2012年秋季白脊管藤壶在江苏如东互花米草盐沼向附着及分布

互花米草Spartina alterniflora自1979年引入至今,已在我国海岸带大范围扩张并对盐沼湿地生态系统产生了很大影响.本研究以附着生物藤壶为例,研究了互花米草扩张对附着生物的影响.通过对5个断面共28个样方的米草植株、附着藤壶以及藤壶在互花米草上的最大附着高度调查,获得结果如下:藤壶在互花米草滩上的附着范围位于潮沟两侧,且呈宽度约为5 m的带状分布;潮沟规模越大,其向陆方向的延伸范围越宽;每个站位藤壶附着的相对最大高度都位于同一水平.附着藤壶均为白脊管藤壶Fistulobalanus albicostatus,平均干重237±69g·m-2,大部分藤壶直径在2～10mm之间.互花米草的平均干重为981±81g·m-2,潮沟附近互花米草高壮但密度较小,远离潮沟互花米草矮小但密度较大.分析表明,互花米草为藤壶提供了附着基质,并影响藤壶在潮间带的平面分布格局(尽管藤壶的生态位保持不变).影响白脊管藤壶分布特征的原因主要是海水浸没时间的差异;负地形的浸没时间更有利于藤壶的附着和生存;另外潮沟较高的潮水流速除了利于白脊管藤壶幼体的附着外,还可以通过水流的涨、落为其带来充足的食物.     

北部湾白龙半岛邻近海域污损生物生态研究

2006年3月至2007年2月在北部湾白龙半岛邻近海域进行周年污损生物挂板试验, 并调查该海域码头和养殖网箱的污损生物状况.调查结果表明: 该海域污损生物群落呈现明显的亚热带港湾污损生物生态特点.调查记录污损生物共82种, 其中优势种为网纹藤壶Balanus reticulatus、有孔右旋虫Dexiosprira foraminosus、左旋虫Spirorbis papillatus、多室草苔虫Bugula neritina、大室膜孔苔虫Membranipora grandicella、美丽琥珀苔虫Electra tenella、缘齿牡蛎Dendostrea crenulifera、冠瘤海鞘Styela canopus和翡翠贻贝Perna viridis.生物全年附着, 2006年5-10月为附着高峰期.北部湾白龙邻近海域的月板、季板和年板平均附着生物量分别为200.54、2 550.37和15 121.67g·m-2, 均比大亚湾和湛江港的低, 而比清澜港和北部湾涠州岛的高.码头附着生物呈明显的垂直分带现象: 高潮带为滨螺区, 中潮带为牡蛎-笠藤壶分布带, 低潮带主要为藻类.在调查的基础上, 还针对海洋工程、海水养殖和河口生态环境保护给出不同的防污建议.     

河口湍流数据现场采集和后处理

利用声学多普勒流速仪ADV,在珠江河口崖门底边界进行了一个潮周期的湍流观测,并选取了急流和憩流两个典型时刻对数据进行后处理分析.后处理方法包括信号检查、过滤和去噪,每个步骤都包含无效数据的剔除和替换.结果表明,后处理对平均流速影响不大,但会显著改变脉动流速统计分布特性.对于河口非定常流动,未经处理的原始数据不适宜用于分析湍流特征量.     

舟山朱家尖海域污损生物的分布特征及其与环境因子的关系

根据2007年3月至2008年2月在舟山朱家尖蜈蚣客运码头进行的污损生物挂板试验,对该海域污损生物的种类组成、附着季节、生物量分布及生态特点进行了初步研究。结果表明:该海域共鉴定出污损生物85种,其中,藻类13种,腔肠动物13种,苔藓虫4种,多毛类12种,软体动物8种,甲壳类22种和其它13种。优势种为中胚花筒螅Tubularia mesembryanthemum、泥藤壶Balanus uliginosus、白脊藤壶Balanus albicostatus、僧帽牡蛎Saccostrea cucullata、近江牡蛎Crassostrea rivularis、马尔他钩虾Melita sp.、圆鳃麦杆虫Caprella acutifrons、长鳃麦杆虫C.equilibra和盘管虫Hydroides sp.。朱家尖海域全年都有污损生物繁殖附着,其中6—10月为附着盛期,表层和中层月板生物量的高峰值均出现在7月,最低值分别出现在2月和1月,表层月板全年附着总生物量为2 006.1g/m2,月平均生物量为167.18g/m2;中层月板全年附着总生物量为2 388.15g/m2,月平均生物量为199.01g/m2;季度板污损生物生物量按高低依次为:夏季>秋季>春季>冬季;上半年板污损生物的生物量>下半年板。在垂直分布上,除季度板外,其它试板的生物量和附着密度均为中层>表层。根据污损生物的生态习性、分布特征及对盐度的适应,可将舟山朱家尖海域主要污损生物定义为河口低盐种。水温是影响调查海域污损生物分布的主要因素,水体盐度则对朱家尖海域污损生物的种类及指标种分布具有决定性作用。     

福建围头海域深水网箱养殖区污损生物

2004年3月到2005年2月,在福建围头湾深水网箱养殖区开展污损生物周年挂网调查.共记录污损生物154种,隶属于12个生物门;全年网衣都有污损生物附着,冬季和春季优势种为细枝仙藻、中胚花筒螅和长颈麦杆虫,主要影响网箱内外水体交换,夏季和秋季优势种为网纹藤壶,容易导致网衣磨损,影响网箱安全;各月份附着生物量差异极大,平均附着生物量表层网片449.42 g/m2,最高峰出现在4月份,底层网片580.25 g/m2,最高峰出现在3月份.季度平均生物量表层网片3142.30 g/m2,底层网片6030.97 g/m2;春季表层网衣藻类特别多,中胚花筒螅、网纹藤壶和麦杆虫等数量远大于港湾内网衣或试板的污损生物量,呈现海区透明度大及抗动荡环境的特点,与港湾内网衣或试板有较大差别.     

兴化湾污损生物群落结构及其时空格局

于2017年6月至2018年5月在兴化湾口东北面进行污损生物周年挂板试验,全年共记录污损生物12门94种,群落组成以近岸暖水种为主,主要表现为典型的亚热带内湾型群落。网纹藤壶(Amphibalanus reticulatus)是最主要的优势种和代表种,其平均附着密度和湿重分别可达23 394ind./m~2和8 494. 4 g/m~2。其它优势种还有刚毛藻(Cladophora sp.)、叉节藻(Amphiroa sp.)、中胚花筒螅(Ectopleura crocea)、双列笔螅(Pennaria disticha)、细毛背鳞虫(Lepidonotus tenuisetosus)、翡翠贻贝(Perna viridis)、福建牡蛎(Magallana angulata)、三角藤壶(Balanus trigonus)、加尔板钩虾(Stenothoe gallensis)、长鳃麦杆虫(Caprella equilibra)、角突麦杆虫(Caprella scaura)、大室别藻苔虫(Biflustra grandicella)、史氏菊海鞘(Botryllus schlosseri)等。夏季为污损生物的附着旺季,其附着厚度、覆盖面积、附着密度和湿重分别为30. 5 mm、100%、25 175 ind./m~2、8 783. 6 g/m~2,其次分别为秋季、春季和冬季,下半年的附着强度明显高于上半年,附着强度的垂直分布差异并不明显,主要区别在于表层有部分藻类附着,而底层几乎没有藻类分布。     

莆田近岸海域污损生物群落结构及其时空格局

于2017年6月至2018年5月在莆田近岸海域进行污损生物周年挂板试验,全年共记录污损生物11门94种,群落组成以近岸暖水种为主,属于典型的亚热带内湾型群落,网纹藤壶(Amphibalanus reticulatus)是最主要的优势种和代表种,其次为翡翠贻贝(Perna viridis)、中胚花筒螅(Ectopleura crocea)、太平洋侧花海葵(Anthopleura nigrescens)、侧花海葵(Anthopleura sp.)、细毛背鳞虫(Lepidonotus tenuisetosus)、福建牡蛎(Magallana angulata)、三角藤壶(Balanus trigonus)、加尔板钩虾(Stenothoe gallensis)、镰形叶钩虾(Jassa falacata)、长鳃麦杆虫(Caprella equilibra)、角突麦杆虫(Caprella scaura)、大室别藻苔虫(Biflustra grandicella)等。春季为该海区污损生物的附着旺季,其附着厚度、覆盖面积、附着密度和湿重分别为25 mm、100%、65713 ind./m ^2、1735.1 g/m ^2,其次分别为夏季、秋季和冬季,上半年的附着强度明显高于下半年,表底层污损生物的种类和数量组成差异并不大,主要区别在于表层有部分藻类的附着,而底层几乎没有藻类分布。     

污损生物附着对杂交鲍生长与存活的影响

于2010年11月至2011年4月,在福建平海湾海域开展了污损生物附着对杂交鲍Haliotis discus hannai生长和存活的影响研究.结果显示,鲍壳上污损生物种类主要是网纹藤壶Balanus reticulatus、三角藤壶B. trigonus、褶牡蛎Alectryonella plicatula和翡翠贻贝Perna viridis,具有明显的热带、亚热带海域污损生物群落特点.对照组与去污处理组之间成活率无显著性差异,去污作业短期内会对鲍类生长产生负面影响.壳缘部位被生物附着污损的鲍类,其生长率有所降低,这可能与壳缘处附着的污损生物会堵塞鲍鱼呼吸孔有关,妨碍其呼吸和排泄等代谢活动正常进行.     

河口底边界层湍流观测后处理技术方法分析

河口底边界层过程是河口海岸研究与工程应用中的重要内容。三维点式高频流速仪(ADV)已经成为湍流现场观测的最有效的工具之一,然而受测量状态、复杂的波流环境、底床几何结构等因素的影响,湍流观测的后处理目前还不成熟。在前人工作的基础上,提出了河口底边界层湍流观测后处理的综合技术方法,包括测量状态判断、数据质量检测、坐标系旋转、去除毛刺及滤波,探讨了这些处理方法中的某些步骤及处理顺序对湍流参数估算可能产生的影响,提出了综合后处理技术的准确性评估方法。该研究对于近岸海洋湍流混合、泥沙输运等重要问题的解决可以提供较为扎实的技术支持。     

潮滩上应用ADV进行波浪观测与特征参数计算

声学多普勒流速仪(ADV:Acoustic Doppler Velocimetry)可以同时测量水体流速与水压的高频变化信息,通过合理的设置采样工作模式和数据后处理方法,可以计算得到高精度的波浪特征参数。本次实验选择在长江口南汇边滩低潮滩开展野外观测,布放仪器包括ADV和光学后向散射浊度计(OBS)各一台,均采用连续工作模式,ADV采样频率为32 Hz。数据处理首先进行原始流速观测数据的信号质量检查和异常值去除等步骤,剔除信噪比小于5 d B或相关系数小于70%的观测数据;对压力数据进行中心化和消除趋势项处理,降低因潮位变化引起的偏移。在运用传递函数将压力谱转换成表面波谱时,需要首先确定一个截断频率,对比分析发现,潮滩环境采用高频截断频率固定在0.5 Hz效果最理想。通过计算得到观测期间的主要波浪特征参数值分别为,有效波高为0.03~0.51 m,平均有效波高为0.3 m;平均周期为2.52~7.22 s,平均跨零周期为2.46~6.57 s;波浪的轨道流速为0.03~0.13 m/s,平均轨道流速为0.09 m/s。波高与水深之间具有良好的正相关关系,说明对于潮滩上固定站点,涨落潮水位变化是制约波高发展的重要因素。可见,ADV可以实现对潮滩流场和波浪作用的同步观测,为开展波流共同作用下潮滩沉积地貌演变的沉积动力学研究提供了手段与方法支持。     

Simulation of a 3D submerged jet flow around a pile

The submerged 3D turbulent jet flow behavior around a pile on a rigid bed and on a scoured bed was studied experimentally and numerically. ADV was used to obtain the jet velocity distributions and Realizable k–ε turbulence model was used for the prediction of flow field around a pile. The jet flow area was three-dimensional and thus numerical model was a three-dimensional model. The numerical results were used to predict the velocity close to the pile and bed shear stress on the bed. In general, the results indicated that the flow field was also in agreement with the findings of previous experiments in literature and the related principles in the subject area. The experimental results demonstrated that Acoustic Doppler Velocimeter (ADV) measurements were almost identical with the Realizable k–ε turbulence model results for turbulence intensity I=10%.     

船行波对H-ADCP 影响分析研究

作为当今世界上最先进的测流仪器，水平式声学多普勒流速剖面仪（Horizontal Acoustic Doppler Current Profiler，H-ADCP） 因其精度高、速度快等突出优势在河流中的应用越来越广泛，但在航运业发达地区，由于受船行波的影响，很难得到稳定可靠的流速数据，阻碍了H-ADCP在平原河网地区的应用和推广。目前技术上很难做到完全消除船行波的影响，本文将H-ADCP应用在平原河网地区对流速进行测量，并分析了船行波对测量精度的影响。从H-ADCP设备选型、测量和安装方式、测量预处理、数据后处理等多方面入手，可以有效消减船行波对H-ADCP 的影响，从而提高测流精度。同时，通过实验测量断面一天内平均流速变化情况，得到受船行波影响后的流速波形，然后采用数据处理手段，验证了所提方法的可行性。     

海底水平管线回流区水流特性研究

针对管线绕流剪切层区的水流特征,利用射流分析的类似方法,通过简化控制方程,从理论上探讨了剪切层区的时均速度分布规律。物理试验中采用ADV测速仪对回流区流场进行了测量,对各流区流速和紊动强度变化趋势进行了讨论,并将试验结果与理论推导进行对比,二者基本吻合,为进一步研究海底管线防护措施提供了理论依据。     

基于Sentinel-2A和GF-1B遥感数据的海岸带水产养殖识别方法比较

近海水产养殖为人类提供优质的动物蛋白,对海洋经济高质量发展具有重要意义。卫星遥感技术已被广泛用于海岸带水产养殖的监测,但目前相关的研究聚焦基于单一传感器卫星数据并使用单一信息提取算法而忽略与不同卫星传感器以及处理方法之间的比较。本研究以北莉岛东北部为研究区,基于多光谱Sentinel 2A卫星和高分一号B（GF 1B）卫星数据,分别使用自适应阈值法、支持向量机监督分类法以及多尺度分割面向对象分类法,开展海岸带人工水产养殖区的识别。研究表明,更高空间分辨率的GF 1B卫星对人工水产养殖水网密集区的提取正确率远优于Sentinel 2A卫星;基于高空间分辨率GF 1B卫星,多尺度分割面向对象分类法的正确率最高,为94.65%,优于支持向量机监督分类法的94.45%和自适应阈值法的84.62%;自适应阈值法更适用于中等空间分辨率卫星数据的水产养殖信息提取,其提取的水产养殖水面的面积与目视解译提取的面积差异小于4%。针对单个养殖池使用情况的业务化监测需使用高空间分辨率卫星数据,而大范围水产养殖面积的变化分析则可应用中等空间分辨率卫星数据。     

Robust Automatic Reduction of Multibeam Bathymetric Data Based on M-estimators

Multibeam echosounders have commonly been employed for a wide range of applications including offshore survey, navigation, hydrogeology, and oceanography. Because the tremendous volume of the bathymetric data is demanding for some purposes and requires significant storage space, the data reduction plays a prominent role in practice. Additionally, the multibeam soundings are inevitably contaminated with sporadic outliers, and as such, the data cleaning can be challenging especially in shallow waters. We present a speedily robust method for reliably reducing the volume of the bathymetric data within grid cells. In this respect, robust M-estimators are recursively applied to the data in a patch-wise manner to alleviate the undesirable effects of the outlying observations. Accordingly, the reduced bathymetry is automatically made unaffected by the possible outliers once their equivalent weights have been downweighted. The performance of the presented method has been demonstrated by synthetic datasets and an experimental dataset collected by an ATLAS FS 20/100 kHz shallow-water multibeam echosounder in the offshore waters of Kish wharf. The reliability, efficiency, and capability of the proposed method have been verified, which makes it quite possible to meet the IHO requirements for special-order seafloor mapping.     

One-Dimensional Unsteady Analytical Solution of Salinity Intrusion in Estuaries

Based on the one-dimensional salinity transport equation with constant diffusion coefficient, and separated water flow velocity into runoff and tidal current with the single-frequency in an idealized estuary, the simplest unsteady analytical so- lution of salinity intrusion is deduced and the estimation formula of diffusion coefficient is obtained in this paper. The unsteady solution indicates that salinity process in estuaries results from the interaction of runoff and tidal current, and its amplitude is in direct proportion to the product of the velocity of runoff water and the amplitude of tidal flow velocity and in inverse proportion to the diffusion coefficient and the tidal angular frequency, and its phase lag tidal flow with 7/2 which reveals the basic features of the maximum salinity appearing after flood slack and the minimum salinity appearing before ebb slack under the effect of runoff （the advance or lag time is relative to the magnitude of runoff and tidal flow）. According to the measured flow velocity and salinity data, the salinity diffusion coefficient could be estimated. Finally, with the field data of observing sites on the deepwater navigation channel of the Yangtze Estuary, the diffusion coefficient is calculated and a comparative analysis of simulated and measured of salinity process is made. The results show that the solution can comprehensively reflects the basic characteristics and processes of salinity intrusion under the interaction of runoff and tidal flow in estuaries. The solution is not only suitable for theoretical research, but also convenient for estimating reasonable physical parameters and giving the initial condition in the salinity intrusion numerical simulation.     

基于客观方法的海洋三维涡旋核心线提取

涡旋核心线是海洋中尺度涡旋结构的重要组成要素,涡旋核心线提取和可视化对于切入中尺度涡三维结构研究、开展海洋物质能量垂直运输分析具有重要意义。本文基于客观参考框架和准则,提出了使用客观化的流场参数得到区域,并提取其山谷线作为涡旋核心线的方法,实现了对海洋三维结构中尺度涡旋核心线的提取和可视化。首先,引入了最优局部参考系,使速度、速度梯度等测度转换为在运动的参考系下保持不变的客观量,提升了在海洋科学实践中的可靠性和实用性。其次,针对含有垂向速度的海洋三维流场数据,计算其空间雅可比矩阵,展示了涡旋核心区域的三维结构,实现了海洋涡旋研究从二维到三维的提升。最后,分别在多个半径大小播撒流线种子点,分析不同旋转方向的涡旋,对已提取的涡旋核心线实验结果进行验证,证明了客观海洋三维涡旋核心线提取方法的有效性及可行性。     

Three-Dimensional Numerical Model for Tsunami Propagation Passing Through An Obstacle

1 .Introduction In the present numerical analysis of a tsunami ,atwo-dimensional numerical model based on non-linear shallowwater theoryis mainly used (Aburaya and Imamura ,2002 ;Imamura ,1995 ; Goto andOgawa ,1992) .Thoughthis model representstsunami hei…     

Real‐time failure detection in the carrier phase measurements of GPS by robust and conventional kalman state estimates

Among the fastest‐growing applications of high‐precision GPS positioning are those which are kinematic in nature. Carrier phase‐based GPS positioning of a moving antenna—for example, attached to a ship, an aircraft, or a land vehicle—is now commonplace. Recent software innovations make use of advanced ambiguity resolution “on the fly” and real‐time kinematic data processing algorithms to emulate the ease of operation of conventional differential GPS (DGPS) based on transmitted pseudo‐range corrections. However, as much higher accuracy must now be assured compared to DGPS, greater attention must be focused on the quality control aspects of GPS positioning. This study describes two methods for detecting failures or changes of small magnitude in real time in GPS measurements. Examination of the overlap or disjointedness of robust and conventional confidence intervals and studentized normal variates have been used as failure detection tools. These methods are based on testing the performance of the differences between the conventional (nonrobust) Kalman state estimates and the robust Kalman filler estimates. Detection of cycle slips in carrier phase data, outliers in phase rate or in code ranges, or any other type of disorder in the measurements of the GPS system can be addressed with these failure detection methods. Application and evaluation of the algorithms has been carried out using raw carrier‐phase and phase‐rate GPS measurements. It has been demonstrated that these failure detection tools provide powerful and efficient diagnostics for detecting small changes in the measurements of the GPS system.     

炮集域压制海水鸣震的τ-p变换法

利用Radon变换压制多次波的传统做法一般都是先进行叠加速度分析,然后在CMP道集上做相应滤波处理.实际资料处理中,带有多次波的速度分析难以准确地提取速度,进而造成多次波压制的效果不够理想.有别于传统的做法,本文提出的方法通过对炮集记录进行同相轴重排,运用变换域自适应切除的τ-p变换(线性Radon变换)滤波,实现了直接在炮集记录中压制海水鸣震.实际资料处理表明,该方法对于海水鸣震多次波压制是一种行之有效的方法.