河西内陆河径流对气候变化的响应及其流域适应性水资源管理研究

为探讨河西地区内陆河径流对气候变化的响应, 选取1955-2008年石羊河、黑河和疏勒河的河流流量资料进行计算和分析. 结果表明: 50多年来, 石羊河年径流总体呈明显下降趋势, 黑河呈略有增加趋势, 疏勒河呈明显增加趋势, 地域上呈现愈往西部的河流年径流量增加愈明显. 三大河流进入1990年代后有下降趋势, 进入21世纪均有明显增多趋势. 三大河流径流对气候变化有不同响应, 石羊河流域主要受季风气候影响, 气候变暖, 蒸发加剧, 水分散失量大, 是造成径流减少的主要原因;黑河和疏勒河流域主要受西风带环流影响, 径流增多的重要原因是气候变暖降水明显增多. 为减缓气候变化对流域水资源利用的不利影响, 在分析三大内陆河流量对气候变化响应特征的基础上, 提出了适应性水资源管理的建议. 建议应提高水资源利用效率;改变生产方式, 调整农业种植业结构与布局;加大祁连山自然保护区建设, 搞好水资源可持续利用;积极开发祁连山丰富的空中云水资源、哺育祁连山冰川等流域适应性水资源管理对策, 对流域进行综合治理与开发利用, 这些措施和对策将为流域水资源开发提供科学依据.     

海洋聚球藻对不同硝酸盐浓度的响应特征

近年来,由于陆源污染的加重以及近海环境治理的推进,中国近海海域营养盐浓度发生明显变化,导致浮游植物生物量及群落结构发生改变。作为一种广泛分布且丰度较高的微微型蓝藻,聚球藻在中国近海生态系统中发挥着重要的角色,但其对不同硝酸盐浓度的响应尚待研究。本文分别从渤海和黄海采集聚球藻富集样本,在不同硝酸盐浓度下进行半连续培养,通过测定生长曲线、色素含量、光合生理参数以及碳氮含量,研究聚球藻对硝酸盐浓度的响应特征。当硝酸盐浓度为0.1、1.0、10.0μmol·L^–1时,聚球藻培养体系可支持的生物量较小,光能转化效率较低;当硝酸盐浓度为100.0μmol·L^–1时,聚球藻细胞生长得到促进,其培养体系可支持的生物量约提高5倍,同时培养体系整体的光能转化效率达到最高,但单位细胞的捕光能力受到抑制,氮和磷的转化率提高。研究表明海洋聚球藻能够适应不同的硝酸盐浓度维持生长,在较高的硝酸盐浓度下,聚球藻生物量显著提高,但释放至胞外的碳氮未出现相应的当量增加。研究结果为营养盐胁迫条件下浮游生态系统的响应提供了原核微藻方面的实验依据。     

台湾岛附近海洋对0908号台风“莫拉克”的响应特征

在模拟2009年登陆我国东部沿海的台风"莫拉克"的基础上,利用AVHRR/AMSR和SODA再分析数据和模拟结果,初步评估了GRAPES-ECOM海-气耦合模式(上海台风研究所基于GRAPES-TCM区域台风模式和ECOM海洋模式开发而成)模拟台风期间海洋响应的能力,并分析了台风期间台湾岛周围海域的海温、上升流、中尺度冷涡等的变化特点。分析结果表明,GRAPES-ECOM耦合模式较好地模拟了表层海温对台风的响应,与深水海洋响应比较,揭示了近海对台风响应的一些新特征:(1)在台湾以东海域,台风活动改变了黑潮海域海水的垂直运动,诱导黑潮南部沿岸上升流,而北部先于台风存在的上升流减弱,导致不同水深海温的最大降温位置都出现在路径左侧,与深海偏向路径右侧不同;(2)位于台湾岛东北面的彭佳屿冷涡因其形成与大陆架和黑潮有关,当台风在台湾以东洋面活动时,冷涡位于台风右前方,黑潮表层海水辐合流向大陆架,冷涡中心温度上升,强度减弱,当台风转折北上,冷涡位于台风东南侧,表层海水辐散,加强底层冷水上涌,从而增强了该冷涡的强度;(3)台风不仅加深了台湾海峡的混合层深度,还使得海水的垂直热力结构改变,并使整层海温趋于一致。     

印尼热泉菌Bacillus sp. BI-3产琼胶酶的发酵条件优化

采用响应面法对1株高产琼胶酶的印度尼西亚热泉菌Bacillus sp. BI-3的发酵条件进行优化。首先以温度、pH、不同碳源、不同氮源、不同金属离子及接种量作为唯一变量进行单因素实验, 筛选出对酶活有显著影响的单因素取值范围; 参考单因素实验结果, 采用Plackett-Burman实验设计筛选出影响酶活主要因素, 再利用Box-Behnken设计及响应面分析法进行回归分析以确定最佳发酵条件。结果表明, D-甘露糖、氯化锶和氯化钙与酶活存在着显著的相关性, 通过求解回归方程得到Bacillus sp. BI-3的发酵条件系统优化的结果为: 酵母粉0.3%、D-甘露糖0.66%、蛋白胨0.6%、氯化钙7.21mmol/L、氯化锶6.00mmol/L、氯化钠添加量6‰、培养温度为55℃、接种量1%、初始pH 6.0, 优化后发酵上清液的酶活达到6.0U/mL, 比优化前提高了2.4倍。     

内孤立波作用下Spar平台动力响应特性

以三类内孤立波理论(Kd V、e Kd V和MCC)的适用性条件为依据,采用Morison和傅汝德-克雷洛夫公式分别计算Spar平台内孤立波水平力和垂向力,结合时域有限位移运动方程,建立了有限深两层流体中内孤立波与带分段式系泊索Spar平台相互作用的理论模型。以东沙群岛某海域实测内孤立波为对象,数值分析了在内孤立波作用下某经典式Spar平台的内孤立波动态载荷、运动响应及其系泊张力的变化特性。研究表明,内孤立波不仅会对Spar平台产生突发性冲击载荷,使其产生大幅度水平漂移运动,而且还会使其系泊张力显著增大。因此,在Spar平台等深海平台的设计应用中,内孤立波的影响不可忽视。     

随机波浪作用下座床式大直径薄壁圆筒防波堤的动力分析空间模型

随机波浪作用下座床式大直径薄壁圆筒防波堤的动力运动过程分为:摇摆、摇摆—小滑移运动和摇摆—大滑移运动三种运动模态,引入了控制侧向滑移的阻滑板—弹簧—阻尼器运动模型,建立了相应的动力分析空间模型。在大型有限元软件ANSYS中利用参数化设计语言APDL进行二次开发实现其空间模型,并把此空间模型计算结果与文献[1]中建立的平面模型计算结果比较,获得了一些有价值的结论,表明了本模型和方法对随机波浪荷载作用下大直径薄壁圆筒防波堤动力响应的数值模拟的可行性和有效性。     

Seismic Response Control of Offshore Platform Structures with Shape Memory Alloy Dampers

In this study, the seismic response control of offshore platform structures with Shape Memory Alloy (SMA) dampers is investigated. A new SMA damper and its restoring force medel are introduced for the calculation of seismic response reduction. Based on an actual platform structure and its mechanical medel, the parameters which may affect the rate of shock absorption are analyzed, such as the number, position and characteristics of the SMA dampers and the condition of the site where the platform is located. The results show that the SMA damper is an effective control device for offshore platforms and satisfactory control can be achieved by proper selection of the parameters.     

高等级海况条件下移动式海上基地动力响应分析

针对半潜式超大型浮式结构中典型的移动式海上基地(Mobile Offshore Base,MOB)在高等级海况下的动力响应问题展开研究。在MOB结构"刚性模块-柔性连接构件(Rigid Modules and Flexible Connectors,RMFC)"模型的前提下,根据动力学基本原理,经理论推导并计算得到MOB分别在6、7、8级海况的随机波激励下,其上各模块的动力响应位移结果。详细分析了MOB结构同一模块在不同海况条件下的动力响应位移随浪向角及连接构件刚度的变化规律。研究成果可为半潜式超大型浮式结构动力响应研究及结构优化设计提供一定的技术支撑。     

响应面法优化南极菌Psychrobacter sp.B-3的发酵产糖条件

为对南极菌Psychrobacter sp.B-3产胞外糖的发酵条件进行优化,以温度、pH、不同碳源、不同氮源、不同金属离子及海水配比作为唯一变量进行单因素实验,筛选出对产糖有显著影响的单因素取值范围;在此基础上,利用Plackett-Burman实验设计筛选出影响产多糖的3个主要因素,即酵母粉、陈海水配比和装液量.然后通过Box-Behnken实验设计及响应面分析法进行回归分析,得出了南极菌Psychrobacter sp.B-3发酵条件系统优化的结果为:酵母粉1.1 g/L,陈海水与自来水的配比为2:1,装液量为50％,蛋白胨6.0 g/L,接种量1.5％,培养时间64 h,BaCl20.03 g/L,温度10℃,转速150 r/min,pH为7.0.优化后发酵液中的糖含量由优化前的444 μg/mL提高到624 μg/mL,相比初始糖产量提高了40％.结果表明,响应面法可显著优化南极菌Psychrobacter sp.B-3液体发酵产胞外糖的条件.