墨西哥湾“深水地平线”溢油事故处理研究进展

2010年4月20日美国墨西哥湾"深水地平线"石油钻井平台发生爆炸,并引发大火,致使大量的原油(~500万桶)在深海(~1 500m)泄露,这场灾难造成了巨大的环境和经济损失,也对石油开采业的发展产生了负面影响。文中综述了此次事故溢出石油的总量,泄露速率以及测量相关数据中所涉及的技术及方法,对进一步研究溢油转移的趋势和转化过程具有指导意义。喷洒了6.6×106 L的消油剂,消油剂可以促使溢油的快速分散,同时也会给海洋生态系统造成一定的影响。该事故对墨西哥湾的植被和海洋生物有不同程度的影响,如沼泽植被、海水中的浮游动/植物、鱼类、贝类、珊瑚虫、迁徙鸟类,甚至是墨西哥湾大型底栖生物。此次溢油事故涉及各种不同的环境情况,为研究石油烃降解菌在溢油转移和降解过程中种群和群落的变化提供了一个独特的机会,消油剂处理过的溢油转化机理以及微生物降解过程中生物表面活性剂的产生与生物标志物以及微生物菌落的变化之间的关系,仍需要进一步的深入研究和探讨。     

海浪对水下垂直运动航行体出水姿态的影响分析

水下弹道是潜艇垂直发射导弹特有的一段弹道,导弹在航行过程中受到表层海水自然流动的影响,运动姿态发生复杂变化,其中,以海浪的影响最为明显。根据二维线性波理论在发射坐标系下建立了波浪模型,通过莫里森方程分析了海浪对水下垂直运动导弹的作用形式,建立了导弹水中运动数学模型,借助有限元思想,在Matlab/Simulink环境下仿真分析了不同航向和浪级下导弹水中运动姿态的变化规律,结论可为研究潜射导弹水中弹道提供参考和依据。     

冰激直立腿海洋平台疲劳寿命分析

由于渤海特殊环境条件与油藏分布决定了该海域导管架油气平台属于典型的柔性抗冰结构。多年现场观测发现,该类结构存在显著的冰激振动现象。冰振不仅能激起较大的甲板加速度响应,还会引起明显的导管架管节点交变应力。在结构设计与安全保障中进行疲劳分析及寿命估计是必要的。对于直立腿抗冰结构,精确的冰激疲劳寿命计算方法还不成熟。基于多年的现场监测,首先分析了冰与直立腿抗冰结构相互作用过程;其次,提出了冰激直立腿平台的疲劳寿命分析流程;最后,选取渤海某典型直立腿平台,利用ANSYS数值模拟,对比了稳态冰力和随机冰力下结构的疲劳损伤,进而计算出疲劳寿命。本研究为寒区柔性结构抗冰设计与安全保障提供了理论基础。     

Nonlinear Dynamic Behaviors of A Floating Structure in Focused Waves

Floating structures are commonly seen in coastal and offshore engineering. They are often subjected to extreme waves and, therefore, their nonlinear dynamic behaviors are of great concern. In this paper, an in-house CFD code is developed to investigate the accurate prediction of nonlinear dynamic behaviors of a two-dimensional (2-D) box-shaped floating structure in focused waves. Computations are performed by an enhanced Constrained Interpolation Profile (CIP)-based Cartesian grid model, in which a more accurate VOF (Volume of Fluid) method, the THINC/SW scheme (THINC: tangent of hyperbola for interface capturing; SW: Slope Weighting), is used for interface capturing. A focusing wave theory is used for the focused wave generation. The wave component of constant steepness is chosen. Comparisons between predictions and physical measurements show good agreement including body motions and free surface profiles. Although the overall agreement is good, some discrepancies are observed for impact pressure on the superstructure due to water on deck. The effect of grid resolution on the results is checked. With a fine grid, no obvious improvement is seen in the global body motions and impact pressures due to water on deck. It is concluded that highly nonlinear phenomena, such as distorted free surface, large-amplitude body motions, and violent impact flow, have been predicted successfully.     

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多源数据融合更新基础地理信息数据的研究

利用多源数据通过融合的方式更新基础地理信息数据,实现数据集约融合整合,在现有的地理国情监测、各类国土调查数据成果的基础上,通过辨析不同手段获取数据的语义差别,融合形成非尺度的基础地理信息数据。实现新型基础测绘体系的初步探索,实现多源数据增量更新推送,提高数据共享时效性。通过应用验证,能较好地提升基础地理信息数据的精度,解决了长效更新的问题,改变了传统依靠影像或外业更新的模式,提高了效率。     

基于GIS的土地储备业务管理系统的研究与实现

土地是支撑城市社会经济发展和基础设施建设的空间基础,作为自然物的土地具有价值属性。土地储备涉及市土地开发中心前期部、征地部、出让部、工程部、合同部、计财部等内部职能部门,涉及测绘、规划、房管、农业、城市更新、发改、人民政府等外部单位,交互业务较多,因此土地的规划、审批、征收、出让、工程等流程复杂、管理困难。本文介绍了土地储备业务管理系统的实现思路,系统实现建立业务审批体系。规范资金使用和管理,达到海量数据高效处理、图属档一体化、实时信息在线共享、流程优化协同办理、短信督办提醒的目标,满足对土地储备情况的宏观监管和微观审批,形成完善的土地储备业务管理体系。     

伴随对流层中低层气温持续下降的雪转雨过程分析

利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）0.25°×0.25°分辨率细网格模式产品、探空观测资料和风廓线雷达等资料,对2014年2月18日浙江嘉兴雨雪天气过程中降水相态先由雨转雪、再由雪转雨的变化条件进行了分析,并对ECMWF细网格模式产品进行了预报性能检验,结果表明：模式形势预报准确,但未能预报出雪转雨过程。在对流层中低层气温持续降低的情况下,水汽凝结高度不同是造成两次相态转换的主要原因。上午垂直运动加强,水汽充沛,降水粒子的凝结高度高,足以形成大的雪花,在较低的零度层高度以下降落时不至于融化;下午垂直运动减弱,水汽集中在低层,尽管这一高度层的气温在-3～-2 ℃,但是不足以凝结成固态降水,同时地面气温受海上暖平流影响而回升,因此降水相态由雪转雨。     

陆面过程模型中垂直非均匀土壤的水分传输及相变的模拟

土壤湿度在陆气相互作用中的重要性体现在它既能影响陆地和大气之间水循环的速率, 又能改变地表的能量分配。本文针对陆面过程模型中描述土壤湿度变化的方程进行了理论分析, 指出在非均匀土壤和冻土中采用土壤水势梯度描述垂直非均匀土壤水分流动的合理性。基于描述土壤内部水热传输的统一土壤模型, 并利用推广的表征土壤水分特征的Clapp-Hornberger关系式, 研究了非冻结和冻结的土壤湿度对于垂直非均匀土壤的敏感性。结果表明, 由土壤质地决定的土壤水势和导水率对土壤湿度的模拟有重要的影响。具体地, 在决定土壤性质的Clapp-Hornberger关系式中, 与土壤质地有关的饱和水势、饱和导水率以及土壤孔隙大小分布指数B, 对土壤湿度的模拟起到了关键作用。参数B的重要性尤为突出, 它的增加会引起导水率的大大下降, 从而对水分在土壤中的垂直分布产生重要影响。饱和水势的绝对值和参数B的增加会使得土壤水势绝对值增加明显, 使土壤的结冰(融化)过程延迟, 土壤温度因为没有结冰(融化)释放(吸收)的潜热加热(冷却)而持续下降(上升), 因此在冻融时期土壤温度会比观测值振幅偏大。上述结果揭示了考虑土壤垂直非均匀性并采用有效的土壤特性参数对于陆面过程模型的重要性。