水下沙波是一种脊线垂直于水流主流向的韵律性底床形态,广泛存在于河流、河口、陆架浅海区域。其形态及演化机制的研究不仅能够加深对沉积动力学和沉积相与沉积环境的理解,更能有效避免海底管线、港口航道等的安全隐患。目前,对水下沙波的形成与演化尚缺乏有效的理解,尤其是低角度沙波形态及其形成机制。沙波形态定量计算是沙波研究的基础,随着多波束测深系统的普及,提供了高精度的水深数字高程模型(DEM),为精细化的沙波研究提供了可能。基于DEM的底形定量研究,亟须建立准确、高效的自动分析方法。江苏岸外辐射沙脊群区水深变化大、潮流动力强,在其中的大洪埂子沙脊—烂沙洋槽道选择研究区,于2017年1月进行多波束探测和海底表层沉积物采集。以实测的水深DEM为实验数据,充分分析各种计算方法的优缺,建立沙波自动定量分析方法;据此计算研究区沙波形态参数,揭示沙波形态空间分异规律;结合水深、沉积物粒度、区域水动力等讨论沙波形态空间分异的原因,探讨低角度沙波的主要影响因素。将不同尺度的底形叠置形成理想沙波数据,验证沙波分析方法的可行性,对比实测沙波数据计算结果,检查沙波分析方法的问题。预处理DEM数据和优化目标波数选取方法,提高了二维傅里叶变换方法计算区域沙波方向和特征波长的准确性;沙波剖面提取结果最优的是小波变换法;将目标沙波剖面还原至仅过滤了高频数据噪声的底形剖面,以计算沙波形态参数,这不仅具有基于原始观测数据计算形态参数的优势,同时减小了数据噪声和小尺度叠置底形的影响,避免了波陡和对称指数计算结果的偏差。前人对沙波自动分析方法的研究多以方法分类,而不同方法在不同阶段具有绝对的优势。充分分析不同方法的优势,创新性地选择各阶段表现最优的方法,组成沙波形态自动定量分析方法流程,实现了区域沙波方向和特征波长、沙波个体形态参数定量计算的自动分析。研究区普遍发育二维直线型沙波,沿近东西向延伸的沙脊脊线方向,沙波形态具有相似性,因此,在沙脊北坡、中部和南坡选择三个典型区,分析沙波形态差异特征。13234个沙波的统计结果表明:平均背流坡坡度为3.75°,最大值9.09°,研究区均为低角度沙波。沙脊北坡沙波规模最大,平均波长37.36 m,平均波高0.63m;沙脊南坡沙波规模最小,平均波长15.61m,平均波高0.36m。沙波形态具有区域性,其空间分布与脊槽地貌密切相关。沙脊南北两坡沙波尺度差异明显,沙波移动方向相反;沙脊北坡波长和波高的空间变化趋势一致;波陡和背流坡坡度呈正相关,自北向南同步变化。水深、沉积物粒度和潮流流速三个因素的逐次递进分析表明,沙脊不同位置沙波形态的主控因素不同,沉积物组分比沉积物中值粒径对沙波形态的影响更显著。沙脊区水深小于8m的浅水区全部为砂质沉积物,北坡沙波形态受水深和流速的主控,水深越小、流速越小,沙波尺度越小;水深大于8 m的北坡深水区,沉积物组分成为沙波形态的主控因素,粉砂组分的出现导致沙波尺度减小,随粘性颗粒的出现,沙波不再发育。南北坡沙波对称性相反,验证了沙脊余环流理论,沙波尺度差异系余流和两坡坡度差异所致。研究区沙波背流坡坡度主要受波陡控制,浅水区沙波背流坡坡度减小主要受水深限制,深水区背流坡坡度减小受沉积物细颗粒组分的控制。