基于潮沟定点观测的潮间带水、沙、盐交换研究——以长江口九段沙一潮沟为例

为研究潮间带和潮下带的水、沙、盐交换,于夏、秋两季在长江口九段沙一典型潮沟的固定点利用OBS-3A和ADP-XR进行了水深、浊度、盐度、流速流向剖面和回声强度观测。结果表明:(1)夏季大潮、冬季中-大潮、冬季小潮的潮周期垂向平均流速分别为26.5、15.9和8.4cm/s,夏、冬季观测到的最大流速分别为84cm/s和35cm/s。(2)夏季盐度变化范围为0.65—4.91,平均盐度2.14;冬季盐度变化范围为3.5—10.3,中-大潮和小潮平均盐度分别为6.26和7.98。(3)高悬沙浓度出现在涨潮初期和部分落潮末期的低水位阶段;涨潮阶段的平均悬沙浓度是落潮阶段的1.11—7.0倍。(4)涨、落潮阶段的水体和盐输运量大体上趋于平衡;(5)无论是冬夏季或大小潮,潮沟在潮周期内的净输沙方向均指向陆,即落潮输沙量小于涨潮输沙量(平均小40%);平均每个潮周期内净输沙量为6102kg,结合潮盆面积推算的潮周期沉积速率为0.0112mm/tide,或8.2mm/a。     

长江口附近海域台风浪的数值模拟--以鹿沙台风和森拉克台风为例

利用SWAN波浪模型计算长江口附近海域的台风浪,鉴于长江河口岸界和地形复杂,拟采用曲线网格.为证实曲线网格下的SWAN模型对于复杂地形的有效性,首先选用美国特拉华大学波浪水池实验资料对SWAN模型进行检验,结果表明利用曲线网格能不过多增加计算量而提高关键区域的计算精度.以0215号鹿沙台风和0216号森拉克台风为例,将SWAN模型应用到长江口附近海域,进行台风浪的数值模拟.通过浮标测站实测资料验证,表明有效波高计算值与实测值符合良好.通过综合分析模型计算的波浪场,说明SWAN模型能合理地反映长江口附近海域台风浪的分布.     

海岸圈围对雁鸭类种群及生境的影响研究——以长江口横沙东滩为例

滨海湿地是雁鸭类的重要栖息地,然而高强度的海岸圈围工程对滨海湿地生态系统和鸟类栖息地造成了显著影响,因此分析和研究海岸圈围对雁鸭类种群及栖息地的影响,对水鸟保护和滨海湿地资源可持续利用具有重要的理论和实践意义。位于长江口的横沙东滩,于2003年启动了海岸圈围促淤工程,工程的实施导致湿地生境和水鸟种群都发生着快速变化。本研究分别对2013、2015、2016和2017年,横沙东滩雁鸭类种群和生境因子的时空变化进行了调查与分析,通过拟合回归分析了两者的相关关系,探讨海岸圈围后生境的快速变化对雁鸭类种群产生的影响,从而提出海岸带圈围后水鸟栖息地的保护与管理对策。结果表明:1)海岸圈围工程的实施显著改变了滨海湿地的水鸟生境及种群特征。随着工程的推进,自然潮滩的盐沼湿地呈动态变化趋势;促淤区则随着泥沙的补给,新生了大面积的沼泽湿地;成陆区逐渐向淡水生态系统演替。伴随着生境的变化,雁鸭类种群逐渐从成陆区和自然潮滩向促淤区转移。2)不同生境类型影响雁鸭类种群数量特征的生境因子不同。未实施圈围的自然潮滩影响雁鸭类数量的主要因素是海三棱藨草/藨草群落面积;正在实施圈围的促淤区的主要影响因素是挺水植物面积、植被归一化指数(NDVI)和无植被覆盖水域面积;已圈围的成陆区主要影响因素为沉水植物面积。综上,雁鸭类偏向选择具有开阔水域、充足食物供给和相对较低植被盖度的生境类型。对于海岸圈围区域,若能合理利用圈围土地,保留部分区域为湿地,并根据水鸟的生境需求,适当营造水鸟适宜的栖息地,可在一定程度上减缓圈围工程对水鸟的影响,实现滨海湿地水鸟栖息地保护和湿地资源可持续利用的动态平衡。     

开敞大河口滩槽冲淤对台风的响应及其动力泥沙机制探讨——以长江口南汇边滩—南槽—九段沙系统为例

台风期间 ,潮间带和潮下带岸坡总体上遭受侵蚀 ,而向岸一侧的沼泽和向海一侧的深槽则趋于淤积。台风期间的冲淤强度比正常天气的高 1- 2个数量级。台风期间裸滩的侵蚀机制是风将高能传递给水体使水体挟沙能力剧增 ,沼泽迅速淤积的机制与植被的消能捕沙功能、涨潮水体的高含沙量和明显的增水有关 ,而深槽的骤淤则是由于深水区底层相对较弱的动力条件与浅滩侵蚀所致的高含沙量不相适应。受径流和潮流对泥沙扩散作用的影响 ,台风所致的滩槽冲淤不一定达成平衡     

海岸滩涂围垦的适宜速度研究--以江苏淤泥质海岸为例

滩涂围垦是基础设施建设占用大量耕地情况下江苏省实现耕地总量动态平衡的主要途径之一,随着社会经济的发展和对土地需求量的不断增加,滩涂围垦与海岸带环境保护之间的矛盾日渐突出。但以实现耕地总量动态平衡为目的的滩涂围垦需要以滩涂总量动态平衡为前提才能保证滩涂资源的可持续利用。通过对江苏海岸的发育和围垦历史以及淤蚀动态的分析,提出以滩涂总量动态平衡为前提的滩涂围垦适宜速度,并对江苏海岸不同岸段的适宜围垦速度进行计算分析,提出围垦活动的强度应当同时综合考虑围垦后的经济和社会效益与拟围滩涂所在岸段的自然淤蚀状况(即滩涂的承载力),以实现同时满足围垦活动与滩涂资源保护的平衡。     

宏观尺度下基岩海岸岸线分形机制研究--以中国基岩海岸为例

在跟踪国际、国内海岸线分形研究进展的基础上,以中国基岩海岸为例,对宏观尺度下构造对基岩海岸岸线走向、形状与分维大小的影响进行了研究,基本结论为：在宏观尺度下,构造在总体上控制着福建与台湾基岩海岸岸线的基本走向与分维大小,构造分维相对较大则其对该区域海岸线的控制作用相对较强,而区域海岸线分维相对较小;当构造分维相对较小则其对该区域海岸线的控制作用相对较弱,而区域海岸线分维相对较大。     

淤泥质光滩-盐沼过渡带波浪衰减的观测研究 以长江口崇明东滩为例

1 引言 波浪是海岸环境中最重要的动力条件之一.无论就泥沙起动、搬运和堆积的沉积动力学而言[1],还是从海岸防护的角度考虑[2],波浪都是不可缺少的动力因子.由沉积物组成的潮间带分布在世界海岸的许多岸段[3].由于黄河、长江等大河有大量细颗粒泥沙来源,我国有广泛发育的淤泥质潮间带,其中尤以连绵近千千米的江苏-上海潮间带著称于世.     

海岸资源开发利用控制线划定方法研究——以台州市为例

为促进我国海岸资源的可持续开发利用,文章通过建立指标体系和测算模型,探讨海岸资源开发利用控制线划定方法,并在数据分析的基础上在台州市实践应用。研究结果表明：海岸资源开发利用控制线的划定须综合考虑资源开发利用强度、环境要素响应状况、生态要素响应状况、生态环境保护程度和区域经济发展状况,并测算环境污染指数和预期减污目标;2018年台州市的环境污染指数为0.059,2025年敏感区（优良水质区）和叶绿素a浓度向海推移距离的预期目标分别为1 000 m和7 500 m,预期减污目标为1.493;根据各沿海县级行政区的生态环境保护级别和经济发展状况,2025年台州市海岸资源开发利用控制线划定距离为0～7 872 m;划定结果不仅体现区域资源统筹配置,而且保障区域差异化发展,符合区域协调发展需求。     

淤泥质潮滩表层沉积物稳定性时空变化的探讨──以长江口南边滩东海农场潮滩为例

潮滩表层沉积物稳定与否直接影响潮滩的稳定性.根据有效应力理论(Effective Stress Theory),本文选择沉积物抗剪强度作为其稳定性指标进行研究,并对沉积物其他特性(如含水量、湿容重)进行了同步测定.针对与潮间带滩面的有规律出露和浸没有关的表层沉积物稳定性时空变化,文中提出了包括外动力(波、流)作用与内在稳定性(抗冲刷能力)两方面的潮滩表层沉积物稳定性概念模式,从微观上合理地解释了潮滩发育过程.     

基于云模型的海岸脆弱性评估 ——以厦门岛为例

脆弱性评估很大程度上存在着模糊性和随机性,为有效解决评估过程中定性概念与评估指标按隶属函数定量描述这一不确定转换问题,本文基于云理论本文选取海岸地貌、海岸高程、海岸坡度、海岸缓冲能力、有效波高、道路价值和建筑价值为指标,构建了厦门岛海岸脆弱性评估指标体系,运用云模型评估手段定量测度了厦门岛海岸脆弱性空间分异特征。评估结果与客观情况比较吻合,检验了指标体系的合理性和评估模型的适用性。本文提出了海岸脆弱性综合评估模型,实用有效,可以推广到与厦门岛类似的区域,为海岸管理及规划提供科学指导。     

A Preliminary Study on the Calculating Method for the Evolution of Siltation and Erosion of Tidal Flat Based on GIS

The estuary and coast is an area where the land and the sea interact and a place in which human beings frequently move about so that understanding and controlling the change and development modes of the coastal landform plays a vital part in exploiting and protecting coastal resources. A model is the generalization and abstraction of objective things. This paper summarizes four methods for the landform development of the tidal shore and underwater delta, mainly discusses the model‘s structural elements, and presents their specific application on the basis of the authors‘ case study. With the application of the profile model, the dynamic change of coastal landform can be clearly seen by contrasting the different profiles of different years. Through the shrinking, expanding and transformation of the isobath, plane model is used to study the macro-change of the shoal and the coastal landform. Speed model is an efficient means to analyze the trend of erosion and deposition and the local change in a great area of the sea. Statistical survey model is a static analysis, which can be used to establish the relationship between the erosion and deposition of the shoal and the altitude and slope of survey spot.     

乳山湾邻近海域波浪特征要素规律研究

基于高分辨率MASNUM第三代海浪模式并根据Yuan等(2009)提出的波浪破碎统计物理模型,对乳山湾外海2008年各个季节波浪特征要素(有效波高和跨零周期等)与波浪破碎参数(白冠覆盖率、卷入深度和破碎能量损耗率)进行了数值模拟。利用Janson-1卫星高度计观测资料对有效波高模拟结果进行了检验,平均误差在0.17m左右。模拟结果显示,该海域波浪参数具有明显的季节变化特征,在2008-08乳山湾邻近海域受大风天气过程影响期间,有效波高在1.0~1.8m,破碎参数变化显著,白冠覆盖率最大达4.5%,卷入深度在1.5m以上,相应的破碎能量损耗率量值在6~11kg/s3。结果表明,波浪破碎过程对该区域海洋动力环境有着重要影响,是造成乳山湾口表层高溶解氧的可能机制之一。     

声速剖面改正对多波束测深的影响

声波在水中的传播受水的温度、盐度、深度以及时间等因素的影响,并且受水介质的运动而经常发生复杂变化。不同的声速结构将直接影响波束射线的空间路径,因此声速剖面的改正直接影响着多波束测深的精度。通过实测的几种变形的海底地形,阐明了声速剖面改正对多波束测深精度的影响,以及如何在测量过程中和数据后处理中避免、消除声速剖面改正带来的测深误差,提出了切实可行的方法。     

河口海岸泥沙输移的分组数学模型研究

根据河口海岸水沙输移的特点,建立了一个新的二维分组数学模型,用来预测该区域的水沙输移过程。该模型耦合了水动力模块、泥沙输移模块和床面演变模块。其中水动力模块基于浅水方程组,综合考虑了柯氏力、床面切应力以及表面风应力的影响,引入干湿判断法处理动边界。泥沙输移模块首先将泥沙按照粒径分组,针对不同泥砂性质,对各组泥沙分别进行建模求解。床面演变模块基于质量守恒方程,实时更新床面高程以及床沙级配变化,并传递给水动力模块,更新底部边界。该模型被应用在了英国塞汶(Severn)河口,其预测的泥沙浓度和实测数据以及不分组的模型的预测结果进行了比较,结果显示,文中建立的分组模型预测的结果要明显好于不分组模型。     

浅海声速剖面自动分类方法研究

海洋中的声速剖面是影响水声设备效能的重要环境因素之一,声速剖面的自动分类和区划对海洋环境的应用意义重大.依据浅海30分方区按月统计声速剖面,通过归一化处理和Akima差值采样,建立了各方区按月归化后声速剖面的分层梯度样本集,并应用多种系统聚类算法分别对分层梯度样本集进行分析;计算各种算法在不同聚类数水平下聚类结果的总的类内离差和,依据总的类内离差和变化曲线拐点对应的聚类数目,结合分类结果确定浅海声速剖面最优聚类数目.对大量历史统计声速剖面数据的分析结果表明,该方法得到的聚类结果与人工经验分类结果吻合较好.     

海洋声速剖面的自动聚类研究

以海区30'网格方区多年月平均统计的声速剖面作为原始数据集,提取声速剖面的表层、主跃层和深海等温层分层结构特征,把我国近海及其邻近海域预分为Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ类区。对Ⅱ,Ⅲ类区声速剖面,应用有序样本聚类算法分别进行表层分离。根据各类区的表层声速剖面数据,通过归一化处理和Akima差值采样得到梯度剖面,建立起按月归一化后的声速剖面分层梯度样本集,并应用系统聚类法和SOFM神经网络方法分别进行聚类分析,再根据分类结果并结合各类型海区的声学特点,得到各类型海区声速剖面的典型类型。通过对大量历史数据的分析结果表明,该方法为自动分类海洋声速剖面提供了一条有效路径,弥补了长期以来海洋声速剖面主要依靠人工分类的不足。     

海岸地形航空摄影测量技术方案的确定

就海岸地形应用航空摄影方法实现的技术方案进行了探讨，介绍了航空摄影测量中遥感器的选择以及海岸带航空摄影的特点与要求，并给出在当前技术条件下海岸地形航空摄影测量的最佳实施方案。     

Study on the Log-Linear Velocity Profile of Near-Bed Tidal Current in Estuarine and Coastal Waters

Many observed data show that the near-bed tidal velocity profile deviates from the usual logarithmic law. The amount of deviation may not be large, but it results in large errors when the logarithmic velocity profile is used to calculate the bed roughness height and friction velocity （or shear stress）. Based on their investigation, Kuo et al. （1996） indicate that the deviation amplitude may exceed 100%. On the basis of fluid dynamic principle, the profile of the near-bed tidal velocity in estuarine and coastal waters is established by introducing Prandtl＇ s mixing length theory and Von Kannan selfsimilarity theory. By the fitting and calculation of the near-bed velocity profde data observed in the west Solent, England, the results are compared with those of the usual logarithmic model, and it is shown that the present near-bed tidal velocity profile model has such advantages as higher fitting precision, and better inner consistency between the roughness height and friction velocity. The calculated roughness height and friction velocity are closer to reality. The conclusions are validated that the logarithmic model underestimates the roughness height and friction velocity during tidal acceleration and overestimates them during tidal deceleration.     

A Study on the Maneuvering Motion of a Low Speed Submersible

In this paper,the maneuvering characteristics of a low speed submersible are investigated.First,the captive model tests are carried out to obtain the hydrodynamic forces acting on the submersibleusing a Planar Motion Mechanism(PMM).For the hydrodynamic forces within a wide range of attack an-gles,the hydrodynamic coefficients which are usually used in the conventional maneuvering motion arequite difficult to be applied.In this case,a Fourier series is adopted to represent the hydrodynamic forcesand it fits the experimental data well.Then,based on the experimental results the simulation calculationsare made to predict some of the maneuvering performance of the low speed submersible.     

多波束测量海区技术设计内容研究

海区技术设计作为海道测量的一项重要内容之一,其设计的优劣直接影响测量成果质量和测量效率。而随着多波束测深系统等高新测量技术在海区测量中的广泛应用,传统技术设计很难满足海底精细描述的要求。结合国际海道测量标准,通过建立多波束测深探测脚印计算模型,仿真分析各类设计指标对波束覆盖区域的影响,进而直观形象说明各设计指标对全覆盖测量的影响,提出技术设计内容中关键指标的设计原则及方法。提出的技术设计原则是合理的,给出的选择方案可供作业人员参考。