波浪谱在任意水流条件下受地形及水流影响的折射

根据波能射线间波浪作用通量守恒的原则,基于波浪的线性叠加原理,本文分析了在水流、地形综合影响下波浪频谱的折射计算方法,同时就计及与不计及底摩擦损耗的情况进行了比较。计算表明,按谱分析得出的结果较按规则波方法可得出更符合实际海况的结果。     

波浪在水流中传播时的底摩擦损失

本文对波浪在水流中传播时的底摩擦损失问题进行了研究。文中采用等效摩擦功的方法,对底摩擦应力做了线性化处理。并利用波浪作用通量守恒方程推得了波浪谱的传递关系式。此外,在实验室条件下,对在水流中传播的规则波和不规则波的沿程衰减做了实验测量,实验表明,文中建议的方法与实验结果很相近。     

水流中波浪绕射折射数值计算与分析

提出了水深与流场缓变水域波浪传播数学模型－水流中依赖时间变量并考虑能耗的波浪“缓坡方程”及其等价的控制方程组,分析比较了无不流情况此理论模型与其相庆的两种抛物线型的差别,同时讨论了水流对波浪计算结果的影响。部分计算实例表明：该模型较其他模型能更好地适应河口三角洲大范围水域的波浪传播变形数值计算,且在强流河口呼近岸地区必须考虑水流对波浪影响,否则计算结果将严重失真。     

缓坡上波浪在水流作用下的变形

本文讨论了在平缓海底上在波流共同作用下规则波变形的二元问题。分析表明倾斜底上波浪在水流作用下的变形系数为静水条件下波浪变浅系数与水平底条件下波浪在水流作用下的变形系数的乘积;变浅系数与采用的波浪理论有关,而水流条件下的变形系数与采用的波浪理论无关。文中给出了波浪变形系数的诺谟图,可供实用参考。     

综合考虑多种变形因素的近岸规则波传播数学模型Ⅰ. 基本方程的导出

推广了Kirby的有环境水流影响的缓坡方程,得到了综合考虑环境水流(水流因子)、非线性弥散影响(非线性因子)、底摩擦波能损失(底摩擦因子)、非缓坡地形影响(地形因子)、折射、绕射、波浪破碎多种变形因素的波浪传播控制方程,并给出了非线性因子、地形因子、底摩擦因子、水流因子的确定方法。基于导出的方程做进一步推导,得到了波高和波向为变量的综合考虑多种变形因素的波浪传播基本方程,该方程有许多优点:1)其绕开了求解波势函数的困难,将椭圆型方程的边值问题化为初值问题;2)直接求解波高和波向;3)可采用有限差分法离散求解,对空间步长没有限制,适合大面积海区波场计算;4)综合考虑了多种波浪变形因素,方程更为合理,5)容易处理波浪破碎问题。     

波浪与水流共同作用下的流速场

本文讨论了波浪与稳定流相互作用的二元流条件下的流速场问题。分析表明由于波浪与水流相互作用的结果水流的垂线流速分布变得更为均匀,这一结果已经实验验证。结果还表明对于波流共同作用下的水平流速场可以应用波浪与水流二者水平流速值的叠加原理。数值计算的结果表明,对于波面高程和水平流速值,由非线性波理论所得的结果较线性波理论的结果为好。作者认为,在波流共同作用条件下,在工程实用上为了计算水平流速场,当相对水深 d/L 2大于0.1时,司采用斯托克斯三阶波或五阶波理论,当相对水深 d/L_2小于0.1时,司采用椭圆余弦波理论(d 为水深,L_2为静水中的波长)。     

波浪谱在地形水流综合作用下的折射

根据波浪作用通量守恒原则,本文分析了波浪谱在水流与地形综合作用下的折射计算方法,提出了在平直海岸上受水流作用的折射计算程序WCINDS4.按与规则波计算结果的对比,给出了对比系数的诺谟图,可供实际工程应用.     

海洋蔓足类的定向

海洋蔓足类的定向与流、光、基物表面形状及底质的性质有关。海洋蔓足类在宿主体上有不同的定着位置,同一种类在不同宿主体上,定着的位置也不相同。海洋蔓足类定向的方式有四种:1)逆流定向(0°),2)背流定向(±180°),3)与波轴呈垂直方向定向(90°),4)不规则定向(0—±180°)。蔓足类幼虫附着后,随着水流方向的改变可改变方向。定着在蚶外壳的藤壶,壁板形状常发生变化。     

近岸波浪浅水变形的非线性分析

本文就近岸波浪具有非线性特征提出了应用椭圆余弦波理论来研究波浪浅水变形的非线性问题。本文在椭圆余弦波数值计算的基础上，进一步分析了浅水波浪在ＨＬ~２／Ｄ~３＞２６情形下波高的变化规律，其中考虑了床面底摩擦、底坡和传质水流等因素对波高变化的影响及相应的程度分析。计算结果分析表明，浅水波浪的非线性性质和底部摩擦对波高变化的影响不能忽略，这对确定海岸工程标高有较大的实际意义和经济价值。     

矩形人工岛波浪爬高的数值模拟

本文基于线性绕射理论,提出了采用波源分布法计算矩形人工岛上波浪爬高的数值模型.在三种入射波向(α=0°、45°、90°)下进行数值计算,所得到的结果与整体模型试验的实测结果进行了比较,二者吻合较好.表明波源分布法是确定波浪爬高的一个有效方法,可为人工岛工程设计提供可靠的高度参数.     

波浪与水流的相互影响

在海岸,河口和泻湖通道地区,其泥沙运动的规律为该地区的动力条件所制约。那里的动力条件至为复杂,但从根本上说,可归为波浪、水流两大部分。其中的水流通常是迳流、潮流、风吹流、密度流等等的综合结果。这一综合的水流严格说来也是不定常的,但由于波浪的周期甚短,故在分析波浪与水流的相互影响时,有理由把水流近似看成是定常的。     

浅水波浪变形数学模型与淤泥质海岸底摩擦系数的确定

波浪是主要的海岸动力因素之一。港口及海岸工程多位于浅水区,工程的规划设计工作需要确定相应的浅水波要素。根据历史天气图推算所得的常是深水处的波要素或波浪观测点是位于不同的水深处,所以需要进行浅水波浪要素的推算。本文选择的浅水波浪变形数学模型考虑了波浪在浅水区传播过程由于水深变化而引起波浪折射和由于底摩擦波能损耗而引起波高衰减。本模型假设波动为线性简谐波。波浪在浅水区传播过程由于底部摩擦,沿程波能逐渐衰减。因此当波浪在浅水中传播距离较长时要考虑底摩擦波能损耗的影响。本文引用连云港-16米和-5米深浅水同步观测的波浪资料,进行了确定淤泥质海岸底摩擦系数的研究工作。对于采用H～T组合进行计算建议取底摩擦系数f=0.01。     

2016年秋季热带西太平洋网采浮游植物群落结构

作者于2016年9月27日～10月25日对热带西太平洋(0°～20°N, 120°～130°E)10个站位的网采浮游植物群落结构进行了采样调查。应用Uterm?hl方法对调查海域浮游植物的物种组成、细胞丰度、优势物种以及群落多样性等相关生态特征进行了分析。希望为热带西太平洋提供一些基础的背景资料,为以后的研究奠定基础。结果表明, 鉴定出浮游植物共计4门、66属、243种(包括变种、变型), 含硅藻门(Bacillariophyta)34属、103种, 甲藻门(Pyrrophyta)28属、133种, 金藻门(Chrysophyta)2属、4种,蓝藻门(Cyanophyta)2属、3种。浮游植物细胞丰度1 965.573×10³ 细胞/m³ , 其中蓝藻的细胞丰度为1 945.169×10³ 细胞/m³ , 决定了浮游植物的分布格局, 占总细胞丰度的98.96%, 高值区分布在0°N130°E-10°N130°E的4个站位(E130-13、E130-15、E130-17、E130-19); 硅藻丰度在20°N断面N20-4站位存在高值区; 甲藻丰度在130°E断面的3个站位(E130-10、E130-13、E130-15)存在高值区。本次调查的优势种依次为铁氏束毛藻(Trichodesmium thiebaultii)、扁形原甲藻(Prorocentrum compressum)、扁豆原甲藻(Prorocentrum leniculatum)、胞内植生藻(Richelia intracellularis)、菱形海线藻(Thalassionema nitzschioides)、细弱海链藻(Thalassiosira subtilis)、具边线形圆筛藻(Coscinodiscus marginato-lineatus)、科氏角藻(Ceratium kofoidii)、鲁比膝沟藻(Gonyaulax lurbynaii)、中华半管藻(Hemiaulus sinensis)、霍氏半管藻(Hemiaulus hauckii)、小等刺硅鞭藻(Dictyocha fibula)。Shannon-Weiner多样性指数的均值为2.440,Pielou 均匀度指数的均值为0.163。相关分析结果显示浮游植物空间分布主要受PO₄-P、NH₄-N的影响,且由蓝藻的相关性决定的。聚类分析得出群落结构分为大洋群聚和近岸群聚两种类型(其中大洋群聚的站位又划分为0°～10°N纬度范围聚集和10°～20°N纬度范围聚集)。     

潮汐和流影响下长江口波浪场数值计算

采用SWAN模型和REF/DIF模型进行嵌套计算的方法来获取长江口海域实际波浪场.其中设计一种根据入射波向即时生成计算网格的方法,解决REF/DIF模型对于波浪入射角的限制从而实现两种模型的嵌套.为考虑水流和潮位分布的空间差异对波浪传播变形的作用,利用二维流场模型计算长江口的水位和流场过程,在实际波浪计算中引入了水位和水流作用.计算结果与观测资料的对比表明:1)SWAN模型和REF/DIF模型的嵌套计算方法可以作为提高浅水区域波浪计算精度的一种有效途径;2)水位和水流对长江口波浪计算的影响显著,考虑了水位和水流条件后,尤其是在大潮期间,能比较显著地提高计算精度.     

太平洋东边界波浪输运

通过计算2000年涌浪指标(swell index)的全球分布,发现太平洋东边界赤道附近区域存在涌浪池.利用ECMWF再分析波浪资料,计算出2000年全球月平均波浪体积输运.比较2000年全球月平均波浪体积输运和2000年QUICKSCAT月平均风场,发现在赤道太平洋东边界涌浪池区域内的波浪输运方向和风向存在很大的差别,两者方向相差大约90°.这进一步验证了该地区涌浪池存在的真实性.研究发现,赤道太平洋东边界涌浪主要来源于北太平洋和南太平洋的西风带对应的海区.在涌浪池区域内分别在2.5°S和2.5°N取两条边界(边界起点为125°W,终点为美洲大陆西边界),计算通过这两条边界进入赤道区域涌浪的Stokes体积净输运量.结果表明,不同月份通过南、北两条边界波浪的净输运量与当月南、北太平洋西风带的风浪强度密切相关.同时指出了,涌浪的体积输运将会对大洋环流系统产生潜在的重要影响.     

一种推广的缓坡方程

从流体力学基本方程出发，假定水流的涡量和垂向流速分量小量，推导出考虑非均匀水流的推广的缓坡方程，该方程中包含了△h^2h项和（△hh)^2项。在方程中引入底摩擦项、风能输入项和非线性项，其中风能输入项的推导考虑了风浪与涌浪的区别，风流情况依据青岛海洋大学的风浪成长经验关系，涌浪情况依据Snyder等人的观测结果。经过上述推广后，得到综合考虑折射、绕射、反射、非均匀水流、底摩擦损耗、风能输入及波浪非线性的推广的缓坡方程。     

海洋蔓足类定向的研究——Ⅱ.蔓足类在宿主体上及自然海区的定向

海洋蔓足类在宿主体上常有固定的定着位置。同一个种在不同宿主体上的定着位置亦不相同。龟藤壶是以蔓足朝向宿主前进寸水流流过宿主体表的方向定向(0~°方式)的;薄壳龟藤壶在蟹体上,均以蔓足背向口器形成的水流进行定向;三角藤壶在贻贝壳上以±180°方式定向;薄壳星藤壶和高峰星藤壶在宿主体上以0—±180°方式定向;细板条茗荷在海蛇体上以0—±90°方向定向。在单向流向的码头,鳞笠藤壶、高峰星藤壶以蔓足朝向潮流影响较大的方向定向;在双向流向的海区,鳞笠藤壶、纹藤壶和白脊藤壶以峰板朝上、吻板朝下,与波轴呈约直角方向定向。在开敞性海岸,日本笠藤壶以峰板朝下、吻板朝向波浪冲散后水流下落的方向定向;龟足则在岩缝间以同样方式定向。海洋蔓足类具有对各种形式的水流产生反应的定向机制,据此,可为水文学家和古地理学家提供生物学的依据。     

近岸波浪引起的水流及长波研究进展

从现场观测、理论分析和数值计算、试验室研究三个方面回顾了近岸波浪引起水流以及长波的研究进展，并对今后着重研究的几个方向提出看法。     

南沙群岛海区NS97-13柱样沉积物磁化率各向异性研究

通过南海南沙群岛海区NS97-13柱样磁化率各向异性系统测试、统计计算和测年等分析,给出了沉积物的磁化率椭球几何形态,重建了研究海区的古水流方向、沉积物的沉积形式。研究结果表明:(1)压扁型椭球(E>1)的择优方向位于磁性线理-磁性叶理直线的上方,夹角β的范围为0°<β≤33.14°,拉长型椭球(E<1)的择优方向位于磁性线理-磁性叶理直线的下方,夹角α的范围为33.14°<α<56.86°,指示磁性颗粒沉降时受动力作用的大小及其受力方向不同;(2)由磁化率各向异性参数(磁性线理-各向异性度,磁性叶理-各向异性度)确定的沉积物有改造沉积、再沉积和稳定沉积三种形式,前两种形式掺杂在稳定沉积层中的不同部位,构成部分混合沉积;(3)最大磁化率和中间磁化率的轴向分布表征研究海区距今近62 ka以来古水流方向主要为南北和北东-南西向,总磁化率记录了Heinrich层中的冷事件H1—H6。     

斜向和多向不规则波在斜坡堤上的平均越浪量的试验研究

通过三维物理模型试验研究了在斜坡堤上斜向和多向不规则波在非破碎条件下的平均越浪量与波浪参数及堤参数的关系.着重考察了波浪以小角度(0°~30°)斜向入射时平均越浪量的变化情况,肯定了多向波的越浪量在这一范围内有所谓“小角度斜向增加”的现象,但否定了单向波也具有这一现象.在考察波浪的方向分布影响时发现波浪斜向入射时多向波的越浪量往往要比单向波的大.比较了已有的相关研究成果,给出了适用于混凝土护面和扭工字块体护面斜坡堤上斜向和多向不规则波的平均越浪量的估算公式.