南黄海辐射沙洲近岸海域波浪特性研究

Errors will be caused in calculating the fatigue damages of details in liquid cargo tanks by using the traditional spectral analysis method which is based on linear system, for the nonlinear relationship between the dynamic stress and the ship acceleration. An improved spectral analysis method for the assessment of the fatigue damage in detail of a liquid cargo tank is proposed in this paper. Based on assumptions that the wave process can be simulated by summing the sinusoidal waves in different frequencies and the stress process can be simulated by summing the stress processes induced by these sinusoidal waves, the stress power spectral density (PSD) is calculated by expanding the stress processes induced by the sinusoidal waves into Fourier series and adding the amplitudes of each harmonic component with the same frequency. This analysis method can take the nonlinear relationship into consideration and the fatigue damage is then calculated based on the PSD of stress. Take an independent tank in an LNG carrier for example, the accuracy of the improved spectral analysis method is proved much better than that of the traditional spectral analysis method by comparing the calculated damage results with the results calculated by the time domain method. The proposed spectral analysis method is more accurate in calculating the fatigue damages in detail of ship liquid cargo tanks.     

南黄海辐射沙洲附近海域悬浮体的研究

对2003年春季(3-4月)和秋季(9月)南黄海辐射沙洲附近海域的悬浮体样品进行了空间分布特征、有机无机组成、粒度特征及其季节变化分析。结果表明:(1)2003年春季研究区内悬浮体浓度要普遍高于秋季的悬浮体浓度。悬浮体浓度最高值区位于长江口-老黄河口之间的近岸区。陆源物质为主的无机组分是悬浮体的主体成分,特别是在近岸浅水区和接近海底的底层水中尤为突出;(2)研究区海水中的悬浮体主要来源于辐射沙脊区(老黄河-长江复合三角洲)沉积物再悬浮;(3)悬浮体分布是风浪、潮流及沿岸流等多种因素综合作用的结果,而风浪和潮流是影响本区悬浮体分布的主要因素,巨大的风浪和强大的潮流造成辐射沙洲海底的沉积物再悬浮、搬运和再沉积,并在苏北沿岸流的作用下向沙洲外缘输运。     

响水近岸海域波浪特性研究

基于响水波浪站累计一整年的现场观测资料,分析了波高和波周期的年内变化特性,研究了波浪的统计特性和波谱特性,并总结归纳了该海域各特征波要素之间以及各波谱参数之间的转换关系。结果显示:响水海域全年有效波高的变化幅度在0.10~2.80 m之间,年平均值为0.56 m;最大波高的变化幅度在0.15~5.58 m之间,年平均值为0.93 m;平均波周期的变化范围为1.91~9.02 s,年平均值为3.90 s。夏季大波高发生频率明显要小于冬、春季节,波浪季节性变化较为显著。就波高和波周期分布而言,通过拟合得出的Weibull分布较为适合本海域实测波高分布和波周期分布。波谱特性方面,本海域双峰谱占到总数的62.5%,且低频谱峰值普遍高于高频谱峰值,其中低频谱峰出现在0.04 Hz左右,高频谱峰则出现在0.15~0.20 Hz之间,分别为本海域涌浪和风浪所集中的频率区间。采用回归分析方法进一步分析了各特征波要素之间以及各波谱参数之间的关系,发现多数波参数之间存在显著的相关性,但受波浪浅水变形影响,各参数之间的比值与理论深水关系有所区别。本文的研究成果可为沿海建筑物的设计以及防灾减灾提供参考和依据。     

南黄海海底辐射沙洲的现代变迁研究

根据南黄海海底辐射沙洲１９７３－１９９３年９个时相陆地卫星影像及海岸带调查资料的分析表明：本区沙洲在１９８８－１９９３年间处于侵蚀后退阶段,主要沙洲平均蚀退速度为４．６８ｋｍ＾２／ａ,但沙洲东北部有伸延发展的趋势。沙洲的变迁具有明显的区域差异,北部沙洲变化 较快,年均迁移速率为５８０ｍ／ｓ;南部沙洲稳定性程度较高,变化较慢,年均迁移速度为２８０ｍ／ａ,目前仍处于缓慢调整阶段。自黄河北移以来,旧黄河     

南黄海辐射沙洲主要潮沟的变迁

利用1966年和1977年海图、1995年和2000年合成孔径雷达影像,结合1980年以来的陆地卫星影像和2000年的岸滩实测剖面资料对南黄海辐射沙洲区主要潮沟的位置进行了解译与分析,得出上述4个时期研究区内主要潮沟深泓线位置图。对不同时期潮沟深泓线位置图进行几何校准与叠加,对比潮沟深泓线的迁移。结果表明：潮沟具有往返周期性摆动的特点,短期摆动速度明显快于长期摆动,主沟槽最大变动速度达127m／a,而支沟槽变动速度更大。潮沟摆动与沙洲变化有明显的相关性,但两者间的关系较为复杂。辐射沙洲目前处于破碎、萎缩阶段,除沙洲中心及陆岸岸滩仍有淤积外,大部分沙洲处于侵蚀状况,同时沙洲有整体向陆迁移的趋势。     

南黄海辐射沙洲区悬沙潮扩散规律数值研究

在对南黄海辐射沙洲区的潮汐、潮流特征作进一步探讨的基础上,数值模拟了该区的悬沙潮扩散。根据计算结果,分析了计算海域悬沙含量在一个半日潮过程中随潮流场的瞬时变化规律,研究了不同地点悬沙含量与潮位、潮流的关系,总结了涨、落潮平均含沙量的平面分布规律。结果表明,该区的潮流场控制着悬沙的扩散、运移和分布,进而控制着海底地形的发育,尤其是辐射沙洲北大南小不对称格架的塑造与辐射沙洲根部的加积淤高。     

南黄海近岸海域初夏浮游动物的群落特征

采用2016年7月和2017年6—7月在南黄海近岸海域获取的浮游动物样品,研究了种类组成、丰度、生物量、优势种和生物多样性的变化,并分析其与环境因子的相关性关系。结果显示,两个航次的温盐及浮游动物群落特征差异较大。2016年7月表层平均温度为(22.8±1.8)℃,表层平均盐度为30.0±1.6; 2017年6—7月表层平均温度为(25.7±3.6)℃,表层平均盐度为(27.8±4.3)℃。2016年浮游动物的种类数为70种(含浮游幼虫24类), 2017年种类数为56种(含浮游幼虫18类)。2016年浮游动物平均丰度(4 838.2±5 186.7 ind·m^–3)和平均湿重生物量(324.9±481.5mg·m^–3)均高于2017年(2652.4±3 507.5 ind·m^–3, 216.6±245.2 mg·m^–3)。两个航次共同的优势种为小拟哲水蚤(Paracalanus parvus)、近缘大眼剑水蚤(Corycaeus affinis)和双毛纺锤水蚤(Acartia bifilosa)。...     

南黄海辐射沙洲成因的潮流数值模拟解释

用接近计算海域自然陆架坡度的均匀倾斜海底，对南黄海辐射沙洲区的潮流椭圆和潮流场进行数值模拟的结果表明：辐射状潮流场不依赖于海底地形而存在，相反，可能是产生和塑造辐射沙洲的主要动力。并用潮流和潮余流的计算结果，对沙洲区海底沉积物的运移、分布，海底沙洲北大南小的不对称性以及海底沙洲的动态作了解释     

东方市近岸海域波浪特征分析

为了解海南东方市近岸海域波浪基本特征,根据东方海洋环境监测站使用的SZF型波浪浮标连续11 a的实测数据,进行了统计分析。首先对波浪要素进行统计,得到了各向各级波高的季节分布,以及波高和周期的均值与极值;再对波高和周期的联合分布、平均持续时间与波高的关系进行了探讨;最后选取一典型台风浪过程进行分析。结果表明本海域以S向浪出现频率最高,为14.3%,其次是N向和NNE向,频率均为11.9%;强浪向为S向和N向,浪向分布与东方市所处地理位置相符。该海域以有效波高小于1.3 m的小浪和轻浪为主,年出现频率为97.6%, 4级中浪占2.22%, 5级大浪仅占0.12%,只有在夏、秋季台风过境时才出现。累年有效波高平均值为0.49 m,最大值为3.2 m;最大波高为5.6 m,最大波高平均值为2.5 m;平均有效周期为4.2 s,最大有效波周期为9.5 s。有效波高在1.0 m以下,且周期在4～5 s的波浪出现频率最大,为80.5%。强台风“海燕”影响期间,波高具有明显的滞后特征, 5级大浪持续了10 h,浪向与风向基本一致,说明台风产生的波浪是以风浪为主,最大波高均出现于偏S向。通过波谱分析,...     

青岛近岸海域波浪要素特征研究

本文基于小麦岛海洋环境监测站2014年波浪骑士浮标观测数据以及风速、风向观测数据,对青岛近岸海域波浪要素特征进行了综合分析。整体来看,波浪骑士观测数据质量较高,观测海域以2至3级波高为主,年平均最大波高和平均波周期分别为0.89 m和4.4 s,平均波向主要分布在90°～270°的偏南向范围内,常浪向和强浪向均为东南向(SE)。波高变化与风速较为一致,春、夏季大浪过程较多,以东南向浪为主。通过有效波陡数据分析,得出观测海域以风浪、未成熟涌浪占主。本文利用长期、连续、高精度的波浪方向谱数据,对青岛市近岸海域波浪特征进行分析,对于青岛市近海的海浪预警监测、防灾减灾、海洋工程建设、海上运输等具有重要的参考价值。     

南黄海辐射沙洲潮流不对称性对岸线变动的响应

近岸地区的潮流不对称影响着沉积物输运和地貌改变。南黄海辐射沙洲海域潮动力强且水动力环境复杂,分析研究该海域潮流不对称性对海岸带资源的开发与保护有长远意义。本文基于Delft3D模型模拟1984年、2014年不同岸线条件下辐射沙洲海域的潮汐潮流运动,结合调和分析与偏度理论,分析刻画了不同岸线条件下潮流不对称性的空间分布特征。研究表明：辐射沙洲海域地形主导的涨落潮流速不对称性（PCA）以涨潮占优为主导;涨落憩历时不对称性（SWA）则以涨憩历时短为主导。二者皆主要受半日分潮（M₂、S₂）和浅水分潮（M₄、MS₄）的非线形作用影响。1984–2014年岸线变动后PCA正负性不变,但强度进一步增大,最大变幅可达25%;而γ_SWA减小,最大减幅可达20%,SWA在辐射沙洲海域涨憩历时短的趋势增加。     

潮汐和潮流影响下苏北辐射沙洲海域波浪模拟分析

基于第三代海浪模型SWAN,采用自嵌套的方法提供谱边界条件,对影响苏北辐射沙洲海域的一次冷空气过程和一次台风过程作用下的波浪进行了模拟。考虑到沙洲海域强潮水动力环境,分析了潮位和潮流的变化对该海域波浪的影响。结果表明,沙洲处波高和波周期受潮位影响显著,受潮流影响弱,具有潮周期起伏的特点,而波向受潮位潮流影响不显著;考虑高潮位后,以弶港为界,南北辐射沙洲波高显著增加的区域与波浪传播方向有关:波浪由北向南传播,相差不大,波浪由东向西传播,北部明显大于南部。     

南黄海辐射沙脊群海域的水深遥感

南黄海的辐射沙脊群海域地形地貌复杂多变,应用遥感技术来测量其水下地形不仅有可能,而且势在必行。在对沿海及长江口门内外遥感反演水下地形研究的基础上,选择沙脊群海域中有代表性的一块水域为研究区,同步测量其水下地形和水流、悬沙含量,用实测地形和MODIS影像数据建立水深反演模型,同时分析该区域的悬沙光谱特征,选择悬沙遥感参数,以MODIS数据的水深反演模型和沙脊群水域的悬沙遥感参数为依据,建立削弱悬沙影响的水深遥感模型,从而反演出1.5×104km2的辐射沙脊群水下地形。从反演结果看,所建模型的相关系数二次方的值为0.664,F-值为18662,平均绝对误差为1.52m,平均相对误差为24%,5~15m水深段的平均相对误差只有18%,反演效果较好。     

南黄海辐射沙洲中心沿岸晚更新世以来的沉积环境演变

对南黄海辐射沙洲中心沿岸地区两个钻孔采用高密度、定量采样方法进行有孔虫和沉积分析。结果表明,该地区晚更新世晚期可能发育了古长江河道、河口、河流边滩或河漫滩以及泛滥平原乃至泛滥湖沼等陆相沉积环境。进入全新世,则先后依次出现了潮滩、河口、潮滩、潮流沙体和潮滩,及至最终成陆。     

苏北东部海域辐射沙洲研究的新思路

苏北东部海域辐射沙洲以往仅侧重于外动力方面的研究，这里提出开展内动力与外动力同步研究的新思路，指出两者的结合点是旋扭运动，要在以往外动力研究的基础上，加强地震震中研究、地形变监测、地应力实测等方面内容，以确定该区不同层圈、不同介质条件下是否存在同一的旋扭运动。上述思路的实施，有利于地理学与地质学研究的沟通和溶合，同时提出地震往往伴随旋扭现象的事实，丰富了地震学的研究内容，其研究成果将为多方面的开发辐射沙洲提供基础资料。     

中国黄海近岸海域污染分区调控研究

海洋污染是海岸带经济系统与海域环境系统相互耦合的产物。其防治必须海陆一体,将经济系统和环境系统有机结合起来进行,本文在阐述近岸海域污染链式发生系统的基础上,通过模糊聚类,将中国黄海近岸地区分成五个区域类型,提出海陆一体,分区调控等近岸海域污染动态调控措施。     

渤、黄海近岸海域底栖生物生态研究

对渤、黄海近岸海域底栖生物的种类组成、生物量及栖息密度的分布和群落结构进行了叙述和讨论。结果表明 :渤、黄海近岸海域共获底栖生物 2 39种 ,种类组成以甲壳动物及软体动物占优势 ,为 51 .9% ;底栖生物平均生物量为 56.54g/m2 ,生物量组成以棘皮动物占绝对优势 ,为 41 .6% ;平均栖息密度为 2 64.3个 /m2。按生态特征调查海域的底栖生物可分成 7个群落。分析各测站群落结构指数 ,渤、黄海近岸海域 50 %测站表现出多样性及种类丰度高、种类分布均匀、优势度不明显的特点     

南黄海废黄河口近岸海域近底部悬沙输运观测

2016年11月及2017年2月,在南黄海废黄河口近岸海域投放海底三脚架进行全潮座底观测,获得了大、中、小潮期间的水位、近底部流速和悬沙浓度数据。分析结果表明,研究区海域潮流显著地受沿岸地形影响,流向与岸线大致平行,落潮流流向以NNW向为主,涨潮流流向以SSE向为主,具有往复流性质;落潮历时长于涨潮历时。研究区是南黄海近岸海域的高悬沙浓度中心之一,底部悬沙浓度通常都维持在500mg/L以上,高悬沙浓度出现的时刻略滞后于涨、落急时刻;大风浪可以导致悬沙浓度急剧升高,对悬沙浓度的影响在短时间尺度内可显著超过潮汐作用。研究发现,该海域的悬沙浓度变化可以通过将一个完整潮周期划分为4个时段:涨潮前期(加速)、后期(减速)和落潮前期(加速)、后期(减速)来讨论。在中潮落潮期间、小潮涨潮后期及落潮前期,悬沙浓度与潮流流速呈显著正相关关系,表明在此阶段悬沙浓度的变化主要受再悬浮作用控制;其他阶段,悬沙浓度与流速的正相关性不显著,悬沙浓度的变化可能与平流输运作用有关。悬沙在大潮期间向东净输运,在中潮期间向西南净输运,在小潮期间向东南净输运。总体上看,废黄河口海域沉积物以向南输运为主,表明这里是江苏中部海岸的重要物源。     

浙江苍南近岸海域实测波浪特征分析

利用浙江苍南近岸海域一年实测波浪资料,统计分析了波参数特征,采用最小二乘法拟合分析了波参数之间的相关关系,研究波浪平均持续时间和波高的关系,对波浪能进行估算,并分析了台风“利奇马”期间典型台风浪特征。结果表明：研究海域以谱峰周期5～9 s的轻浪为主,年平均有效波高为1.25 m,年最大波高为10.80 m,常浪向为E,强浪向为ENE。特征波高之间具有显著的线性关系,符合典型的瑞利分布。有效波高2.7 m以下的非台风、非寒潮期和4.1 m以上的台风期,波浪平均持续时间随波高的增大呈指数衰减,且有效波高在4.1 m以上的台风期的波浪衰减速率高于有效波高在2.7 m以下的非台风、非寒潮期。台风“利奇马”影响期间,最大波高、谱峰周期、谱峰密度呈现基本同步的先增大后减小的过程,最大谱峰密度为55.10 m²/Hz;台风影响前、后的波浪谱型均呈双峰谱,台风影响最显著期间的波浪谱型呈单峰谱。     

南黄海辐射沙脊群海域海洋防灾减灾平台构建

针对南黄海重点海域防灾减灾、海洋管理的需求,运用GIS技术,集成南黄海风暴潮、海浪灾害预警报系统和风暴潮漫堤灾害评估系统,构建南黄海辐射沙脊群海域防灾减灾决策支持平台,实现全方位地理信息与海洋灾害预警信息的展示和综合集成,提高海洋防灾减灾辅助决策水平,为江苏沿海海洋环境安全保障提供技术支持,为沿海开发、防灾减灾提供基础技术支撑和决策服务。