高盐分海洋沉积物样品洗盐预处理方法的研究

选取不同沉积类型海洋沉积物通过3步洗盐法和连续洗盐法进行探索实验。结果表明,3步洗盐法不适用于海洋沉积物洗盐,原因在于第2步洗盐时上清液出现水溶胶,而胶体中元素在总沉积物中占一定比例。若弃去胶体,势必会对后续测定工作产生负误差。分析3步洗盐上清液中Na的质量分数,表明一步洗盐便可达到洗盐要求,且最佳浸泡洗盐时间为30h。     

日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)秋繁仔虾形态表型与抗流性能间的相关性

于水温(18.0±1.0)°C、盐度20、pH 8.1±0.2条件下,以水流为胁迫因子(时长1min),以日本囊对虾秋繁同生群仔虾[总长(7.643±0.639)mm]为实验对象,以溢水口(实验初始时刻仔虾放置处)为起点,按等距离间距法将自制的水流测定装置(总长1m)依次划分为A(0—25cm)、B(25—50cm)、C(50—75cm)、D(75—100cm)和E(100cm)等五个区段,在确认实验终了时刻分布于A区段内仔虾数量占实验仔虾总数5%的水流速度为0.823cm/s后,以此为实验流速,借助显微扫描像素测量技术和多元分析方法定量研究了A、B、C、D、E实验群体(依次为实验终止时刻分布于A、B、C、D、E区段内的仔虾)个体间形态比例性状间的差异。结果表明:(1)在所涉15项形态测量指标中,各实验群体间均无显著差异(P0.05)的形态性状共计8项,依次为X_4(眼径)、X_5(头胸甲长)、X_6(头胸甲高)、X_7(第一腹节长)、X_8(第二腹节长)、X_9(第三腹节长)、X_~(10)(第四腹节长)和X_14(腹节高);(2)在所涉17项形态比例指标中,实验群体间均无显著差异(P0.05)的形态比例性状共计7项,依次为C_2(额剑长/总长)、C_9(第五腹节长/总长)、C_(10)(尾节长/总长)、C_(11)(尾扇长/总长)、C_(15)(头胸甲高/头胸甲长)、C_(16)(腹节高/第一腹节长)和C_(17)(尾节高/尾节长);(3)经主成分分析,提取到的5个特征值均大于1的主成分,累计贡献率达80.795%,其中第1主成分39.561%,其载荷绝对值大于0.5的主要影响变量占形态比例性状总数的47.059%;(4)将A实验群体定义为水流胁迫处理选留群,B、C、D、E实验群体统归为水流胁迫处理淘汰群。采用逐步判别法,以判别贡献率较大的C_1(第一触角柄长/总长)、C3(眼径/总长)、C7(第三腹节长/总长)、C13(额剑长/头胸甲长)为自变量,所建的Fisher分类函数方程组可较清晰地区分淘汰群和选留群个体,其中选留群的判别准确率P_1、P_2分别为98%和84.85%,淘汰群的判别准确率P_1、P_2分别为82.25%和97.63%,两者综合判别准确率为90.12%。综上可知,借助形态表型分型可实现日本囊对虾仔虾不同抗流性能群体间的筛选。     

基于稳定同位素的东太平洋大青鲨(Prionace glauca)营养级研究

碳、氮稳定同位素为分析淡水和海洋生态系统的生物营养关系提供了有力手段,但在大洋鱼类中的应用还很少。本研究以热带东太平洋大青鲨(Prionace glauca)整节脊椎骨作为样品(叉长范围153—242cm),运用稳定同位素技术,分析大青鲨的δ~(13)C值和δ~(15)N值及其变化,比较不同基线生物的选择对营养级计算的影响。结果表明,大青鲨δ~(13)C范围为–15.76‰—–13.41‰,最大差值2.35‰;δ~(15)N范围为10.62‰—17.72‰,最大差值7.1‰;δ~(13)C值和δ~(15)N值随个体长度的变化不明显(可能原因是样品鱼均为较大个体),性别间的差异不显著,但不同基线生物的选择对营养级计算值的影响较大。本文研究表明,通过整节脊椎骨的稳定同位素测定来获得大青鲨的摄食特征信息是可行的。由于基线生物对营养级计算的影响问题难以在短期内解决,今后可将相对营养级或营养级的变化作为重点,研究人类活动(如捕捞)对大洋鱼类摄食和营养级的影响。     

2001年秋季风对坦帕湾盐度平衡的影响

利用三维高分辨率有限体积的近海海域模型FVCOM来分析2001年秋季期间风作用对坦帕湾区域盐度平衡的影响。为了区分风的影响,分别设计了两个实验：一个由潮汐和河流作为驱动,另一个由潮汐、河流以及风场共同驱动。结论如下：首先,风作用会使盐度产生变化,能够明显地使坦帕湾内的盐度增加,并导致水平和垂直方向上盐度梯度的减少;随后,本文分析了坦帕湾区域内的盐度平衡,主要的盐度平衡来自于全部（水平和垂直方向上）平流的盐度流量分歧以及除去海峡底部的垂直方向上盐度流量分歧;最后,对由风引起的盐度变化进一步进行分析,结果表明风作用不能改变盐度平衡地位的相对重要性,由风引起的盐度平衡改变高度依靠于特殊的地形,除此之外,全部平流盐度流量分歧和垂直散布盐度通量分歧能够抵消,并且两者都远大于水平散步盐度流量分歧。     

近岸波浪数值计算中两种动边界处理的比较

在近岸波浪数值计算中,动边界处理是不可避免的问题。文章基于Boussinesq方程的FUNWAVE-TVD模式,引入窄缝法对波浪水槽实验进行数值模拟,比较窄缝法和干湿网格法的波浪数值计算结果;设计多种周期和波高的波浪数值试验,分析两种动边界处理下数值计算结果的差异。结果表明,两种动边界处理对近岸波浪破碎的数值模拟有影响,对波浪漫滩区的计算影响尤为显著。     

饲料添加不同脂肪及蛋白质水平对日本沼虾(Macrobrachium nipponensis)生长性能、体成分及消化酶活力的影响

本实验以64d为限,设A1(34%),A2(38%),A3(42%)三个蛋白梯度水平和B1(5%),B2(8%),B3(11%)三个脂肪梯度水平,采用正交试验方法研究了饲料中不同脂肪及蛋白质水平对日本沼虾(Macrobrachium nipponensis)[平均体重(0.69±0.23)g]生长性能、体成分和消化酶活力的影响。结果表明,脂肪和蛋白质水平对日本沼虾成活率影响不显著(P0.05),脂肪水平对32d相对增重率和特定生长率影响显著(P0.05)。B3组的特定生长率和相对增重率均显著低于B1和B2组(P0.05)。全虾和肌肉的脂肪含量显著地受饲料脂肪水平的影响(P0.05)。饲料中蛋白质水平对全虾的干物质、蛋白质和灰分含量,以及肌肉中脂肪、蛋白质含量影响显著(P0.05)。饲料脂肪水平对肝胰脏中脂肪酶活力影响显著(P0.05),蛋白水平对肝胰脏中脂肪酶、蛋白酶和淀粉酶活力影响不显著(P0.05)。本文认为日本沼虾饲料脂肪水平应以5%—8%较为合适,蛋白质水平应在38%左右较为合适。     

曹妃甸近岸及周边海区碎屑矿物组成特征及其环境意义

为探讨曹妃甸近岸及周边海区沉积物碎屑矿物组成特征以及曹妃甸大规模围填海工程对其影响,作者对2013年10月采自曹妃甸及周边海区的表层沉积物样品采用轻重矿物分离的方法进行了鉴定。结果表明:大规模围填海工程在改变曹妃甸岸线形态的同时也改变了其冲淤环境,使得碎屑矿物组分在大规模围填海前后发生一定变化。研究区的沉积物整体以轻矿物为主,平均含量为97.83%,其中曹妃甸近岸平均含量为95.57%;重矿物平均含量为2.17%,其中曹妃甸近岸平均含量为4.43%。研究区的重矿物优势矿物主要有普通角闪石、绿帘石和自生黄铁矿,其中普通角闪石所占比例在曹妃甸近岸达到最高值(36.41%);轻矿物的优势矿物主要有石英、斜长石和风化碎屑,其中石英所占比例也在曹妃甸近岸达到最高值(62.72%)。研究发现,曹妃甸近岸沉积物碎屑矿物相对含量增加而重矿物基本不变,这在一定程度上揭示了大规模人工围填海工程对曹妃甸近岸及周边海区沉积环境的影响。     

全珊瑚骨料海水混凝土力学性能试验研究

为了探讨全珊瑚骨料海水混凝土的基本力学性能,并比较其与普通混凝土和轻集料混凝土的差异,通过实验系统测定了珊瑚混凝土的基本力学性能,建立了其轴心抗压强度(f_(c,m))、劈裂抗拉强度(f_(sp,m))、抗折强度(f_(t,m))与立方体抗压强度(f_(cu,m))之间的线性关系与计算公式。结果表明:在强度等级C20~C50的范围内,珊瑚混凝土的f_(c,m)和f_(sp,m)分别比普通混凝土的f_(c,m)和f_(sp,m)高出10%~48%和9%~33%,随着强度等级的提高,两种混凝土之间的差距在减小。珊瑚混凝土的f_(t,m)与普通混凝土的ft,m之间的差异规律与强度等级有关,较低强度等级的C30珊瑚混凝土ft,m比普通混凝土的f_(t,m)要高4%,而较高强度等级的C55珊瑚混凝土f_(t,m)比普通混凝土的f_(t,m)低13%。较高强度等级的C50珊瑚混凝土f_(c,m)、f_(sp,m)和f_(t,m)分别比页岩陶粒轻集料混凝土的f_(c,m)、f_(sp,m)和f_(t,m)低11%、0.9%和4%。     

Numerical Investigation of Submarine Hydrodynamics and Flow Field in Steady Turn

This paper presents numerical simulations of viscous flow past a submarine model in steady turn by solving the Reynolds-Averaged Navier?Stokes Equations (RANSE) for incompressible, steady flows. The rotating coordinate system was adopted to deal with the rotation problem. The Coriolis force and centrifugal force due to the computation in a body-fixed rotating frame of reference were treated explicitly and added to momentum equations as source terms. Furthermore, velocities of entrances were coded to give the correct magnitude and direction needed. Two turbulence closure models (TCMs), the RNG model with wall functions and curvature correction and the Shear Stress Transport (SST) model without the use of wall functions, but with curvature correction and low-Re correction were introduced, respectively. Take DARPA SUBOFF model as the test case, a series of drift angle varying between 0° and 16° at a Reynolds number of 6.53×106 undergoing rotating arm test simulations were conducted. The computed forces and moment as a function of drift angle during the steady turn are mostly in close agreement with available experimental data. Though the difference between the pressure coefficients around the hull form was observed, they always show the same trend. It was demonstrated that using sufficiently fine grids and advanced turbulence models will lead to accurate prediction of the flow field as well as the forces and moments on the hull.     

Hybrid N-order Lagrangian Interpolation Eulerian?Lagrangian Method for Salinity Calculation

The Eulerian?Lagrangian method (ELM) has been used by many ocean models as the solution of the advection equation, but the numerical error caused by interpolation imposes restriction on its accuracy. In the present study, hybrid N-order Lagrangian interpolation ELM (LiELM) is put forward in which the N-order Lagrangian interpolation is used at first, then the lower order Lagrangian interpolation is applied in the points where the interpolation results are abnormally higher or lower. The calculation results of a step-shaped salinity advection model are analyzed, which show that higher order (N=3?8) LiELM can reduce the mean numerical error of salinity calculation, but the numerical oscillation error is still significant. Even number order LiELM makes larger numerical oscillation error than its adjacent odd number order LiELM. Hybrid N-order LiELM can remove numerical oscillation, and it significantly reduces the mean numerical error when N is even and the current is in fixed direction, while it makes less effect on mean numerical error when N is odd or the current direction changes periodically. Hybrid odd number order LiELM makes less mean numerical error than its adjacent even number order LiELM when the current is in the fixed direction, while the mean numerical error decreases as N increases when the current direction changes periodically, so odd number of N may be better for application. Among various types of Hybrid N-order LiELM, the scheme reducing N-order directly to 1st-order may be the optimal for synthetic selection of accuracy and computational efficiency.