《波致海床液化誘發黃河口異重流研究》是依託中國海洋大學，由劉曉磊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：波致海床液化誘發黃河口異重流研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉曉磊
- 依託單位：中國海洋大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
異重流是海洋中一種高密度泥沙運移現象，自1980年代在黃河口發現以來，日益受到學者關注。已有研究認為，黃河口異重流形成是河流入海攜帶的高濃度泥沙所致。本項目提出，波致海床液化是導致黃河口異重流發生的重要成因之一。研究內容包括：1、黃河口異重流發生時的氣象、水文、地質條件及異重流特徵如何；2、已具有一定強度的海底沉積物，在發生液化並向異重流轉化過程中，性態特徵如何變化，以及哪些因素髮揮影響或控制作用；3、如何定量判定海床土在何種條件組合下會液化轉化成異重流。研究方法：蒐集黃河口異重流案例，分析異重流發生時對應的河口入海徑流量、泥沙含量與粒徑、氣象條件、海洋水動力條件、海床土性質；在黃河口潮灘開展模擬試驗，並採集樣品，進行室內動三軸試驗與水槽試驗；基於試驗數據進行數值計算，模擬分析波致液化誘發異重流過程。研究成果對深入認識黃河口異重流的成因機制具有重要科學意義，對海底地質災害預防具有指導意義。
結題摘要
黃河口異重流現象自1980年代被首次發現以來，一直是國內外學者關注的熱點問題。已有研究認為，黃河口異重流形成是河流入海攜帶的高濃度泥沙所致，而近年來在氣候變化和人類活動影響下，黃河入海泥沙量驟減，遠小於異重流形成的臨界值。本項目提出，波致海床液化是導致黃河口異重流發生的另一重要成因。利用現場觀測試驗、室內模擬實驗與理論計算分析方法，系統研究了黃河口異重流發生條件與特徵、黃河口已固結海床性態的波致液化特徵及向異重流轉化過程與影響因素、海床土液化導致異重流發生的定量判定方法。結果揭示了陣發性的強風浪作用下海床液化顯著控制該海域的再懸浮輸運量，並促使再懸浮沉積物向異重流轉化；海床淺表層的液化可顯著增加表層剪下再懸浮量，而深部殘餘孔壓峰值區能量的緩慢釋放所引起的累積滲流攜帶土顆粒上輸泵送，同樣誘發異重流的生成，這一過程受水動力、海床滲透性、固結度以及沉積歷史的共同影響；在傳統冪率剪下侵蝕再懸浮計算模型基礎上，構建了波致海床液化導致內部沉積物泵送再懸浮的參數化模型，並計算得到黃河口埕島海域再懸浮量可達黃河入海泥沙量的4-6倍，滿足異重流發育的臨界條件。研究成果在國際SCI期刊及國核心心期刊共發表學術論文22篇，其中SCI源刊收錄7篇，EI源刊收錄3篇；申請發明專利8項，其中獲授權6項；有1名博士研究生、1名碩士研究生、4名學士本科生就本項目研究撰寫學位論文；先後6次在國內外具有重要影響的學術會議上做口頭演講報告，其中做大會特邀報告1次；獲科研獎勵3項。研究成果對深入認識黃河口異重流的成因機制具有重要科學意義，對勝利埕島油田海底地質災害預防具有指導意義。
