基于流固耦合统一计算框架的三维大规模海域场地地震反应分析?以东京湾为例

海域场地地震响应分析是确定海洋工程结构抗震设计地震动输入的重要环节。然而,针对海水、饱和土、基岩之间的流固耦合分析,目前一般通过对3种介质方程进行离散,然后整体求解或分区耦合求解的方式进行,过程复杂而低效。因此,大规模海域场地地震反应分析仍是一个挑战性问题。本文基于流固耦合统一计算框架求解海域近场波动问题,采用透射边界模拟无限域,通过将海水和基岩视为孔隙率分别等于1和0的广义饱和多孔介质,使得海水、饱和土、基岩之间的相互耦合可在统一计算框架中实现,避免不同介质求解器之间的数据交换。采用集中质量显式有限元并行计算,不同进程之间采用MPI进行数据交换,提高计算效率;采用逐元技术,按单元类别存储单元刚度,大大节省了内存,便于大规模计算。通过自编程,输入界面高程数据和材料参数,实现建模-自由场-三维地震动模拟全流程自动化。以东京湾为例,使用该方法和程序在超级计算机上模拟SV波垂直入射时的地震响应,证实了该方法用于三维大规模海域地震波场模拟的高效性和可行性。     

莱州新立金矿床的发现及其地质特征

新立金矿床地处渤海莱州湾畔,含矿蚀变带隐伏于海水之下,矿床位于三山岛断裂带（主要控矿断裂）由ＮＥ向转为ＮＥＥ向的拐弯部位。三山岛、仓上金矿床也分布在该断裂带拐弯地段。根据胶东地区金矿主要受ＮＥ向断裂控制,构造产状变化或构造交汇部位易于成矿,以及金矿床具有等距分布的特点,今后找矿的重点地段应是仓上金矿床北部和芙蓉岛—潘家屋子一带。     

红海湾养殖区底质水中氮、磷的分布特征

着重研究了红海湾养殖区底质水中 NO-3 -N、NO-2 -N、NH 4-N、PO3 -4 -P、有机质及 c( NO-3 -N) /c P 和 ∑c N/c P( ∑c N=c( NO-2 ) c( NO-3 ) c( NH 4) )比值的分布特征 ,并对该湾低质水中氮、磷及有机质的季节变化及其它们之间的相互关系作了讨论 ,结果表明 :在春、夏、冬三个季节中 ,NH 4-N的浓度比NO-2 -N及 NO-3 -N高 ,春季 NH 4-N的平均浓度为 92 .60 μm ol/L,占总无机氮 80 .57% ;夏季浓度为4 7.0 4μmol/L ,占总无机氮 61 .64 % ;冬季 NH 4-N的浓度最低 ,为 9.60μmol/L ,占总无机氮 4 5.76% ;而夏季 PO3 -4 -P浓度及有机质的含量比春、冬季高 ,分别为 53 .68μm ol/L和 1 .3 62 %。分析指出该湾底质水中无机氮是以 NH 4-N为主要存在形态。     

张屯嘴—丁家嘴沿岸现代沉积和水动力研究

黄岛东部海岸狭长,张屯嘴—丁家嘴沿岸岸线曲折、沉积现象丰富,为典型的现代海岸和海湾沉积,包括基岩海岸、砂砾质海岸、海湾、人工堤坝海岸等多种类型。通过对研究区域现代沉积背景和海岸带的研究,从沉积物样品粒度分析入手,研究了海岸带不同沉积区的现代沉积物质来源、近岸和区域水动力条件。认为受基岩出露差异、胶州湾涨落潮和区域构造背景的影响,区域上由北向南沉积物粒度整体变细,张屯嘴至鱼鸣嘴一带海岸受多种水动力条件影响,唐岛湾内水动力较为单一。     

模拟升温对滨海湿地盐地碱蓬生物量及其枯落物分解影响的研究

为了研究滩涂湿地植物枯落物分解状况与温度的响应关系,基于系统动力学的原理,采用STELLA软件构建了盐地碱蓬(Suaedasalsa)种群生长与分解模型,对比了盐地碱蓬生物量与枯落物生物量的年变化过程,并解析了不同温度(原始温度、升温2.5℃、5℃)与植物枯落物分解状况的关系。模型结果表明,盐地碱蓬生物量与枯落物生物量年变化过程有显著差异,地上和地下生物量年变化过程为快速增长-稳定不变-快速减少,地上、地下枯落物生物量年变化过程为下降-急速上升-下降;温度升高会导致枯落物生物量增加和分解量降低,从而增加枯落物有机质量,使碳释放量减少。本研究揭示了在全球变暖的大环境下,滨海湿地植物枯落物分解变化情况,有助于深入了解滨海湿地植被在碳源汇过程中的作用。     

辽东湾西北部海域沉积物重金属含量分析及污染评价

为了解辽东湾西北部海域沉积物重金属的分布特征及污染程度,文章基于2017年3月辽东湾西北部12个采样站位表层沉积物7种重金属含量(Hg、Cu、Pb、Cd、Zn、Cr、As)的测定,对辽东湾西北部海洋沉积物中的重金属进行了研究。SPSS用于沉积物中重金属含量统计分析并通过地累积指数和潜在生态风险指数的方法评估重金属污染和生态危害的程度。结果显示:(1)辽东湾西北部沉积物重金属含量平均值只有Cd符合海洋沉积物一类标准,变异程度由高到低依次为Hg、Cd、As、Zn、Pb、Cu,汞和镉受人为来源控制最高;(2)地累积指数法评价结果表明重金属元素污染程度由大到小依次为Hg、Cd、Zn、As、Cu、Pb;(3)潜在生态风险指数法评价结果表明,单因子潜在生态风险系数由高到低依次为Hg、Cd、As、Cu、Pb、Zn、Cr,Hg具有很强的生态风险,综合生态风险指数在233.77~4785.15,平均1224.12,处于很强的生态风险水平。文章揭示了辽东湾西北部海域沉积物重金属的分布特征,为该海域的生态环境建设提供依据。     

海湾扇贝促性腺激素释放激素基因克隆及表达分析

促性腺激素释放激素(Gonadotropin Releasing Hormone,GnRH)是脊椎动物下丘脑-垂体-性腺轴的关键信号分子。近年来的研究显示,GnRH也存在于贝类等无脊椎动物,且在雌雄异体性别分化与繁殖中起重要作用,然而雌雄同体贝类GnRH的研究仍处于空白。本文以海湾扇贝为研究对象,利用RACE技术克隆获得GnRH的cDNA全长序列,该基因长1335 bp,编码101个氨基酸,前体包含1个由24个氨基酸组成的信号肽以及1个具有酰胺化修饰的活性肽(QNFHYSNGWQP-amide)。GnRH在脑足神经节和脏神经节中均有表达,且在2015年10月-2016年1月,GnRH在脑足神经节中的表达量显著高于脏神经节(P<0.05);GnRH在两个神经节中的表达均呈现先上升后下降的趋势,峰值出现在11月份,推测可能与性腺发育启动有关。本研究为深入理解GnRH在贝类繁殖调控中的作用奠定了基础。     

海湾开发利用强度分析——以宁波市杭州湾、象山港与宁波市三门湾为例

海湾开发利用强度评估可反映海湾利用程度,是海湾开发潜力及其可持续开发研究的基础,对发展湾区经济意义重大.以1990—2015年每隔5 a共6期TM/ETM/OLI影像为数据源,提取宁波市杭州湾、象山港和宁波市三门湾各时期的岸线及土地利用数据,基于此从海湾岸线开发和土地利用两方面综合分析海湾开发利用强度及其变化特征.结果表明:1990—2015年间,宁波3湾岸线人工化程度不断加深,岸线人工化指数最高的海湾由象山港(0. 16)转变为宁波市三门湾(0. 61),部分淤泥岸段(尤其是宁波市杭州湾岸段)滩涂围垦强度弱于泥沙淤积强度,削弱了岸线人工化程度.整个研究期间,宁波市三门湾和宁波市杭州湾的岸线开发利用结构始终为单一主体结构,象山港则呈现出由单一主体依次向二元、多元结构演变的趋势. 1990—2015年间,宁波3湾的岸线和土地利用强度均有所增加,其中象山港岸线开发利用强度指数最大,达0. 42;宁波市杭州湾区域土地利用变动最为强烈,土地利用程度指数最大,达292. 300.区位和资源禀赋、社会经济水平及政策因素是造成宁波3湾区域开发利用程度差异的重要因素.     

莱州湾南岸海水入侵变化趋势及成因分析

为了探讨滨海经济快速发展形势下莱州湾南岸海水入侵范围变化及其控制因素,利用2011—2015年4月份(枯水期)莱州湾南岸地下水潜水层TDS(可溶性固体总量)、Cl–质量浓度连续监测数据,结合历史资料,分析莱州湾南岸海水入侵分布特征。结果表明,近5年来研究区地下水Cl–质量浓度均值为13.4 g/L,呈由岸向内陆快速减小趋势;研究区海水入侵呈带状分布,2015年入侵线向内陆伸入超过45 km,入侵范围较1980年向陆扩张约11~30 km。通过对比分析得出,研究区年均降雨量、地下水位埋深及地下水超采面积与海水入侵面积呈显著线性相关,发现持续干旱气候、地下淡水超采是导致海水入侵扩张的主要因素,卤水开发、海水养殖及莱州湾沿岸河流拦蓄工程进一步导致海水入侵的加剧。     

乐清湾大型底栖动物种类和数量组成特征及变化

为了解和掌握乐清湾大型底栖动物种类和数量组成特征及变化情况,本研究于2015年1月、3月、5月、8月和10月进行5个航次的大型底栖动物调查。结果表明,乐清湾共有大型底栖动物116种,环节动物为主要优势类群;种类组成、栖息密度和生物量在不同航次之间均存在较大幅度的波动;相同航次之间的种类组成、栖息密度和生物量在空间分布也存在明显斑块化。通过对比分析历史研究数据发现乐清湾的大型底栖动物种类和数量组成变化明显,其中小个体环节动物的种类数和栖息密度明显升高,而大个体软体动物和棘皮动物的种类数和栖息密度则下降明显。这说明乐清湾底栖生境处于不稳定状态,需要在长期稳定的生境中生长的大个体动物不能得到充分的生长,取而代之的是出生率高,生长周期短的小个体r-对策者的快速繁殖。