【摘要】：本論文綜合利用黑泥灣海帶養(yǎng)殖區(qū)附近海域的海流、懸浮體、表層沉積物、柱狀樣、水深地形等實(shí)測數(shù)據(jù)資料,計(jì)算了不同季節(jié)養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)外的潮流邊界層參數(shù)、沉積物再懸浮沉降以及輸運(yùn)通量,結(jié)合潮流波浪泥沙數(shù)值模擬、沉積物粒徑趨勢分析、水深地形對比等方法,對比了海帶養(yǎng)殖季節(jié)與無養(yǎng)殖季節(jié)養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)外的潮流動力、沉積物分布與輸運(yùn)的時(shí)空變化規(guī)律,以及養(yǎng)殖活動開展前后的海底地形沖淤變化特征,進(jìn)而分析了海帶養(yǎng)殖活動對研究區(qū)海域水動力和沉積環(huán)境的影響。研究區(qū)海帶養(yǎng)殖覆蓋的水體,由于養(yǎng)殖阻力作用使得潮流流速明顯減弱,并使潮流流速的垂向剖面特征發(fā)生改變。受養(yǎng)殖活動的影響,潮流流速垂向剖面可以形成三種比較典型的異常模式,分別為標(biāo)準(zhǔn)的雙阻流速剖面,上層穩(wěn)定、中下層形成雙阻流速形態(tài)的流速剖面,以及上下層兩個(gè)雙阻流速形態(tài)的流速剖面。這三種不同的流速剖面形態(tài)會因潮流流速和流向的變化而相互轉(zhuǎn)化。海帶養(yǎng)殖活動的存在使得底部邊界層切應(yīng)力減弱,從而造成再懸浮作用減弱;相比于自然水域,養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)部近底層以及垂向平均懸浮體濃度均顯著降低。海帶養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)部由于速度剪切顯著減弱,海帶藻體與潮流相互作用在其后部產(chǎn)生湍流等原因,使得受養(yǎng)殖活動影響的區(qū)域水體存在很強(qiáng)的垂向混合作用。研究區(qū)在自然狀態(tài)下總體上處于沖刷狀態(tài),沖刷區(qū)域位于基巖岬角外側(cè),該區(qū)域海底沉積物類型主要為砂礫等粗顆粒沉積物,而海灣內(nèi)近岸淺水區(qū)域存在一定的淤積作用。海帶養(yǎng)殖活動開展以后,研究區(qū)海域沉積格局發(fā)生改變,海帶養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)部形成范圍較大的淤積環(huán)境,而養(yǎng)殖區(qū)內(nèi)側(cè)近岸淺水區(qū)淤積減弱,近岸沉積物出現(xiàn)粗化的現(xiàn)象,南北兩側(cè)基巖岬角以及黑石礁西側(cè)沖刷作用減弱,養(yǎng)殖區(qū)東側(cè)海域形成一定范圍的細(xì)顆粒沉積區(qū)。另外,由于海帶的生長具有季節(jié)性變化,短期的季節(jié)性交替變化使得養(yǎng)殖區(qū)附近海域水動力條件處在循環(huán)變化的過程中,致使海底無法出現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的沖淤環(huán)境,而是出現(xiàn)交替的侵蝕和淤積變化過程,這種劇烈變化對區(qū)域海底沉積格局會帶來更大的影響。
[Abstract]:Based on the measured data of currents, suspensions, surface sediments, columnar samples and bathymetric topography, the parameters of tidal current boundary layer inside and outside the mariculture area in different seasons are calculated in this paper. Combined with the numerical simulation of tidal current, wave and sediment, the analysis of sediment particle size trend, and the comparison of water depth and topography, the tidal current dynamics inside and outside the kelp culture season were compared with those in the no-culture season. The temporal and spatial variation of sediment distribution and transport, as well as the characteristics of scour and siltation of seafloor before and after aquaculture activities were analyzed, and the effects of mariculture activities on hydrodynamic and sedimentary environment in the study area were analyzed. In the water covered by kelp culture, the tidal current velocity is obviously weakened and the vertical profile characteristics of tidal current velocity are changed due to the effect of culture resistance. Under the influence of aquaculture activities, the vertical profile of tidal current velocity can form three typical abnormal models, which are standard double resistance velocity profile, stable upper layer, and double resistance velocity profile in middle and lower layers. And two double resistance velocity profiles of the upper and lower layers. These three different velocity profiles transform each other due to the variation of tidal current velocity and direction. The shear stress of the bottom boundary layer is weakened because of the existence of the kelp culture activity, which results in the weakening of the resuspension. Compared with the natural waters, the concentration of the near bottom layer and the vertical average suspended body in the culture zone decreases significantly. Because of the obvious weakening of velocity shear and turbulence in the posterior part of the kelp algae body and tidal current, there is a strong vertical mixing effect in the regional water body affected by the culture activities. The study area is generally in the state of scour under the natural state, and the scour area is located outside the headland of bedrock. The type of seabed sediment in this area is mainly coarse grain sediment such as sand and gravel, while there is certain siltation in the shallow water area of the inshore of the bay. After the activities of kelp culture were carried out, the sedimentary pattern of the study area changed, and a large area of siltation environment was formed inside the kelp culture area, while the siltation of the shallow water area inside the inner shore of the culture area weakened, and the coarsening of the inshore sediment appeared. The erosion in the north and south sides of bedrock headland and the west side of Heishi reef is weakened, and a certain range of fine grain deposition area is formed in the eastern sea area of the breeding area. In addition, because of seasonal variation in the growth of kelp, short-term seasonal alternation makes hydrodynamic conditions in the waters near the aquaculture area in the process of cyclic change, resulting in no sustainable and stable environment for scouring and silting on the seafloor. Instead, there are alternate processes of erosion and siltation, which will have a greater impact on the regional seabed sedimentary pattern.
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(海洋研究所)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S968.421;S931.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2143180