大河三角洲河口海岸演化机理模型研究:(II)模型构建与实证

本文以z坐标下的三维斜压海洋动力学数值模式为基本模式原型,在整理渤海基本数据并诊断计算风生环流和热盐环流作为背景环流场基础上,初步建立了渤海海域动力环境数值模式。模式采用了经校正的Bagnold型方程来计算渤海底移质沉积物输运,悬移质计算则是取二维深度平均悬移质输运方程和河床变形方程,计算含沙量分布以及由悬移物引起的冲淤厚度。利用这种方法建立的沉积物输运模式,定量模拟了渤海沿岸和海底的沉积物输运方向和冲淤分布。模拟结果与通过多年实测水深估算获得的渤海海底沉积物的冲淤变化分布相比较,两者之间在基本结论上是比较一致的     

黄河入海泥沙在渤海中悬移输送季节变化的数值研究

利用实际的风场和地形等条件,基于一个浪流耦合模型提供的动力场驱动一个悬沙输送模型,研究黄河入海泥沙在渤海中悬浮输运的季节变化特征.通过数值计算发现,69%的黄河入海泥沙最终滞留在滨海区,输往外海的泥沙占入海泥沙总量的31%,尚有4%的泥沙通过渤海海峡输往北黄海.因此,黄河口附近的悬沙含量非常高(≥1kg/m3),且其季节变化主要受到入海水沙通量多寡的影响,丰水丰沙的夏秋季最高.除黄河口外,渤海其他海域海水中悬浮体含量的平面分布具有明显的地区性和季节性,其基本趋势是悬浮体含量随离岸距离的增加而减少,且其季节变化主要受风场时变控制.数值计算得到的悬沙输运年平均结构显示:黄河入海泥沙部分输向渤海湾南岸;而大部分泥沙向东南输向莱州湾,大量泥沙并不在此沉积,继而向东北方向输运,莱州湾只是一个向外输沙的通道.泥沙输运通量的结构与海底冲淤之间有良好的对应关系,最具典型代表性的是黄河口南北两侧涡状通量以及与之对应的泥质沉积区.     

1961~2010年辽河三角洲参考蒸散发变化特征及主导因子分析

基于FAO Penman-Monteith公式计算了辽河三角洲区域19个气象站1961~2010年逐日参考蒸散发（ET0）对平均气温、风速、相对湿度和太阳辐射的敏感系数,结合各气象因子的多年变化定量分析参考蒸散发变化的原因。结果表明：气温对ET0变化为正贡献,风速、相对湿度和太阳辐射为负贡献;综合考虑敏感性分析和趋势分析的结果,滨海干湿过渡区气象因子对参考蒸散发变化的贡献由大到小依次是风速、平均气温、太阳辐射和相对湿度;半湿润亚区由大到小依次是风速、平均气温、相对湿度和太阳辐射;半干旱亚区由大到小依次是平均气温、太阳辐射、风速和相对湿度。     

黄河入海泥沙输运及沉积过程的数值模拟

以利津站代表的黄河入海径流和泥沙数据驱动ECOMSED模型,对黄河入海泥沙悬移输运过程的逐月时空变化、输送通量以及海底沉积效应进行了数值模拟实验。分析结果表明,在忽略再悬浮作用条件下,黄河入海泥沙的输运扩散过程具有明显的季节变化规律,且这种变化具有年际相似性。黄河泥沙入渤海后总体朝向辽东湾西侧海岸扩散,而主要沉降区域是黄河口附近,且随着距离的增大,沉积通量迅速降低。模拟沉积速率一般在0.5~0.1 mm/年左右,与实际调查结果非常接近。海底地形等高线向渤海海盆西部、渤海湾南部,以及渤海海峡方向突出,也反映了泥沙通量的输送方向。从黄河入海泥沙悬移扩散过程的季节变化特征及其海底沉积效应来看,渤海海域泥沙悬移输运过程受潮汐动力、余流和和底层流场等因子的制约。除了黄河河口地区以外,各月悬浮泥沙高浓度区基本一致,集中分布在潮流能量最强的海域,潮流水平动能的大小与悬沙浓度大小分布基本一致。泥沙悬移输运方向与模拟获得的渤海三维风驱-潮致Lagrange余流的方向具有明显的相关关系,泥沙扩散的方向和强度明显受余流方向和强度的控制。     

广东沿海地区风暴潮易损性评估

从系统学角度出发,对广东省沿海地区(阳江-汕尾岸段)风暴潮灾害易损性因子进行综合分析,提出从社会经济、土地利用、生态环境、滨海构造物和承灾能力5个方面对风暴潮承灾体进行易损性评估,建立广东省沿海地区风暴潮易损性评价指标体系.依托国际通用的海岸易损性评估模式并对其进行改进,建立与广东省沿海地区相适应的风暴潮易损性评价模型...     

不同流路时期黄河三角洲沿岸余流场的数值对比研究——以北岸钓口河和东岸清水沟流路初期为例

黄河入海流路改道变迁频繁,有关不同流路时期沿岸余流场变化的认识将为理解入海泥沙输送特征的变动和沿岸泥沙动态提供重要的水动力基础,通过数值对比实验,以分处黄河三角洲北、东两岸的钓口和清水沟流路为例,对比研究了两个流路基本稳定后的初期黄河三角洲沿岸余流场结构及其流速的变化.结果表明,虽然两个不同流路时期沿岸流系的总体趋势存...     

对硼作为相标志的异议

近几年来,人们对沉积环境的研究正趋深入。确定沉积相的方法越来越多,尤以地球化学参数颇受注目。为了能用定量的方法确定海相及陆相,地质工作者多视微量元素硼(B)为珍宝,即沉积岩中硼含量>100ppm 为海相,<100ppm为陆相,这样似乎顺理成章。然而、硼作为相分析标志真的那么灵验吗?笔者经过参阅国内外的有关文献,通过野外实际工作及室内大量资料的研究,认为硼可以作为分析古盐度的一种方法,但若作为确定沉积环境的主要标志,不一定具有普遍意义。本文试图就这个问题提出一些异议,以引起广大地质工作者的注意。     

采用“灌浆断源施工法”根治公路隧道冻害

针对北方高寒地区隧道施工所普遍面临的久治无效的冻融循环问题,根据多年地下工程现场施工的经验,提出了采用“灌浆断源施工法“予以治理,并在老人岭隧道进行了工程实践,取得了良好的根治效果,具有广泛的推广应用价值。     

辽河三角洲不同干湿气候区参考蒸散发敏感因子时空变化

根据辽河三角洲19个气象台站1961~2010年气象观测资料,采用Penman-Monteith参考蒸散发计算方法,分析辽河三角洲半湿润区、半干旱区以及滨海干湿过渡区3个气候亚区参考蒸散发对平均气温、风速、相对湿度和太阳辐射的敏感性及其时空分异。结果表明:在半干旱区,敏感系数由大到小依次是相对湿度、风速、太阳辐射和平均气温;在半湿润区和滨海干湿过渡区,敏感系数由大到小依次是相对湿度、太阳辐射、平均气温和风速。不同气候亚区参考蒸散发对气象因子的敏感系数具有较大的差异和变化趋势。     

基于EEMD及BP神经网络的区域海平面多尺度预测研究

基于时间序列的统计预测模型是现阶段海平面高度预测的主要手段之一,然而海平面变化机理复杂,传统方法对于非平稳非线性的时间序列预测存在较大局限性,预测精度有待进一步提高.本文基于闸坡站长时间(1959～2011年)月均验潮序列,结合集合经验模态分析(Ensemble Empirical Mode Decomposition,简称EEMD)与BP(Back Propagation)神经网络方法,提出一种改进的区域海平面变化趋势预测方法——EEMD-BP建模.本研究首先利用EEMD方法对原始序列进行分解,根据验潮序列中隐含的各个信号的不同频谱特征生成多个本征模函数(Intrinsic Mode Function,简称IMF),达到将时间序列平稳化,提高信噪比的效果.然后由各IMF作为BP神经网络的输入因子,分别预测各IMF的未来变化趋势,最后将输出结果重建得到原始序列的预测值.结果显示,EEMD能有效提取序列中隐含的多时间尺度信号,神经网络能较好地预测海平面未来变化趋势,相对于直接使用BP神经网络进行海平面变化时间序列预测(R=0.76,RMSE=36.74mm,ME=-3.46),EEMD-BP建模预测精度有显著提高(R=0.89,RMSE=28.16mm,ME=2.31).说明EEMD-BP建模首先对非平稳非线性时间序列进行平稳化、降噪等处理,再分别对分解后序列进行预测,有利于提高预测精度.该方法为相关区域海平面变化趋势预测研究提供现实参考意义.