跨海大桥建设对胶州湾北部冬季结冰现象的影响

本文利用台站观测、卫星遥感以及专项调查等多种数据,综合分析了近年来胶州湾典型水文气象要素的变化特征及建桥前后水动力环境等的变化对冬季冰情的影响。结果显示,建桥以来冰情较重的年份冬季气温和年最低气温均处于近30年的低位,重冰期与年最低气温时段相吻合,且以跨海大桥为界,北部海湾结冰现象严重,而南部几乎无结冰。基于区域海洋水动力模型(ECOM)的模拟结果显示,跨海大桥建设可以从几个方面影响胶州湾北部海冰的生消,即大桥建设使胶州湾尤其是大桥北侧的水动力环境弱化,落潮时桥北侧水体堆积,涨潮时桥北侧向陆一侧水位减小;大桥对桥位南北1.5 km周围涨、落潮流场产生影响;流场的变化又使得悬浮物对流扩散和沉积物输运发生改变,大桥北侧局部区域水深变浅。     

黄河形成于何时?

河流是塑造地表地貌的重要地质营力之一.认识大河的发育历史有助于提高人类对大河利用的效率和生态保护,从而更好地促进人类社会的发展.黄河是中华民族的母亲河,百余年来国内外研究者对其开展了广泛的研究,但对黄河何时形成及其具体的演化过程等问题至今都没有清晰的答案.鉴于此,本文在前期已经取得的研究结果基础上,广泛搜集和整理国内外研究者已发表的资料,重建黄河在新生代的演化过程,结果表明：青藏高原东北段古近纪发育沿着高原边界纵向流动的原黄河;中新世祁连山东段发育相互平行的河流汇入沉积中心陇西盆地,在晋陕峡谷北部和南部出现流向不同的大型河流,渤海湾盆地和南黄海盆地此时还未出现黄河物质,黄河在中新世进入分段演化阶段;上新世黄河已经连通西宁盆地、兰州盆地、银川盆地和河套盆地,而贵德盆地和共和盆地依然存在内流水系,此时黄河上游还未深入青藏高原东北段更深的腹地.晋陕峡谷南北异向的黄河格局依然存在.三门峡盆地仍然被大型古湖占据,黄河物质未出现在渤海湾盆地和南黄海盆地.上新世是黄河完成最后连通的重要转折阶段;早更新世黄河完成上游、中游和下游的连通,类似现今串联青藏高原、黄土高原和华北平原,东流入海的黄河此时形成.在晚更新世,受气候变化的影响,黄河各段进入新一期演化过程,局部河道再次被古湖占据,在降水丰沛期完成各河道的再次连通.构造和气候的共同作用对黄河的发育具有重要影响.河流水系腹地高大地形的维持是水系发展的前提条件之一.尤其是中新世和上新世祁连山东段的隆升,塑造了黄河在青藏高原的河流基本形态.鄂尔多斯高原周围的贺兰山、阴山和秦岭的隆升,造就了银川、河套和渭河这些深大地堑,在气候干旱期成为限制黄河全线贯通的重要因素.第四纪是东亚气候变化频繁的时期,黄河的最终贯通与气候变化过程密切相关.反过来讲,对黄河的形成与演化过程的研究,可以有效揭示我国北方新生代的构造演化、气候变化过程.     

黄河下游引黄区沉沙处理运行方案分析研究*

黄河是多沙性河流,引黄必带进大量泥沙,沉沙池沉粗排细,能有效处理泥沙。当沉沙池淤满,失去自流沉沙作用时,采用\"以挖待沉\"可以延长灌区运行年限,但没有扬水沉沙方案优越。根据黄河下游地上河的特殊地貌条件,如果能在河漫滩上建沉沙池,可以解决沉沙占地的难题。     

数字地形分析应用适配性知识的案例表达与推理方法

数字地形分析(Digital Terrain Analysis, DTA)在应用时依赖于建模知识,尤其是关于所建的应用模型是否与研究区特点、数据等条件相适配的知识(称为“应用适配性知识”);由于这类知识难以形式化表达,现有的数字地形分析工具对此类知识缺乏利用,从而导致普通用户在应用数字地形分析时建模困难。针对该问题,设计了一套数字地形分析领域应用适配性知识的案例表达与相应的推理方法。以美国32个河网提取案例为例,通过交叉验证,初步表明案例及其推理应用方法适合于数字地形分析领域应用适配性知识的形式化表达与应用,该方法通过与建模环境的集成,可大幅降低数字地形分析应用建模难度。     

北极中央区海冰密集度与云量相关性分析

本文使用海冰密集度以及低云、中云、高云的日平均数据,借助滑动相关分析方法,研究了北极中央区海冰密集度与云量之间的相关性,分析了海冰与云的相互作用机制。研究表明,在春季海冰融化季节(4、5月)、秋季海冰冻结季节(10、11月),低云与海冰密集度之间表现为较好的负相关,表明在这段时间内冰区海面蒸发强烈,对低云的形成有重要贡献。在10月和11月,中云与海冰密集度也有很好的负相关,表明秋季低云可以通过抬升形成中云。高云与海冰密集度之间并没有明显的相关性,可能原因:一方面海冰的空间分布对高云无影响,另一方面,高云主要影响到达的短波辐射,从而影响海冰的融化和冻结速度,与海冰厚度有直接显著的关系,而与海冰密集度的关系不明显。此外,在海冰密集度与低云存在较好负相关的情况下会出现某些年份相关性不好的情况,我们的研究发现这是北极中央区与周边海区发生了海冰交换或云交换的结果。     

Management of a shallow temperate estuary to control eutrophication: The effect of hydrodynamics on the system’s nutrient loading

The Mondego estuary, a shallow warm-temperate intertidal system located on the west coast of Portugal, has for some decades been under severe ecological stress, mainly caused by eutrophication. Water circulation in this system was, until 1998, mainly dependent on tides and on the freshwater input of a small tributary artificially controlled by a sluice. After 1998, the sluice opening was effectively minimised to reduce the nutrient loading, and the system hydrodynamics improved due to engineering work in the upstream areas. The objective of the present study was to evaluate the effect of the mitigation measures implemented in 1998. Changes to the hydrodynamics of the system were assessed using precipitation and salinity data in relation to the concentrations of dissolved inorganic nutrients, as well as the linkage between dissolved N:P ratios and the biological parameters (phytoplankton chlorophyll a concentrations, green macroalgal biomass and seagrass biomass). Two distinctive periods were compared, over a ten year period: from January 1993 to January 1997 and from January 1999 until January 2003. The effective reduction in the dissolved N:P atomic ratio from 37.7 to 13.2 after 1998 is a result of lowered ammonia, but not the oxidised forms of nitrogen (nitrate plus nitrite), or increased concentrations of dissolved inorganic phosphorus. Results suggest that the phytoplankton is not nutrient limited, yet maximum and mean biomass of green macroalgae was reduced by one order of magnitude after the mitigation measures. This suggests that besides lowering the water residence time of the system, macroalgal growth became nitrogen limited. In parallel to these changes the seagrass-covered area and biomass of Zostera noltii showed signs of recovery.     

筑坝拦截对黑河河道沉积物粒度空间分布的影响

河流沉积物对流域环境变化具有敏感响应,其粒度参数能反映沉积环境中物质来源和水动力环境.本文以黑河流域上中游为研究区域,探究河流沉积物粒度对流域环境变化的响应.从黑河上中游干流22个主要控制断面采集河床沉积物样品,采用筛分法和吸管法对沉积物样品粒度参数进行测定,并分析其空间分布规律对筑坝拦截为主的环境改变响应.研究结果表明：受梯级水库建设影响,黑河上中游泥沙粒径大小差异显著.干流库区泥沙粒径较自然河段明显减小,分选很好,呈正偏或极正偏尖锐分布,而且在库区不同沉积高度上表现出分层沉积特征;坝下游河段因遭受强烈冲刷,较自然河段泥沙粒径粗化显著,分选变差,偏态趋向极正偏,峰态尖锐化;水库回水区受水库壅水及下泄清水的双重制约,泥沙粒度参数介于自然河段和坝下游河段之间,整体分选中等,呈极正偏尖锐分布;沉积环境分析表明,上游支流河段沉积物粒度特征受泥沙供给和物源特征的影响较水动力条件显著,干流河段沉积物粒度特征主要受水动力条件控制.研究结果既符合河流上中游沉积物粒度分布规律,也反映了河流环境变化对沉积物粒度组成的影响.     

ESI高影响论文揭示的北极自然科学研究特点

在全球气候持续变暖背景下,北极地区冻土退化、冰川退缩、海冰减少等导致了一系列的生态环境问题,同时也使得资源勘探开发与国际新航道开通成为可能,北极地区的重要性日益凸显.依据2009—2019年6月期间有关北极研究的408篇ESI高影响论文,对发文量、主要作者、研究机构、国家、研究方向等字段进行分析,从自然科学角度,宏观而...     

Fuzzy Optimization Neural Network Approach for Ice Forecast in the Inner Mongolia Reach of the Yellow River/Approche d'Optimisation Floue de Réseau de Neurones pour la Prévision de la Glace Dans le Tronçon de Mongolie Intérieure du Fleuve Jaune

Abstract

In ice forecasting, a key problem is the forecast of freeze-up and break-up dates. Ice-water mechanics and the principle of heat-exchange were mainly adopted in previous research. However, the mathematical models in these studies are complex and many parameters are required in relation to upstream and/or downstream gauging stations. Moreover, too many assumptions or simplifications for these parameters and constraints directly lead to low accuracy of the models and limitations as to their practical applications. This paper develops a fuzzy optimization neural network approach for the forecast of freeze-up date and break-up date. The Inner Mongolia reach lies in the top north of the Yellow River, China. Almost every year ice floods occur because of its special geographical location, hydrometeorological conditions and river course characteristics. Therefore, it is of particular importance for ice flood prevention to forecast freeze-up date and break-up date accurately. A case study in this region shows that the proposed methodology may allow obtaining useful results.     

长江河口主槽地貌形态观测与分析

人类活动可以改变流域至河口的泥沙输运与沉积。尽管一些近期的研究已经调查了长江河口的形态演变,然而,流域和河口工程如何影响河口河床的形态演变仍然是不清楚的。该文利用2010年至2015年多波束测深系统和浅地层剖面仪等先进现场测量仪器的长江口主槽走航测量资料,并结合主槽表层沉积物资料,分析了近年来人为强干扰下的长江河口主槽底床微地貌形态,以理解近期人类活动对河口的影响。结果显示:近年来长江河口主槽底床上除了存在平床、沙波、冲沟和冲刷痕等常见微地貌形态外,还存在着疏浚痕和凹坑等人为微地貌形态。在流域和河口大型工程的共同影响下,近年来南北港中上段、横沙通道和南槽上段均受到不同程度的冲刷,其主槽底床上呈现出不同程度冲沟和冲刷痕等侵蚀性微地貌。而由于疏浚工程的影响,南港下段、圆圆沙航槽和北槽航道底床上出现了大范围的疏浚痕和凹坑。近年来包括南槽上段、北槽主槽中段和下段的局部区域和北港拦门沙河段局部区域在内的长江河口最大浑浊带的河床沉积物有粗化趋势。南北港中上段和横沙通道的大部分区域均发育了大量沙波微地貌;总体上,长江河口沙波的波高在0.12~3.12 m,波长在2.83~127.89 m,波高/波长在0.003~0.136,长江河口中上段的沙波尺度(波高的均值为0.91 m,波长的均值为20.08 m)大于密西西比河下游(波高的均值为0.87 m,波长的均值为17.62 m),且两区域沙波的几何形态差异性较小。