秦皇島附近海域表層沉積物粒度分布特征及運移趨勢分析.pdf

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1、第43卷第7期2013年7月中國海洋大學(xué)學(xué)報PERl0DICALOF0CEANUNIVERSITYOFCHINA43(7)：066～071Jul．，2013秦皇島附近海域表層沉積物粒度分布特征及運移趨勢分析+尉建功，馮秀麗”，林霖，劉瀟，劉杰(中國海洋大學(xué)海洋地球科學(xué)學(xué)院，山東青島266100)摘要：通過對遼東灣西南部秦皇島近海海域表層沉積物粒度組成及粒度參數(shù)的分析，結(jié)合Gao-Collins二維的“粒度趨勢分析”方法，研究了該地區(qū)沉積物的物質(zhì)來源及運移趨勢。結(jié)果顯示沉積物粒徑呈現(xiàn)整體自岸及遠增大、局部由西南向東北增大的趨勢，既符

2、合近海沉積的一般規(guī)律，同時表明該區(qū)沉積物的輸運受地形和自然條件的影響，存在局部差異性；沉積物具有河砂的特點，岸灘沉積物以河流來沙為主；沉積物整體上離岸輸運，在研究區(qū)西南部沉積物由西南向東北輸運，沉積區(qū)普遍具有多動力的特點。關(guān)鍵詞：粒度；運移趨勢；秦皇島中圖法分類號：P736．21文獻標(biāo)志碼：A文章編號：1672～5174(2013)07—066—06粒度是沉積物的基本性質(zhì)之一，粒度分析也是揭示沉積動力過程的主要手段之一。由于沉積物粒度受搬運介質(zhì)、水動力強弱和搬運方式等多種因素的控制，因此通過研究沉積物粒度組成、粒度參數(shù)特征，可以間

3、接推斷沉積物物源及發(fā)生沉積時的動力條件[1{]。在海洋環(huán)境中，由于動力和物源的復(fù)雜性，判斷沉積物的輸運方向并不是一個簡單的問題，但沉積物粒徑趨勢與沉積動力和沉積環(huán)境密切相關(guān)[6。9]，這使運用粒度參數(shù)分析沉積物輸運趨勢成為可能。在一維分析的基礎(chǔ)上[10。11]，Gao和Collins發(fā)展了二維的“粒度趨勢分析”方法[12。，該粒度趨勢分析方法在沉積環(huán)境及沉積動力研究方面得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了很好的效果[13-15]。本文對研究區(qū)域121個沉積物底質(zhì)樣品進行粒度分析，通過對沉積物粒度組成及粒度參數(shù)空間分布特征的分析，并結(jié)合Gao

4、-Collins二維的“粒度趨勢分析”方法，對該地區(qū)沉積物物源及沉積環(huán)境進行了初步探討。1研究區(qū)概況研究區(qū)域為秦皇島近海海域，位于遼東灣西南部(見圖1)，人海河流較多，主要包括澤河、戴河、新開河、湯河、石河和九江河。該區(qū)N～NE，ESE，SSW～WSW向為強風(fēng)向，N～NE，SSW～WSW向?qū)儆诔ｏL(fēng)向；SE和SW為強浪向，S～SW為常浪向，波浪玫瑰圖見圖2；該區(qū)潮流主要受海底地形影響和海岸形狀制約，屬于正規(guī)半日潮流類型[16

5、。本研究區(qū)內(nèi)河流眾多，自東向西分布有九江河、石*基金項目：海洋公益科研專項項目(201005009)資助收稿

6、日期：2012—09—05；修訂日期：2013—01—07作者簡介：尉建功(1984一)，男，博士。**通訊作者：E—mail：fengxiuli@OUC．edu．cn河、新開河、湯河、戴河、洋河等，各河流主要特征見表1。但本研究區(qū)內(nèi)河流均較小，河長、流量及流域面積均較小，總年均輸沙量小于40萬t，加之近年來各河流上游都修建了水庫或防潮蓄水閘，使得人海泥沙量進一步減少。表1研究區(qū)主要河流特征[17q83Table1ThecharacteristicsofriversinstudyareaNote=①River；②Length；③A

7、nnualoweragerunoffamount；④Annualoweragesedimentdischarge；⑤ShiRiver；⑥XimkaiRiver；⑦TangRiv—er；⑧DaiRiver；⑨YangRiver2材料和方法2009年5月在秦皇島近岸海域用抓斗式采樣器采集海底表層沉積物樣品共121個，樣品分布區(qū)域大致為39。40『N～40。047N，119。307E～120。007E，取樣位置如圖1所示。絕大多數(shù)情況下樣品的取樣深度為8～12cm，取樣重量約為1．5～2．0kg，進行沉積物粒度分析的亞樣品取自每次抓取后

8、樣品的頂部。該區(qū)樣品的粒徑在空間分布和組成上存在巨大差7期尉建功，等：秦皇島附近海域表層沉積物粒度分布特征及運移趨勢分析異，這種巨大的差異決定了不能采用單一的試驗方法進行粒度分析。本文對樣品中大于63p．m的組分進行烘干篩分，小于63tan的組分采用激光粒度的方法(Mastersizer2000激光粒度儀進行分析)，采用UddenE”]等比制①值粒級標(biāo)準(zhǔn)，粒組間隔為0．50，然后將2種方法得到的數(shù)據(jù)進行整合，從而獲得完整的粒度分布。粒度參數(shù)采用Folk-Ward[20]公式計算，主要的粒度參數(shù)包括平均粒徑(Mz)、分選系數(shù)(新)、

9、偏態(tài)(Ski)和峰態(tài)(KG)。根據(jù)《海洋調(diào)查規(guī)范(GB／T12763．8—2007)》[21]所規(guī)定的近海沉積物的分類和命名，將沉積物粒度參數(shù)輸入到GSTAST(fortran程序)中計算沉積物輸運趨勢[13

10、。圖1研究D(位置、水深地形及調(diào)查點站