常规海面风预报质量检验的实现

常规海面风预报内容是“文字加字符”形式,实况数据是间隔均匀的数据序列,所以常规海面风预报无法像数值预报一样直接应用实况数据进行预报质量的检验评估。本文在详细调研全国海洋预报机构发布的海面风预报产品基础上,针对不同的常规预报内容,制定了一套客观、合理、标准化的处理方法,成功实现了对常规海面风预报的检验,并应用东海区实况数据对常规海面风预报进行了检验测试,通过对存在的问题进行研讨与论证,完善了检验评估规则,提升了其实用性、合理性和适用性。     

海堤生态化建设技术的研究进展及推进我国海堤生态化建设的建议

文章介绍了国外海堤生态化建设技术的研究进展,包括海堤结构改造和绿植化研究,其中,海堤结构改造包括建造阶梯式海堤、海堤表面微栖息地改造、建造栖息地长凳、模拟岩石栖息地和海堤绿植化等。国外主要对海堤表面生境进行修复,国内研究则集中在海堤生态化建设的工程技术和采用生态护坡材料对传统海堤进行改造上。在结合海堤生态化相关研究的基础上,对我国海堤生态化建设提出了完善海堤生态化建设技术规范体系、加强海堤生态化关键技术研究、开展海堤生态化适宜性分析和生态化后监管系统等建议。     

Data assimilation for a coastal area morphodynamic model: Morecambe Bay

This paper investigates the use of data assimilation in coastal area morphodynamic modelling using Morecambe Bay as a study site. A simple model of the bay has been enhanced with a data assimilation scheme to better predict large-scale changes in bathymetry observed in the bay over a 3-year period. The 2DH decoupled morphodynamic model developed for the work is described, as is the optimal interpolation scheme used to assimilate waterline observations into the model run. Each waterline was acquired from a SAR satellite image and is essentially a contour of the bathymetry at some level within the inter-tidal zone of the bay. For model parameters calibrated against validation observations, model performance is good, even without data assimilation. However the use of data assimilation successfully compensates for a particular failing of the model, and helps to keep the model bathymetry on track. It also improves the ability of the model to predict future bathymetry. Although the benefits of data assimilation are demonstrated using waterline observations, any observations of morphology could potentially be used. These results suggest that data assimilation should be considered for use in future coastal area morphodynamic models.     

长江口渔场、舟山渔场硅酸盐浓度分布与生物量关系的研究

根据1998年和2000年东海北部的营养盐调查资料和相应的历史资料,以及同期开展的虾类资源调查资料,研究了冬、夏季长江冲淡水的流向以及它对长江口渔场、舟山渔场硅酸盐分布规律和虾类生物量分布规律的影响。结果表明,长江冲淡水转向的原因可以归纳为4类,夏季长江冲淡水的流动界限由123°E,30．3°N到127．3°E,33°N的直线和由123°E,31．8°N到127．3°E,34．5°N的直线所围的区域。长江冲淡水给长江口渔场、舟山渔场提供了大量的硅酸盐,对提高该海区的初级生产力起到了积极的作用,有利于生物的繁衍生息,提高了生物量。最后,用该海区虾类的分布密度证实了由该水团所做出的对生物量的推论。     

近海海面上水汽向上输送的季节性差异

本文分析了雷达观测结果，发现近海海面上的水汽向上输送随季节而变化，由于季节的变化和不同的天气情况，海表面大气现象在雷达中有不同的显示，根据这些显示得到了不同的信息，由此而得出春秋两季海表面水汽向上输送量的不同。     

滨海湿地生态经济的综合评价模型

通过对生态环境指标与社会经济指标两方面的分析,建立了滨海湿地生态经济的综合评价模型,定量计算了滨海湿地开发前总效益(V)、开发后总效益(V′)以及开发利用的限制因子(H)和评价因子(I),并以浙江省上虞市世纪丘围垦工程为例,对模型进行了验证计算,结果表明:(1)开发前后的大气调节、水文调节、污染物净化、提供生物栖息地等生态环境效益指标(Vee)和旅游休闲、科研教育、提供各种产品等经济效益指标(Vse)影响着对滨海湿地开发前后总效益以及开发可行性的判断;(2)当滨海湿地的开发评价因子I>1时〔I=V′/V=(Vee+′Vse)′/(Vee+Vse)〕,海涂开发后的总效益大于开发前的总效益,海涂开发具有可行性,否则为不宜开发;(3)当滨海湿地开发利用的限制因子H小于0.20时,应限制滨海湿地的开发、利用;(4)上虞市世纪丘海涂湿地的H为0.78,I为2.1,可见该海涂开发后,生态环境效益有所降低,但社会经济效益却大幅度地提高了,说明该海涂的开发是具有可行性的。     

Green water overtopping analyzed with a SPH model

Wave overtopping on the decks of offshore platforms and ships can cause severe damage due to the high forces generated by the water. This phenomenon is analyzed within the framework of the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) method. The presence of a fixed horizontal deck above the mean water level modifies strongly the wave kinematics. In particular, the flow in the wave crest is split into two, showing a different behavior above and below the deck. Numerical results generated by the SPH method are compared to laboratory experiments. The formation of a jet in the rear of the deck after overtopping is observed under extreme conditions.     

Hydrodynamic characteristics of the western Doñana Region (area of El Abalario), Huelva,Spain

The Doñana region, in southwestern Spain, comprises a large and important nature reserve, the wetlands of which are affected by human activity. Planting of an extensive eucalyptus forest in the 1950s and, more recently, the use of aquifers for irrigation and water supply for some coastal tourist resorts, have altered the natural groundwater-flow system. The area of the study is the western sector of the region, called El Abalario, which is a gentle topographic elevation between the Atlantic coast and La Rocina Creek (Arroyo de la Rocina). Underneath a variable layer of eolian sands with high dunes near the coast, thick Plio-Quaternary detritic strata, mostly fine silica sands, overlie marls. Near the base there is a variable, deltaic-origin layer of coarse sands and gravels. The dome-shaped water table, inside the sands, is close to the surface everywhere except beneath the dune belt, and small, temporary, shallow lagoons are numerous. The coarse sand and gravel layer conditions groundwater flow and behaves as a semiconfined layer between sands. A cross section through the area was simulated with a model to check the validity of the conceptual groundwater-flow pattern and its sensitivity to the hydraulic parameters. The model was calibrated using parameter values obtained by pumping tests and multilevel piezometric data, and checked against the estimated groundwater discharge into La Rocina Creek. Groundwater flows peripherally to the sea coast, to La Rocina Creek, or directly east and southeastward into the Doñana marshlands, in the Guadalquivir River delta. The average net aquifer recharge rate was calculated to be between 100 and 200 mm year^–1 for the area covered by brush, but is remarkably lower in the areas of eucalyptus trees. The transient-state model shows that recharge varies spatially and is not clearly proportional to annual precipitation. Phreatic evapotranspiration plays an important role in decreasing the net value of aquifer recharge to approximately 0.4–0.6 of that calculated with a soil-balance model. The cross section model was used to study the effect of groundwater abstraction on water-table depth by subtracting the contribution of vertical flow, calculated by a well-hydraulics formula, to the semiconfined deep aquifer. The result was a decrease in phreatic evapotranspiration, flow into La Rocina Creek, and lagoon-inundation frequency. Replacement of the eucalyptus forest with native vegetation may raise water-table levels and even reactivate old tributaries to La Rocina Creek.

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Resumen La región de Doñana, situada en el sudoeste de España, incluye una gran e importante reserva natural, cuyos humedales están siendo afectados por la actividad humana. La extensa plantación de eucaliptus en la década de 1950 y el uso más reciente de los acuíferos para riego y para abastecimiento de centros turísticos costeros han modificado el sistema de flujo del agua subterránea en esta zona. Este estudio se ha realizado en el sector occidental, llamado El Abalario. Se trata de una elevación suave situada entre el océano Atlántico y el arroyo de La Rocina. Debajo de un manto variable de arenas eólicas, que forma un alto cordón dunar costero, se encuentran sedimentos detríticos plio-cuaternarios formados por arenas silíceas finas, que hacia la base incluyen una capa de arenas gruesas y gravas de origen deltrico, los que a su vez yacen sobre margas. El flujo de agua subterránea está relacionado con niveles de gravas y gravillas semiconfinadas por las arenas fluvio-marinas que contienen el nivel freático. El nivel freático es somero excepto debajo del cordón dunar. Son frecuentes pequeñas lagunas temporales. Se ha simulado el flujo de agua subterránea en una sección para comprobar el modelo de flujo conceptual y la sensibilidad a variaciones de los parámetros. El modelo fue calibrado usando los valores de los parámetros hidráulicos obtenidos en ensayos de bombeo y datos piezométricos medidos a diferentes profundidades, y la descarga estimada al arroyo de La Rocina. La recarga de agua subterránea drena lateralmente, por un lado hacia la costa y por otro lado a través del arroyo de La Rocina, o directamente hacia las Marismas de Doñana situadas en el delta del río Guadalquivir. Con una lluvia media anual entre 550 y 600 mm, la recarga neta media estacionaria anual del acuífero, considerando periodos de tiempo largos, se estima entre 100 y 200 mm en las zonas de vegetación autóctona, y es notablemente menor en las zonas de plantación de eucaliptos. El modelo transitorio indica que la recarga varia espacialmente y no es claramente proporcional a la precipitación para periodos de un año. La evapotranspiración freática varia espacialmente y juega un papel importante; disminuye el valor neto de la recarga al acuífero para dejarlo en 0,4 a 0,6 de lo que se calcula mediante un balance de agua en el suelo. La sección modelada sirve para estudiar el efecto de la extracción de agua subterránea sobre la profundidad del nivel freático mediante la substracción del flujo vertical, que se calcula mediante una fórmula de hidráulica de pozos para el acuífero semiconfinado profundo. El resultado es una disminución de la evapotranspiración freática, del flujo al arroyo de la Rocina y de la frecuencia de inundación de las lagunas. La substitución del bosque de eucaliptus por vegetación nativa puede elevar los niveles freáticos e incluso reactivar antiguos "caños" tributarios al arroyo de La Rocina.

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Résumé La région de Doñana, située dans le sud ouest de l'Espagne, comprend une importante réserve naturelle avec des zones humides, affectée par l'activité humaine. L'exploitation de vastes plantations d'eucalyptus pendant les années 50 et l'usage plus récent des nappes souterraines pour l'irrigation et l'alimentation en eau des centres touristiques côtiers ont modifié le système de flux d'eau souterraine dans cette zone. La présente étude a été réalisée dans le secteur occidental, appelé El Abalario. Ce secteur consiste en une légère élévation située entre l'Océan Atlantique et la ravine de La Rocina. Une couverture variable de sables éoliens, formant une haute crête dunaire côtière, recouvre des sédiments detritiques plio-quaternaires, déposés eux même sur des sables siliceux lesquels reposent à leur tour sur des marnes. Près de la base se trouvent des sables grossiers et des graviers d'origine deltaïque, dont l'épaisseur varie spatialement. Le flux d'eau souterraine est conditionné par l'aquifère semi confinés des graviers et des sables grossiers. Le niveau phréatique de l'aquifère libre des sables fluvio-marins est peu profond, excepté sous les dunes. On y trouve souvent des petites lagunes temporaires peu profondes. Le flux de l'eau souterraine a été simulé dans une section verticale pour vérifier le modèle hydrogéologique conceptuel et la sensibilité aux variations des paramètres. Le modèle a été calé en utilisant d'une part les valeurs des paramètres hydrauliques obtenus par des essais de pompage et d'après les données piezométriques mesurées à différentes profondeurs, et d'autre part l'apport estimé de la ravine de La Rocina. L'écoulement d'eau souterraine s'effectue par drainage latérale dans trois directions, d'une part vers la côte, d'autre part à travers la ravine de La Rocina et finalement directement vers les Marais de Doñana situés à l'est et sud-est dans le delta du fleuve Guadalquivir. Avec une pluviométrie moyenne comprise entre 550 et 600 mm, la recharge nette moyenne annuelle des nappes, pour des périodes de temps assez longues, est estimée entre 100 et 200 mm dans les aires de végétation autochtone, et elle est nettement inférieure dans les aires plantées d´eucalyptus. Le modèle transitoire montre que la recharge varie dans l'espace et qu'elle n'est pas clairement proportionnelle aux précipitations annuelles. L'évapotranspiration phréatique joue un rôle important et diminue la valeur nette de la recharge des nappes de 0,4 à 0,6 de la valeur calculée avec un modèle de bilan d'eau dans le sol. La section modélisée est utilisée pour étudier l'effet de l'extraction d'eau souterraine sur la profondeur du niveau phréatique en soustrayant le flux vertical, calculé grâce à une formule d'hydraulique des puits, de la nappe profonde semi-confinée. Le résultat de cette extraction est une diminution de l'évapotranspiration phréatique, du flux au niveau de la ravine de La Rocina et de la fréquence d'inondation des lagunes. La substitution de forêts d'eucalyptus par de la végétation autochtone peut permettre la remonté des niveaux phréatiques et même réactiver d'anciens ravins affluents à La Rocina.

     

济州岛南部海区的双跃层现象

本文分析了济州岛南部区域温度双跃层现象的类型及其成因。特别阐明了双跃层的波状现象,指出:强流锋区的侧向效应,黑潮次—中层混合水的爬升,黄海冷水团边缘密度环流引起的侧向流动,以及上、下层流速、流向不一致引起的剪切作用,是导致双跃层波状现象的主要原因。发现上、下跃层之间存在着“跃层间环流”,这是一个有趣的海洋学现象,它将导致双扩散的发生和有利于双跃层的维持。     

Experimental study of strong reflection of regular water waves over submerged breakwaters in tandem

A series of laboratory experiments was carried out to investigate the strong reflection of regular water waves over a train of submerged breakwaters. Rectangular and trapezoidal shapes of submerged breakwaters are employed and compared for reflecting capability of incident waves. Measured reflection coefficients of regular waves over impermeable submerged breakwaters are verified by comparing with those of the eigenfunction expansion method. A very good agreement is observed. Reflection coefficients of permeable submerged breakwaters are less than those of impermeable breakwaters. The trapezoidal shape is recommended for a submerged breakwater in terms of reflecting capability and practical application.