海底天然气水合物资源量计算及环境效应评估

计算天然气水合物的资源量是比较复杂的 ,利用垂直大陆边缘横断面面积来计算水合物资源量的方法 ,能较好地反映外界条件变化所导致的水合物资源量在时间上的变化趋势。呈透镜状的水合物横断面面积主要与以下 6个参数有关 :水的活度、大陆坡深度、大陆架转折端的深度、大陆坡坡度、底部水温以及地热梯度。其中 ,前 3个参数中任何一个减小或者后 3个参数中任何一个增大都会导致横断面面积的减小。运用VisualBasic 6 0编程 ,以布莱克海岭地质背景为例 ,根据横断面面积、充填率和孔隙度计算全球海底水合物资源量约为 3 97× 10 5km3 ,与其他学者的计算结果相当。进而推算出LPTM约有 0 38× 10 5km3 的水合物被溶解并释放到海洋和大气圈中 ,导致当时沉积的碳酸盐岩和有机物的平均δ13 C下降 - 2 5‰的重大地质事件。这种水合物资源量计算方法 ,对分析地史时期类似重大转折时期评估天然气水合物对全球环境的影响 ,具有较强的启迪作用     

海底管线磁场计算模型

为提高海底管线探测的效率,从磁偶极子模型出发,通过磁矩的轴向分解及其磁场的矢量合成,并考虑地磁背景场影响,提出了一种计算水下管线磁场的数学模型,通过仿真计算三种不同走向管线的磁场分布并与实测数据比对,证明所建模型是正确的。     

基于TIN模型的水下地形匹配定位算法

针对当前尚无直接利用海图水深构建不规则三角网(triangulated irregular network,TIN)进行水下地形匹配定位的现状,提出了一种基于TIN模型的水下地形匹配定位算法。首先,在经典TERCOM(terrain contour matching)算法的基础上,设计基于TIN模型的匹配搜索区的确定方法;然后,给出待匹配航迹点的水深值计算公式;最后,构建目标匹配定位的地形相关组合算子,实现匹配定位。实验结果表明:(1)本文所提算法可以用海图的原始水深直接构TIN模型作为匹配基准图进行匹配定位,且其定位精度可明显高于基于规则格网模型的经典TERCOM算法;(2)新方法可以有效的降低误匹配的发生;(3)提出的MMD+MSD组合匹配算子能够一定程度上克服水深系统误差对定位精度的影响。     

一种基于TIN模型的LOD简化算法

为了实现不规则三角网（TIN）地形模型的动态模型的动态细节简化模型,本文提出了一种有效的方法,即在TIN的凸壳构网算法和累进格网算法的基础上,设计一种混合型数据结构,提出边折叠的限制条件,解决了边折叠时易产生的边自交现象,实现了TIN模型的LOD快速简化。     

基于改进TIN的空中三角测量模型较差显示

为在空中三角测量模型较差检测中形象快速标注误差超限点、超限区域,直观揭示误差全局区域联系,给空中三角测量补加连接点提供指引,提高空中三角测量作业效率和精度,结合逐点插入法和数据分块思想改进Delaunay三角网构网算法,提出了一种空中三角测量模型较差平面显示方法,利用Delaunay三角网的优良网拓扑关系显示超限点并推...     

台湾海峡小型底栖生物数量的量分布

海洋小型底栖生物是海洋生态环境中一重要生物类群,在海洋环境中表现出种类繁多、数量大、生命周期短、生产量高等特点,是底栖生物食物链中不可忽视的一环,在生态系统的能量转换中具有重要作用,已在生态研究中把它作为重要的研究对象。     

多波束海底覆盖区域计算模型研究

根据多波束探测原理,提出了一种波束脚印为梯形的多波束海底覆盖区域估计模型,讨论了在测船动态状况下测量时的海底覆盖区域变化规律,仿真试验表明该算法能够较好地显示多波束在海底的覆盖区域。     

基于风险的海底管道安全评估方法研究

海底管道系统技术复杂、安全性要求高、环境多变,从设计阶段开始一直到生产运行的全过程,始终存在各种风险。考虑到海底管道的这一特点,风险评估方法应该既要考虑理论分析又要重视工程经验的多方面、多层次的综合性评估方法。论文从分析海底管道失效因素入手,重点研究了海底管道风险评估的流程及风险等级的划分方法,为海底管道完整性管理提供了一种实用的评估方法,同时结合工程实例对一运行中的海底管道进行了风险评估。     

基于Stokes公式的扰动重力梯度张量无奇异计算模型

为有效解决Stokes积分奇异性问题,以扰动重力梯度张量的计算为例,采用双二次多项式插值和非奇异变换推导了解决计算点和临近格网点积分奇异的统一公式,分析了数据分辨率对中央区选取范围及积分奇异性的影响。选取某海域8°×8°范围的重力异常数据进行数值实验,结果表明,该方法与传统去奇异方法在一些分量的差异可达数E,使用该方法更有助于提高计算精度。此外,针对不同分辨率的数据,合理选取中央区范围可有效避免计算结果产生舍入误差或奇异。     

具有裂纹损伤的海底管道断裂及疲劳评估

海底管道是海洋石油开发的重要设施之一,对其进行断裂安全评估是非常重要的。介绍了结构失效评估图（FAD）技术,详细阐述了BS7910：1999规范中三个不同等级的断裂评估方法和疲劳评估方法。通过断裂评估方法,能够对不向受力状态下的含焊接裂纹管道进行断裂评估,得到管道任何位置的极限裂纹长度;通过疲劳评估方法,能够对受复杂动荷载的含焊接裂纹管道进行疲劳评估,得到管道在此种受力环境下的疲劳寿命。     

基于WEB服务的海水污染面积计算方法研究

提出了一种利用GIS空间分析技术,通过空间插值处理,对目标区域内的各类污染海域进行等级划分,得出各类污染海域面积的方法。通过对污染面积要素进行空间分析:栅格叠加统计分析、栅格转换矢量面、边界平滑处理、微小面积融合处理、要素面无缝处理以及同等级污染面融合处理,生成矢量污染面积图,计算各等级污染面积值,通过海洋专网,利用Arc GIS Server,发布Geopocessing服务。当用户导入插值数据,插值范围,设定条件,就可以获得区域的污染面积,为用户提供远程服务。研发了污染面积计算工具,有助于环保工作者提高工作效率,满足环境质量综合评价中时效性和直观性的要求,具有良好的推广意义。     

海底沉积物弹性参数计算方法及误差分析

由海底沉积物的纵波速、横波速及湿密度,根据岩土力学原理,整理出一组计算海底沉积物弹性参数的公式;以该公式计算了南海南部海域浅层沉积物的弹性参数,计算结果与已有文献资料数据做了比较,分析了两者误差的原因.     

基于SPH深度积分模型的海底滑坡数值分析

海底滑坡会对海洋工程结构物造成严重破坏。滑移速度和距离是量化和分析海底滑坡的两个重要参数。目前BING等计算方法在模拟水下土体流动方面存在局限性,因此通过建立考虑土体固结和侵蚀效应的控制方程,选用摩擦流变模型,采用SPH深度积分算法,对海底滑坡进行了模拟研究。对比不同水深、坡度、接触摩擦系数和侵蚀率条件下的滑移体的速度、高度、长度的时程曲线,整理了最大滑移距离和速度,讨论变化规律。研究成果可为海底滑坡灾害预警和海底管线路由选址提供技术参考。     

基于浅剖数据的三维海底地层模型构建

本文以连续的浅剖数据为源数据,通过钻孔资料解译建立地层数据库,利用ArcGIS10.0的3D分析功能模块,建立了工作区的三维海底地层模型。该模型能够完整表达复杂地质体的各种地质构造,可从多个角度展现工作区海底地层的内部结构,不但实现了海底地质体的三维可视化,而且还可以进行屏幕信息查询。     

基于小尺度数值模型的海底滑坡运动敏感性分析

开展海底滑坡运动特性研究是深水陆坡区滑坡地质灾害认识与防治的基础,建立了基于非牛顿流体欧拉-欧拉两相流理论的小尺度海底滑坡数值模型。在与实验数据和BING程序结果对比验证的基础上,模拟分析海底滑坡的一般运动规律及特性,并同无水条件下的滑坡模拟结果进行了对比。结果表明:环境水的存在可引发"滑水"现象,延长滑坡运动时间,增加运动距离,但端部最大峰值速度相对无水条件时较小;滑坡体物质组成、地形坡度、初始速度、初始厚度等因素,对最终的运动距离有较大的影响;滑坡体在运动过程中因扰动、混水而导致的屈服强度和粘滞系数的不断降低是海底滑坡长距离运动的主要原因。     

不规则区域面积的计算方法

本文提出了一种允许用于不等区间的广义辛普森1/3公式。广义辛普森(GS)公式是以拉格朗日三点插值多项式为基础推导出来的。而后提出计算任意偶数区问面积的复合GS公式,将其推广得到用于奇数区间情况下的推广公式,式中最后一个区间面积的计算是基于将边界形状做近似处理的二次多项式。此即为适用于偶数或奇数任意区间且不规则区域面积计算的方法,最后以实例加以说明。     

海底地貌复杂度的表示与计算

海底地貌复杂度表示了海底地貌不同类型的起伏与变化,是人类海洋认知、航海安全、海洋测绘等需要考虑的重要因素。面对网格化的数字深度模型,按照信息熵与坡度相结合的思路,提出了一个新的由信息熵度量的海底地貌复杂度的表示和计算模型。采用三阶有限差分法计算坡度参数,依据给出的坡度分类模型,得到不同坡度类别出现的概率,进而计算出海底地貌复杂度指数。使用渤海湾周围和美国西海岸数字高程模型数据样区作为实验对象,计算海底地貌复杂度指数,并将其与原始数据进行对比,结果表明本方法对地貌复杂的表示准确。     

天然气水合物甲烷量及资源量的计算

１　天然气水合物的分布１．１　永久冻土带天然气水合物的分布陆地环境的天然气水合物仅分布在永久冻土带。目前已经确认或推测的地点有８处,其中俄罗斯北部５处,阿拉斯加和加拿大北极海沿岸区３处（Ｋｖｅｎｖｏｌｄｅｎ,１９９８;Ｃｏｌｌｅｔｔ１９９３,１９９４）。１．２　海区天然气水合物的分布根据Ｋｖｅｎｖｏｌｄｅｎ等（１９９３）统计,天然气水合物在水域（海域以及湖沼环境）的分布有４７处。到１９９６年,加上日本周边海域的发现,共计５７处。其中,太平洋（白令海、颚霍茨克海、日本海）２７处,大西洋（加勒比海、…     

基于Sobol法的海底反向散射模型参数敏感度分析

为了对海底声学参数反演中的估计精度做出预估,合理解释反演结果,本文基于Jackson海底声散射模型,利用Sobol算法,对该模型中的耗散系数、速度比等7个参数进行定量的敏感度分析。Sobol算法可以给出参数的一阶敏感度和参数间相互作用的敏感度,适用于分析散射强度的影响因子。仿真结果表明,所选择的声波频率对于参数的敏感度影响不大,模型各参数交互作用较为强烈,速度比的全局敏感度最大,而耗散系数敏感度很小。将参数划分为地声属性参数、粗糙度参数和非均匀性参数,地声属性参数敏感度最大。模型参数敏感度分析结果对于反演有一定的指导作用。