海南海底地形地貌特征.docx

海南海底地形地貌特征利用多波束测深系统对海南东方岸外进行高精度的水深测量，根据所测数据绘制海底水深地形地貌图等。研究区水深范围在之间，西部深，东部浅，水深向岸线方向变浅，地势东北高，西南低。研究区存在种典型的海底地形地貌，西部的型冲刷谷和两片沙波活动区。型谷内水深较大，地形较为平坦，无大的起伏。沙波活动区的沙波规模较大，以大型和巨型沙波为主，沙波脊线基本沿向，但两片沙波并不完全一样，存在空间差异，沙波的形态参数上也存在一定差异。关键词：风电场；地形地貌；型谷；沙波世纪是海洋开发的世纪，随着海洋资源开发力度的增大，各种海上工程设施日益增加。伴随着我国大气污染的日益加重，对清洁能源的需求日益增加，海上风力发电作为一种清洁能源，备受各国青睐。世纪前年，丹麦、荷兰、英国、日本纷纷开展了海上风电项目。海底地形地貌的探测和分析工作是海上风电场的选址和建设的基础工作之一，由于海底地形的复杂多变，前期的场址调查显得特别重要，可能关乎到整个项目的成败。海底地形地貌的研究主要采用高精度的多波束测深系统对研究区进行水深测量，并配合浅地层剖面仪和侧扫声呐对海底地形地貌进行分析。研究区大概情况研究区位于海南岛西部，感城镇附近海域，从属于海南东方市，东方市位于海南岛西部稍偏南，南与乐东县接壤，北与昌江县交界，西濒北部湾图。研究区在其西南约，处在°°，°°，面积约。研究海域位于北部湾东南部海域，北部湾为三面受陆地包围的浅水海湾，大部分水深在，等深线走向基本上与岸线走向一致。研究区在构造上位于新生代莺歌海盆地内，区域主要构造线方向为向，部分为向。其中莺歌海盆地是在红河裂谷系的基础上发育起来的一个新生代大型裂谷式凹陷盆地，在古近晚白垩世开场构成。位于九所陵水断裂带和王五文教断裂带之间，属于华南褶皱系五指山褶皱带。五指山褶皱带演化历程经历了个发展阶段及相应的构造运动：长城纪志留纪为地槽发展阶段；泥盆纪早三叠世为准地台发展阶段；中三叠世第四纪为大陆边缘活动带发展阶段。八所海岸地区位于二叠系上统南龙组与二叠系下统鹅顶组之间，呈不整合接触。该区域沉积物来源主要为沿岸地区的剥蚀产物，同时可能也接收来自北部湾向搬运来的沉积物及由南向北的海流所带来的外海沉积物，从附近昌化江等小型河流入海，也会为该地区提供大量的沉积物。因而，研究区的表层沉积物是近岸剥蚀、海流运输和河流输入的混合沉积物。根据钻孔和海底沉积物取样资料，研究区表层沉积物以松懈的砂为主，部分地区有黏土质粉砂、砾砂，下部为质密的砂、粉砂质黏土、黏土质砾砂。该区广泛发育沙波沙脊，沙脊走向为，沙波大致呈走向。北部湾冬季在东北季风的作用下，在整个湾内产生一个大的逆时针环流。夏季西南季风较弱，密度流对整个环流奉献较大，湾内海流表现为逆时针环流。因而，研究区附近表层海流特点为一个大的逆时针环流，流向不随季风改变。北部湾潮波是由太平洋潮波传入南海，再传入北部湾构成的，东方市近岸海域潮汐为规则日潮，平均潮差为。海南岛西岸外近岸潮流主要为近向往复流，流向与海岸基本平行，涨落潮流方向分别为向和向。资料来源与研究方法中国科学院海洋研究所于年对研究区进行了专门的地球物理探测和研究工作。主要进行了精细的多波束水深测量，旁扫声呐地貌测量和浅地层剖面测量。水深测量使用的是多波束测深系统，该系统具有连续的在线调频能力，工作频率范围比拟广，从，共有多个频率，另外该系统支持根据外业情况合理的选择覆盖角度，具有全覆盖，高精度，高效率的特点。用旁扫声呐主要对研究区的活动沙波分布区的海床形态进行自然或人工地貌障碍物、锚缆沟等形态分析；浅地层剖面测量主要是为了查明海底状况、海底基岩埋深和分布情况等。分析与讨论研究区的地形特征多波束水深数据经过软件预处理构成最终的成图水深数据。根据最终的成图水深数据，采用克里金插值法，做出高精度的海底地形图图。从水深等值线图上能够看出，研究区无明显礁石或基岩出露，总体上西部深，东部浅，水深向岸外方向变深，地势东北高，西南低，向西南方向倾斜，斜度一般在°°之间。水深范围在之间，平均水深。研究区西部水深较大，水深范围为，最大水深。中间水深较浅，水深范围为，最小水深。在研究区的西部存在一个海沟，开场海沟近乎向，到研究区北部，海沟逐步过渡为向，呈现出一个开口向东的“字。中部水深较浅，等值线呈现多个不规则的条带状。研究区的东南部有向的密集等值线区，表明此处地形起伏变化大，地形高差约。总体来讲，研究区的地形相对较为复杂，冲蚀沟槽和高地相间分布。典型剖面特征从研究区选取条典型地形剖面来研究区域的主要地形特征，各典型剖面和其位置见图。剖面剖面是一条横穿研究区域北部的典型剖面，走向，总长度约。从剖面图上能够看出研究区北部地形两边高，中间低，中间低的位置是一个冲涮沟槽，沟槽宽度约，冲沟的深度大约为，宽度远远大于深度，坡度。剖面图的端的谷坡和谷顶有微小锥状起伏，高度大约为。剖面剖面位于研究区的中部，横穿整个研究区，总长度约，走向。从图中能够看出，西边地势低，东边高，在中间处有一坡度较陡的水下岸坡，坡度。在剖面图的左边能够看到一些波状起伏，揣测为一些细小的沙波。剖面剖面位于研究区的最南端，总长度，走向。从图中能够看出，地势东高西低，与研究区总体的地形相一致。剖面剖面是一条纵贯研究区南北的剖面，总长度约，走向。从图能够看出，地势南北高，中间低，中间部分，有两片区域有连续的锯齿状地形起伏，揣测应该是沙波活动区的位置。研究区地貌特征在地貌上，研究区主要处于陆架浅海平原地带，水体较浅，通过海底三维地形图图，该地区主要为陆架沙脊沙波地貌，以及少量几处水下岸坡和岩滩地貌为特征。从调查区三维地形图上能够看出，地形构造以向为台阶状构造为主，南北为条带状海底沟谷为主。北部地形较为平缓，地形落差比拟小，中部偏北地形崎岖，落差最大。地形最大落差位于地形剖面线所处位置，约为落差。南部地形落差最大位于地形剖面线位置，落差为，海底相对平坦。从图中能够看出，研究区存在两种相对较大的典型海底地貌，西部的型沟谷区和两片沙波分布区。型谷研究区存在一个型冲刷谷图，型谷的宽度在不等，水深较大，平均水深，型谷北部地形较为平坦，无起伏，再往南，到中部开场水深增大，到南部水深增至最大，到达。沟谷内部海底可见细小波纹状起伏。从沟谷的北、中、南各取一条剖面图：剖面位于沟谷的北段，能够看出，沟谷北段宽度约为，最大水深。沟谷两侧坡度不等，左侧坡度，右侧坡度，左侧较平缓，右侧较陡，右侧谷坡有发育成二级阶地的迹象，但是不明显。型谷中段宽度约为，左侧沟谷底部比拟平坦，平均水深，地形略有起伏，但起伏不大，多在±以内。从剖面图上能够看出，右侧谷坡较陡，右侧有一高达的水下岸坡，坡度到达。型谷南部水深较大，研究区的最大水深即位于此处，左侧较为平缓，右侧谷坡较陡，坡度。沙波活动区研究区存在个较为明显的沙波活动区如图所示。通过垂直于沙波脊线的地形剖面，提取沙波的波长、波高、陡倾角、缓倾角等形态参数，并计算沙波的沙波指数、对称系数等，能够得到表的统计结果。区以°，°为中心，呈南北长，东西宽的近似方形区域，平均水深。区分布着各种类型的沙波，沙波之间的差异性较大，沙波脊线的延伸方向基本上呈向。波高范围为、平均波高，波长范围为、平均波长，垂直形态系数波长波高范围为、均值为，沙波对称指数缓坡投影长陡坡投影长范围为、均值为。根据的沙波分类方法，区的沙波类型涵盖了从小型、中型、大型直到巨型沙波等全部类型，其中大部分沙波的波长，故区沙波以巨型沙波为主，且沙波的陡缓倾角都现对较小。区沙波规模较大，平面形态上基本以新月型为主，沙波区内地形呈阶梯状起伏。区以°，°为中心，呈南北长，东西宽的长方形区域，区水体较深，平均水深为左右。沙波规模相对区较小，波高范围为、平均波高，波长范围为、平均波长，垂直形态系数波长波高范围为、均值为，沙波对称指数缓坡投影长陡坡投影长范围为、均值为。根据的沙波分类方法，区的沙波以大型沙波为主，也有少量巨型沙波分布在区东南部。这些沙脊延伸方向为近东西向，沙波沙脊走向与底流方向近乎垂直，但沙脊区延伸方向有由向向向变化的趋势。通过比照区和区的沙波能够发现，研究区的沙波发育存在一定的空间差异性，区到区水深逐步增大，沙波规模却有所减小，主要表如今沙波的平均波长和波高都减小，沙波的垂直形态系数也有所减小。沙波的对称系数变小，讲明沙波的对称性变好。另外一方面的差异体如今沙波脊线的走向上，区和区的绝大部分沙波的脊线走向是近乎向，但是区的南部沙波的走向有从走向，变为向的趋势。一般以为，海底沙波的构成是沉积物和水动力互相作用的响应，是由于定向的海流搬运砂质沉积物，堆积在海底构成的，也是沉积物、地形和水动力环境的复杂耦合作用的结果。揣测区的海底水动力条件和区存在较大差异。结论与瞻望东方风电场海域水深一般为，平均左右，往岸线方向逐步变浅。远离岸线外海一侧，南北方向上发育一条型沟谷，最大水深位于沟谷南部地区，水深约，整体上风电场西南部水深大于东北部。研究区地形整体起伏不大，海底无基岩或礁石出露，地形构造以东西向台阶状构造为主，南北为条带状型海底沟谷为主，地形落差由北向南逐步减小，地形起伏趋于平缓。地貌上，调查区域主要处于陆架浅海平原地带，水体较浅，该地区主要以陆架沙脊沙波地貌为特征，区内共划分为两处大型沙脊沙波区，发育少量水下岸坡和水下岩滩地貌。