基于长期观测的辽东湾口东部海域水动力特征研究

辽东湾口东部海域是辽东湾与渤海中部进行物质和能量交换的主要通道之一。本文利用坐底式海床基平台获取的近8个月的水动力连续观测资料,通过谱分析和调和分析方法对该海域的潮汐、潮流特征进行分析,并讨论了余流及底层温度的季节变化规律。研究结果表明:该海域潮汐属于不规则半日潮,平均潮差为0.95 m,最大可能潮差为2.27 m。潮流属于不规则半日潮流,M₂分潮流为其优势分潮流。主要分潮流运动形式为往复流,最大流速方向为西南-东北向。余流的季节性特征较为明显:秋季,余流流速在中层达到最大,流向以西南向为主;冬季,余流流速垂向变化较小,并呈西南偏西向流动;春季,流速随深度增加而减小,流向从表层至底层呈现逆时针旋转的特征。受底层潮流、水平温度梯度及海面温度日变化的影响,底层温度表现出短期的高频变化特征:秋季,短期振荡以半日周期信号为主;冬季,全日周期信号较为显著;春季,短期振荡的现象较弱。     

基于实测资料的钦州湾外海海域潮流特征分析

采用短期资料的潮流准调和分析方法,对2019年7月钦州湾近海海域3个站位的同步潮流资料进行了分析。结果表明：V2测站为不规则全日潮流,V1、V3测站为不规则半日潮流;三个测站均呈现明显的往复流特征,其中,V1和V2测站为N～S向,V3测站为ENE～SW向;除小潮期外,三个站位涨潮流均小于落潮流,平均流速均较小;各主要分潮流基本以K₁、O₁全日分潮流和M₂半日分潮流为主,其次是S₂半日分潮流;垂线平均余流,最大值出现在大潮期间V2测站,达15.7 cm/s,方向为61°。     

方型人工鱼礁水动力性能试验研究

人工鱼礁水动力性能的研究对于鱼礁的设计、礁区布局具有非常重要的意义。本研究设计2种方型人工鱼礁模型,在回流水槽中测量不同水流速度下的鱼礁阻力,并计算阻力系数(Cd)与雷诺数(Re)。结果表明:无盖礁体模型正面迎流时(θ=0(°)),当Re超过7.5×104时,Cd为1.64,其自动模型区域为Re>7.5×104;45(°)方向(θ=45(°))迎流时,当Re超过6.36×104时,Cd为1.3,其自动模型区域为Re>6.36×104。有盖礁体模型正面迎流时,当Re超过6×104时,Cd为1.69,其自动模型区域为Re>6×104;45(°)方向迎流时,当Re超过8.48×104时,Cd为1.43,其自动模型区域为Re>8.5×104。1种礁体模型在不同迎流方式下所受的阻力不同,45(°)方向迎流比正面迎流时的阻力大。在相同的迎流方式下,有盖礁体所受的阻力比无盖礁体大。     

基于相位差测深声呐(PDBS)技术的莱州湾人工鱼礁探测

相位差测深声呐(Phase Differencing Bathymetric Sonar,PDBS),也被称作干涉式声呐(Interferometric Sonar),可以同步采集水深点云数据和双频侧扫声呐图像,完全适用于大范围的近海人工鱼礁探测。本文采用基于PDBS原理的Edge Tech 6205地形地貌一体化测量设备对莱州湾某海域海洋牧场投礁区进行全覆盖探测,获取了高精度水深数据以及双频侧扫声呐图像。对水深数据进行地形特征变量计算,精细刻画了研究区的微地形地貌特征,并结合侧扫声呐图像通过多数据融合实现了对鱼礁边界的精准识别。在此基础上利用地理信息系统中的空间分析方法对人工鱼礁的水下物理参数进行计算和统计,并探讨了研究区地形地貌的成因及其演化模式,最后论证了基于PDBS的近海人工鱼礁探测技术具有高效率、低成本、高精度等诸多优势。研究结果表明,研究区水深介于4.1~7.3 m,鱼礁分布区有较大的海底起伏且在礁体周围存在明显的沉降和冲刷现象;鱼礁总占地面积约占研究区的14.04%,总空方量共计2 528.22 m³,鱼礁高度介于1.26~3.63 m且呈正态分布。本研究为近海人工鱼礁探测提供了数据和技术支撑,具有较强的实践意义。     

三亚湾海洋牧场人工鱼礁结构设计及稳定性分析

作者基于海南三亚湾海洋牧场海域的海况条件、渔业资源状况,根据波流动力学理论设计一种箱形鱼礁礁体以聚集鱼类,并对该礁体进行了稳定性计算。结果表明,该礁体在实际投放水深为–25 m、波高为8.45 m、流速为0.8 m/s时,礁体最大受力为27 422 N,滑动安全系数为1.55,滚动安全系数为2.49,满足礁体稳定条件,在研究海域不会发生漂移及倾覆,能为今后海南省人工鱼礁建设提供重要的理论依据。     

福建东山湾潮流和余流特征研究

东山湾位于台湾海峡南口的西岸,属于潮控型半封闭海湾.本文章通过对M1站1周年的流速、流向及对应的风速、风向资料进行分析,结果表明:M1站正压流动特征显著,潮流日不等现象较明显,相邻潮次中涨急流速明显小于落急流速.观测期间,M1表、中、底3层实测最大涨潮流速分别为83,78,71 cm/s,实测最大落潮流速分别为152,104,100 cm/s.夏季表层余流流速明显大于中层和底层,冬季各层余流速相差则较小.径流是M1站的余流的主要因子.夏季,径流对表层作用最为明显,其余流流速明显大于中层和底层,中、底层由于受温盐跃层产生的斜压效应作用,出现较长时段的北向余流;冬季东山湾平面和垂向温、盐分布均匀,各层余流流向均为落潮方向,且表层往底层方向,流速变幅不大.由于其半封闭型的海湾形态,风应力对东山湾的余流贡献较小.     

东山湾潮流动力特征研究

东山湾是福建重要的天然良港．根据2008年8月的3个潮次11个测站实测潮流资料结合历史调查资料分析东山湾的潮流性质、运动形式、涨落潮流特性、余流等特征．结果表明,东山湾主要属于往复式的规则半日潮流,潮流作用较强,其口门处和湾内水道上的实测最大流速一般大于100cm／s．持续时间较长的风对东山湾的余流较大的影响,大潮期间湾内存在明显的反时针的水平余环流系统．     

秦皇岛海域海流特征及规模化养殖对其影响的观测研究

秦皇岛海域是辽东湾与渤海中部及渤海湾进行物质和能量交换的重要通道。本文基于海床基观测平台获取的夏秋季海流连续观测资料,运用调和分析和滤波等方法对该海域的海流特征及其对规模化养殖的响应进行了研究。结果表明:秦皇岛海域最显著的潮流是M₂分潮流,其最大流速介于20.0~36.9 cm/s之间,远小于辽东湾东部海域M₂分潮流最大流速;秋季秦皇岛海域余流流速介于0.2~2.5 cm/s之间,整体上较辽东湾东侧海域余流弱,辽东湾底层可能存在逆时针的弱环流系统;夏季秦皇岛海域M₂和K₁分潮流的最大流速均大于秋季;养殖活动对余流影响较大,养殖区中部A7、A8站余流的垂向平均流速比养殖区边缘A6站分别减小76%和18%左右。     

不同开口比人工鱼礁体水动力特性及礁体稳定性研究

为研究方型人工鱼礁体开口比的变化对其水动力特性的影响,利用Fluent软件模拟了边长为3m、开口比为0～0.6之间7种不同方型鱼礁体周围水流场,通过分析水流场变化规律得到了礁体流场效应、阻力系数随开口比的变化情况;基于Morison方程计算了礁体在波流作用下的受力及其抗滑移、抗倾覆安全系数。研究结果表明:当礁体开口比小于0.2时,背涡区范围较大,流场效应明显;随着开口比的增大,礁体产生的上升流范围及竖直向最大速度分量逐渐减小;对于方形开口礁体,阻力系数与开口比的关系式为Cd=0.875φ+1.088(R2=0.963,P<0.01);随着开口比的增大,礁体所受最大波流作用力、抗滑移及抗倾覆安全系数逐渐减小,但礁体不会发生滑移和倾覆,可为实际礁体结构的设计提供参考。     

莱州湾潮余流及粒子运移特征

为掌握莱州湾潮余流特征和粒子运移特征,文章采取平面二维数值模拟的方法,计算得到莱州湾的潮流场,并分析潮流结构;在潮流场的基础上,计算和分析欧拉余流场;通过在不同位置释放自由运动的粒子,得到潮流作用下自由运动粒子的运移轨迹。研究结果表明：莱州湾涨潮时的最大流速约为2.19 m/s,落潮时的最大流速约为2.66 m/s,且均在湾口处出现最大流速;莱州湾欧拉余流速度较小,且湾口附近较大而湾内较小;莱州湾分布均匀的粒子在自由运移时出现不同程度的聚集,且整体运移趋势是向岸聚集。     

北黄海定点连续观测站海流资料分析

本文利用2009年6月至11月期间的ADCP海流资料,研究了獐子岛附近一个固定观测点处的时间平均流及潮流特征。结果表明,该海区的平均流大致沿等深线方向,从黄海流向渤海,整个观测期间纬向平均流大于经向平均流,经向1m宽度范围内的纬向净水体输运量为0.67m3/s,而纬向1m宽度内的经向净水体输运量为0.16m3/s;垂向上可以15m和47m为节点分为三层,15m大致为温跃层深度,而47m以下为底摩擦影响显著的范围。夏季的温盐层化结构对于余流的垂直分布存在显著影响。潮流调和分析表明,该海区的潮汐类型为正规半日潮,M_2和K_1分潮在整个深度范围内的平均振幅分别为27.9cm/s和9.2cm/s,半日潮流由表及底均为旋转流,而全日潮流更趋向于往复流。在垂向上,各个分潮的潮流椭圆均随深度发生小幅度的旋转,半日潮流椭圆随深度逆时针旋转,倾角变化小于30°,全日潮流椭圆随深度顺时针旋转,倾角变化小于40°。潮流在近底层受到底摩擦的影响十分显著,其中全日潮流受到底摩擦的影响较半日潮流大。本次观测是进一步研究北黄海区域潮流、近惯性流动与水体交换输运的直接参考,其结果加深了对该区域流场特性的认识和理解。     

苏北岸外辐射沙洲海域潮汐余流分析

根据南黄海江苏岸外辐射沙脊群潮流水道中16个站位的实测水文数据,利用潮流准调和分析方法和潮汐余流计算方法,对各个水道中的各测站的潮汐余流进行分析,计算得出了江苏辐射沙洲海域各潮汐水道对应的潮汐余流的数值结果。分析表明,辐射沙洲海域的潮汐余流的量值较大,外海开阔海域的潮余流量值较小;整个辐射沙洲区域有一顺时针方向的半封闭的潮余环流。     

对虾养殖排海废水对莱州湾环境影响的动力学计算

本文采用ＡＤＩ法对莱州湾的潮流进行了数值模拟,在此基础上,计算了莱州湾沿岸养殖区排海废水在主要半日分潮作用下的空间分布状况,推算出对虾养殖废水对近海环境的影响周期。     

中山人工鱼礁区渔获物调查

使用刺网、手抛网和虾笼等渔具,分别于丰水期和枯水期对中山人工鱼礁区进行渔获物调查。丰水期调查表明,所选规划礁区位置是合理的,已试验1a的试验浮礁集鱼和保护幼鱼幼虾的效果明显;枯水期调查表明,首期礁区集鱼和保护幼鱼幼虾的效果更明显;首期礁区已成为良好的索饵场和隐蔽场所,成为附近海域渔业资源的摇篮和种苗库。大面积的人工鱼礁已取得明显的保护渔业资源和海洋生态的效果。     

象山港人工鱼礁投放对大型底栖动物群落结构的影响

为探明人工鱼礁生境中底栖生物群落结构的组成情况,评估人工鱼礁投放的生态修复效果,根据2006—2007年4季象山港全港区以及2010年4季人工鱼礁区和邻近区的调查资料,对比分析了3个不同区域大型底栖动物群落的差异。共鉴定出大型底栖动物116种,其中多毛类46种,软体动物35种,甲壳类18种,棘皮动物6种,其他类11种,各区域大型底栖动物的主要类群均为多毛类和软体动物。大型底栖动物密度、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数表现为邻近区鱼礁区全港区,生物量为鱼礁区邻近区全港区。双因子方差分析结果表明:区域间,大型底栖动物种类数、密度、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数均存在显著性差异,生物量无显著性差异;季节间,大型底栖动物种类数和密度存在显著性差异,其余参数均无显著性差异。非度量多维尺度排序分析结果显示,鱼礁区和邻近区的大型底栖动物群落相似度较高,而与全港区的相似度较低。相似性百分比进一步揭示,鱼礁区和邻近区大型底栖动物群落间的平均非相似性为77.19%,不倒翁虫(Sternaspis scutata)为造成群落间差异的重要贡献物种;鱼礁区和全港区群落间的平均非相似性高达91.34%,不倒翁虫、薄云母蛤(Yoldia similis)、纵肋织纹螺(Nassarius variciferus)和洼颚倍棘蛇尾(Amphioplus depressus)为重要贡献物种;邻近区和全港区大型底栖动物群落间的平均非相似性也高达91.47%,不倒翁虫、薄片镜蛤(Dosinia laminata)和薄云母蛤为重要贡献物种。双因素相似性分析结果表明,人工鱼礁区、邻近区和全港区大型底栖动物群落季节间存在显著性差异,但区域间无显著性差异。不同区域两两间检验结果表明,人工鱼礁区和全港区的大型底栖动物群落存在显著性差异,人工鱼礁区和邻近区以及邻近区和全港区均无显著性差异。研究结果表明,象山港白石山群岛海域人工鱼礁的投放对大型底栖动物群落结构影响显著,但影响范围局限于人工鱼礁区附近。     

辽东湾西部海域潮流特征

根据2009年9月在辽东湾获取的3个站位的25 h连续定点海流观测资料进行准调和分析,计算了3个站位6个主要分潮O1、K1、M2、S2、M4、MS4的北、东分量潮流调和常数,并给出了各测站在各层的潮流椭圆要素。计算结果表明:该海区潮流属于正规半日潮流性质,主要呈NE-SW向往复式运动,最大可能流速介于70~120 cm/s之间,流速总体上由表至底逐渐减小。对于O1、K1、M2、S2这4个主要分潮流,北分量基本上大于东分量,底层普遍较表层先转流,最大流速发生时间亦是底层较表层提前,浅水分潮在总海流中占的份额都很小。     

三门湾悬移质输运特征

三门湾为一典型半封闭强潮海湾,平均潮差4.25m,湾内外水沙交换剧烈。根据2003年在三门湾水文泥沙测验、分析结果,湾口附近N1、N2、N3站所构成的断面上:(1)从大潮到小潮,流速递减;从N1站向N3站流速增加;春季,大多数情况下涨潮流速大于落潮流速。而秋季,大多数情况下涨潮流速小于落潮流速。(2)春、秋季,大小潮期间N1、N2、N3三个站上平均悬移质浓度都是涨潮大于落潮;中潮期间这三个站上平均悬移质浓度都是涨潮小于落潮。     

深圳大鹏湾大鹏半岛沿岸海域的一次调查与分析

一九九八年三月,我们在大鹏半岛海域调查时,恰逢深圳大鹏半岛近岸海域赤潮发生。结合我们对该区域内沿海水域调查结果进行分析,给出该海域的潮汐、潮流的基本特征及当时该海域的水质状况,为规划、保护该海域的海洋环境提供科学依据,并为研究赤潮发生成因提供参考资料。