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刘晓磊副教授团队在Marine Geology发表题为“波浪-海床相互作用在黄河口沉积物强烈侵蚀过程中的关键角色”论文
发布人:李辉    发布时间:2020-05-12     动态浏览次数:578


 202056日,Marine Geology发表题为“Critical role of wave–seabed interactions in the extensive erosion of Yellow River estuarine sediments”的研究论文,揭示并定量描述了波浪引起的海床孔压累积和液化在黄河水下三角洲强烈海床沉积物侵蚀中的关键性作用。


黄河口海岸侵蚀日益严重,导致黄河水下三角洲地形发生变化,进一步影响黄渤海的沉积格局和区内海洋工程设施稳定性。已有研究多从泥沙输运角度研究此问题,认为由于气候变化和人类活动的影响,近30年来黄河携带入海泥沙量一直在稳步下降,物源减少导致了黄河口三角洲地区的海床侵蚀。近年来开始有学者提出,波浪诱发的孔隙水压力累积和液化会加剧沉积物侵蚀,但由于缺乏现场观测,该研究也只处于定性分析阶段。因此,定量分析波浪-海床相互作用在黄河口沉积物侵蚀过程中的关键作用具有重要意义。


研究主要通过在黄河水下三角洲典型研究区布设多功能传感器原位观测系统,捕获强风暴事件中悬浮沉积物浓度、海床高度和孔隙水压力的变化,提出波浪导致的孔隙水压力累积是造成沉积物侵蚀的主要原因,在此基础上揭示了液化海床沉积物抗侵蚀性衰减与孔隙水垂向渗流泵送沉积物的物理机制。进一步结合现场观测和室内水槽试验,建立波浪参数(如波高、周期)和沉积物侵蚀量之间的经验公式,并将其应用于评估不同波浪条件下黄河口沉积物的侵蚀量,进一步讨论了从三角洲到黄海的沉积物侵蚀输运量,估算结果与前人地球物理探测和地质调查结果一致。研究成果对于理解黄河入海泥沙的侵蚀机理与源汇过程具有重要意义。


该研究主要由实验室刘晓磊和贾永刚团队合作完成,刘晓磊副教授为第一作者和通讯作者,并得到国家自然科学基金项目(基金号:41877221) 和青岛海洋国家实验室开放基金项目(基金号:QNLM2016ORP0110)的资助。



(a) Annual sediment loads recorded at station Lijin from 1962 to 2018. (b) Estimates of the erosion fluxes of internal sediment caused by wave-induced liquefaction and of surface sediment by excess shear stress for different wave return periods, in comparison with sediment discharge from the Yellow River to the sea following the construction of the Xiaolangdi Reservoir.

a1962-2018年利津站记录黄河年输沙量;(b)波浪导致海床液化和超底切应力造成的沉积物侵蚀量估算及其与黄河入海沉积物量比较


论文引用:

Xiaolei Liu*, Hong Zhang, Jiewen Zheng, Lei Guo, Yonggang Jia, Changwei Bian, Minqiang Li, Lukuan Ma, Shuyu Zhang, 2020. Critical role of wave-seabed interactions in the extensive erosion of Yellow River estuarine sediments. Marine Geology426160268

论文链接https://doi.org/10.1016/j.margeo.2020.106208


通讯员:张红 李辉