论文部分内容阅读
台风(热带气旋)及其引发的次生灾害常常给海岸带地区造成巨大的生命安全与社会经济损失。在人口数量迅速增长和城市化进程不断加速,人口和社会财富向海岸带集聚的背景下,海岸防护的标准需要与被保护的社会财富相匹配,而随着全球变暖和海平面持续上升,风暴事件的强度将发生显著变化,迫切需要对未来风暴事件的重现期进行评估。但目前器测资料记录的时间尺度不足百年,而极端的灾害性台风事件的发生周期往往超过几百年甚至上千年。需要通过沉积记录分析可揭示长时间风暴事件活动规律,,本项研究拟通过多种海岸风暴沉积记录的综合分析,探讨利用沉积记录揭示风暴强度的信息。2016年和2017年,在海南岛进行了为期3个月的野外考察,基于实地考察结果,选择以陵水黎族自治县尖岭地区沿岸沙丘、文昌市抱虎港风暴巨砾、万宁大花角巨砾石海滩和三亚市小东海礁坪巨砾作为研究对象,风暴巨砾利用沉积学、地貌学以及古风暴学等多学科原理,分析了海岸沙丘冲越沉积的沉积学特征、粒度与磁化率,以及并研究了风暴巨砾的形态参数,探讨了沿岸沙丘冲越沉积与不同类型风暴巨砾地貌的沉积特征与形成机制,并使用经验公式重建了海南岛东部海岸古风暴活动的强度信息。(1)野外宏观沉积特征和沉积物粒度、磁化率等参数的分析表明尖岭地区海岸沙丘剖而(JL-1和JL-2剖面)中含有风暴冲越沉积物。利用放射性核素AMS14C测年、OSL测年分析,并结合历史文献记载,确定剖面中风暴沉积层是多次台风作用的产物,其形成机制与风暴浪越过海岸沙丘的堆积有关,风暴流越过沙丘顶部后不能回流,导致风暴流携带的沉积物迅速沉积,从而在沙丘陆向后侧形成冲越沉积。(2)实地考察和室内风暴巨砾参数和空间分布特征分析与历史文献记载资料分析,揭示了抱虎港海滩上零散堆积的巨砾地貌、大花角地区典型的巨砾石海滩地貌与小东海地区礁坪巨砾地貌的形成机制。利用风暴巨砾形态特征分析与空间分布特征,确定了抱虎港风暴巨砾物源为海滩岩;由于物源数量太少和海洋动力相对较弱,抱虎港地区未形成风暴巨砾海滩。大花角地点风暴巨砾海滩的巨砾源自巨力两边低山的滚石,在台风过境期间,风暴浪在搬运巨砾过程中起到重要的分选作用,使得球度高的巨砾多堆积在海滩下部,盘状巨砾多堆积在海滩上部。小东海礁坪巨砾数量众多,体积巨大,通过实地珊瑚礁类型和风暴巨砾类型的综合分析,推断物源可能来源于风暴浪对礁坪原地的侵蚀产生或台风浪从礁缘前端斜坡搬运而来;该礁坪上的巨砾具有很好的分带性特征,展现出由海向陆逐渐细化的趋势。(3)依据Stockdon经验公式,计算了尖岭地区的百年一遇和二百年一遇的风暴波浪的爬高高度分别为6.21 m和7.47 m,并利用2013年台风海燕在尖岭地点的实际爬高高度和理论爬高高度的对比验证,表明了经验公式的可靠性。根据基于实验结果和剖面中风暴层尖灭点的实际高度,在尖岭地区沙丘剖面冲越沉积记录的风暴强度介于100一遇台风和200年一遇台风之间。(4)依据Nandasena经验公式,计算了抱虎港、大花角、小东海地区巨砾起动在破波点所需的最小波高,在抱虎港地区为10.30 m,在大花角和小东海地区为2.54 m和3.22 m。但由于该模型未考虑巨砾与破波点的实际距离,在实际应用中计算结果会偏小,可通过观测未来台风搬运巨砾的实际距离完善该模型。