极端波浪条件下黏土质斜坡海床稳定性解析

海洋资源开发引起海底软黏土的结构性破坏,导致土体强度弱化,在百年一遇的极端波浪作用时极易发生斜坡海床的局部失稳甚至大范围海底滑坡,给海洋工程建设和正常运营带来严重影响。目前,主要采用极限平衡法评价这类海底斜坡,但该法只能给出近似解。基于极限分析上限方法,推导了极端波浪诱发的波压力对斜坡海床的做功功率,建立了外力功与内能耗散率平衡方程;利用最优化方法,结合数值积分和强度折减技术,求解了不同时刻的斜坡海床稳定性系数,并针对扰动后的斜坡海床开展了有限元解的对比验证。在此基础上,深入探讨了不同波浪参数(波长、波高和水深)和坡长小于一个波长等极端条件下的海底斜坡稳定性。     

中小型海水淡化装置及其能量回收技术的开发和应用

海水淡化是解决沿海地区淡水资源短缺问题的重要途径,目前我国适用于海岛、舰船和钻井平台等工况的中小型海水淡化装置及其能量回收技术还不完善。文章分别介绍手持式、自增压式和撬装式(船用、岛用和风光油储一体化)中小型海水淡化装置系列的技术特点,并按类别分别介绍装置关键技术即能量回收技术的工作原理,提出研发中小型海水淡化装置与能量回收一体机的系列化产品可有效降低能耗、促进技术进步和满足国内需求。     

黄海辐射沙洲沉积物地球化学特征及其环境意义

对黄海辐射沙洲烂沙洋水道区域的3个钻孔共81个沉积物样品进行了微量、常量元素分析和^14C测年分析．化学元素质量分数的变化与当时沉积环境的变化相对应。突发事件(如风暴潮)的发生不但在沉积物的岩性上有所体现,而且在微量元素质量分数的变化上也有很明显的体现。微量元素Zr可作为沉积能量变化的地化指示剂,潮汐通道北部的西太阳沙区域的沉积动力环境在4000a以前是较弱的。潮流通道的上段沉积物是来自水深较浅的区域,由于潮流和波浪的作用使其能够保持稳定的水深。     

天目山千亩田泥炭腐殖化度记录的中全新世气候变化

以14C测年为基础,构建了天目山千亩田地区泥炭沼泽剖面年龄-深度模式曲线,通过该区的腐殖化度与烧失量分析研究,发现两者呈现出很好的相关性,共同记录了该地区4 200 aBP以来的气候变化,可划分出3个主要阶段:早期(4 135±40~3 200 aBP)泥炭腐殖化度偏低,指示气候湿热;中期(3 200~630 aBP)泥炭腐殖化度偏高,指示气候温凉偏干;晚期(630 aBP以来),泥炭腐殖化度偏低,气候温凉湿润。     

南黄海中部全新世磁性铁质球粒富集层的发现和意义

国际上对于微玻璃陨石、磁性铁质球粒方面的研究取得了不少进展,包括研究其年代学、分布特征、矿物学特征、地球化学特征等[1~5].人们认为,形成这些微玻璃陨石、磁性铁质球粒的地质事件对生物灭绝、古气候、古环境演变有明显影响[3,6,7].     

黄河三角洲沿岸海浪风暴潮耦合作用漫堤风险评估研究

海浪、风暴潮是重要的海洋灾害因子,过去人们主要对这些灾害因子本身进行研究,而对它们作用的承灾体研究甚少。实际上,只有它们作用的承灾体遭到破坏,才产生海洋灾害。本研究的目的就是要针对海浪风暴潮漫堤灾害,提出漫堤灾害的风险评估标准及风险评估方法和程式,为沿海防灾减灾提供科学依据。针对黄河三角洲示范区,根据漫堤程度,提出了漫堤灾害风险等级标准,并基于建立的海浪和风暴潮潮汐数值模式及长期预测结果,提出了风险评估方法和程式步骤。对黄河三角洲近岸海域主要堤段进行了多年一遇和典型台风过程漫堤灾害的风险评估。得到的结果是:该区沿岸海堤在风暴潮水位下一般都不能发生水位漫堤现象,只有加上波浪作用时,才会出现海水漫堤;当发生五十年一遇的风暴潮、浪时,多数的海堤的风暴潮、浪漫堤灾害风险在3—4级,即有效波高的浪已爬上或接近爬到堤顶;9216和9711号台风所产生的风暴潮、浪灾害约为150—200年一遇的情况。从实际情况看,本研究中提出的漫堤风险评估标准、评估方法是可行的,评估结果为有效防减海浪风暴潮漫堤灾害造成的损失提供了参考。     

海南岛东南部潟湖台风事件沉积记录

研究海岸潟湖沉积记录可恢复器测记录之前和史前时期热带气旋活动的频率和强度信息。本文试图通过分析潟湖沉积揭示南海北部地区的古台风活动信息,以海南岛东南部两个潟湖的钻孔沉积物为研究对象,选取沉积物粒度、有机质和碳酸盐含量等参数建立台风事件的鉴别指标,同时借助²¹⁰Pb CRS计年模式确定了沉积物柱状样的沉积速率和年代序列,对海南岛东南部的古风暴活动进行了分析。结果显示,柱状岩心清晰地记录了海南省东南部过去350年期间的35次特大风暴潮事件。基于历史文献和沉积记录的风暴沉积事件恢复了近350年来的风暴活动历史,发现海南省东南部特大风暴事件频数与厄尔尼诺强度有显著关系,同时还可能受到太平洋涛动（PDO）、北大西洋涛动（NAO）和太阳黑子活动等多种气候因素的综合影响。本文研究表明,结合风暴沉积记录和历史文献资料可为恢复海岸带地区长时间尺度高分辨率的古风暴活动规律提供有效信息。     

基于CEL法的埋深海底管道受坠物撞击损伤分析

海底管道一旦受到坠物撞击损伤,会造成严重的环境污染及经济损失,为保证管道在运行期间的安全性,常对其进行埋深处理。对于有埋深的海底管道,坠物的撞击会造成管道上覆土体的大变形,在数值模拟中会导致网格畸变,甚至无法收敛。耦合欧拉-拉格朗日法(CEL法)可有效处理土体大变形问题,本文基于此方法建立了坠物-管道-土体有限元模型,分析了坠物撞击速度、质量、形状、海床土体性质(弹性模量、内摩擦角、黏聚力)、埋深对海底管道塑性变形的影响。结果表明,管道的凹痕深度随坠物撞击速度和质量的增加而增加;坠物与海床土体及管道接触面积越小,管道的凹痕深度越大;管道的埋置深度及海床土体的性质对吸收坠物的撞击能量有直接关系:海床土体的强度越高、埋深越大,管道所受到的损伤程度越小。分析结果可为管道的设计与防护工作提供科学依据,且与现行规范比较,本文方法更加经济、合理。     

FY-4A卫星海域云图图像增强融合方法研究

FY-4A卫星是我国目前最先进的气象卫星,为缓解光照对其可见光和红外云图影响,增强图像质量和显示细节,通过分析中央气象台发布的FY-4A卫星云图中可见光和红外云图资料,指出云图可见光和红外云图存在极强互补性的特征,提出一种基于灰度均值的自适应非线性Gamma图像增强融合方法。仿真实验结果指出利用本文方法得到的融合云图拥有显示云的更多细节和识别云层云类的特点。该方法有效性的验证,为21世纪海上丝绸之路气象预报保障提供了新的云图识别处理技术。     

离子色谱法测定海水中氯离子和硫酸根离子

氯离子和硫酸根离子是海水中重要的无机阴离子,在研究海洋生态变化、海洋循环作用过程与海洋全球气候变化等领域具有重要的指示意义。其测定方法较多,但缺少相应的测试方法。本文对测定海水中Cl^-,SO₄^2-的离子色谱方法进行了优化,选用IonPacAS14碳酸盐选择性离子色谱柱,以3.5 mmol/L Na₂CO₃+1 mmol/L NaHCO₃为流动相,可消除海水样品中碳酸盐及其他阴离子的干扰。该方法对Cl^-检出限为0.29 mg/L,线性相关系数r²=0.999 2,对SO₄^2-检出限为0.42 mg/L,线性相关系数r²=0.997 9。样品的加标回收率在95%~102%,Cl^-和SO₄^2-的相对标准偏差分别为1.92%和4.18%。该方法简便、迅速、灵敏、准确度高,可满足批量海水样品中Cl^-与SO₄^2-的准确测试。