基于图像测速的波浪破碎两相速度场测量方案探讨

针对波浪破碎试验中气泡区速度与水体速度无法同时测量的难题,基于实验室条件,搭建了粒子图像测速（PIV）和气泡图像测速（BIV）系统,采用声学多普勒测速仪（ADV）对PIV测量精度和不同场景下BIV测量精度进行了细致的验证,并设计多种试验方案以期实现BIV与PIV的同步耦合测量。试验结果表明,7W激光+后置灯的优化照明方案,其耦合测量的气泡区速度代表参数与标准BIV照明方案的结果误差小于5%,且耦合测量的气泡区下方水质点的速度曲线与标准PIV测量结果吻合,表明该改进方案满足PIV与BIV耦合测量的条件。本文实现的PIV与BIV耦合测量有利于优化测量和分析工作,减小破碎波浪重复生成的影响,有利于提高测量精度,为大范围波浪破碎速度场的快速测量提供了新的方案。     

结合速度障碍法的无人艇编队控制策略研究

在实际的工程运用中,领航者–跟随者算法无法解决无人艇在编队形成过程中的相互碰撞问题,往往需要提前确定编队初始状态,避免编队无人艇之间的相互碰撞。针对该缺陷,将速度障碍法引入领航者–跟随者算法,并将威胁评价引入速度障碍法中,以解决无人艇在编队过程中的相互碰撞问题。建立了无人艇的运动仿真平台,并对提出的无人艇编队控制策略进行了仿真试验。试验表明：该算法提高了编队控制的稳定性,降低了编队形成过程中的碰撞风险。     

南海中沙群岛海域温盐结构时空变化特征及其控制因素

南海中沙群岛海域夏秋季水团实测温盐深数据统计分析结果表明,研究区海水表层温度为30.0～31.2?℃,最高温度位于中沙海台区域;表层盐度为33.6～34.1?PSU,最高盐度分布在西北部东岛海域附近;底层温度1～25?℃,盐度34.1～35.2?PSU,最高盐度分布在工区东南角.总体上,研究区水团温盐结构表现为表层高温...     

北康-曾母盆地中中新世以来层序地层样式特征探讨

开展地震资料解释,分析上超、下超、顶超等地震反射终止关系、不整合面以及沉积趋势,识别出北康-曾母盆地中中新世以来14个三级层序界面。在层序界面内部,通过层序地层内幕结构刻画和原形剖面恢复,并结合地层堆砌方式,在北康-曾母盆地中中新世以来的层序地层内,划分了海进、高位正常海退、强制海退和低位正常海退4种成因单元。通过进一步研究该4种成因单元内地层结构和相分布关系,提出北康-曾母盆地中中新世以来的3种层序地层样式,即陆架边缘富砂型三角洲进积楔、退积型生物礁和陆架边缘富砂-富泥型退积楔,其中,沉积物源供应量充足且可容空间减小时,发育富砂的三角洲进积楔,陆架边缘-斜坡-盆地区域发育含砂深水扇;而可容空间增量远大于沉积物供应量时,发育退积型生物礁和富砂-富泥退积楔,斜坡-盆地区域含砂深水扇欠发育。     

海洋无人观测装备发展与应用思考

海洋无人自主观测装备作为海洋观探测的一种不可替代的高科技先进装备和新兴装备,是海洋观探测装备摇篮中的新生命、新领域的开拓者。基于海洋无人观测装备提高海洋移动观测能力是未来构建立体、连续、实时水下观测网络的重要技术手段,将会对未来海洋观探测的方式产生深远影响。基于国内外海洋无人观测装备发展与应用现状分析,对我国海洋无人观测装备发展的主要问题和差距进行了思考,并对海洋无人观测装备未来的发展应用进行了展望。     

基于改进领航者法的多AUV队形控制方法研究

针对多自主水下机器人(多 AUV)编队问题,提出了一种基于改进跟随领航者法的编队控制方法,通过仿真实验和湖上试验进行了验证。将对跟随者的航向和速度控制简化成单一的速度控制,并采用多级精准速度调控方法进行编队控制。然后,通过仿真实验对该方法进行初步验证,并确定关键控制参数。最后,建立一套队形评价指标,通过外场试验验证该方法有效性。试验结果表明：该编队控制方法在控制的快速性、准确性和稳定性等方面均表现很好。     

广西北海半岛夏季营养盐及水质状况分析

近年北部湾藻华灾害频发,为了解与藻华暴发密切相关的营养盐及水质状况,2020年8月作者对北部湾北海半岛铁山港、营盘、涠洲岛、斜阳岛及涠洲岛西部远岸海域共21个站位采集表层海水,分析营养盐含量和结构特征,并利用富营养化指数和有机污染指数对该海域水质进行等级划分与评价。结果表明:北海半岛海域DIN、PO₄-P和SiO₃-Si均值分别为0.210、0.021和0.270 mg/L。其中,铁山港营养盐由港内至港外呈递减趋势,营盘海域由近岸至远岸, DIN和SiO₃-Si含量先递减再增加, PO₄-P则表现为递增,涠洲岛海域及远岸各站位营养盐分布无明显特征。北海半岛海域N/P、Si/N和Si/P均值分别为11.8、1.7和14.6,显示47.6%海域为潜在N限制,而潜在P限制和Si限制海域均为9.5%;叶绿素a仅与COD显著相关,相关系数为0.475。调查海域富营养化指数均值1.82,以铁山港港内富营养化程度最高,由港内严重富营养至港外贫营养递减,营盘近岸7号站位中度富营养,其余76.2%调查站位仍处于贫营养...     

黄河口近岸海域鱼卵、仔稚鱼种类组成及群落结构特征

为了解调水调沙期间黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼群落结构的动态变化,作者分别于2011年和2018年黄河调水调沙期间（6月—7月）,利用大型浮游生物网对该海域的鱼卵、仔稚鱼进行表层水平拖网调查。结果表明：2011年3个航次共采集鱼卵1 280粒,仔稚鱼5 973尾,隶属于7目11科13属;2018年3个航次共采集鱼卵4 104粒,仔稚鱼237尾,隶属于7目11科13属。优势种以斑鰶（Konosirus punctatus）、鳀（Engraulis japonicus）和赤鼻棱鳀（Thryssa kammalensis）等短生命周期、低营养层级的小型中上层鱼类为主。靠近黄河入海口处站位的鱼卵、仔稚鱼密度相对较高,鱼卵、仔稚鱼分布范围向黄河入海口门处集中。鱼卵、仔稚鱼的多样性指数在调水调沙过程中出现波动,过后又恢复至调水调沙前水平。环境因子Pearson相关性分析表明,鱼卵数量与环境因子间无显著相关性（P0.05）,仔稚鱼数量与叶绿素a的含量呈极显著正相关（R=0.870,P<0.01）。两个年度调查结果对比发现,总体来说调查期间黄河口及邻近海域鱼卵、仔稚鱼种类数变化不大,在适温类型组成上均以暖温种为主;2018年鱼卵、仔稚鱼采集数量均小于2011年,但是鱼卵、仔稚鱼的均匀度指数（J’）和多样性指数（H’）均大于2011年,除6月上旬航次外,其他两个航次丰富度指数（D）也均大于2011年。本研究补充了黄河口及邻近海域鱼类早期补充资源的基础数据,旨为黄河口邻近海域及渤海的渔业资源评估和养护提供依据。     

清洗频率对固定床生物滤器水处理性能的影响

本实验基于一种新型的具有自洁功能的固定床生物滤器, 研究了不同的清洗频率: 0.5次/d (S1)、1次/d(S2)和2次/d(S3)对生物滤器的硝化性能、截污能力和硝酸盐氮积累的影响。研究表明: 清洗频率对生物滤器去除氨氮(NH₄⁺-N)没有显著影响(P > 0.05); 在第6~9 d对生物滤器内亚硝酸盐氮(NO₂^–-N)的浓度有显著影响(P < 0.05), 第11 d后均无显著影响(P > 0.05); 在整个实验过程中, S3处理组与S1、S2处理组相比总固体悬浮物(TSS)去除分别提高53.52%和19.01%, 化学需氧量(COD_Mn)去除分别提高57.94%和27.01%, 差异性显著(P < 0.05); 在硝酸盐氮(NO₃^–-N)积累方面, S3处理组积累最少, 在整个实验过程期间与S1、S2处理组相比分别降低16.04%和23.01%, 差异性显著(P < 0.05)。总体来说, 高清洗频率对生物滤器的硝化性能无显著影响, 但能使生物滤器截留的TSS快速排出系统, 从而减少系统内的水处理负荷和硝酸盐氮积累, 有利于系统的长期稳定运行。     

气候变化对海洋鱼类群落结构的影响研究进展

全球气候变化影响着海洋生态系统的多个方面,而鱼类群落结构对气候变化的响应机制是探索海洋生态系统演变规律的关键点之一。本文结合国内外相关研究成果,概述了气候变化引起的温度、盐度、CO₂浓度、海平面高度、溶解氧以及海流等的改变对鱼类群落结构的影响,并以太平洋十年涛动(Pacific Decadal Oscillation,PDO)和厄尔尼诺−南方涛动(El Niño Southern Oscillation,ENSO)等典型气候现象为例,探讨了鱼类群落对典型气候现象的响应,讨论了需要解决的重点问题,以期为科学应对气候变化和制定海洋生物多样性保护策略提供依据。