海底沉积物立体动态输运通量原位观测技术研究

批准号:
41806075
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
24.0 万元
负责人:
郭磊
依托单位:
学科分类:
D0603.海洋地质学与地球物理学
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
袁红明、安佰正、刘金庆、王双
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中文摘要
海底沉积物的输运过程对于全球物质循环与海底地形地貌的长期演变具有重要意义。目前,对沉积物输运规律的研究普遍依赖基于ADCP流速剖面与悬浮泥沙浓度剖面数据的间接估算,鲜有直接测量沉积物输运通量的成熟方法。本项目拟在研发一套沉积物输运通量三维时序原位观测装置,并建立配套的观测误差分析、校正方法与数据分析处理方法,不仅能够实现对沉积物通量的定向、立体、长期、时序观测,而且可以精确获取时序悬浮沉积物样品。本研究将为海底沉积动力过程、物质循环过程等科学研究提供一种更为有效的技术手段。
英文摘要
The submarine sediment transport is of vital significance for the circulation of matter in global material system and long-term evolution of submarine topography and geomorphology. Up to now, studies on sediment transport rates have always depended upon indirect estimation from the data of acoustic doppler current profiler (ADCP) and suspended solids concentration profilers, few studies could realize the direct measurement of transport fluxes. This project aims at developing an in-situ observation device for measuring time-series sediment transport flux in three-dimension, establishing corresponding method for error calibration and data analysis,not only achieve the long-term direct measurement of transport fluxes,but also connect sediment samples. Research achievments will provide a more effective technique for some popular research regarding sediment dynamics and circulation of materials.
海底沉积物的输运过程对于全球物质循环与海底地形地貌的长期演变具有重要意义。目前对沉积物输运过程的观测普遍依赖声、光学监测设备的间接估算,少有对沉积物输运通量进行精确解析的成熟方法。而直接获取沉积物样品的传统捕获器,由于缺乏时间、方向的可靠分辨率,难以实现长期高精度观测。.本项目对海底沉积物立体动态输运通量原位观测技术进行研究,设计了沉积物输运通量三维时序原位观测装置3-D Trap,并对其结构进行了优化设计;在此基础上建立了基于流速与悬沙浓度的沉积物动态输运通量解析方法,以及一套普遍适用于海床基的动态沉降过程数据解析方法;开展水槽试验与数值模拟进行对比分析,最终验证了对于再悬浮沉积物进行空间时序分割方法的合理性与可行性。.通过对以上内容的研究,完成了3-D Trap的结构设计方案,建立了一套输运通量解析方法,通过试验进行验证并进一步完善优化,最终形成海底沉积物立体动态输运通量原位观测技术,并实现再悬浮沉积物的捕获取样。.该技术与目前主流的声学、光学等间接、低浓度观测方法形成技术互补。能够为黄河入海泥沙远距离输运过程及机制、海岸带地区岸线及海底侵蚀淤积等研究提供技术支持,并能够定量解释输运沉积物动态变化过程及特征,为河口海岸地区沉积动力过程的数值模拟、灾害风险评估及预测,提供数据支撑,该研究对于指导陆缘沉积物的原位观测具有重要的科学意义和应用价值。
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CPT-based analysis of structured soil characteristics and liquefaction failure of the Yellow River Subaquatic Delta
基于CPT的黄河水下三角洲结构土特征及液化破坏分析
DOI:10.1080/1064119x.2021.1891589
发表时间:2021-03
期刊:Marine Georesources & Geotechnology
影响因子:2.2
作者:Lei Guo;Xuesen Liu;Zhongnian Yang;Chao Jia;Wei Shi;Xianzhang Ling
通讯作者:Xianzhang Ling
CPT-Based evaluation of sediment characteristics and effective internal friction angle in the yellow river estuary
基于CPT的黄河口沉积物特征及有效内摩擦角评价
DOI:10.1080/1064119x.2021.1968552
发表时间:2021-08
期刊:Marine Georesources & Geotechnology
影响因子:2.2
作者:Yang Zhongnian;Liu Xuesen;Su Xiuting;Guo Lei;Cui Yuxue;Jia Chao;Ling Xianzhang
通讯作者:Ling Xianzhang
DOI:10.1080/1064119x.2021.1913458
发表时间:2021-05
期刊:Marine Georesources & Geotechnology
影响因子:2.2
作者:Zhongnian Yang;Yuxue Cui;Lei Guo;Xuesen Liu;Chao Jia;W. Shi;X. Ling
通讯作者:Zhongnian Yang;Yuxue Cui;Lei Guo;Xuesen Liu;Chao Jia;W. Shi;X. Ling
Evaluation of the soil characteristic parameters of the Yellow River Subaqueous Delta using CPT
利用CPT评价黄河水下三角洲土壤特征参数
DOI:10.1080/1064119x.2020.1853287
发表时间:2021-01
期刊:Marine Georesources & Geotechnology
影响因子:2.2
作者:Yang Zhongnian;Liu Xuesen;Guo Lei;Jia Chao;Su Xiuting
通讯作者:Su Xiuting
Experiment and Analysis of Submarine Landslide Model Caused by Elevated Pore Pressure
孔隙压力升高引起的海底滑坡模型实验与分析
DOI:10.3390/jmse7050146
发表时间:2019-05
期刊:Journal of Marine Science and Engineering
影响因子:2.9
作者:Lei Guo;Yueyue Lu;Xiuqing Yang;Tao Liu;Lei Zhou
通讯作者:Lei Zhou
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