杂的生态系统,其地貌的形成和演变是水动力、泥沙输移和生物过程等多种因子相互作用的结果,特别是,探究潮滩生物过程并阐明其生物-物理效应是当前海洋科学领域研究的热点和难点。本文聚焦微生物生物膜,构建了耦合生物膜与水动力、沉积物输移、地貌演变的二维生物动力地貌模型,探究了生物膜在潮滩泥沙输移和地貌演变中发挥的作用。利用文献数据验证生物动力地貌模型,模型结果与文献数据吻合较好,表明所构建的模型可以较好地模拟出生物膜的增长规律及年际变化情况。结果表明,当水动力较弱时,在有生物膜作用的潮滩上,潮沟向陆侧延伸更充分,呈现出树杈状分布,潮间带区域的潮沟两侧分布有生物膜。通过对潮沟形态进行定量分析,发现生物膜的存在促进了潮沟数量增加,并向纵深方向发展,同时限制了其宽度的增加。相较于没有生物膜影响的潮滩,潮沟的平均深度增加,总面积减小,总长度增加,平均宽度减小,总体积增加。研究结果有助于加深对生物膜在潮滩地貌塑造中的作用机制认识,为海岸带保护与生态修复工程提供科学依据。

关键词：潮滩生物膜数值模拟潮滩地貌潮沟系统

级配和含盐度对钾长石质粉砂的静水沉降影响试验研究

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泥沙研究 2024年第3期 25-32页

作者：苏敏唐弘楠刘志成姚鹏河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室河海大学港口海岸与近海工程学院自然资源部海洋空间资源管理技术重点实验室大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室

细颗粒泥沙的沉降过程中易发生絮凝现象，絮凝是否发生受到粒径、盐度、级配、矿物组成等多因素的影响。以钾长石为例，研究粒径、级配和含盐度对钾长石质粉砂静水沉降的影响。试验研究发现，清水中的钾长石质粉砂絮凝临界粒径约为30μm... 详细信息

细颗粒泥沙的沉降过程中易发生絮凝现象，絮凝是否发生受到粒径、盐度、级配、矿物组成等多因素的影响。以钾长石为例，研究粒径、级配和含盐度对钾长石质粉砂静水沉降的影响。试验研究发现，清水中的钾长石质粉砂絮凝临界粒径约为30μm,盐水可将絮凝粒径上限提高至50μm。絮凝最优含盐度为15 ppt,但不同粒径的絮凝指标有差异，盐度对粒径小于50μm的细颗粒影响更大，絮凝更显著，50μm以上的粗颗粒基本不发生絮凝。就絮凝结构而言，粗颗粒的钾长石质粉砂以单颗粒沉降为主，细颗粒则表现为颗粒间聚并絮凝。

关键词：钾长石粉砂静水沉降含盐度级配絮凝

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海岸带动态演变与韧性研究进展

广西科学 2024年第2期31卷 205-212页

作者：朱钰周嬴涛薛玉龙冯曦冯卫兵海南省海洋地质资源与环境重点实验室海南海口570206 海南省海洋地质调查院海南海口570206 河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210098 上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司上海200125

海岸带作为海陆缓冲地带,长久以来发挥着保护陆域免受海洋灾害影响的重要作用。在遭受灾害带来的外界干扰时(例如风暴、海平面上升、海岸线侵蚀等),海岸带系统具备抵抗、恢复及适应该负面影响的能力,这种与变化环境相适应的能力被称为... 详细信息

海岸带作为海陆缓冲地带,长久以来发挥着保护陆域免受海洋灾害影响的重要作用。在遭受灾害带来的外界干扰时(例如风暴、海平面上升、海岸线侵蚀等),海岸带系统具备抵抗、恢复及适应该负面影响的能力,这种与变化环境相适应的能力被称为海岸带韧性。然而人类文明发展以来,长期大规模的干扰活动削弱了海岸带韧性,破坏了海岸带动态演变过程中动力地貌的平衡。因此,本文从海岸带地貌演变的特征展开,总结现有的海岸带侵蚀机理研究成果,指出研究方法中存在的问题和不足,并对目前热点的海岸带韧性与灾后恢复机理研究进展进行梳理,同时结合近年来新兴研究方向指出现有研究内容的不足之处,最后展望了“海洋十年行动计划”背景下海岸带综合开发与管理的研究趋势。

关键词：海岸带海岸带韧性海岸地貌演变动态平衡海洋十年行动计划

渗流对潮沟沟壁崩塌影响的三维物理模型试验研究

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水科学进展 2023年第2期34卷 290-298页

作者：龚政唐帅赵堃张凯丽河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室江苏南京210098

潮沟在海岸动力作用下因沟壁崩塌而频繁地迁移摆动,显著影响潮滩-潮沟系统的稳定性。现有研究多关注涨潮时期潮沟内部的水流冲刷,落潮期间的渗流侵蚀过程却少有涉及,亟需研究渗流对潮沟沟壁稳定性的影响机制。本研究通过物理模型试验探... 详细信息

潮沟在海岸动力作用下因沟壁崩塌而频繁地迁移摆动,显著影响潮滩-潮沟系统的稳定性。现有研究多关注涨潮时期潮沟内部的水流冲刷,落潮期间的渗流侵蚀过程却少有涉及,亟需研究渗流对潮沟沟壁稳定性的影响机制。本研究通过物理模型试验探究渗流对潮沟沟壁崩塌的影响,从沟壁崩塌类型、沟壁线变化过程和沟壁后退速率3个方面开展分析。研究结果表明:沟壁破坏类型与渗流水头相关,渗流水头的增加导致破坏类型由悬臂破坏转变为张拉破坏;沟壁后退速率与渗流水头之间存在正相关关系。本研究揭示了渗流作用下潮沟沟壁崩塌的力学机理,阐明了落潮不同阶段沟壁的崩塌过程,对研究潮沟演变有重要意义。

关键词：沟壁崩塌渗流物理模型潮沟潮滩

交变温度对细骨料珊瑚混凝土中钢筋耐腐蚀性能的影响

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建筑材料学报 2022年第5期25卷 525-531页

作者：冯兴国范琦琦杨洋路新伟卢向雨河海大学江苏省海岸海洋资源开发与环境安全重点实验室江苏南京210098

为模拟热带海洋环境中温度突变对细骨料珊瑚混凝土结构耐久性的影响,研究了20~70℃交变温度条件下细骨料珊瑚混凝土性能及3种钢筋腐蚀特征的演变,并将其与恒温20、70℃的试样进行对比.结果表明:20~70℃交变温度条件下试样的表观密度与... 详细信息

为模拟热带海洋环境中温度突变对细骨料珊瑚混凝土结构耐久性的影响,研究了20~70℃交变温度条件下细骨料珊瑚混凝土性能及3种钢筋腐蚀特征的演变,并将其与恒温20、70℃的试样进行对比.结果表明:20~70℃交变温度条件下试样的表观密度与恒温条件下相差不大,但其孔隙率比恒温条件下增加了6%;温度交变下细骨料珊瑚混凝土中钢筋的开路电位(OCP)、腐蚀电流密度(i_(corr))、钢筋/混凝土界面极化电阻(R_(ct))均介于恒定高温和恒定低温试样之间,且更接近恒定低温试样.因此,可推断交变温度会显著加剧细骨料珊瑚混凝土的劣化,但在混凝土保护层防护下,其对钢筋/混凝土界面的劣化作用显著下降.

关键词：温度交变细骨料珊瑚混凝土不锈钢钢筋开路电位线性极化交流阻抗

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有限水深波浪作用下弱惯性塑料块体漂移规律

海洋学报 2024年第4期46卷 1-12页

作者：冯曦柳其岩徐青云倪兴也冯卫兵河海大学港口海岸与近海工程学院江苏南京210098 中国港湾工程有限责任公司北京100027 海南省海洋地质调查研究院海南海口570206 天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300354

塑料漂浮垃圾对海洋环境影响巨大,在近岸的传播过程主要受波浪作用。针对塑料漂浮垃圾在近岸的运动特征,以往研究尚不深入。本文采用物理模型实验,对塑料漂浮物在有限水深波浪作用下的漂移规律开展研究,探讨了弱惯性塑料块体水平漂移速... 详细信息

塑料漂浮垃圾对海洋环境影响巨大,在近岸的传播过程主要受波浪作用。针对塑料漂浮垃圾在近岸的运动特征,以往研究尚不深入。本文采用物理模型实验,对塑料漂浮物在有限水深波浪作用下的漂移规律开展研究,探讨了弱惯性塑料块体水平漂移速度与漂浮物性状以及波陡之间的关系。实验结果表明,塑料块体的漂移量受斯托克斯漂移与欧拉回流的共同影响,与二阶拉格朗日漂移理论吻合良好。在漂浮物尺寸远小于波长的情况下,漂浮物尺寸以及密度的改变对漂移没有显著的影响;漂浮物的漂移量与波陡的平方成正比,根据本文的实验及以往公开发表的实验数据,修正了经验公式,为塑料漂浮物在近岸的传播与预测提供了有益借鉴。

关键词：塑料漂浮垃圾有限水深波二阶斯托克斯波拉格朗日漂移