对虾养成过程中的池水交换——以1990年乳山县养虾场一分场的生产情况为例

1 生产概况 乳山县养虾场一分场地处乳山湾的最末端,27个养虾池组成196.4×10~4m~2的养殖面积,其中最大虾池面积117.3×10~3m~2,最小526.6×10~2m~2,多数虾池666.6×10~2m~2左右。本场以潮差进水为主,机械提水为辅,每半个月有7d左右大潮期可自动向虾池进水,各池     

中强潮海滩剖面冲淤过程研究——以北海银滩为例

揭示中、强潮砂质海滩在波浪和潮汐作用下的剖面冲淤变化过程是理解海岸演变及沿海防护工程设计与旅游资源规划的核心内容。以北部湾北海银滩为例,基于GIS-RTK获取区域2014年7月—2018年2月逐月剖面高程实测数据,结合水文资料分析银滩剖面在外在驱动作用下的变化特征及冲淤机制。结果表明：① 银滩内滨区域处于净侵蚀状态,低潮带及其以浅区破波带以弱淤积为主,冲流带展现持续、恒定净淤积特征。② 一年中有263天波浪可引起银滩−3.41 m水深以浅的泥沙频繁扰动,由此造成内滨剖面快速变化,波高0.3～0.5 m的波浪引起的泥沙扰动水深控制冲流带、破波带和低潮带的淤积过程。③ 潮位波动导致波浪作用下海床泥沙活动的范围出现差异,由此引起海滩由陆向海出现“强淤积-弱淤积-弱侵蚀”特征。④ 造成区域较大增水的台风可大幅度提高各级别波浪扰动范围,对银滩整体剖面造成侵蚀。     

强潮海滩响应威马逊台风作用动力沉积过程研究——以北海银滩为例

研究台风影响下的海滩沉积过程不仅可加深极端海况下的海滩冲淤变化理解,而且有利于海滩资源的保护与海岸工程保护。以强潮海滩——北海银滩为例,通过采集北部湾海区1409号威马逊超强台风作用前后的沉积物、剖面高程及水文资料,探讨强潮海滩的动力沉积过程。结果表明:1)台风作用前后的海滩沙丘-滩肩-沙坝体系的地貌状态基本不变,其中沉积物组分均为砂,细砂、极细砂和中砂三组分平均含量占所有组分的95%以上;与台风作用前比较,台风后的地貌在维持先前形态的条件下,发生局部侵蚀和后退,沉积物相对变粗且细砂含量增加了10%。2)台风作用后后滨沙丘侵蚀,且沉积物滚动组分增加;冲流带和滩肩前缘沉积物的搬运由双跳跃转为单一的跳跃形式。3)台风作用前后的海滩沉积物主要变化过程可由两个模态表征,其中主要模式反映了台风作用前后的海滩以细砂为主的动力沉积变化特征,该模式受控于区域波浪和潮汐的长期耦合作用,并以波浪为主导因素。台风作用前的次要模式反映潮汐作用控制下的海滩沉积横向振荡特征;台风作用后的次要模式表征了台风影响下的海滩横向沉积物偏粗、冲流带-低潮带振荡及其沉积分异过程。     

近44年来滦河口障壁岛演变过程及其影响因素研究--以唐山市龙岛为例

为掌握滦河口障壁岛的演变特征、为海岛保护与适度利用提供数据支撑,以唐山市龙岛为例,基于RS及GIS技术,分析了近44年来障壁岛的演变特征,并探讨了影响海岛演变的主要因素。分析显示,近44年来海岛面积和长度分别呈减少和增加的趋势,海岛质心位置向西南偏西方向迁移,海岛外海一侧岸线不断后退,平均后退速率达7.37 m/a,其中1978-1984年、1996-2003年、2008-2013年及2018-2019年海岛侵蚀后退明显。研究认为,由于滦河口的自然迁移,河流输沙减少,受沿岸输沙特征影响,海岛主体部分侵蚀而两端沙嘴处堆积,海岛自然状态下已出现5~6 m/a的侵蚀。航道整治挖岛及景区建设挖岛导致近年来海岸典型断面平均后退速率达到研究期内最大值14.27 m/a,海岛长度也出现明显减少,是影响海岛演变的首要因素。滦河流域大型水库的修建使滦河输沙急剧减少,海岛岸线侵蚀加剧、海岛面积明显减少,是研究时段内影响海岛演变的次要原因。风暴潮是影响海岛演变的主要的突发性因素,尤其是2018年内短期内密集过境的台风,造成海岛岸线典型断面平均后退达10.25m。当前,海岛的保护与适度利用要遵循海岛演变特征,严格禁止不必要的挖岛采砂,并采取海滩修复、构筑透水潜堤等工程措施对重点功能区海岸线加以防护。     

泥质潮滩的海水-地下水交换量化研究——以莱州湾南岸为例

本文目的是利用数值模拟量化研究莱州湾南岸泥质潮滩的海水-地下水交换。选取的典型剖面长约3 800 m,坡度小于1%,沿剖面选取5个监测点,观测地下水的水头和盐度,分析其随时间的变化规律。概化水文地质条件基础上,用SEAWAT-2000建立二维数值模型,模拟水流的流动并将水头模拟值和观测值进行拟合。基于良好的拟合结果,计算出海底地下水排泄(Submarine Groundwater Discharge,SGD)量为17.46 m3/m/d,海水流入量为2.71 m~3/m/d。文章最后提出了观测和模拟过程中存在的问题,需要今后进一步解决。     

台风作用下的港湾型潮滩沉积过程 以2008年“凤凰”台风对福建省罗源湾的影响为例

通过对"凤凰"台风的现场观测和沉积物样品的分析,结果表明,在台风影响下潮水淹没时间增长,增水达1.1 m;台风期间互花米草盐沼内流速变化较复杂,而且盐沼内部流速大于盐沼边缘的;台风期间盐沼边缘潮周期平均悬沙含量是台风前2 d的7倍;台风期间十分之一波高最大为1.54 m。滩面重复测量结果显示,台风登陆期间整个光滩滩面都发生了侵蚀,盐沼内部有部分地区发生侵蚀,侵蚀深度为4.5~5.5 cm,盐沼边缘的侵蚀深度仅为0.7 cm,侵蚀原因主要是植被在风浪作用下从根部折断,从而带走了滩面的沉积物;随着台风强度的减弱,整个滩面均接受悬沙沉降;台风带来的强降雨是影响滩面沉积物活动的重要因素。     

海底热液硫化物矿体内部流体混合过程的数值模拟:以大西洋TAG热液活动区为例

大型海底热液硫化物矿体的形成机制是涉及多种控制因素的复杂地质过程,其中热液流体同海水的混合扮演着重要角色。大洋钻探计划(ODP)资料表明在大西洋TAG区热液硫化物矿体内部,热液流体同经过改造的海水之间发生着广泛的混合作用,这个过程在很大程度上控制着海底热液硫化物矿体的内部结构和化学组成。以TAG热液硫化物矿体为例,利用数值模拟方法模拟了热液流体与经过不同程度改造的海水的混合过程,试图探讨海水与热液流体混合在热液硫化物矿体形成中的作用。模拟计算结果表明:(1)来自矿体深部的热液流体与经围岩加热的下渗海水的混合是造成TAG热液活动区硬石膏大量沉淀的重要原因;(2)在热液流体与海水的混合过程中,混合流体的化学性质和矿物沉淀情况在330~310℃上下发生了较大变化,330~310℃是一个特殊的温度区域;(3)利用数值计算结果探讨了TAG热液活动区不同区块(TAG-1,TAG-2和TAG-5等)的流体混合作用和热液活动过程。     

无居民海岛旅游开发过程中的景观格局变化分析——以菩提岛为例

海岛是维护生态平衡、推进海洋经济的重要依托。但海岛生态系统脆弱,人类活动会对海岛尤其是无居民海岛的生态环境产生较大影响。为了研究如何在开发利用过程中科学地保护海岛,选取渤海区进行旅游娱乐开发的典型无居民海岛--菩提岛为研究区域,分别解译了2003年、2008年、2010年、2012年和2015年共5期菩提岛的遥感影像,应用景观生态学理论和方法,通过景观格局指数、转移矩阵、变化速率来分析菩提岛自旅游开发以来景观格局的动态变化特征。5个时期研究区域的景观格局指数显示:单个斑块面积减小,斑块的复杂性有所增加,斑块类型趋于分散,斑块类型的邻接度变化较大,香农多样性指数增大,景观多样性增加。综合景观时空变化与景观指数进行分析,人为干扰对研究区域的影响在2003-2010年期间持续增长,景观破碎化明显,2010年之后人为扰动逐渐减弱,进入海岛自然景观恢复时期,景观破碎有所改善。大规模的开发利用活动是导致菩提岛近年来景观格局变化的主要因素。无居民海岛开发利用应根据自身的资源优势和功能定位,按照海岛保护和利用规划来科学开展。     

水动力时空变化对近岸风浪演化的影响——以渤海湾西南岸为例

采用SWAN模型和ADCIRC模型建立了风浪、潮汐和水流联合作用的耦合数值模式,并通过渤海湾西南岸实测资料对该模式进行了验证。利用该模式分析了近岸区水位和流场时空变化对风浪模拟结果的影响,计算结果表明水位变化对近岸区风浪模拟结果有显著影响,特别是中等大风过程高潮位时波高受水位影响的变化幅值可达0.5m以上,且水深越浅影响越大。但在岸滩平缓的近岸海域由于流速、流向的时空变化不太剧烈,流场作用和波浪辐射应力作用对波浪场的影响都基本可以忽略。在模拟近岸风浪过程时,应选用耦合模式。     

SST对台风过程影响的敏感性试验——以“杰拉华”为例

针对台风"杰拉华"过程,使用中尺度大气模式(WRF),采用不同时间分辨率的TRMM/TMI海表面温度观测资料作为大气模式底边界条件,设计数值试验,研究不同时间分辨率SST对台风模拟的影响;同时,通过分析HadISST1资料得到东中国海近50 a SST变化趋势,根据计算得到的SST(海表温度)变化趋势重构SST,并以重构的SST作为模式底边界条件,通过定量分析水文要素的变化,研究台风"杰拉华"过程对重构SST的响应情况。数值试验结果表明:SST时间精度的提高对台风"杰拉华"的路径后报误差减小贡献较小,但台风强度精度有明显提高。在根据SST长期变化趋势改变SST条件后,海平面气压显著降低,海面10 m风速、潜热通量、波浪能密度明显加大,有较明显增幅。     

张扭性断裂带的生长过程与油气穿断运移评价--以珠江口盆地恩平凹陷为例

张扭性断裂带是珠江口盆地普遍发育的断裂类型,是沟通深部烃源岩与中浅部储层的关键,是油气运移、聚集分析的核心环节。以恩平凹陷E18雁列式断裂带为例,基于三维地震、测井和钻井地质数据,采用T-x图、T-z图及活动速率图方法,恢复E18断裂带的生长过程及分段特征,并依据岩性对接、泥岩涂抹、断层岩发育特征,评价油气穿断裂侧向运移的条件。结果表明,E18断裂带在裂陷期是单一断裂,裂后期表现为雁列形态,活动过程包含4个阶段,活动中心由西部转移至中部,大规模生排烃时期最大活动速率可达20m/Ma,形成2个良好的垂向疏导中心,分段特征明显;油气容易穿透E18断裂带珠海组和韩江组下段2套地层发生侧向运移,并且连接部位是最有利于油气穿断运移的部位。E18断裂带生长过程和油气穿断侧向运移的评价有助于认识E18a油田和E18f油田的成藏过程。     

不同方式的纳潮量计算比较——以胶州湾2006年秋季小潮为例

以胶州湾为例,分别通过纳潮量常用算法和走航ADCP直接测流资料计算了2006年秋季小湖期间3个不同潮对段的纳湖量.结果表明,根据纳潮量常用算法得到的纳潮量变化范围大干采用测流资料计算得到的纳潮量范围.在平均意义上,两种算法的平均值分别为6.303×108m3和6.480×108m3,仅相差O.177×108m3.这既验证了通过海流计算纳潮量的精确性,也体现了通过纳潮量算法计算纳潮量在平均意义上的有效性.     

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。     

悬沙组分对再悬浮过程响应的初步研究——以长江口南槽口门为例

根据2011年5月31日至6月3日在长江口南槽口门附近海域投放三角架观测系统获取的沉积动力观测数据以及现场采集的水样和底质样品,进行底部边界层参数、悬沙粒度及悬沙组分分析,以探讨研究区近底部边界层特征和沉积物再悬浮过程。结果表明,研究区海域的悬沙以粉砂组分为主,潮周期内近底部流速与相应层位的悬沙浓度变化呈正相关,存在显著的再悬浮作用。分析发现,随着水体中悬沙砂组分的增加,再悬浮通量随之显著增加;砂组分减小,则再悬浮通量亦减小。因此,悬沙砂组分是对再悬浮过程响应的敏感组分,在一定程度上可指示和"示踪"再悬浮效应。     

基于全球海洋模型GOCTM的海啸传播过程数值模拟——以2004印尼大海啸为例

文中利用在有限体积近海模型FVCOM基础上拓展开发的全球海洋模型GOCTM(Global Ocean Circulation and Tide Model)进行了海啸波传播过程模拟,GOCTM采用全球无结构三角形网格,避免了开边界条件引入带来的误差,利用德国AWI研究所提供的海啸源作为初始水位场,模拟了2004年12月26日苏门答腊-安达曼Mw 9.2地震引发的海啸传播过程。通过模拟结果与印度沿岸潮位站数据以及海啸发生过程观测到的卫星高度计数据进行了对比,发现模拟结果与观测值相近,相关系数最高达0.82,相关性较好。模拟的海啸波到达苏门答腊岛北部的时间与日本的TUNAMI 模型和德国AWI研究所的TsunAWI模型的模拟结果相符,时间相差不到30 min,证明GOCTM全球模型可以较好地对海啸传播过程进行模拟,结果令人满意,希望本工作可以为我国海啸预报和预警提供参考。     

基于C-D生产函数的海域使用权价格评估研究——以连云港市养殖用海为例

收益还原法作为海域评估行业的主要方法,其中纯收益是重要的参数之一,纯收益测算的合理与否直接影响海域使用权价格的准确性。文章以连云港市养殖用海类型的海域使用权价格评估为例,探讨利用生产函数模型来测算海域纯收益。研究发现:生产函数模型能够较好地拟合养殖总收益与海域生产各项要素投入的关系,反映出海域这一要素在生产过程中所做的贡献。研究结果表明:当前养殖用海海域利用效率偏低,海水养殖仍属于粗放型养殖;海域使用权价格受用海方式、养殖海产品种类等因素的影响较大。     

国产OBS的时间矫正方法——以2019年台湾海峡地壳结构海陆探测实验为例

时间服务系统对利用走时层析成像方法进行地下介质速度结构反演至关重要。海底地震仪(ocean bottom seismometer, OBS)工作期间由于没有GPS时间接入, 其时间误差(包括守时误差和授时误差)主要来源于内部石英晶振的准确程度, 受到外部环境变化以及开关机等因素影响。长期实践发现, 部分国产OBS在记录气枪信号以及天然地震信号时存在较大的时间偏差。本文对2019年福建及台湾海峡地壳结构海陆探测实验所获得的53台次国产OBS记录进行了时间服务系统矫正。其中, 针对OBS授时误差, 利用出海前不中断采集的一致性试验和运输船运输过程中产生的晃动互相关进行时间矫正; 针对守时误差, 采用计算实际采样频率与理论采样频率偏差进行矫正; 通过对比矫正前后OBS记录到的天然地震信号, 进行秒级别的检测。结果表明, 经过以上步骤矫正的OBS数据, 其时间记录的准确性得到了显著提高, 从而降低了震相识别、走时拾取的时间误差, 为标准化国产OBS数据采集作业流程提供了重要参考。     

波浪作用下淤泥质海滩剖面侵蚀过程的计算模式——以江苏北部淤泥质海岸为例

本文以江苏北部连云港—灌河口之间淤泥质海岸为研究对象,建立了在潮水位变动状态下淤泥质海滩剖面上破碎波浪冲蚀力的计算式,并根据海滩侵蚀过程中沉积物质构成的变化,提出了“蚀滩浪”的概念,以此建立了淤泥质海滩侵蚀演变模式,此模式揭示了淤泥质海滩侵蚀过程中剖面形态变化特征,较好地复演了连云港地区海岸的侵蚀演变过程。     

风暴过程中潮滩悬沙浓度和悬沙输运的变化及其动力机制——以长江三角洲南汇潮滩为例

悬沙浓度是淤泥质海岸重要的环境指标。为探讨潮滩悬沙浓度和悬沙输运对风暴事件的响应过程及其动力机制,于2014年9月"凤凰"台风过境前、中、后在长江三角洲南汇潮滩进行了现场观测,获得同步高分辨率的水深、波高、近底流速和浊度剖面时间序列(9个潮周期)。结果表明,风暴中平均和最大波高、波-流联合底床剪切应力、悬沙浓度和悬沙输运率可比平静天气高数倍;风暴期间高潮位低流速阶段悬沙沉降导致近底发育数十厘米厚的浮泥层(悬沙浓度大于10 g/L)。研究认为风暴事件中淤泥质海岸悬沙浓度和悬沙输运的剧烈变化其根本动力机制是风暴把巨大能量传递给近岸水体,进而显著增大波-流联合底床剪切应力,导致细颗粒泥沙再悬浮。     

基于210Pb与137Cs分布的近代沉积物定年方法——以巢湖、太白湖为例

对巢湖、太白湖沉积岩心中210Pb、137Cs活度进行了测试分析。结果表明,137Cs活度均低于20 Bq/kg,但具有明显的1963年蓄积峰;210Pbex活度随深度增加呈指数降低,指示了较为稳定的沉积特征。采用CIC、CRS模式计算得到的沉积岩心210Pb年代结果均偏离137Cs时标,反映了源自大气沉降的210Pb的流域输入以及湖泊水体中210Pb河流输出的共同影响。根据137Cs的1963年时标深度,把沉积岩心分为上下两段,依据210Pbex活度变化,分别采用不同公式进行沉积岩心年代计算。由此得到的巢湖与太白湖近百年来的沉积速率具有相似的变化规律,反映了长江中下游地区自然环境及人类活动对湖泊沉积记录影响的一致性。其中20世纪60年代初期,巢湖与太白湖主要入湖河流上游地区水库的建成投入使用,对入湖泥沙起到调蓄作用,使得沉积速率降低;20世纪70年代末期、80年代中期以来,巢湖与太白湖呈现较高的沉积速率,主要反映了流域农业发展等人类活动的影响;1991年与1999年洪水事件在沉积物中也有明显的表现。