空心块体水沙动力及泥沙淤积特性研究

空心块体具有良好的阻水和促淤功能,近年来被广泛用于生态修复工程。本文结合水槽试验及Flow-3D数值模拟,分析了开敞型和半封闭型空心块体的阻水效应和泥沙淤积特性。结果表明:空心块体的开孔率对内部水流流速、紊动强度起主导作用,开孔率较小的半开敞型空心块体减速、制紊效果更强;开敞型和半封闭型空心块体近底层悬沙浓度分别增大56%和75%,两者均有利于促进泥沙在块体内部淤积,近底层水流紊动越强,泥沙淤积形态差异越大;空心块体所营造的低流速、泥沙微淤、内外连通的水沙环境是大型底栖生物的生境需求,半封闭型空心块体内部的低紊动水流结构更有利于大型底栖生物的栖息、繁衍。     

基于近底原位观测的小尺度海底沙波地形小波分解

浅海海床发育着不同尺度的活动性砂体,在大型活动性砂体上常叠加发育着大量小尺度沙波(纹),分析这些小尺度沙波(纹)有助于揭示活动性砂体的成因机制。但它们的尺度较小,常规分析方法往往将其作为高频噪声滤除,难以对该尺度海底沙波(纹)进行分离量化研究。为了解决这个问题,本文设计并实现了一种基于小波分析的小尺度海底沙波地形分解方法,并以台湾浅滩典型区域的高精度近底原位观测数据为例,实现了小尺度海底沙波地形的分解和定量分析,分解出背景地形、小型沙波和沙波纹(波长小于0.6 m)3种地貌类型。本文提出的小尺度海底沙波地形分解量化方法,可广泛应用于浅海高活动性地貌发育演化和海底边界层沉积动力过程研究,对评估海洋工程的稳定性也具有一定的实用价值。     

Self-Weight Penetration Characteristics of the Suction Foundation with Different Diameters in Sand

During the self-weight penetration process of the suction foundation on the dense sand seabed, due to the shallow penetration depth, the excess seepage seawater from the outside to the inside of the foundation may cause the negative pressure penetration process failure. Increasing the self-weight penetration depth has become an important problem for the safe construction of the suction foundation. The new suction anchor foundation has been proposed, and the self-weight penetration characteristics of the traditional suction foundation and the new suction anchor foundation are studied and compared through laboratory experiments and analysis. For the above two foundation types, by considering five foundation diameters and two bottom shapes, 20 models are tested with the same penetration energy. The effects of different foundation diameters on the penetration depth, the soil plug characteristics, and the surrounding sand layer are studied. The results show that the penetration depth of the new suction foundation is smaller than that of the traditional suction foundation. With the same penetration energy, the penetration depth of the suction foundation becomes shallower as the diameter increases. The smaller the diameter of the suction foundation, the more likely it is to be fully plugged, and the smaller the height of the soil plug will be. In the stage of self-weight penetration, the impact cavity appears around the foundation, which may affect the stability of the suction foundation.

     

XX核电厂附近海域生态环境及潜在致灾生物研究

为了了解XX核电厂周边海域的生态环境状况,筛选潜在威胁核电厂冷源安全的致灾生物,分析影响致灾生物时空分布的主要环境因素,本研究于2018年进行了四个季节的生态调查。结果表明,研究海域浮游植物密度秋季最高,春季优势种为东海原甲藻,其他季节优势种为中肋骨条藻等硅藻。浮游动物密度夏季最高,以桡足类为主,春、夏季优势种还包括球型侧腕水母和薮枝螅水母。底栖动物的密度和生物量在秋季最高,优势种主要为豆形短眼蟹、长吻沙蚕和丝异须虫。浮游植物、浮游动物和底栖动物群落均在夏季最为稳定,群落多样性水平和物种丰度较高,且分布较为均匀。浮游植物群落的细胞丰度与悬浮物和磷酸盐的浓度正相关性最高。浮游动物的密度受温度和盐度的影响较大。底栖动物的群落分布主要受悬浮物和无机营养盐的浓度影响。本研究共筛选出17种威胁XX核电厂冷源安全的潜在致灾生物。海地瓜、棘刺锚参、海葵和球型侧腕水母的风险等级较高,其分布主要受温度和盐度的影响。后续工作中,XX核电厂应根据潜在致灾生物与环境因子的关系加强暴发机制研究、提升监测预警能力,并优化驱赶消杀技术和干扰体系,为核电厂冷源安全提供理论和技术保障。     

山东荣成天鹅湖沙坝水下岸坡地貌冲淤演变分析

山东荣成天鹅湖是一个典型的潟湖-沙坝系统。自20世纪80年代以来, 因受人类活动的影响, 天鹅湖环境系统发生了改变, 沙坝侵蚀后退严重。研究水下岸坡的冲淤对于认识潟湖-沙坝系统演变, 以及保护天鹅湖环境具有重要意义。本文以天鹅湖东侧沙坝水下岸坡为研究区域, 基于1960年至2014年的海图资料, 采用地理信息技术, 获得了天鹅湖东侧近岸海域多年水深数据, 进而分析了1960年以来天鹅湖东侧沙坝地区的等深线变化、冲淤变化以及固定剖面的地形变化。结果表明: 1960—1980年等深线整体向海推移, 而1980—2014年等深线向海推移趋势变缓, 1960—2014年潮汐通道口门处0m等深线向岸退缩了126.70m。天鹅湖水下岸坡在1960—1980年整体处于淤积的状态, 年淤积率为3.60cm∙a^-1; 1980—2014年侵蚀面积显著增大, 且呈现冲淤相间分布的特点, 年淤积率为0.79cm·a^-1。天鹅湖沙坝水下岸坡呈现上陡下缓的形态, 且潮汐通道口门北侧比南侧更易受到侵蚀。人类活动改变了天鹅湖的环境状态, 导致了天鹅湖水下岸坡的局部侵蚀后退。     

养殖贝类碳汇价格核算研究

养殖贝类是最有效的生物固碳方式之一,其碳汇功能作为海洋生态系统功能的一部分,兼具生态和经济属性,碳汇价格的核算可为海水贝类养殖产业补贴提供数据参考,提高碳汇养殖产业的生产积极性,对海洋GEP核算等提供一定借鉴。目前碳汇价格研究较为缺乏,碳汇价格受限于碳汇计量方法的不完善,因此文章基于碳储量变化原理,对养殖环境中的养殖贝类固碳基础公式进行改进,补充了附着贝类固碳与生物沉积物固碳两个计算参数,以此为切入点选取并改进海洋牧场碳汇定价方法,以东方云溪海洋牧场作为研究区进行案例计算,结果为：海湾扇贝、栉孔扇贝与褶牡蛎的碳汇价格分别为165元/t、185元/t和272元/t;使用改进后的碳汇计量方法得到的养殖贝类单位个体固碳量较高,其中生物沉积固碳对提高单位个体固碳量的作用最为突出,约占贝类自身固碳的91%,主要与养殖海域的水文条件有关;较高的固碳量形成了较低的碳汇价格,固碳量与成本收益因素共同影响养殖贝类的碳汇价格;长远来看,碳汇价格会随着固碳计量的愈加完善而降低。     

基于 LandSat影像的近30年湛江东北海岸线变迁分析

利用1958—2020年实测地形数据与长江入海水沙数据,分析长江口南支最大的涨潮槽———新桥水道动力地貌变化及其 驱 动 机 制。结 果 表 明:新 桥 水 道 在 1958—2020 年 间 的 地 貌 演 变 可 以 分 为 3 个 阶 段:第 一 阶 段(1958—1997年)新桥水道受控于径流、潮流的耦合作用而经历“冲刷-淤积”的周期性变化,其中河槽主要展现上、下游迁移及河槽收缩交替等特征;第二阶段(1997—2003年)因1998和1999年大洪水造成新桥水道冲刷,新桥水道河槽向上游拓展延伸,河道拓宽明显;第三阶段(2003—2020年)则受人类活动干预和扁担沙北移及径流、潮流耦合作用,新桥水道向下游迁移束窄,并逐渐形成以河道上段为淤积中心的地貌演化格局。此外,随着东风西沙水库构建,拦蓄了部分应进入新桥水道的水体,致使河槽上段落潮动力减弱而加剧河槽淤积,导致新桥水道进一步淤浅。     

面向治理的地理学发展刍议

“四个面向”（面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康）已成为新时代中国科学发展的指针。治理是一个反映“四个面向”的国际前沿研究领域,也是地理学和其他学科研究的焦点。围绕地理学如何应对治理这一关键问题,基于人地耦合的理念,系统梳理国内外地理学进行治理研究的轨迹与特点,从价值、思想、方法、技术4个维度发掘面向治理的地理学发展路径,紧密联系地理学发展动态及治理现代化的实践,从基础研究、平台建设、人才培育3个方面提出发展策略。提升中国地理学在国际治理研究中的影响力,促进地理学与其他学科的交叉融合,将自然与人文有机结合的理念应用于社会治理,增进居民福祉,并服务国家战略和区域可持续发展。     

Multi-scale coupling analysis of urbanization and ecosystem services supply-demand budget in the Beijing-Tianjin-Hebei region,China

Journal of Geographical Sciences - Rapid economic development and human activities have severely affected ecosystem function. Analysis of the spatial distribution of areas of rapid urbanization is...