基于浊度计和ADCP的悬沙浓度估计与分析

作者采用浊度计和声学多普勒流速剖面仪(ADCP)在近海区域连续、定点观测的应用中,利用浊度与悬沙浓度之间良好的线性关系,对潮汐半月周期内的浊度和ADCP后向散射声强数据进行相关性分析,讨论了小、中、大潮期间利用ADCP后向散射声强反演悬沙浓度的可靠性,反演过程中综合考虑了声学近场非球面扩散和本底噪声的影响。结果表明,在实验海域中,小潮情况下,各水层内悬浮泥沙成分较为稳定,ADCP后向散射声强与浊度变化相关性较高,达到0.91;而在大潮情况下,ADCP后向散射声强与浊度变化的相关性降低,悬沙浓度及成分容易在海流的影响下发生变化。     

北部湾南部海域近底悬沙输运及地貌演变

利用1个海洋沉积动力过程原位监测系统在北部湾南部浅海陆架海域采集了18个潮周期的波浪、潮流、悬浮沉积物浓度、底床变化数据,分析了悬沙浓度变化特征,计算了近底悬沙通量并分析了潮流和波浪对底床演变的影响,结果表明:观测期间近底悬沙浓度的变化主要受水位波动、潮流的共同影响,波浪作用较弱;悬沙浓度的异常高值可能是上游沙波表面的泥沙滑落沉降所致;观测期间悬沙通量的波动规律与近底潮流速度变化一致,潮周期和涨落潮之间的悬沙通量有显著差别;在潮流作用下观测期间悬沙向西的净输运量约为15 158 kg/m,向北净悬沙通量为2 934 kg/m,东西向净通量远大于南北向净通量;近东西向波谷地形对南北向悬沙输运的限制作用可能导致了输运通量的显著差异;底床高程的变化在潮周期之间有差异,变化值在0.8~16.7 cm之间波动,厘米级底床高程的快速变化主要是由潮流流速的大小及往复潮流的不对称性造成的。这种变化可能与沙纹的运移有关,沉积物向下游方向的运移以及沙纹剖面形态的改变可以较合理地解释底床高程的变化特点。     

北部湾南部海域近底悬沙输运及地貌演变

利用1个海洋沉积动力过程原位监测系统在北部湾南部浅海陆架海域采集了18个潮周期的波浪、潮流、悬浮沉积物浓度、底床变化数据,分析了悬沙浓度变化特征,计算了近底悬沙通量并分析了潮流和波浪对底床演变的影响,结果表明:观测期间近底悬沙浓度的变化主要受水位波动、潮流的共同影响,波浪作用较弱;悬沙浓度的异常高值可能是上游沙波表面的泥沙滑落沉降所致;观测期间悬沙通量的波动规律与近底潮流速度变化一致,潮周期和涨落潮之间的悬沙通量有显著差别;在潮流作用下观测期间悬沙向西的净输运量约为15 158 kg/m,向北净悬沙通量为2 934 kg/m,东西向净通量远大于南北向净通量;近东西向波谷地形对南北向悬沙输运的限制作用可能导致了输运通量的显著差异;底床高程的变化在潮周期之间有差异,变化值在0.8~16.7 cm之间波动,厘米级底床高程的快速变化主要是由潮流流速的大小及往复潮流的不对称性造成的。这种变化可能与沙纹的运移有关,沉积物向下游方向的运移以及沙纹剖面形态的改变可以较合理地解释底床高程的变化特点。     

长江口徐六泾洪季水沙特性观测研究

2001年7月，在长江口徐六泾对流速、流向和悬浮泥沙浓度进行了大小潮定点观测。观测数据分析表明徐六泾处大潮流速及其变化远大于小潮流速。大潮悬沙浓度大于小潮悬沙浓度。由于径流的影响，落潮期间垂向速度梯度比涨潮期间大，落潮垂向切变增强，使落潮期间悬沙浓度的变化幅度大于涨潮期间的泥沙变化幅度，同时存在泥沙浓度峰值滞后于流速峰值的现象。     

基于波-流耦合模型的珠江口悬浮泥沙数值模拟

为研究珠江口悬浮泥沙输运动力机制,本文发展了一套三维波、流、泥沙耦合数值模型。模型结果与观测数据吻合较好,统计显示模型获得良好的评分分值。利用数值模拟研究了不同强迫（径流,波浪和风）对珠江口中悬浮泥沙的影响。模型结果表明,河口重力环流对珠江口最大浑浊带的发展起着重要作用,特别是在小潮期间。另外,径流的增加可导致泥沙向海输运。底部的悬浮泥沙浓度随着波浪底部轨迹速度和波高的增大而增加。由于西滩水深较浅,波浪对西滩悬浮泥沙的影响大于东槽。西南风引起的波浪对悬沙的影响大于东北风引起的波浪的影响,而东北风致流对悬沙的影响略大于对西南风致流的影响。在其他条件相同情况下,稳定的西南风比稳定的东北风更有利于伶仃洋悬浮泥沙浓度的增加;在稳定的西南风下,伶仃洋平均悬浮泥沙浓度约为稳定东北风下的1.1倍。     

桐花树红树林潮滩近底层悬沙浓度垂向剖面变化特征分析*

观测红树林潮滩在波浪和潮流作用下的近底层垂向剖面悬沙浓度变化过程, 对理解海岸带植被的消能促淤机制和滨海湿地生态修复工程有着重要作用。本文以北部湾七星岛岛尾桐花树红树林潮滩为例, 基于剖面流速仪HR、声学多普勒单点流速仪ADV、浪潮仪T-wave及剖面浊度仪ASM, 获取了研究区域2019年夏季大潮连续3天的水文数据, 同时结合桐花树典型植株实测参数, 分析了潮周期内红树林潮滩近底层垂向剖面悬沙响应波浪、潮流作用及桐花树空间结构的运动过程。结果表明: 1) 桐花树潮滩近底层悬沙浓度和悬沙通量具有涨潮明显大于落潮的潮汐不对称现象, 剖面垂向高悬沙浓度区域在涨潮初期—涨急由距底部0.1~0.37m转变为距底部0.5~0.67m, 落急—落潮末期则由上部转变为下部; 2) 潮周期内悬沙起动和再悬浮阶段发生在以波浪作用主导的涨潮初期和落潮末期, 平流和沉降发生在以潮流作用为主的涨急至落急整个阶段; 3) 涨潮阶段桐花树冠层的茂密枝叶通过减缓流速拦截多于冠层上部40%以上的悬沙, 落潮水体则挟沙自陆向海经过桐花树群落, 使得悬沙浓度下降超过71%。该不对称涨、落潮动力沉积机制有利于悬沙向岸输运, 促进潮滩扩张过程。     

海岸河口高潮滩盐沼边界层沉积动力研究

此项目采用实验（现场、室内）方法研究海岸（河口）高潮滩盐沼泥沙过程 ,即波浪、潮流、海岸盐生植物、细颗粒悬沙和淤泥质底床的相互作用。（１）高潮滩盐沼盐生植物的野外调查 :海岸盐生植物的属种、高度、大小、密度 ;（２）高潮滩盐沼边界层水流结构的现场实验观测 :ａ．潮流水位、流速、紊动的野外现场观测 ;ｂ．波浪衰减的观测 ;（３）高潮滩盐沼细颗粒悬沙浓度的现场观测 ;（４）高潮滩盐沼地区长期、短期细颗粒泥沙堆积和侵蚀速率的现场观测 ;（５）海岸盐生植物作用下波浪、潮流边界层的室内实验研究 ;（６）海岸盐生植物作用下细…     

弱动力浅海中的悬沙输运机制:以天津港附近海域为例

根据在天津港附近海域获取的水动力和浊度数据,分析了悬沙输运特征和输运机制,结果表明:天津港附近海域受不规则半日潮控制呈低流态往复流特征,但涨潮流强于落潮流;涨潮期间底部悬沙浓度与垂线平均流速呈显著线性相关,存在显著的再悬浮作用;潮周期内的悬沙输运呈典型的不对称特征,形成向岸的净输运趋势。输运机制分析结果显示:潮泵效应(尤其是潮汐捕捉效应)是天津港附近海域悬沙输运的主要贡献项,其次是拉格朗日平流输运项,前者比后者高一个量级;垂向剪切作用最小。涨落潮期间流速与悬沙浓度的显著不对称是造成潮汐捕捉效应占主导的基本条件。在潮下带这种悬沙输运格局可能和潮间带发生的细颗粒沉积物捕集(堆积)作用有关。     

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。     

舟山沈家门海域悬沙输运特征研究

通过对舟山沈家门海域水文泥沙观测站位数据进行处理和分析,探讨了区域悬沙浓度时空分布及影响因素;对各站位单宽净输沙量和输运方向进行了计算,揭示了海域悬沙输运机制。结果表明:受长江、钱塘江等大河泥沙注入和周边岛屿物质输入影响,海域悬沙浓度较高;平面分布上,悬沙浓度有从东北向西南减小趋势,位于莲花洋的C1站位浓度最大,峙头洋C4站位悬沙浓度较小;悬沙浓度垂向上随水深的增加,逐渐升高;在涨、落潮流的影响下悬沙起动、悬扬、沉降、落淤,浓度随潮流流速变化具较高的相关性;通量机制分解计算表明海域悬沙输运以平流输沙项为主导,单宽净输运率大潮期大于小潮期;总体上,泥沙输运有沿水道走向离岸向海运动趋势。     

海阳核电区域潮流特征分析

采用短期资料的潮流准调和分析方法,对水深为4.5~22.5m的海阳核电站6个测站3个周日潮流观测获得的表、中、底层的潮流资料进行了分析。分析结果表明:该区域基本以半日潮为主,且半日分潮中M2振幅大于S2,全日潮仅存在个别站位的个别水层中;测区的潮流属于正规半日潮,但其分潮比WM_4/WM_2大于0.04,表明测区中浅海分潮流具有较大的比重,故测区的潮流性质应为不正规半日浅海潮流的类型;各站位各层表现出不同的潮流运动形式,往复流和旋转流同时存在,不同站位、层次之间的明显差异还需要结合详细的地形调查展开研究;大部分站位的余流流速呈现表层>中层>底层,大致呈现自东北向西南流。     

基于紫外线的CTD防生物附着装置设计和试验

海洋环境监测工作中大部分仪器设备放置海水里,都会或多或少地受到海洋生物附着的影响。生物附着物的生长速度有时非常快,覆盖海底观测设备及传感器的测量单元,对测量效果产生不利影响,使得观测数据持续漂移、降低数据质量、导致传感器逐渐失效。生物附着还会影响海洋设备的散热、水动力流场,并对机械结构产生腐蚀等。目前诸多防生物附着技术各有弊端,甚至产生环境污染问题。为此设计并组装基于紫外线杀菌原理的CTD防生物附着装置,明确各主要技术参数,应用在渤海夏季近岸海上比测试验,验证其对于大部分的海洋附着物具有良好的杀灭效果,可有效缓解生物附着对电导率传感器的影响,在海洋环境监测领域具有广泛的应用前景。     

我国海洋功能区划的回顾性评价和新一轮编制建议

为完善我国海洋功能区划制度,提高海洋功能区划的编制和实施水平,促进其在我国海洋空间规划乃至国土空间规划中发挥应有作用,文章对我国现行海洋功能区划的实施情况进行回顾性评价,并对新一轮海洋功能区划的编制提出建议。研究结果表明:我国海洋功能区划法律地位高、管控范围广,现行海洋功能区划实施以来,通过建立定量目标管控体系、协调保障行业用海和保护海洋生态环境,对我国海洋经济和海洋生态环境的可持续发展做出巨大贡献;针对实施过程中存在的问题,新一轮海洋功能区划的编制应扩大海洋保护区的规模和种类、提高前瞻性和动态适应性、加强公众实质性参与以及完善技术体系。     

2017年夏季红沿河附近海域溶解态营养元素时空分布特征

通过2017年7月和8月辽东湾东南部海域两个航次的营养盐的实测数据,对该海域溶解态营养元素的浓度、分布及其主要影响因素进行了分析。结果表明:夏季红沿河附近海域氨氮(NH4-N)是DIN的主要存在形态,DON是溶解总氮(DTN)的主要存在形态。除NH4-N外,8月航次溶解态无机营养元素浓度均高于7月,而溶解态有机营养元素浓度则低于7月。各种形态营养元素浓度最高值均位于近岸区,总体来说,近岸区营养盐的浓度普遍高于离岸区,河口区营养盐浓度高于非河口区。由河流输入和人类活动引起的陆源输入对该海域营养盐浓度的高低和分布有重要的影响。水团的运动和生物活动也是影响该海域营养盐分布的关键因素。按照化学计量限制的评估方法,绝大部分海域属于磷限制性海域。人类活动导致陆源营养盐输入是红沿河附近海域营养盐的主要来源,也是其水体营养结构失衡的关键原因所在。     

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。     

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。