长江口深水航道整治工程不同阶段北槽河床冲淤特征的动力机制分析

本文使用数学模型的方法,探讨不同工程阶段(1998年1月至2008年2月)北槽河床冲淤特征的动力机制。应用Delft3D模型建立了精度较高的长江口～北槽三维嵌套流场模型,为分析整治工程对北槽河床冲淤的影响,设计了4个数值试验来计算不同工程节点时北槽海域的流场分析,分别采用相同的外部驱动力(洪季)和不同工程节点的北槽地形与工程配置。通过比较不同工程节点的潮周期平均流场的平面分布、典型横断面分布和航道剖面分布及变化,发现:随着导堤、丁坝工程的建设,新建导堤和丁坝对应区段的主槽水动力显著增强,可见"双导堤+丁坝群"的束流效果明显;新建坝田,受导堤、丁坝影响水动力急剧减弱。不同工程阶段影响下,北槽海域水动力的"强弱变化"分布与同期河床"冲淤变化"格局基本吻合,因此,深水航道整治工程阶段影响下的水动力强弱变化是引发北槽河床冲淤变化的主要动力因素。     

基于径流和潮汐的长江口盐水入侵统计预测研究

根据2008年1月—2010年4月长江口主要盐度测点的最新资料,讨论枯季北支盐水倒灌过程中,北支青龙港盐度对于南支主要测站盐度变化的时间和强度响应,通过大量的数据试验,建立盐度、径流和潮差三者之间的多元回归关系,得到青龙港盐度统计预测模型,通过定量化青龙港日特征盐度的预报,可以较好地预测南支受到盐水入侵影响的时间和强度,为预防长江河口盐水入侵灾害起到一定的警示作用。该统计模型在长江口盐水入侵后报(2009年10月到2010年4月)以及预报(2011年上半年)工作中结果均良好,为陈行、宝钢水库等水源地的安全供水进行合理调度、避咸蓄淡等工作具有一定的指导意义。     

星载SAR在上海沿海溢油监测中的应用

开展了星载SAR遥感影像的上海沿海溢油监测应用研究,建立了SAR影像的快速订购,数据预处理,SAR溢油特征和干扰因素分析、溢油信息提取的监测流程。研究过程中通过人工干预下的SAR溢油半自动检测方法提取历史SAR影像溢油信息,应用在油膜漂移预测预报模型检验案例中,两者结果吻合较好。在历史溢油事故案例中,利用SAR和光学遥感影像对油膜同时进行监测,结果在离岸海域,SAR溢油监测具有明显优势,但在长江口或近岸海域的岸滩地带需光学遥感进行辅助监测。从获取的上海沿海历史SAR遥感影像溢油监测初步统计结果来看,该海域溢油主要发生在长江口锚地和主要航线附近。     

常规海面风预报质量检验的实现

常规海面风预报内容是“文字加字符”形式,实况数据是间隔均匀的数据序列,所以常规海面风预报无法像数值预报一样直接应用实况数据进行预报质量的检验评估。本文在详细调研全国海洋预报机构发布的海面风预报产品基础上,针对不同的常规预报内容,制定了一套客观、合理、标准化的处理方法,成功实现了对常规海面风预报的检验,并应用东海区实况数据对常规海面风预报进行了检验测试,通过对存在的问题进行研讨与论证,完善了检验评估规则,提升了其实用性、合理性和适用性。     

东海海洋环境监测网浮标观测站布设及其科学意义

基于海洋环境监测现状与发展,针对目前东海区浮标站位较少、布局不均和观测功能设置不完善等限制了其在海洋预报、防灾减灾、维权执法等方面保障功能的提高问题,为满足东海区观测形势需要,结合重要流系和重要海洋现象监测、台风与风暴潮预警预报、海洋权益维护及保障等需求,设计了较为科学合理的东海区浮标观测网布局。在现有浮标观测系统的基础上增加18个浮标站位,其中包含11个10m浮标、7个3m浮标和3个潜标,新的东海区浮标观测网系统将与海洋(台)站、海上平台、海基床、岸基雷达等观测系统共同构建东海区实时立体海洋观测网。     

基于个体模型的东海鲐鱼渔场形成机制研究

鲐鱼Scomber japonicus资源丰富,在我国近海渔业中占有重要地位。其渔场的形成受海洋环境的制约,本文确定鲐鱼运动和物理环境之间的响应关系,建立起了基于个体的东海鲐鱼生长洄游模型。结果显示,鲐鱼集群分布与捕捞生产渔场基本吻合,鲐鱼聚集主要受台湾暖流、大陆沿岸水、黑潮影响,往往集群在一定温度范围内并在冷暖交汇区温盐梯度大偏暖水一侧。在台湾暖流和沿岸水交汇的锋面附近、台湾暖流暖水舌前端、黑潮与中国大陆沿岸水形成的潮境区域均有大量的鲐鱼聚集,并形成渔场。产卵位置的变动使偏西产卵位置的鲐鱼由于受台湾暖流影响较大,鲐鱼会呈长带状大量聚集在台湾暖流和沿岸水的锋面附近,并使在台湾暖流暖水舌前端的聚集数量增多,而偏东的产卵的鲐鱼受黑潮影响较大,聚集分布范围较大,会使黑潮形成的锋面附近聚集数量增多,而使台湾暖水舌的前端的聚集量减少。正常产卵位置在生存率方面是最佳产卵位置。研究表明鲐鱼所处空间位置不同,会影响其集群的位置,用数值模型验证了物理环境会对鲐鱼的洄游和渔场的形成产生影响。     

东海鲐鱼(Scomber japonicus)仔幼鱼游泳行为对输运和补充量的影响

采用物理环境因子,确定鲐鱼仔幼鱼运动和物理环境之间的响应关系,建立起了基于个体具有游泳行为的鲐鱼早期生长史模型。结果表明,具有游泳行为仔幼鱼前期对输运分布的影响不大,后期随着游泳能力的增强,逐渐在温盐梯度较大锋面,靠近暖水的一侧进行集群和滞留,并使向东北输运速度降低,输运到太平洋和日本海的幼鱼数量下降,所处水深降低,适应生长发育,死亡率降低。产卵场位置的变动使偏西产卵的集群受台湾暖流影响较大,导致集群偏西,主要聚集在偏北的台湾暖流水和长江冲淡水交汇区高温、高盐一侧。偏东产卵受黑潮影响较大,集群偏东,不形成大量聚集和滞留;在生存率方面正常产卵位置是最佳产卵位置。研究认为,物理环境和生物因素同样会对具有游泳行为仔幼鱼的输运和补充产生影响。     

Alice台风对东海鲐鱼鱼卵仔鱼的输运和存活率的影响

日本鲐(Scomber japonicus)的补充量受物理环境影响很大。本文基于东海鲐鱼个体的初期生态模型,遴选对东海鲐鱼输运路径影响最大的Alice台风,研究台风导致的物理环境的改变对鲐鱼鱼卵仔鱼的输运分布和补充量的影响。研究发现,Alice台风对鲐鱼仔鱼的输运分布影响不大,原因是Alice台风逆时针旋转的气旋与潮流顺时针旋转的反气旋相互抵消,减少了台风对仔鱼输运区域低频率潮流的影响,使东海鲐鱼的输运路径处在受台风影响最小的区域。台风移动速度快、作用时间短也是造成这个结果的原因之一。台风使鱼卵仔鱼普遍向深水移动,台风过后2.5和5天存活数量分别为4.08×109和3.67×109个,而没有台风影响的分别存活6.64×109和5.93×109个,Alice台风最终导致仔鱼的存活率降低。本文为深入探讨环境变化与鲐鱼资源量的关系提供参考。     

基于个体的东海鲐鱼补充量年际变动模拟研究

东海鲐鱼（Scomber japonicus）是我国近海重要经济鱼种，年际资源量波动较大，物理环境对其资源量的丰歉影响很大。本文运用基于个体的东海鲐鱼生长初期生态模型，模拟1978-2013年东海鲐鱼资源补充量。模拟发现，物理环境的变化确实能导致东海鲐鱼资源补充量的年际差异，并且在90年代后出现了较大的波动，资源补充量最多的2002年（1.8×109尾）与最少的1996年（6.5×108尾）相差1.15×109尾。产卵后的15~30 d，即4月份鱼卵仔鱼所处的海洋物理环境对东海鲐鱼最终的资源补充量起到重要作用，4月底鱼卵仔鱼的存活量基本上决定了东海鲐鱼最终的资源补充量的多寡。4月份的水温是影响鲐鱼资源补充量的物理因素之一，4月份水温高有利于提高鲐鱼的资源补充量，相反，水温偏低不利于鲐鱼的资源补充量。4月份的台湾暖流的流速也是影响鲐鱼资源补充量的另外一个物理因素，4月份台湾暖流的势力强对东海鲐鱼最终资源补充量是有利的，相反，流速小对补充量较不利。4月份台湾暖流的水温、流速决定最终东海鲐鱼资源补充量。     

长江口海域污染物入海扩散模拟研究

长江口地形复杂,水动力过程也极为复杂,模拟污染物的三维扩散也十分困难。本文基于三维海洋模型FVCOM和示踪剂扩散技术,模拟上海市石洞口、竹园、白龙港和新和4大排污口的污染物质在长江口的扩散分布,分析污染物在水体表层、中层、底层的扩散特性及其影响范围。研究表明长江口污染物的扩散在垂向上分布差异不大,在长江口内污染物由于受到长江径流影响较大,虽然水平分布存在往复运动的现象,但总体趋势是向长江口扩散的。当污染物流出长江口以后,受潮流的影响较大,逐渐向外海扩散,最终部分污染物会扩散进杭州湾,排污口的污染物质会对排污口沿岸、上海中华鲟自然保护区上海九段沙湿地国家级自然保护区造成生态影响,对上海市的饮用水源地不会造成影响。