海州湾南部沉积物粒度分布特征
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1 海州湾概况
海州湾位于我国江苏北部 ,北起山东日照岚山镇的佛手咀 (35°05′55″N ,119°21′53″ E) ,南至连云港市高公岛 (34°45′25″N ,119°29′45″E) ,是一个濒临黄海的大喇叭口形开敞 海湾 ,湾口宽 42 km ,海湾面积 876. 39 km2 ,岸线长 86. 81 km[4] 。由于供沙条件 、水动力
沿东西连岛和西大堤向海州湾西北向呈辐射状变化 ,显示出分选区域梯度渐次减弱 。整 个海区由近岸至外海分选性逐渐变差 。
图 4 海州湾南部分选系数分布图
3. 5 偏态系数分布 偏态系数分布如图 5 ,分布情况较复杂 ,近岸呈正偏 ,由近岸至远岸逐渐变小 ,到中部
第 27 卷
张存勇 :海州湾南部沉积物粒度分布特征
5. 67
5. 62
砂质粉砂
J C05
6. 47 70. 77 22. 77 1. 75 - 0. 04 1. 12
6. 77
6. 83 粘土质粉砂
J C06
0. 42 69. 68 29. 90 1. 46 0. 14 1. 06
7. 32
7. 22 粘土质粉砂
J C07
0. 65 70. 36 28. 99 1. 39 0. 08 1. 11
7. 47
7. 41 粘土质粉砂
3. 2 平均粒径分布 平均粒径的分布具有一定的规律性 (图 2) ,大致从近岸向外海呈由细到粗的趋势 ,近
岸平均粒径为 7. 4Φ,由此递减到 5. 6Φ,并逐渐形成粗颗粒沉积区 ,其变化梯度由东西连 岛和西大堤向海州湾顶方向变小 。
图 2 海州湾南部平均粒径 (Φ值) 分布图
沉积物的粒度特征是沉积物物源 、水动力能量 、搬运距离等综合作用的结果 ,可以通 过沉积物粒度特征的变化来反演影响沉积物粒度变化的环境因素 ,特别是沉积场所水动 力条件和物源 。此外 ,带有不同电荷的沉积物颗粒在其搬运 、悬浮过程中吸附了大量污染 物质 ,最终被富集到底部沉积中 。水体沉积物既是污染物的汇 ,又是对水质有潜在影响的 次生污染源 。沉积物又是海底生物的栖息场所 ,底质粒度的变化通常会影响海洋底栖生 物的变化 ,引起一系列海洋生态的变化 。
27
形成 3 个负偏态区 ,由中间向外海负偏态逐渐变小 ,偏态梯度由东西连岛和西大堤向海州 湾西北方向减小 。
图 5 海州湾南部偏态系数分布图
3. 6 峰态系数分布 峰态系数分布如图 6 ,总体上近岸系数大于 1 ,远岸系数小于 1 ,近岸峰态变化复杂 ,
在西大堤附近形成一个 1. 11 的封闭区域 ,并呈舌状向 NN E 方向延伸 ,由此改变了峰态 变化的梯度 。
7. 19
7. 15 粘土质粉砂
J S05
2. 35 72. 81 24. 84 1. 58 0. 04 1. 08
6. 98
6. 99 粘土质粉砂
J S06
1. 39 70. 63 27. 98 1. 54 0. 07 1. 07
7. 16
7. 14 粘土质粉砂
J S08
0. 20 68. 43 31. 38 1. 29 0. 15 1. 10
图 6 海州湾南部峰态系数分布图
4 频率曲线分布特征
海州湾沉积物粒度频率曲线分为单峰 、多峰以及两者之间的过渡态三种 (图 7) ,粒径 范围 1. 8～12Φ。单峰表明沉积物成分单一 ,为相对稳定的低水能条件下形成 ,双峰表明 沉积物有 2 种主要成分组成 ,在沉积过程中有其他组分参加进来 。根据站位的不同位置 ,
28
海 岸 工 程
第3期
曲线形态变化呈现一定的规律性 。 近岸海域 J S04 ,J S05 ,J S06 ,J S08 ,J C01 ,J C06 和 J C07 站位的频率曲线为单峰 ,在细粒
方向尾部略有变化 ,近于正态分布 ,全部正偏 ,主峰值介于 6. 8～7. 3Φ之间 ,于 10. 3Φ处 向上隆起并逐渐回落 。离岸较远的 J C02 、J C05 站位的频率曲线相似 ,曲线逐渐偏离对 称 ,向粒径较粗的方向偏移 ,但峰值仍位于 6. 8～7. 3Φ 之间 。离岸最远的 J C03 ,J C04 , J C08 和 J C09 站位的样品频率曲线为多峰 ,随着离岸渐远 ,主峰值和次峰值均逐渐向粗粒 径方向偏移 ,并且主峰值越来越大 。
3 收稿日期 :2007212203 资助项目 :淮海工学院引进人才科研启动基金项目 ———海州湾近岸海域沉积速率及其淤积研究 ( KQ07063) 作者简介 :张存勇 (19712) ,男 ,讲师 ,博士研究生 ,主要从事海洋技术专业教学与研究工作. E2mail :ouczhangcunyong @163. co m
Grain2size Distribution Characteristics of the Sediments in the Southern Ha izhou Bay
第 27 卷
张存勇 :海州湾南部沉积物粒度分布特征
25
表 1 海州湾南部底质粒度特征表
样品编号 J C01
各级百分含量/ % 砂 粉砂 粘土
S
T
Y
1. 91 71. 15 26. 94
分选系数 бI
1. 42
偏态 S KI 0. 07
粒度分析参数
峰态 平均粒径
KG
Mz
1. 14
7. 21
中值粒经 Md 7. 28
第 27 卷第 4 期
海 岸 工 程
文章编号 :100223682 (2008) 0320023207
2008 年 12 月
海州湾南部沉积物粒度分布特征 3
张存勇
(淮海工学院 空间信息科学系 ,江苏 连云港 222001)
摘 要 : 利用马尔文激光粒度仪研究了海州湾南部沉积物平均粒径 、分选系数 、偏态 、峰态以 及频率曲线在平面上的分布特征 ,其结果可为进一步研究海州湾沉积物形成时的沉积环境 、各 种污染物的沉积以及对海洋底栖生物的影响等提供科学依据 。 关键词 : 海州湾 ;沉积物粒度 ;分布特征 中图分类号 : P736. 21 文献标识码 : A
海州湾是个年轻的海湾 ,对其沉积物粒度分布特征进行研究的文献较少 ,高良等曾研 究了海州湾南岸沉积物粒度特征与泥沙运移的关系[1] ,张存勇对海州湾潮间带沉积物垂 向分布特征进行了分析[2] ,江苏省海洋污染基线调查报告中得出海州湾沉积物的粒度特 征与硫化物在沉积物中的吸附和积累密切相关[3] 。因此 ,系统研究海州湾沉积物粒度分 布特征可以进一步追溯海州湾地区沉积物形成时的沉积环境 ,对于研究海州湾中各种污 染物的沉积 、迁移转化规律以及对海洋底栖生物的影响 ,进行海洋环境评价 、预测和综合 管理具有重要意义 。
7. 31
7. 27 粘土质粉砂
J C08 15. 85 63. 07 21. 08 2. 12 - 0. 12 1. 00
6. 31
6. 58 粘土质粉砂
J C09 21. 57 57. 72 20. 70 2. 19 - 0. 08 0. 79
6. 13
6. 38
砂质粉砂
J S04
2. 78 68. 89 28. 33 1. 56 0. 05 1. 12
参考文献 :
[ 1 ] 高良 ,赵一阳 ,赵松龄 ,等. 海州湾南岸的沉积特征与动态[J ] . 海洋与湖沼 ,1982 ,6 (13) :4972509. [ 2 ] 张存勇. 海州湾湾顶潮间带沉积物粒度的垂向分布特征[J ] . 海洋地质动态 ,2007 ,10 (23) :13219. [ 3 ] 江苏省海洋污染基线调查队. 江苏省海洋污染基线调查报告[ R ] . 南京 :河海大学出版社 ,2001. [ 4 ] 中国海湾志编纂委员会. 中国海湾志 :第四分册[ M ] . 北京 :海洋出版社 ,1993 :3542422. [ 5 ] 国家海洋局. GB/ T13909292 海洋调查规范[ S] . 北京 :标准出版社 ,1993.
图 1 海州湾南部沉积物取样位置
3 沉积物粒度分布特征
3. 1 粒度参数分布特征 海州湾 13 个沉积物样品粒度参数分析结果如表 1 ,其中有 2 个站位的样品是砂质粉
砂 ,一个是 J C04 站的样品 ,其位置靠近陆岸 ,样品呈浅黄色 ,砂粒级含量为 32. 58 % ,粉砂 粒级含量为 49. 77 % ,粘土含量为 17. 65 % ,平均粒径 M z 为 5. 67Φ,中值粒径 M d 为5. 62 Φ,分选系数 бI为 2. 24 ,分选很差 ,偏态 S KI为 0. 1 ,峰态 KG为 0. 73 。另一个是 J C09 站的 样品 ,其位置 离陆 岸最 远 , 样品 呈浅黄 色 。砂 粒级 含量 为 21. 57 % , 粉砂 粒级含 量为 57. 72 % ,粘土含量为 20. 70 %。平均粒径 Mz 为 6. 13Φ,中值粒径 M d 为 6. 38Φ,分选系数 бI为 2. 19 ,分选很差 ,偏态 S KI为 - 0. 08 ,峰态 KG值为 0. 79 。其余样品全为粘土质粉砂 , 出现频数为84. 62 % ,呈灰 、浅黄色 ,半流动 —流动状 ,粘性强 ,均一 ;各粒级含量变化幅度 不大 ,平均粒径 Mz 为 6. 13～7. 47Φ;分选系数 бI为 1. 29～2. 24 ,大部分分选差 ,其中 4 个 站位分选很差 ;偏态 S KI为 - 0. 12～0. 15 ;峰态 KG为 0. 73～1. 14 。
由岸及远频率曲线的这一规律表明水动力逐渐增强 ,沉积物的组成也发生了相应的 变化 ,远岸的沉积物表现为多源性 。
图 7 海州湾南部典型频率曲线分布图
5 结 论
1) 海州湾沉积物粒度参数表明 :平均粒径和中值粒径基本相当 ,近岸区平均粒径普遍 大于中值粒径 ,而远岸区中值粒径普遍大于平均粒径 ,总体上 ,平均粒径和中值粒径从近
海州湾位于我国江苏北部 ,北起山东日照岚山镇的佛手咀 (35°05′55″N ,119°21′53″ E) ,南至连云港市高公岛 (34°45′25″N ,119°29′45″E) ,是一个濒临黄海的大喇叭口形开敞 海湾 ,湾口宽 42 km ,海湾面积 876. 39 km2 ,岸线长 86. 81 km[4] 。由于供沙条件 、水动力
沿东西连岛和西大堤向海州湾西北向呈辐射状变化 ,显示出分选区域梯度渐次减弱 。整 个海区由近岸至外海分选性逐渐变差 。
图 4 海州湾南部分选系数分布图
3. 5 偏态系数分布 偏态系数分布如图 5 ,分布情况较复杂 ,近岸呈正偏 ,由近岸至远岸逐渐变小 ,到中部
第 27 卷
张存勇 :海州湾南部沉积物粒度分布特征
5. 67
5. 62
砂质粉砂
J C05
6. 47 70. 77 22. 77 1. 75 - 0. 04 1. 12
6. 77
6. 83 粘土质粉砂
J C06
0. 42 69. 68 29. 90 1. 46 0. 14 1. 06
7. 32
7. 22 粘土质粉砂
J C07
0. 65 70. 36 28. 99 1. 39 0. 08 1. 11
7. 47
7. 41 粘土质粉砂
3. 2 平均粒径分布 平均粒径的分布具有一定的规律性 (图 2) ,大致从近岸向外海呈由细到粗的趋势 ,近
岸平均粒径为 7. 4Φ,由此递减到 5. 6Φ,并逐渐形成粗颗粒沉积区 ,其变化梯度由东西连 岛和西大堤向海州湾顶方向变小 。
图 2 海州湾南部平均粒径 (Φ值) 分布图
沉积物的粒度特征是沉积物物源 、水动力能量 、搬运距离等综合作用的结果 ,可以通 过沉积物粒度特征的变化来反演影响沉积物粒度变化的环境因素 ,特别是沉积场所水动 力条件和物源 。此外 ,带有不同电荷的沉积物颗粒在其搬运 、悬浮过程中吸附了大量污染 物质 ,最终被富集到底部沉积中 。水体沉积物既是污染物的汇 ,又是对水质有潜在影响的 次生污染源 。沉积物又是海底生物的栖息场所 ,底质粒度的变化通常会影响海洋底栖生 物的变化 ,引起一系列海洋生态的变化 。
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形成 3 个负偏态区 ,由中间向外海负偏态逐渐变小 ,偏态梯度由东西连岛和西大堤向海州 湾西北方向减小 。
图 5 海州湾南部偏态系数分布图
3. 6 峰态系数分布 峰态系数分布如图 6 ,总体上近岸系数大于 1 ,远岸系数小于 1 ,近岸峰态变化复杂 ,
在西大堤附近形成一个 1. 11 的封闭区域 ,并呈舌状向 NN E 方向延伸 ,由此改变了峰态 变化的梯度 。
7. 19
7. 15 粘土质粉砂
J S05
2. 35 72. 81 24. 84 1. 58 0. 04 1. 08
6. 98
6. 99 粘土质粉砂
J S06
1. 39 70. 63 27. 98 1. 54 0. 07 1. 07
7. 16
7. 14 粘土质粉砂
J S08
0. 20 68. 43 31. 38 1. 29 0. 15 1. 10
图 6 海州湾南部峰态系数分布图
4 频率曲线分布特征
海州湾沉积物粒度频率曲线分为单峰 、多峰以及两者之间的过渡态三种 (图 7) ,粒径 范围 1. 8～12Φ。单峰表明沉积物成分单一 ,为相对稳定的低水能条件下形成 ,双峰表明 沉积物有 2 种主要成分组成 ,在沉积过程中有其他组分参加进来 。根据站位的不同位置 ,
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海 岸 工 程
第3期
曲线形态变化呈现一定的规律性 。 近岸海域 J S04 ,J S05 ,J S06 ,J S08 ,J C01 ,J C06 和 J C07 站位的频率曲线为单峰 ,在细粒
方向尾部略有变化 ,近于正态分布 ,全部正偏 ,主峰值介于 6. 8～7. 3Φ之间 ,于 10. 3Φ处 向上隆起并逐渐回落 。离岸较远的 J C02 、J C05 站位的频率曲线相似 ,曲线逐渐偏离对 称 ,向粒径较粗的方向偏移 ,但峰值仍位于 6. 8～7. 3Φ 之间 。离岸最远的 J C03 ,J C04 , J C08 和 J C09 站位的样品频率曲线为多峰 ,随着离岸渐远 ,主峰值和次峰值均逐渐向粗粒 径方向偏移 ,并且主峰值越来越大 。
3 收稿日期 :2007212203 资助项目 :淮海工学院引进人才科研启动基金项目 ———海州湾近岸海域沉积速率及其淤积研究 ( KQ07063) 作者简介 :张存勇 (19712) ,男 ,讲师 ,博士研究生 ,主要从事海洋技术专业教学与研究工作. E2mail :ouczhangcunyong @163. co m
Grain2size Distribution Characteristics of the Sediments in the Southern Ha izhou Bay
第 27 卷
张存勇 :海州湾南部沉积物粒度分布特征
25
表 1 海州湾南部底质粒度特征表
样品编号 J C01
各级百分含量/ % 砂 粉砂 粘土
S
T
Y
1. 91 71. 15 26. 94
分选系数 бI
1. 42
偏态 S KI 0. 07
粒度分析参数
峰态 平均粒径
KG
Mz
1. 14
7. 21
中值粒经 Md 7. 28
第 27 卷第 4 期
海 岸 工 程
文章编号 :100223682 (2008) 0320023207
2008 年 12 月
海州湾南部沉积物粒度分布特征 3
张存勇
(淮海工学院 空间信息科学系 ,江苏 连云港 222001)
摘 要 : 利用马尔文激光粒度仪研究了海州湾南部沉积物平均粒径 、分选系数 、偏态 、峰态以 及频率曲线在平面上的分布特征 ,其结果可为进一步研究海州湾沉积物形成时的沉积环境 、各 种污染物的沉积以及对海洋底栖生物的影响等提供科学依据 。 关键词 : 海州湾 ;沉积物粒度 ;分布特征 中图分类号 : P736. 21 文献标识码 : A
海州湾是个年轻的海湾 ,对其沉积物粒度分布特征进行研究的文献较少 ,高良等曾研 究了海州湾南岸沉积物粒度特征与泥沙运移的关系[1] ,张存勇对海州湾潮间带沉积物垂 向分布特征进行了分析[2] ,江苏省海洋污染基线调查报告中得出海州湾沉积物的粒度特 征与硫化物在沉积物中的吸附和积累密切相关[3] 。因此 ,系统研究海州湾沉积物粒度分 布特征可以进一步追溯海州湾地区沉积物形成时的沉积环境 ,对于研究海州湾中各种污 染物的沉积 、迁移转化规律以及对海洋底栖生物的影响 ,进行海洋环境评价 、预测和综合 管理具有重要意义 。
7. 31
7. 27 粘土质粉砂
J C08 15. 85 63. 07 21. 08 2. 12 - 0. 12 1. 00
6. 31
6. 58 粘土质粉砂
J C09 21. 57 57. 72 20. 70 2. 19 - 0. 08 0. 79
6. 13
6. 38
砂质粉砂
J S04
2. 78 68. 89 28. 33 1. 56 0. 05 1. 12
参考文献 :
[ 1 ] 高良 ,赵一阳 ,赵松龄 ,等. 海州湾南岸的沉积特征与动态[J ] . 海洋与湖沼 ,1982 ,6 (13) :4972509. [ 2 ] 张存勇. 海州湾湾顶潮间带沉积物粒度的垂向分布特征[J ] . 海洋地质动态 ,2007 ,10 (23) :13219. [ 3 ] 江苏省海洋污染基线调查队. 江苏省海洋污染基线调查报告[ R ] . 南京 :河海大学出版社 ,2001. [ 4 ] 中国海湾志编纂委员会. 中国海湾志 :第四分册[ M ] . 北京 :海洋出版社 ,1993 :3542422. [ 5 ] 国家海洋局. GB/ T13909292 海洋调查规范[ S] . 北京 :标准出版社 ,1993.
图 1 海州湾南部沉积物取样位置
3 沉积物粒度分布特征
3. 1 粒度参数分布特征 海州湾 13 个沉积物样品粒度参数分析结果如表 1 ,其中有 2 个站位的样品是砂质粉
砂 ,一个是 J C04 站的样品 ,其位置靠近陆岸 ,样品呈浅黄色 ,砂粒级含量为 32. 58 % ,粉砂 粒级含量为 49. 77 % ,粘土含量为 17. 65 % ,平均粒径 M z 为 5. 67Φ,中值粒径 M d 为5. 62 Φ,分选系数 бI为 2. 24 ,分选很差 ,偏态 S KI为 0. 1 ,峰态 KG为 0. 73 。另一个是 J C09 站的 样品 ,其位置 离陆 岸最 远 , 样品 呈浅黄 色 。砂 粒级 含量 为 21. 57 % , 粉砂 粒级含 量为 57. 72 % ,粘土含量为 20. 70 %。平均粒径 Mz 为 6. 13Φ,中值粒径 M d 为 6. 38Φ,分选系数 бI为 2. 19 ,分选很差 ,偏态 S KI为 - 0. 08 ,峰态 KG值为 0. 79 。其余样品全为粘土质粉砂 , 出现频数为84. 62 % ,呈灰 、浅黄色 ,半流动 —流动状 ,粘性强 ,均一 ;各粒级含量变化幅度 不大 ,平均粒径 Mz 为 6. 13～7. 47Φ;分选系数 бI为 1. 29～2. 24 ,大部分分选差 ,其中 4 个 站位分选很差 ;偏态 S KI为 - 0. 12～0. 15 ;峰态 KG为 0. 73～1. 14 。
由岸及远频率曲线的这一规律表明水动力逐渐增强 ,沉积物的组成也发生了相应的 变化 ,远岸的沉积物表现为多源性 。
图 7 海州湾南部典型频率曲线分布图
5 结 论
1) 海州湾沉积物粒度参数表明 :平均粒径和中值粒径基本相当 ,近岸区平均粒径普遍 大于中值粒径 ,而远岸区中值粒径普遍大于平均粒径 ,总体上 ,平均粒径和中值粒径从近
