基于FVCOM 的渤海潮波数值模拟

基于有限体积法海洋数值模型(FVCOM),对渤海当前水深岸线状况下的潮汐潮流进行了数值计算。模式采用不规则三角形网格,较好地提高了黄河口处网格分辨率,模拟了渤海海域K1,O1,M2和S2四个主要分潮。利用渤海沿岸19个验潮站的资料对模拟结果进行了验证,K1分潮振幅绝均差2.39 cm,迟角绝均差4.36°,O1分潮振幅绝均差1.40 cm,迟角绝均差4.29°,M2分潮振幅绝均差为3.55 cm,迟角绝均差为5.69°,S2分潮振幅绝均差1.72 cm,迟角绝均差8.86°,结果显示各分潮模拟结果合理,较真实地反映了渤海海域四个分潮传播情况。     

龙口湾冲淤特性对人工岛群建设的响应

龙口市拟建的离岸人工岛群可能将引起龙口湾内冲淤特性的变化及岸线的动态调整。运用MIKE21数学模型模拟了人工岛群建设前后海域潮流场和海底冲淤的变化特征,运用CERC公式计算了龙口湾沿岸输沙率的变化状况,并在以上基础上,分析了龙口湾冲淤特性对人工岛群建设的响应。结果表明,人工岛群建成后,其北侧和西南侧海域以淤积为主,西侧海域以冲刷为主;人工水道内部在西南向大风情况下淤积较为严重;界河口两侧沿岸输沙率差别较大,由界河口来沙和沿岸输沙引起的岛陆间水道的淤积速率约为12.5 cm/a。     

基于ECOMSED模式的兴化湾三维潮流泥沙数值模拟研究

通过三维ECOMSED模式,对兴化湾内的泥沙变化规律进行了分析论证.模拟结果与实测值的对比分析表明,模拟结果较好,可以较准确地描述兴化湾的潮流泥沙特征.分析发现,兴化湾大部分海域的含沙量很低,兴化湾内普遍呈现冲淤稳定的状态,海区的冲淤变化量维持在1个较小的水平,淤积主要集中在近岸浅滩区域,近岸年淤积变化量普遍呈增大趋势.     

海口铺前湾岸滩冲淤演变分析

以海口铺前湾岸滩为研究对象,本文利用多年实测数据及历史海图资料定量计算岸滩的冲淤变化,分析变化规律及原因,尤其是人工岛修建后的影响,为岸滩养护提供支撑。研究结果表明：1990—2007年铺前湾近岸泥沙输运状态表现为沉积,受强台风登陆、入海通量减小等因素影响,演变为冲刷状态,以入海口变化最为明显,铺前湾湾顶总体呈现淤积态势（2007—2019年）,岸线平均蚀退速度约1.4 m/a (2008—2016年)。人工岛修建后,岸线表现为向海淤进,剖面表现为东侧冲刷西侧淤积。受台风影响,岸线平均蚀退距离21 m,后一年内（2021—2022年）,47%的岸线向海淤进10～20 m,如意人工岛栈桥附近泥沙淤积和草本植被恢复是岸线向海推进主要因素。由于建设人工岛栈桥、入海闸门及输沙量变化等局部环境的影响,叠加台风影响,铺前湾岸滩冲淤演变复杂化。     

北部湾潮汐潮流的三维数值模拟

基于二阶湍流闭合模型计算涡动粘性系数的POM三维水动力模式,采用细网格,考虑6个岛屿、海底摩擦系数进行划片取值,模拟北部湾潮汐潮流.所得潮汐调和常数与81个实测站比较,绝对平均误差:K₁分潮振幅为46cm,迟角为9°;O₁分潮振幅为56cm,迟角为7°;M₂分潮振幅为62cm,迟角为15°.由模拟结果分析出该海区潮汐、潮流、余水位和潮余流,以及水平速度垂直分布等特征.     

滨州北部近岸海域冲淤特征

利用表层沉积物及水深地形等实测资料,结合泥沙起动流速公式、潮流场数值模拟等方法,对滨州北部近岸海域的冲淤特征进行了初步探讨。研究结果表明,1983—2001年研究区的侵蚀区域主要分布在4 m等深线以内,侵蚀量一般为0.2 m左右,套尔河河口及河口西侧侵蚀量较大,而河口以东则表现为淤积;4 m等深线以外淤积现象明显,淤积量一般为0.3 m,向海方向淤积量有变大的趋势。2001—2016年,0 m等深线以内主要以淤积为主,淤积量的高值区出现在滨州港防波堤西侧、马颊河河口附近;0~4 m等深线之间以侵蚀为主,侵蚀量平均约0.6 m;4 m等深线外侧海域则主要为轻微的淤积状态,仅在滨州港防波堤堤头附近区域为侵蚀状态。港口工程对潮流场和波浪场的影响显著,是控制研究区冲淤变化的重要因素。     

滨州北部近岸海域冲淤特征CSCD

利用表层沉积物及水深地形等实测资料,结合泥沙起动流速公式、潮流场数值模拟等方法,对滨州北部近岸海域的冲淤特征进行了初步探讨。研究结果表明,1983—2001年研究区的侵蚀区域主要分布在4m等深线以内,侵蚀量一般为0.2m左右,套尔河河口及河口西侧侵蚀量较大,而河口以东则表现为淤积;4m等深线以外淤积现象明显,淤积量一般为0.3m,向海方向淤积量有变大的趋势。2001—2016年,0m等深线以内主要以淤积为主,淤积量的高值区出现在滨州港防波堤西侧、马颊河河口附近;0~4m等深线之间以侵蚀为主,侵蚀量平均约0.6m;4m等深线外侧海域则主要为轻微的淤积状态,仅在滨州港防波堤堤头附近区域为侵蚀状态。港口工程对潮流场和波浪场的影响显著,是控制研究区冲淤变化的重要因素。     

苏北废黄河口滨海港建设对近海水沙和床面冲淤的影响

以废黄河三角洲海岸盐城市滨海港的建设为背景,通过建立二维潮流泥沙数学模型,模拟建港前后水动力场环境与泥沙运移变化,分析滨海港建设对近海水沙的影响。南北堤建成后,流速变化主要集中在防波堤建设区域15 m等深线以内海域,变化量为−0.8～0.5 m/s。北堤堤头流速增幅明显,除大潮落急外港区均处在流速减小区,流速衰减幅度最高可达0.6 m/s。建港工程造成海域内潮汐不规则性减弱,主要分潮的平均振幅比降低约10%。建港工程对近海地貌格局的影响集中在港区周围8 km范围,且基本在16 m等深线以内海域,淤积区域分布在港区口门周围,冲刷区域分布在北堤堤头,床面变化随着时间推移加剧。     

渤海开边界潮汐的伴随法反演

潮汐潮流数值模拟中的一个主要难点在于开边界条件的确定。本文采用伴随法 ,由渤海沿岸 1 9个验潮站的潮汐调和常数来反演渤海海域的开边界条件 ,以实现渤海潮波的数值模拟。计算所得调和常数与实测值之差的绝对平均值 :m1 潮波振幅差为 1 4cm ,迟角差为5 0°;M2 潮波振幅差为 2 4cm ,迟角差为 5 0°。数值模拟结果正确地反映了渤海m1 和M2 潮波的基本特征     

运用DSAS和SMC分析人工岛建设对岸线变化的影响

海南岛东郊椰林人工岛建设于砂质海岸外,对海岸线变化有非常大的影响。选取5景遥感影像,运用DSAS数字岸线分析系统分析人工岛建设前后岸线变化,同时利用SMC模拟系统分析人工岛建设前后水动力变化情况,用于分析研究泥沙运移趋势。结果表明人工岛建设后,该海岸西段人工岛与陆地之间海域波浪场明显减弱,而沿岸流则由人工岛建设前的自东向西,变为人工岛建设后后两股沿岸流在岛体后方相汇,利于此处泥沙堆积。通过岸线变化分析,人工岛建设之后西段岸线受人工岛的遮蔽由侵蚀转变为淤积,最大淤积速率可达70m/a,形成现在向海凸出沙嘴,最终将演化为连岛沙坝,东段岸线接受不到岛体的庇护则仍表现为侵蚀状态。     

基于数字全息显微的海洋浮游生物三维形貌快速重建方法研究

针对海洋浮游生物实时探测中,三维形貌特征难以快速获取的问题,本文提出了一种海洋浮游生物三维形貌快速重建的方法。基于离轴菲涅尔数字全息显微系统,通过改进相位恢复方法预消除相位畸变,直接得到正确的相位信息,进而对浮游生物三维形貌重建。该方法不需要进行后期复杂的相位补偿计算,就可以对浮游生物三维形貌进行快速重建,有利于对动态、微小尺寸的浮游生物进行实时探测及分析。论文对青岛近海岸浮游生物桡足类和夜光虫进行了三维形貌重建,分辨率可达到3.5μm。实验结果为离轴菲涅尔数字全息显微系统用于海洋浮游生物原位、实时探测的可行性提供了依据。     

基于GIS的特色小镇生态敏感性研究——以山东营丘镇为例

生态敏感性评价是制定生态环境规划、区域环境政策的重要依据。文章利用生态敏感性相关理论,在营丘镇调研数据和影像遥感数据基础上,选取高程、坡度、水域、用地类型、道路交通5个敏感因子,构建评价指标体系;运用层次分析法确定各敏感因子权重;利用GIS多因子加权叠加法对山东营丘镇生态敏感性进行综合评价,得到营丘镇生态敏感性的空间分布。结果显示:区域生态敏感性的空间分布存在较大差异,敏感程度总体较高,极敏感区、高敏感区、中敏感区、低敏感区、非敏感区分别占总面积的10.09%、12.50%、25.57%、32.24%、19.60%。研究营丘镇的生态敏感性,并进行生态功能分区,提出分区保护和城镇规划建设措施,既满足发展需要,又能将生态环境影响最小化,保证营丘镇生态环境可持续发展。     

双酚A及其类似物对哺乳动物和鱼类神经毒性效应及机制研究进展

双酚A及其类似物双酚S、双酚F、双酚AF和卤代双酚A等双酚类化合物广泛用于生产聚碳酸酯塑料和环氧树脂,生产量大且目前在各种环境介质、食品及人体内均有检出。近年来,研究发现很多神经疾病的发生与双酚类化合物的暴露密切相关,有关双酚A及其类似物的神经毒性日益受到国内外研究者关注。本研究从对动物行为、神经发育、神经递质含量及神经递质代谢等方面综述了双酚类化合物的神经毒性效应及作用机制,为今后进一步探究双酚A类似物的神经毒性作用及其安全性评价提供更多的理论参考。     

传感器网络高频数据采集算法

随着传感器网络技术的发展,传感器被广泛地应用到各个领域。由于传统的传感器数据采集采用串行采集算法,采集速率较低,严重影响了整个传感器网络的效率。针对此问题,本文提出了一种并行的高频数据采集算法,批量进行数据采集,并改进了设备响应等待时间机制。通过大量的实验数据进行对比分析及可视化处理,并进行验证分析,最终结果表明该算法在保证数据采集正确率的同时,大幅提高了数据采集的速率,并且数据采集的对象越多,提高的越明显。     

基于Jason-2校正辐射计的降雨率估计算法研究

采用Jason-2校正辐射计的亮温数据与GPM Ku波段测雨雷达的降雨率数据,开展基于Jason-2校正辐射计的降雨率估计算法研究。为避免波束填充效应,对Ku波段测雨雷达降雨率数据进行网格化处理,分别构建3×3,5×5及7×7网格的建模数据集和验证数据集,通过建模数据集建立了3种基于校正辐射计的降雨率估计算法研究,并通过验证数据集进行检验。结果表明:对GPM Ku波段测雨雷达的降雨数据进行3×3,5×5及7×7的网格化处理,可以在降雨率估计算法研究时有效避免波束填充效应,7×7网格化处理方法效果最优。对3种不同的算法比对,发现利用校正辐射计3个通道亮温信息的线性组合形式估计降雨率效果最优,相对偏差可达42.33%。     

现代长江水下三角洲浅地层地震相特征

利用传统的地震相分析方法,分析总结现代长江水下三角洲浅地层地震剖面反射波的几何形态、内部反射结构、连续性、振幅等特征,形成对长江水下三角洲各典型地震相特征的认识,圈定相应的地震相范围,并结合钻孔资料,解释了长江口范围三角洲前积、浅海沉积、古河道等各沉积相的分布。结果表明,现代长江水下三角洲浅地层各地震相特征明显。典型的三角洲前积地震相主要分布在长江口外东北部,其余大部为典型浅海沉积地震相,且浅海地震相特征向口内逐渐变弱,表现为浅砂或淤泥型地震相,向口外逐渐有晚更新世基底地震相出露,并发育古河道地震相,此外,浅层气地震相嵌入区内各个地震相范围。     

虹鳟和硬头鳟早期幼鱼渗透生理及能量平衡的比较研究

在0、5、10、15、20、25和30这7个盐度下比较研究了初始体重分别为(3.55±0.03)g陆封型虹鳟(Oncorhynchus mykiss)和(3.57±0.07)g溯河型硬头鳟(Oncorhynchus mykiss)的渗透压生理及能量平衡。40天的研究显示:(1)随盐度的升高虹鳟和硬头鳟的血清渗透压和离子浓度均升高,且S30组的数值显著高于其余各组(P<0.05);在S15、S20、S25和S30组,虹鳟血清渗透压、离子浓度均显著高于硬头鳟(P<0.05)。(2)虹鳟和硬头鳟分别在S5和S10组的Na+-K+-ATP酶(NKA)和Ca²⁺-Mg²⁺-ATP酶(CMA)活性最低;在S10、S15、S20、S25和S30组,虹鳟的NKA和CMA均显著高于硬头鳟(P<0.05)。(3)虹鳟和硬头鳟分别在S5和S10组的肌肉和鳃组织ATP含量最高;在S10、S15、S20和S25组,硬头鳟ATP均显著高于虹鳟(P<0.05)。(4)虹鳟和硬头鳟分别在S5和S10组的肌肉和鳃组织AMP/ATP和ADP/ATP最低,在S10、S15、S20、S25和S30组,虹鳟AMP/ATP和ADP/ATP均显著高于硬头鳟(P<0.05)。研究结果表明,3.6g左右硬头鳟渗透调节能力强于虹鳟,经过逐渐驯化它们最适生长盐度分别为10和5。     

不同循环饥饿-投喂策略对珍珠龙胆石斑鱼生长和水质的影响

研究了不同饥饿-投喂策略对珍珠龙胆石斑鱼(Epinephelus fuscoguttatus♀×Epinephelus lanceolatus♂)的生长和能量收支的影响。实验包括3个处理:C(持续投喂);S1R3(饥饿1d,投喂3d);S1R7(饥饿1d,投喂7d);S1R11(饥饿1d,投喂11d)。实验在生产性水泥养殖池中进行,养殖池规格为6m*6m,水深1.1m,日换水率为400%,珍珠龙胆石斑鱼的养殖密度为18.3ind·m-2。研究结果表明,处理组S1R7和S1R11石斑鱼末体重与对照差异不显著(P>0.05),而S1R3处理鱼末体重则显著低于对照(P<0.05);3个处理石斑鱼特定生长率变化趋势与末体重相似,处理组S1R7和S1R11石斑鱼与对照差异不显著(P>0.05),而S1R3处理则显著低于对照(P<0.05);处理组S1R7和S1R11石斑鱼摄食率与对照相比差异不显著(P>0.05),S1R3则显著低于对照组(P<0.05);处理组S1R7和S1R11石斑鱼饲料系数与对照相比差异不显著(P>0.05),S1R3则显著高于对照组(P<0.05);从各处理水质状况比较,S1R3和S1R7处理各指标浓度总体上要显著低于对照组(P<0.05),但S1R11处理与对照差异不大(P>0.05)。综合生长和水质指标可以看出,适宜的饥饿-投喂策略并不影响珍珠龙胆石斑鱼的正常生长。在本研究条件下,饥饿1天,投喂7d的循环投喂模式下,珍珠龙胆石斑鱼生长与对照相比差异不大,表现出完全补偿生长效应,水质指标则明显优于持续投喂。这一研究结果对于珍珠龙胆石斑鱼工厂化养殖技术与管理水平的提高具有一定的参考价值。     

决口海堤洪水波传播模拟和分析研究Ⅰ:方法和验证

选用水槽和港池物理模型方法以及已有的一些物理模型试验成果,结合SWASH模型,对孤立波在海堤斜坡上的爬高和越浪进行验证,确定合适的计算参数;计算和分析几种不同内坡形式的海堤堤顶决口,确定合适的海堤内坡边界条件。研究分析表明,验证后的SWASH模型可以用来进行海侧来波和陆域越堤波浪的联合计算,为决口海堤洪水波传播模拟和分析奠定了基础。     

台湾东黑潮主流区近千年来沉积物稀土元素的变化特征与来源

基于沉积物AMS14C定年,研究了近千年来台湾以东黑潮主流区沉积物的稀土元素组成变化特征及赋存形态,探讨了该区近千年来稀土来源。台湾东黑潮主流区近千年来沉积物中稀土元素总量平均为119.82μg/g,低于上陆壳和中国黄土的稀土元素平均含量,与冲绳海槽较为接近;轻重稀土元素比值平均为11.30,明显富集轻稀土,具有明显的陆源属性。研究区沉积物稀土元素对球粒陨石和上地壳标准化配分模式均表现为轻稀土富集重稀土相对亏损,且具有弱的Ce正异常。根据定年结果及稀土元素变化特征趋势将柱状沉积物分为3层：0~8.5、8.5~21.5和21.5~30cm,随深度增加稀土元素总量的平均值逐渐增大,轻重稀土元素比值逐渐减小,Ce正异常程度逐渐减弱。稀土元素赋存形态分析表明,La、Ce、Pr、Nd 4种轻稀土元素主要为天然陆源,其他稀土元素受氧化还原环境影响相对较大。稀土元素主要存在于残渣态中,其次为铁锰氧化物结合态,残渣态对台湾以东黑潮主流区沉积物中总稀土元素的配分模式起决定性作用,也是造成Ce正异常的关键赋存形态。近千年来沉积物中稀土元素变化与沉积物粒度关系不大,物质来源较为稳定,台湾东部河流输入是研究区沉积物中稀土元素的最重要来源,亚洲大陆风尘输送对稀土元素的贡献较小。