“海上虚拟人口”假说及其应用探索

为解决海洋社会经济数据难以获取的问题,促进海洋空间评价的科学化和标准化,文章提出"海上虚拟人口"假说,并对其应用进行探索。研究结果表明:"海上虚拟人口"不是海上实际常住人口,而是对陆上人口数据进行插值后所形成的虚拟人口分布;某一海域的虚拟人口一般按照该海域与海岸线的距离进行插值,距海岸线近的数量多,距海岸线远的数量少;"海上虚拟人口"是海洋社会经济数据的载体之一,其数量可间接反映海洋开发利用水平和海洋社会经济状况;应用步骤包括确定海岸线形状、划分网格单元、修正原始数据和插值计算4个部分。目前"海上虚拟人口"假说及其应用仍处于探索阶段,需在实践中不断检验和完善。     

海上试验场公共测试服务平台的运行管理制度

为加强我国海上试验场公共测试服务平台建设,促进各类相关资源的开放共享,推动海洋科技产业化进程,文章对我国海上试验场公共测试服务平台的运行管理制度进行研究。研究结果表明：与海洋发达国家相比,我国海上试验场公共测试服务平台建设较滞后,主要表现在综合功能和公共服务等方面;亟须制定科学的运行管理制度,遵循分级管理、动态运行和以人为本的原则,通过成立协调管理机构（理事会）以及建立仪器设备、数据和人员管理机制,最终形成布局合理、功能齐全、开放共享和体系完备的平台管理系统;基于科学化、规范化和信息化的运行管理制度,海上试验场公共测试服务平台将发挥更大的科学价值、社会价值、生态价值和经济价值。     

基于锚杆体系的重力式海上风电基础结构受力特性分析

文章以某风电场项目为背景,应用预应力锚杆对传统重力式海上风电基础结构进行优化,组成一种基于锚杆体系的重力式海上风电基础型式。采用ABAQUS软件对锚杆重力式基础结构进行受力分析,研究在正常工况和极端工况两种荷载条件下,结构的位移、应力变化情况以及地基的破坏形式。结果表明,预应力锚杆结构能够有效减小重力式海上风电基础在正常和极端受力工况下的水平位移、转角和沉降量,同时改变地基的破坏形式,有效提升结构的整体稳定性,该结构可为今后重力式海上风电基础的应用优化发展提供一定的参考。     

海上风电大直径加翼桩水平承载性能研究

为改善海上风电大直径钢管桩的水平承载性能,基于ABAQUS有限元软件对单桩改进形式的加翼桩结构进行了系统研究,计算分析了软黏土地基中加翼桩在水平荷载作用下桩身弯矩、应力、位移、桩身泥面处倾斜率和极限承载力,研究了加翼桩面积、形状、埋深和刚度等翼板参数对加翼桩水平承载性能的影响规律,根据加翼桩的桩-土作用机理,参考现行规范模式提出适用于软黏土地基大直径钢管桩的P-Y曲线。研究结果表明,加翼桩通过在泥面处设置翼板可降低桩基泥面处倾斜率50%、提高桩基极限承载力60%以上,加翼桩水平承载性能明显优于单桩。     

基于“海上丝绸之路”通道安全的海外港口战略布局研究

本文研究了“海上丝绸之路”通道网络安全的海外港口布局,对沿线集装箱港口及航线挂靠情况进行统计分析,探讨了“海上丝绸之路”主要通道通航受阻时网络连通性的变化。根据地缘特点,对“海上丝绸之路”所覆盖海域的通道安全进行了风险分析;为加强“海上丝绸之路”运输网络的风险控制,保障其互联互通,结合地缘风险探讨了近年来我国对“海上丝绸之路”沿线港口投资的分布状况。研究表明,为加强“海上丝绸之路”的畅通性,应在保障本国港口和周边海域海上通行安全的同时,积极参与全球不稳定因素的治理,进一步加强“海上丝绸之路”各个国家间的友好往来;重点加强在莫桑比克海峡和英吉利海峡周围的港口布点;在主动布局各海上通道投资港口的同时,还应不断加强海上军事力量建设,建立海外军事基地,提升海军的远洋能力,增加我国在重要海上通道周边海域的军事存在;积极推动沿线国家的政治互信,促进区域的和平发展。本文成果对于科学规划我国在“海上丝绸之路”的海外港口布局具有重要借鉴价值。     

海上大型河流相稠油油田高含水期开发模式研究与实践

秦皇岛32-6油田是渤海湾亿吨级的大型整装河流相稠油油田,初期采用大井距、稀井网、一套层系多层合采的开发模式,导致油田在进入中高含水期后,逐步暴露出层间、层内和平面的三大矛盾,油井产量快速递减,亟需进行开发调整。鉴于海上油田开发的特殊性,陆上已有的开发调整模式无法直接应用到海上油田。针对该油田地质特征和开发特点,提出了适合海上河流相稠油油田中高含水期后水平井细分层系开发模式,实现了海上河流相油田的高效开发,研究形成了多层合采层间干扰系数定量表征技术,层系重组、井网重构和水平井挖潜有机结合的立体挖潜技术,实现了海上河流相油田高效开发新模式,油田采油速度提高了2.6倍,采收率提高了12.8%,高含水期开发效果得到了明显改善,为类似油田开发调整提供了经验。     

东海海域海上油气田受台风影响特征分析

我国东海海域每年遭受多起台风影响,对海上油气田平台生产作业造成巨大安全威胁。本文通过对近30年的西太平洋台风历史数据统计分析,发现影响东海海域海上油气田平台红色警戒区的台风生成源地主要集中于菲律宾以东的西北太平洋海域,最大风力强度多集中于12级及以上,风力强度等级普遍偏强,年度平均发生5起左右,且近年来有逐年增多的趋势,每年集中发生在7-9月份,以8月份最多。通过对台风历史数据开展海上油气田风险影响统计特征分析,将分析结果作为台风预报预警技术的有效补充手段,对台风提前加以防范。     

集成于海上风电钢管桩基础上的升降式网箱结构波浪场特性研究

对安装在海上风电钢管桩基础上的升降式网箱结构的波浪场特性进行研究,掌握升降式网箱结构内部及结构后方水体的运动特征及速度场变化情况。基于OpenFOAM软件包开发了波、流与孔隙介质结构相互作用的数值计算模型,将网箱结构按等效阻力简化为多孔介质结构,开展升降式网箱结构的波浪场特性研究。研究结果表明：网箱结构对流体具有一定的阻流作用,网箱结构内部速度场得到一定程度的减小,网箱结构背浪侧也有一定的速度衰减区域;对比网箱结构顶部不同潜深条件下的网箱结构内部流场特征,网箱结构顶部潜深在1/4D~1/2D（D为水深）范围内网箱结构内部流场速度最小、流场最为稳定、速度分布均匀,网箱结构向浪侧前方和背浪侧后方流场波动较小。所得结论表明在钢管桩基础上安装升降式网箱结构时需要关注的网箱结构对流场特性的影响,充分考虑网箱结构阻力对流速的作用,掌握极端工况下升降式网箱结构保持优良养殖环境需要下潜的高度范围,以保障升降式网箱的安全。     

基于声呐图像的深海采矿车组合定位导航算法

实现高精度的定位导航是深海采矿车完成海底工作任务的基础条件。在采矿车行进过程中,声呐设备生成的图像信息能够反映海底场景的变化,从而体现采矿车本身的运动,由此建立了一种声呐图像里程计,并将其与轮式里程计和USBL测量数据相结合提出了一种深海采矿车组合定位导航算法。首先对多波束前视声呐图像进行预处理,然后使用Canny算法进行特征检测并对特征点云进行配准,再结合声呐成像原理构建了声呐图像里程计运动模型,最后通过轮式里程计运动模型推导预测方程、声呐图像里程计运动模型和USBL测量数据推导更新方程,利用EKF（extended Kalman filter）算法实现基于多传感器融合的定位与姿态估计。海试数据验证了该组合定位算法能实现轮式里程计、声呐里程计和超短基线在速度、位置、艏向角估计、定位速率的精度互补,具有一定的有效性和精确性,该算法为深海采矿车的定位与导航算法研发提供了参考。     

兴化湾海上风电场建设前后大型底栖动物群落变化

本研究基于2012年、2018年和2019年春秋季对兴化湾调查数据并结合历史资料,分析兴化湾海域海上风电建设前后,大型底栖动物多样性及优势种变化,探讨可能造成变化的原因。结果表明,从1985年至2019年,在海上风电工程建设后短时间内,大型底栖动物的生存环境受到一定程度的扰动,优势种主要以环节动物多毛类为主,其他类别例如软体动物小海螂(Leptomya sp.)、棱角贝(Gadila dominguensis)、节肢动物模糊新短眼蟹(Neoxenophthalmus obscurus)、棘皮动物棘刺锚参(Protankyra bidentata)、洼颚倍棘蛇尾［Amphioplus (Lymanella) depressus］等交替出现。随着时间的变化,兴化湾大型底栖动物优势种整体趋于小型化,以抗干扰能力强的多毛类为主,其优势地位恢复较快,大型底栖动物在应对环境变化后具有自我恢复的能力。