无人水下智能海洋测绘装备的机遇与挑战

针对海洋测绘面临的问题,分析了无人时代海洋测绘技术的发展机遇,提出了无人水下智能海洋测绘的新模式,讨论了无人水下智能海洋测绘的技术体系和无人水下智能海洋测绘装备的关键技术,以及无人水下智能海洋测绘的装备产业链,展望了无人水下智能海洋测绘装备的发展趋势及应用前景。     

利用海水平均声速进行海洋分布式垂直缆姿态校正

垂直缆地震采集方法能够获得高信噪比、宽频带、宽方位角的地下结构的反射资料,进而实现目标区域的高精度成像。垂直缆姿态的准确获得是高质量地震资料解编的必要前提。利用初至采样点差值与震源激发采样点差值的相关匹配方法,得到共检波点道集。依据超短基线测得的位置参数,得到垂直缆的初始姿态模型,结合海水平均声速的估算值,校正垂直缆的姿态以及确定倾斜角度范围,为垂直缆地震数据的后续处理工作提供支持。     

p-y曲线对成层土体中大直径单桩的适用性研究

API规范推荐的p-y曲线是由均质土体得到的,并未考虑土层间相互作用,Georgiadis基于柔性桩提出了等效深度法修正p-y曲线,把均质土p-y曲线延伸到了成层土体中。为了研究p-y曲线和等效深度法对于大直径单桩在成层土体中的适用性,取4种典型地质条件:成层砂土、砂土-黏土-砂土、成层黏土和黏土-砂土-黏土,通过L-PILE软件计算了6 m直径单桩基础的p-y曲线、桩顶水平荷载-位移曲线、桩身位移和弯矩。并与ABAQUS建立的单桩基础三维有限元模型计算结果进行比较。结果表明等效深度法对于成层砂土影响不大;对于成层黏土影响较大;对于中间为软弱土层的成层土体,在荷载较大时影响显著,等效深度法计算结果更加接近FEM结果。在成层土体中,p-y曲线应用于大直径单桩对于砂土高估了初始刚度,低估了极限抗力;对于黏土则低估了初始刚度和极限抗力。     

近岸海域大型水母来源与迁移路径分析——以红沿河电厂海域为例

近岸海域水母暴发可导致滨海火/核电厂取水口堵塞,对电厂安全运行造成潜在威胁。寻找水母源地及其迁移路径是水母治理的基础。本文基于拉格朗日质点追踪方法(LTRANS)建立反向追踪模型,并结合水母生态学特性对2015年6—9月聚集在红沿河电厂海域的大型水母进行溯源,获得水母源地及迁移路径,可以为螅状体栖息地寻找和水母拦截打捞提供依据,对近岸海域水母灾害防治具有重要指导意义。溯源结果表明:(1)红沿河电厂及其邻近海域的水母可能来自多个不同源区,辽东湾西部、北部及电厂南北两侧等海域的水母均有可能迁移至电厂附近;(2)受水温和环流影响,6—9月期间到达电厂附近的水母主要源区及迁移路径不同,早期出现在电厂海域的水母很可能是局地产生的,而7—9月持续的高风险水母灾害则主要取决于渤海不同源区水母的物理聚集;(3)根据水母的主要迁移路径,建议在电厂取水口约15km的海域设置一条封闭监测断面,对水母进行实时监测;在距离取水口约30km的外侧海域设置一条调查断面,于7月初至8月中旬,每5天进行一次定点拖网调查。此外,在距离电厂取水口15—20km的西南方向上,对水母进行拦截打捞可大大降低水母入侵风险。     

闽江河口区沉积物中的抗生素分布特征及生态风险评价

采用固相萃取和液相色谱串联质谱(HPLC-MS/MS)分析方法对闽江河口区域沉积物中8类54种抗生素的含量以及分布特征进行分析探讨,并利用熵值法对抗生素的生态风险进行评价。结果表明,闽江河口区域24个站点共检出6类(大环内酯类、磺胺类、喹诺酮类、氯霉素类、硝基咪唑类和苯并咪唑类)19种抗生素,总量范围在4.16~64.74 ng/g,平均值为17.35 ng/g;其中大环内酯类、喹诺酮类和硝基咪唑类抗生素检出频率达到100%。抗生素总量的空间分布情况呈闽江河口上游>北港>南港>河口下游的趋势,人口密集区生活污水和医疗废水排放是上游和北港沉积物大环内脂类和喹诺酮类抗生素含量较高的主要原因,而海水养殖过程中的直接投放可能是河口下游硝基咪唑类抗生素的主要来源;生态风险评价结果显示,大部分抗生素的生态风险值RQ<1,然而替米考星和甲硝唑在研究区域的RQ>1,具有一定的潜在风险,可能会对该区域生态环境产生负面效应。     

溢油乳化过程C波段微波散射特性实验研究

本文基于水槽溢油观测实验,研究溢油乳化过程中表面散射特性的变化。利用全极化C波段微波散射计和矢量网络分析仪等测量设备对易发生乳化反应沥青含量小于3%的原油（A型油）、油田中开采出的新鲜原油（B型油）和经过脱水去杂质处理的工业原油（C型油）进行观测。文中详细分析了在C波段微波下乳化油膜与平静水面的后向散射差异,以及油膜乳化过程对后向散射的影响,结果显示在低风速、无浪的条件下（最大波高低于3mm）,原油的乳化反应可通过表面粗糙度和自身介电常数的变化来调制雷达后向散射,并且这两种方式中表面粗糙度的影响占主导地位。对比B型和C型原油在乳化状态和未乳化状态下的表面后向散射,结果显示在各状态下B型油膜表面后向散射均大于C型油,且在VV、HH、HV/VH极化方式下两者后向散射平均差异分别为2.19 dB、2.63 dB、2.21 dB,在20%油膜含水率的乳化状态下差异较未乳化状态时小,平均差异分别为0.98 dB、1.49 dB、1.5 dB,结果表明不同类型油种间由于成分和油膜属性的不同会在一定程度上导致油膜表面粗糙度存在差异,影响油膜表面后向散射。     

震前卫星热红外环形应力场特征

本文包括两部分内容:①描述了1996年2月3日云南丽江Ms7.0级地震,震前几天的卫星热红外图像呈现圆形,它的NNW、NW、SN、及NE向的热旋扭面往S收敛。该地震地表破裂由一系列张扭性裂缝组成,呈左旋左列,水平位错不明显,垂直断距数厘米。垂直力对构造变动的作用较为明显;而丽江地震震源机制解破裂面II的走向NNE6o,倾向W,倾角44o,P轴方位为NNE3o、仰角75o,近于直立,综合热旋扭面展布、地震地表破裂特征及震源机制解,得出该旋扭椭圆为地幔外侧右旋上涌所造成;②菲律宾萨马岛Ms7.0～7.5强震群及青海共和Ms7.0地震前热应力环椭圆的推进路径。根据这一特征得出交变潮汐力的地球动力学解释。卫星热红外图像震前应力热场的方法是临震预测地震的有效方法,卫星热红外技术辅以震源机制解和地表破裂带力学分析是研究地球动力学有力工具。地球自转速度变化,交变潮汐力和地幔旋扭上涌力是地球动力学的主因。     

陕南勉略宁地区黑木林-硖口驿新元古代镁铁质岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征及其构造意义

对于扬子板块西北缘新元古代早—中期(835～720 Ma)岩浆岩形成的构造背景尚存在较大争议。本文对陕南勉略宁地区碧口微地块内黑木林-硖口驿SSZ型(俯冲带上盘型)蛇绿混杂岩中的辉长岩、辉长闪长岩和变安山质玄武岩分别进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、岩石学及岩石地球化学研究。研究结果表明,木瓜园辉长岩和变安山质玄武岩属岛弧拉斑玄武岩系列,稀土元素球粒陨石标准化配分曲线均呈右倾型,具有微弱的Eu负异常,微量元素原始地幔标准化图解显示其富集大离子亲石元素(LILE)和轻稀土元素(LREE)而亏损高场强元素(HFSE,如Nb、Ta等),与岛弧岩浆岩相似。黑木林、硖口驿辉长闪长岩属钙碱性系列。黑木林辉长闪长岩具与Bonin弧前玻安质岩石类似的地球化学特征,具较高的SiO₂含量(54.27%～56.79%)、MgO含量(11.10%～17.04%)和较低的TiO₂含量(0.08%～0.19%),富集大离子亲石元素Rb、Th、U和Pb,亏损高场强元素Nb、Ti,以及弱的Zr、Hf正异常等特征。硖口驿辉长闪长岩MgO含量较低(4.24%～8.9...     

利用ADCP测流数据建立河床DEM方法研究

ADCP(声学多普勒流速剖面仪)是一种利用声学多普勒原理测验水流速度剖面的仪器,它是近十几年才发展和应用于河流流量测验的新的流量测验方法。ADCP在流量测验过程中,能同时测出水深数据,但由于声束角的存在,其所测水深数据并不十分准确,通过导出数据、投影转换、坐标及高程求解等步骤,可以求得河床精确位置所对应的高程,从而建立河床的DEM,扩展其用途。精度检验结果表明,这种方法在实际应用中具有一定的可行性。     

准噶尔盆地西北缘扇体形成演化与扇体油气藏勘探

准噶尔盆地西北缘广泛发育二叠纪-侏罗纪冲积扇、水下扇、扇三角洲等砾质粗碎屑沉积,其形成演化严格受不同时期活动的同生断裂控制.二叠纪以乌尔禾组扇体最为发育,呈由盆缘向盆地方向逐渐增强的前展式推覆冲断及渐进式扇体迁移响应模式.三叠纪-侏罗纪以百口泉组、克拉玛依组扇体最为发育,呈由盆内向盆缘方向逐渐减弱的退覆式冲断活动及后退式扇体迁移响应模式.已知扇体油气藏主要富集于水下扇扇根及扇中、扇三角洲平原及前缘4个亚相带,及二叠系佳木河组、乌尔禾组、三叠系百口泉组、克拉玛依组、侏罗系八道湾组、头屯河组6个层位.二叠-三叠纪扇体含油层多、规模大、储量丰度高,侏罗纪扇体反之.受断裂、不整合、岩相岩性、物性4种因素控制,扇体主要形成断块、地层不整合及构造岩性油气藏.断阶带及扇根-扇中相带主要发育构造(断块)油藏,为扇体与断层相配置的垂向运聚成藏模式;斜坡区及扇中-扇缘相带主要发育岩性油藏,为扇体与不整合相配置的侧向运聚成藏模式.西北缘扇体成藏条件好,探明程度总体较低,剩余资源潜力大,进而指出了七大有利勘探区块和方向.