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山东半岛东端沿岸流分离对黄河泥楔形成的动力机制研究
结题报告
批准号:
41406046
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
芦静
学科分类:
D0601.物理海洋学
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
高俊国、尹丽萍、山峰、滕涌、邵伟伟、何琰
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中文摘要
沉积动力学属于水文与地质的交叉学科,研究沿岸流所携带的河流泥沙输运过程对证实陆架的沉积动力机制具有重要意义。沿岸流绕过山东半岛东端时受惯性离心力及逆压梯度作用与岸线发生分离,受其影响,黄河泥沙在岸线与分离的流轴之间形成楔形泥质沉积体。世界多条河流泥沙均具有绕过海岬之后形成沉积中心的相似点(即河流泥沙的沉积体与沿岸流分离之间存在着某种联系)。针对流分离对沉积体形成的动力机制,目前尚无相关研究。本项目基于已有的三维斜圧海浪-潮汐-环流-泥沙耦合模式,设计敏感试验结合流体理论分析,研究山东半岛东端沿岸流分离/再贴岸的动力、底边界特征及演变规律,以此水动力研究为基础,探讨偏离岸线过程中底部剪切变弱的沉积效应,构建流场分解和理想试验的方案,研究流分离衍生冷暖涡的辐聚/散及其中心升降流的沉积动力机制,并分析流分离导致的锋面变化对物质扩散的阻隔及对楔形形态的塑造,以揭示黄河泥楔在沿岸流分离处形成的原因。
英文摘要
Sediment dynamic is an interdisciplinary of hydrology and geology. To study the sediment transport process of river sediment carried by coastal currents means much to verify the dynamic mechanism of the continental sediment. Coastal current separates from the shoreline when passing around the eastern cape of the Shandong Peninsula because of centrifugal of inertia and the adverse pressure gradient force. The sediment from the Yellow River deposits between the coastline and the flow spindle affected by the separation.Sediments from many rivers in the world are carried by the coastal currets, depolsit after passing around capes similarly. There is a correlation between terrigenous sedimentary bodies and coastal flow separation. The mechanism of flow separation on formation of sedimentary bodies has not been studied. The project based a 3D baroclinic waves-tide-circulation-sediment coupled model. Combining sensitive experiment and fluid dynamic theory, it is studied that the dynamic and bottom boundary characteristics and their variation of coastal currert separation and reattaching off the Shandong Peninsula. On the basis of the above hydrodynamic study, the deposion effect of the bottom shear stress weakening is analyzed when deviating the coastline. Flow decomposition and ideal experiments are combined to diagnose the dynamic mechanism of coastal current separation and its derivative vortex along with the central vertical current, and to analyze the blocking effect for the fronts variation to diffuse and the shaping process of the Ω deposition pattern, to reveal the reason why the Yellow River-derived wedge mud depsite where the coastal flow seperates.
本项目研究了沿岸流所携带的黄河泥沙输运过程,以及沿岸流分离的沉积动力学效应。沿岸流绕过山东半岛东端时与岸线发生分离,受沿岸流分离的影响,黄河泥沙在岸线与分离的流轴之间形成楔形泥质沉积体。本项目基于三维斜圧海浪-潮汐-环流-泥沙耦合模式,研究了山东半岛东端沿岸流分离/再贴岸的动力、底边界特征及演变规律,结果表明,沿岸流分离受惯性离心力及逆压梯度控制。在水动力研究的基础上,设计敏感试验结合流体理论分析,通过构建流场分解的数值方案,研究了流分离对沉积体形成的沉积动力机制。研究表明,沿岸流分离可以促发河流泥沙的沉积。究其原因,偏离岸线过程中水深变大导致底部剪切变弱对泥沙的沉积具有增强的效应。因此,河流泥沙沿岸输运,若遇到海岬发生沿岸流分离,则有利于泥沙在分离处沉积。夏季,由于潮致余流使流量增大,雷诺数Re增大,致使沿岸流分离强度增大。加之黄河夏季峰值排沙量,于9月运移至山东半岛东端,因此,黄河泥楔沉积速率最大的时间出现在9月。沿岸流分离产生的锋面对沉积物水平输运具有屏障作用,山东半岛东端锋面的‘屏障’效应是泥楔东侧边缘沉积厚度梯度较大的原因。本项目解释了黄河泥楔在沿岸流分离处形成的原因,为进一步研究近岸物质沉积在陆架的动力因子提供了参考。
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DOI:10.1016/j.ecss.2017.09.020
发表时间:2017-09
期刊:ESTUARINE COASTAL AND SHELF SCIENCE
影响因子:2.8
作者:Lu Jing;Wang Xiao Hua;Babanin Alex;er V.;Aijaz Saima;Sun Younjong;Teng Yong;Jung Kyung-Tae;Qiao Fangli
通讯作者:Qiao Fangli
DOI:--
发表时间:2017
期刊:海洋学报
影响因子:--
作者:芦静;夏长水;滕涌;刘学海
通讯作者:刘学海
DOI:--
发表时间:2015
期刊:海洋科学进展
影响因子:--
作者:芦静
通讯作者:芦静
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