国内外海岸风成砂粒度参数特征的比较与分析_董玉祥

熊岳
最大风速 (m·s -1)
频率%
昌黎
最大风速 (m·s -1 )
频率%
荣成成山头
最大风速 (m·s -1 )
频率%
日照
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Baidu Nhomakorabea
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[ 5] 吴正 , 黄山 , 胡守 真 , 等 .华南 海岸 风沙 地貌 研究[ M] . 北京 :科学出版社 , 1995 :59-63 .
[ 3] SHEPARD F P , YOUNG R.Distinguishing between beach and dune sands[ J] .J Sedimentary Petrology , 1961 , 31(2): 196 -214.
[ 4] McKEE E D .A study of the global sand seas[ M ] . Washington D C :Government Printing Office , 1979.
1 12
中山大学学报 (自然科学版)
第 42 卷
了风成砂的与海滩砂的混杂 , 而短暂的形成历史也 使风力分选作用的时间有限 , 风成砂的分选程度也 受到影响 ;再次 , 我国温带海岸以丘陵海岸为主 , 海岸风沙活动的空间有限 , 风沙搬运距离近 , 同时
还会受到水力与重力作用的干扰 。正是由于上述原 因 , 致使我国海岸风成砂的的粒度偏粗 、 分选相对 较差 、 偏度偏小 、 峰态偏窄 , 与国外海岸风成砂的 粒度参数特征有一定的差异 。
2.01 4.14 0.21
标准偏差 Υ
最粗 平均值
粒径
最细 粒径
0.256 0.097 0.826
0.60 0.26 2.57
平均值
0 .894 0 .07
偏度 最粗
粒径 0 .59 0 .65
最细
粒径 0 .001 -0 .48
平均值
0 .524 1 .19
峰态 最粗
粒径 1 .147 3 .09
1 数据来源与采集方法
国内的 136 个海岸风成砂砂样采集于我国海岸 沙丘 分 布 较 广 、 规 模 较 大 、 类 型 典 型 的 温 带 沿 岸[ 5 -7] , 采样地点包括登沙河口 、 大潮口 、 夏家河 子、 交流岛、 熊岳、 昌黎黄金海岸、 土石、 青鳞 铺 、 三山岛 、 黄山 、 烟台开发 区 、 双岛 、 成山卫 、 寻山 、 石岛 、 小观 、 白沙滩 、 十里沙 、 潮里 、 鳌山 卫 、 灵山卫和日照市两城等 。 室内利用筛析法和吸
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3 结 论
(1)国外的海岸风成砂是由分选很好的细砂组 成 , 偏度为对称至正偏 , 峰态很宽 。相比之下 , 我 国海岸风成砂的粒度偏粗 、 分选相对较差 、 偏度偏 小 、 峰态偏窄 , 其中我国海岸风成砂的平均粒径虽 属细砂 , 但 其中 43.38 %的样 品属 中 砂 ;分 选 较 好 , 其中分选极 好的仅占 10.29 %;多 数为正偏 , 平均偏度近对称 ;峰态窄 , 其中 61.03 %为宽峰态 和中等峰态 , 无很宽峰态 ;各粒度参数值较国外分 散 。 说明海岸风成砂并非一般认为的几乎全由分选 很好的细砂组成 , 也不同于海岸沙丘砂呈负偏或多 数为负偏的结论 。
111
图 1 国外海岸风 成砂粒度参数图解 Fig.1 The plot of grain size parameters of
coastal aeolian sands at abroad
2.1.2 标准偏差 (σ) 国外 海 岸 风 成 砂 的 标 准 偏 差 介 于 0.097 ～
0.826Υ, 平均值 0.256Υ, 分选极好 , 其中分选 极 好的样品所占比例达 91.37 %。 我国海岸风成砂的 标准偏差介于 0.26 ～ 2.57Υ, 平均值 为 0.60Υ, 分 选较好 , 其中分选极好的仅占 10.29 %, 分选好的 43.38 %, 较好的 27.94 %。 2.1.3 偏度 (SK1)
摘 要 :利用 278 个国外 海岸沙丘砂样数据和 136 个 国内海岸 沙丘砂样数 据 , 采用平均 粒径 、 标 准偏差 、 偏 度
和峰 态等指标 , 对国内外海岸风成砂的粒度参数特 征进行 了比较 和分析 。 结 果表明 , 我国温带 海岸风 成砂的 粒 度参数特征并 不完全具备是由分选很好的细砂组成 、 偏度为 对称至正 偏 、 峰态 很宽等 国外海岸 风成砂 的粒度 参 数特 征 , 此与 我国海岸风成砂特有的发育条件和演 化过程 密切相 关 , 其中主 要与季 风气候 特征显 著 、 形成时 间 短风力作用时间有限以及风沙活动空间狭小等有关 。
其次 , 国内海岸风成砂的偏度近对称 , 既不同 于国外的对称至正偏 , 也不同于国内先前海岸沙丘 砂呈负偏或多数为负偏的研究结论 。
再次 , 我国海岸风成砂的窄峰态与国外的峰态 很宽明显不同 。 2.2.2 原因分析
我国海岸风成砂的上述特征 , 与其特有的发育 环境和形成过程密切相关 。 首先 , 我国海岸季风气 候特征显著 , 沿岸虽然以向岸风为主 , 但离岸风的 频率和风速也较大 (表 2), 甚至一些地区在频率 上以离岸风占优势 (如河北昌黎)[ 13] , 向岸风与离 岸风交替出现 , 会长时间内重复砂粒从海滩搬运到 沙丘又搬回海滩的过程 , 使得海岸风成砂的分选性 相对略差 , 粒径偏粗 ;其次 , 晚更新世以来我国温 带海岸发生了 多次海侵与海退事件[ 15 -23] , 甚至在 2000 aBP 还发生了一次小海进 , 此次小海进之后现 代风成砂才逐渐发育起来 , 频繁的海进与海退导致
分析上述结果并与已有研究比较[ 1 -13] , 国内 、
外海岸风成砂的粒度参数特征差异较大 :
图 2 国内海岸风成砂粒度参数图解 Fig.2 The plot of grain size parameters of
coastal aeolian sands in China
首先 , 国内的海岸风成砂并非一般认为的几乎 全由分选很好的细砂组成 , 其中中砂 所占比例较 大 , 分选程度为较好至好 。
国外海 岸现 代风 成砂 的峰 态值 介 于 0.126 ～ 1.147 , 平 均 值 为 0.524 , 其 中 峰 态 很 宽 的 占 98.20 %。 我国海岸现代风成砂的峰态值为 0.80 ～ 3.09 , 平均值 1.19 , 峰态窄 , 其中宽峰态和中等峰 态仅占 61.03 %。 2.2 分析与讨论 2.2.1 国内外海岸风成砂粒度参数特征的差异
表 1 国内外海岸风成砂粒度参数特征值的比较
Tab.1 Comparison of grain size parameters of coastal aeolian sands in China and at abroad
地区
国外 国内
平均粒径 Υ
最粗 平均值
粒径
最细 粒径
2.47 3.353 0.25
参考文献 :
[ 1] MASON C C , FOLK R L .Differentiation of beach , dune and Aeolian flat environment by size analysis, Mustang Island, Texas[ J] .J Sedimentary Petrology , 1958, 28(2):211 226 .
关键词 :海岸 ;风成砂 ;粒度 中图分类号 :P737 文献标识码 :A 文章编号 :0529-6579 (2003)04-0110-04
海岸风成砂的粒度特征是分析海岸风沙地貌形 成与演化的重要指标 。目前 , 普遍认为海岸风成砂 是由分选很好的细砂组成 、 偏度为对称至正偏 、 峰 态很宽[ 1-4] 。 本文拟利用 278 个国外海岸沙丘砂样 数据和 136 个国内海岸沙丘砂样数据 , 采用平均粒 径 、 标准偏差 、 偏度和峰态等指标 , 对国内外现代 海岸风成砂的粒度参数特征进行比较和分析 , 以探 讨我国海岸风成砂的粒度参数特征 , 并分析国内外 海岸风成砂粒度参数特征的主要差异及其原因 。
国外海岸风成砂的偏度介于 0.001 ～ 0.590 , 平 均 值 0.894 , 其 中 近 对 称 占 38.13 %, 正 偏 53.24 %, 极正偏 8.63 %, 无负偏 和极负偏 。 国内 海岸现代风成砂的偏度介于 -0.48 ～ 0.65 , 平均值 0.07 , 其中 71.32 %样品的偏度值为正值 , 少数负 偏甚至极负偏 。 2.1.4 峰态 (KG)
2 结果分析与讨论
2.1 粒度参数计算结果 国内 136 个 、 国外 278 个海岸风成砂砂样的粒
度参数计算结果见图 1 , 2 , 表 1 。 2.1.1 平均粒径 (ME)
国外 海 岸 风 成 砂 的 平 均 粒 径 介 于 0.25 ～ 3.353Υ之间 , 其中 92.80 %的样品的平均粒径属细 砂 , 平均值为 2.47Υ。我国海岸现代风成砂的平均 粒径介于 0.21 ～ 4.14Υ之间 , 其中 43.38 %的样品 的平 均粒 径 属 中砂 , 49.26 %属细 砂 , 平 均值 为 2.01Υ, 属细砂 。
[ 2] FRIEDMEN M F .Distinction between dune , beach , and river sands from their textural characteristics [ J ] . J Sedimentary Petrology , 1961 , 31(4):514-529.
最细
粒径 0 .126 0 .80
收稿日期 :2002-07-02 基金项目 :国家自然科学基金资助项目 (49701002);广东省自然科学基金资助项目 (001201);国家留 学归国人员 启
动基金资助项目 作者简介 :董玉祥 (1964 年生), 男 , 博士 , 教授 .
第 4 期
董玉祥 :国内外海岸风成 砂粒度参数特征的比较与分析
第240203卷年 第7
4期 月
中山大学学报 (自然科学版) ACTA SCIENTIARUM NATURALIUM UNIVERSITATIS SUNYATSENI
Vol.42 No.4 Jul. 20 03
国内外海岸风成砂粒度参数特征的比较与分析
董 玉祥
(中山大学国土资源与环境学系 , 广东 广州 510275)
(2)我国海岸风成砂的上述特征与其特殊的形 成条件和演化过程密切相关 , 其中由季风气候决定 的独特的动力条件 、 海岸线变迁导致的有限的发育 时间以及狭窄的风沙活动空间等是主要原因 , 说明 海岸风成砂的粒度参数特征主要取决于其发育条件 和演化过程 , 由此各地海岸风成砂的粒度参数特征 必然存在差异性 , 试图利用统一参数值界定海岸风 成砂粒度是无益的 。
管法进行粒度测试 , 按照 Wentworth 粒级分级 , 依 照 Folk 和 Ward 的图解量度计算各个粒度参数[ 8] 。
国外的 278 个海岸风成砂粒度数据全部录自国 外的权威研究文献[ 1-4] , 并直接利用已有的粒度参 数计算结果进行比较和分析 , 其计算方法与上述国 内计算粒度参数的方法相同 。
风向
N NNE NE ENE
E ESE SE SSE
S SSW SW WSW W WNW NW NNW
表 2 我国温带海岸沿岸地区各风向风速及频率统计
Tab.2 The velocity and frequency of different wind direction in temperate coastal region in China