一种新的海滩地下水和地表水耦合计算方法

海滩地下水与地表水之间的质量和动量交换对于近岸海域的泥沙输运、盐水入侵以及地表水与地下水中污染物质的迁移扩散有重要的影响。通过对描述地下水和地表水运动的控制方程的有限差分离散格式进行重新组织,构造了一种新的地下水和地表水的耦合计算方法。作为地表水与地下水的分界面的海滩动边界在该模型中可以被隐式的模拟,无需特别处理。通过与解析解和实验数据的比较,证明本文方法可以有效地对斜坡海滩的地下水和地表水运动进行模拟。     

大沽河流域地下水水化学及同位素特征

大沽河是青岛市重要的供水源之一,了解大沽河流域水循环的过程和机理有助于合理地利用大沽河流域水资源。为了研究大沽河流域地下水循环的规律,在大沽河李哥庄镇至胶东镇段研究区内采集了26个地下水样本和4个地表水样本,测定其氢、氧同位素及水化学成分,通过分析其变化特征初步判定地下水补给来源以及影响因素。对降水和地下水中的稳定同位素组成(δD,δ~(18)O)进行分析,结果表明大气降水是该区域地下水的主要来源。地下水及地表水的水化学结果表明研究区地下水类型多样,主要为HCO_3-Cl-SO_4-Ca-Na,Cl-SO_4-Na,Cl-HCO_3-SO_4-Na,HCO_3-Cl-SO_4-Na-Ca-Mg,Cl-Na五类;地表水受到强烈的蒸发浓缩作用,并在一定程度上补给了地下水。同时,地下水中的氢、氧同位素含量与Cl~-和TDS区域分布特征相互佐证,证明地下水化学成分主要受到海水入侵的影响,其次为围岩矿物的溶解。     

秦皇岛市海岸带地下水资源的合理开采利用

随着经济的发展,在沿海地区地下水补给量减少,开采量增加,造成地下水超采,地下水位持续下降,部分地区形成地下水位下降漏斗,地下水污染面积扩大,原有稳定、良性的地下水均衡被破坏,引起海水入侵、湿地减少等生态环境问题。在地下水长期监测的基础上,建立了地下水资源管理模型,对地下水资源环境进行了承载力分析,计算了生态水量;提出了严格控制地下水开采量,促进地表水与地下水良性循环,保护湿地,改良恢复水环境,保障水资源循环利用等措施。     

地下水库人工补给的模型研究--以大沽河地下水库为例

为使地下水库在丰水季节获得足够补给,利用Visual Modflow 软件,在分析地下水库水文地质条件的基础上,概化出该区水文地质概念模型,运用准三维地下水水流模型,通过有限差分方法对地下水库的地下水系统进行了模拟,拟合结果表明, 地下水位的计算值与实测值拟合程度较好,模拟出的地下水流场与实际情况基本一致.利用校正好的模型,分析了橡胶坝渗漏补给的动态变化规律,并针对橡胶坝的补给,通过数值模拟探讨了坝内蓄水因工业开采而激发的渗漏补给量.结果显示,橡胶坝的渗漏补给量在枯水期（2～5月份）逐渐增大,而在平水期（9～12月份）逐渐减小;激发补给量与激发开采量的比值呈现上升趋势,同时随着激增补给量的迅速增大,激发补给量与开采增加量的比值随工业开采量的增加而逐渐增大,这说明傍橡胶坝取水可使更多的地表水入渗补充地下水,从而有效地提高水资源的利用率.     

大沽河拦河闸坝影响下平原区地下水资源评价

近年来大沽河干流上新建和加固拦河闸坝,对河道进行疏浚挖泥挖沙,河床下弱透水层变薄,甚至有的河段无弱透水层,河流直接补给地下水,这都会使大沽河地表水对地下水的补给量发生变化。本文根据大沽河调水实测资料,建立了大沽河平原区地下水数值模型,利用模型计算了大沽河对地下水的补给量,并预测了连续丰、平、枯水年的地下水资源量。研究结果表明:河床下存在弱透水层的河段,入渗补给初期河流补给量较大,随着地下水位上升,入渗补给量逐渐减小;直接补给地下水的河段河流迅速补给地下水,补给量很大,之后河流水位与地下水位相差很小,河流补给量很小。在现状开采条件下,改增建拦河闸坝后,丰、平和枯水年河流对地下水的补给量比之前分别增加了135%、123%和100%,地下水可开采量分别为11 722×104、9 338×104和8 219×104 m3/a。     

即墨温泉地热水的氢氧同位素特征及其地质意义

青岛市即墨温泉水是含有多种微量元素的一种具特殊医疗作用的地热水。通过对即墨温泉地区在不同季节采集的温泉地热水、地下水、地表水、大气降水和近岸海水分别进行氢、氧同位素的测定。结果表明,即墨温泉水的氢、氧同位素值皆小于大气降水来源的地表水、地下水和雨水;即墨温泉地热水占δD-δ^18O相关点沿大气降水线展布表明其主要来源和补给源为大气降水,估算的循环深度约为2017．6m。在有利的构造部位和良好的储水条件下,大气降水经深循环加热和水岩反应淋滤盐分,并沿断裂上升出露地表,形成矿化度较高的温泉。     

基于多水源分质供水技术的砣矶岛水资源优化配置

水资源紧缺问题制约砣矶岛社会经济发展。文章对砣矶岛水资源现状进行实地调研,主要包括地表水、地下水和海水淡化水的水量和水质;根据相关资料和发展规划,对砣矶岛水资源供需情况进行预测,得出2020年需水总量为48.33万m3,水资源缺口最高可达9.19万m3;通过总结目前岛上供水存在的问题,提出多水源分质供水的水资源优化配置方案,即增加9.19万m3/a的海水淡化工程以及污水处理和中水回用装置,生活用水采用地下水与淡化水的混合水,生产用水采用淡化水,生态用水采用地表水和回用水,同时建设水资源监视监测系统,提高水资源综合利用率。     

温度示踪法反演库水-地下水交换速率——基于R语言建模的边界条件优化

温度示踪法是量化地表水-地下水交换通量的重要方法.本文基于开源软件R语言建立了温度示踪反演流速的数值模型,并提出了一种便捷、灵活的刻画模型上下边界条件的方法——将监测的边界温度数据直接作为模型的边界条件.以青岛市浮山前水库为例,采用新方法刻画边界条件反演库水-地下水的垂向交换速率,并与以分段连续线性函数刻画边界条件的方...     

泥质潮滩的海水-地下水交换量化研究——以莱州湾南岸为例

本文目的是利用数值模拟量化研究莱州湾南岸泥质潮滩的海水-地下水交换。选取的典型剖面长约3 800 m,坡度小于1%,沿剖面选取5个监测点,观测地下水的水头和盐度,分析其随时间的变化规律。概化水文地质条件基础上,用SEAWAT-2000建立二维数值模型,模拟水流的流动并将水头模拟值和观测值进行拟合。基于良好的拟合结果,计算出海底地下水排泄(Submarine Groundwater Discharge,SGD)量为17.46 m3/m/d,海水流入量为2.71 m~3/m/d。文章最后提出了观测和模拟过程中存在的问题,需要今后进一步解决。     

拟建胶莱运河可能产生的地质灾害与环境问题

概述了拟建胶莱运河工程附近主要发育的海水入侵、风暴潮、水灾和旱灾、地震砂土液化、水资源缺乏、地表水污染等地质灾害与环境问题,探讨了拟建工程可能引发或加剧风暴潮、海水入侵、地下水环境变化、土地盐渍化和岸坡稳定性等地质灾害或环境问题。对工程建设前的预研究内容提出了建议,以探讨问题的解决方法或措施。     

海洋工程对天津近岸海域环境的影响研究

文章根据2014年在天津近岸海域海水水质调查成果和收集资料的基础上,分析了现阶段天津近岸海域水质状况,并结合近几年大规模海洋开发活动,分析天津近岸海域环境变化趋势。研究表明:除营养盐浓度明显增加外,其他因子没有明显变化,说明近期的海洋工程对天津近岸海域的环境影响不大。     

钙质土中重力串锚水平承载力特性有限元研究

目前没有规范给出串锚的水平承载力计算公式,为了利用有限元法研究串锚水平承载力特性,采用相关理论计算以及室内试验的方法来验证有限元法模拟计算的可靠性。实践证明,有限元法具有较高的计算精度。利用有限元分析软件ABAQUS建立了串锚-土体模型,模拟串锚在水平荷载作用下破坏过程,研究了串锚在水平荷载作用下破坏机理,从而得到了串锚水平承载力特性。在相同的工况条件下,串锚的水平承载力与其锚链长度有关,在一定范围内,增加锚链的长度可以提高串锚的水平承载力;串锚的水平承载力不是相应的单个锚的水平承载力相加,其水平承载力小于相应的单个锚水平承载力之和,在进行串锚水平承载力设计计算时应给与相应的考虑。     

珠江口附近海域波浪极值推算

本文以WRF模式输出结果作为风场驱动条件,采用SWAN和WAVEWATCH III相嵌套的方法,对珠江口附近海域进行共20年(1991-2010年)的波浪场数值计算。根据计算结果,分析了该海域极值波浪特征,并使用Gumbel极值函数计算50年一遇和100年一遇波浪极值,结果显示:(1)1991-2010年间,珠江口区域最大有效波高为2.0m,万山群岛南侧可达5.0m,而外海最大有效波高可达10m以上,极值平均周期均在10s左右;(2)50年一遇和100年一遇波高在珠江口区域较小,而外海则相对较大,最大在14m以上;(3)50年一遇和100年一遇平均周期相差不大,不同海域之间相差也较小,大部分海域在10s左右,外海相对较大,可达12-14s之间。     

天津沿海风暴潮灾害近20年统计及其成因分析

根据塘沽海洋环境监测站从1991—2010年,20a的潮汐资料进行统计分析,分析得到天津平均每年发生近10d的100cm以上的增水过程,天津沿海夏秋两季的最高潮位和平均潮位最高,且最大增水值多出现在夏秋两季,超过100cm的增水天数多集中在春季和秋冬季,并从天文潮因素、气象因素、海平面上升、地面沉降,以及地理因素等,总结了天津沿海风暴潮灾害的成因,最后提出了相应的风暴潮灾害防范措施。     

天津市渔业资源增殖放流现状及展望（英文）

根据天津渤海水产研究所增殖放流资料,全面总结了天津市自2006来增殖放流工作的成效。天津市自2006年第一次开展以“中国对虾”为龙头的增殖放流活动,迄今为止,增殖品种已达22余种,其中以甲壳类占绝对优势。经过大规模增殖放流,天津市渔业资源增殖放流工作已取得了显著的生态、经济和社会效益。在文章最后,总结了国内外增殖放流的发展趋势,并提出了产业发展需求及发展目标。     

海口湾海洋水动力自然灾害评估分析

开展海洋水动力自然灾害评价分析是涉海工程海洋灾害风险评估的重要组成部分,其重在水动力风险因素的识别与风险强度的预估,是有效提高灾害防御能力、控制风险和减少灾害损失的关键技术方法之一。海口湾水域位于海南岛北岸,琼州海峡内、濒临南海,由于其特殊地理位置,对海口湾水域影响最为显著的海洋动力灾害主要包括:风暴潮、海浪和海啸。本文针对上述问题,基于数值模拟方法以及实测数据统计和经验分析等方法,研究确定了该海域所面临的上述各风险因素的成因,并确定了其对应强度大小和危害破坏情况,给出了极端条件下的数值结果,为相关工程的海域使用论证提供参考依据。其中,风暴潮增水主要基于实测台风资料通过随机统计与水动力模型相结合的方法,推求出重现期为50、100以及500a的极端高水位值。极端大浪主要基于30a的台风过程与疾风资料,结合后报风场数据,采用SWAN模拟海域波浪场,分别计算给出重现期100、50a波浪要素,并验证了海域内人工岛护面稳定性情况。海啸波主要依托Nguyenetal(2014)在USGS震源参数基础上导出的震源参数,采用浅水波模型分别对7.0和8.0级地震形成的海啸进行数值模拟,估算对海口湾水域影响情况,还考虑了整个断裂带发生破裂形成的特大地震(9.3级)海啸时极端情况。     

辽东湾近海波流作用下的泥沙浓度特征分析研究

海岸和河口地区是波浪和潮流相互作用最复杂的区域,在潮流和波浪作用下,该区域泥沙运动是当下的研究热点,也是难点。为探究波浪和潮流共同作用下的泥沙悬浊度的分布情况,本文采用辽东湾近海区域实测水文及泥沙悬浊度数据,进行波流作用下的泥沙浓度特征分析研究。分析显示:观测期间,潮流呈现半日潮性质,呈现东北-西南走向,涨潮流流速略大于落潮流流速;观测期间波浪以西南向波浪为主;泥沙浓度与垂向水深呈正比关系,且与流速相关性较好,而与波高、波浪周期相关性较差;利用窦国仁公式对辽东湾近岸泥沙浓度与动力条件关系进行拟合分析,得到α、β分别为0.0045和0.00037,相关系数γ=0.76。     

天津海域围填海工程对渤海湾水交换的影响研究

利用三维海洋数值模型FVCOM,进行渤海湾三维水动力和水交换数值模拟,经实测潮汐和潮流资料验证,模型模拟结果较好。然后采用该模型对渤海湾内的水体水交换能力进行定量研究。研究结果表明,在天津海域进行围填海工程之前渤海湾水体的半交换周期为300 d左右,围填海之后,水体半交换周期延长25 d,渤海湾西部水体的水交换率下降可达10%,半交换周期延长92 d。尤其是天津沿海南部海域的水交换能力下降严重,围填海之后其水体半交换周期延长可达200 d。渤海湾北部也有部分海域水交换周期延长达200 d。建议在进行围填海工程建设时,应将工程对水体交换能力的影响纳入考虑,避免因围填海工程因素造成的恶劣环境影响。     

不同养殖方式对皱纹盘鲍养殖效果及养殖水质的影响

在天津地区对2.2 cm左右规格的皱纹盘鲍(Haliotis discus hannai)进行试养殖,比较了两种养殖模式(笼养与砖养)、两种养殖密度下鲍的存活与生长情况,以及不同换水频率和不同饲料形状对鲍的生理状态和养殖水质的影响。结果表明:试养殖1个月后,笼养下的鲍存活率(74.4%)低于砖养(84.0%),且低密度养殖下鲍的存活率更高;随着换水频率的增加,鲍的摄食量逐渐增加,养殖水体中氨氮、亚硝酸氮、硝酸氮、化学需氧量的含量均呈减少的趋势;投喂不同形状饲料的组别间养殖水体氨氮、亚硝酸氮含量差异显著。因此,砖养模式更适合于作为天津地区鲍养殖的模式,并且降低密度、提高换水频率有助于改善水质,改良鲍的摄食、存活状况。     

海事测绘产品质量评定系统的设计与开发

为实现各类海事测绘产品质检及评定工作的规范化、流程化及智能化操作,结合实际工作需求及《海事测绘产品质量评定方法及要求》(JT/T 952-2014),设计并实现了质量评定系统,以实现各类海事测绘产品"两级质检,一级验收"的质量评定工作流程。该软件系统质检内容全面、可靠性高、易于扩展,已成功应用于北方海区30余项港口航道图测量项目。