光滑表面内孤立波光学遥感图像的实验研究

基于光学遥感图像的内孤立波参数反演是一项重要的工作。本文在实验室条件下提出一种新方法用于模拟光滑表面情况下内孤立波的光学遥感成像。基于二维内波水槽、LED平板面光源和CCD相机搭建仿真光学遥感系统探测内孤立波。水平表面的光学遥感图像和垂向内孤立波传播图像被同时探测,旨在探讨在光滑表面下,光学遥感与内孤立波的响应。结果表明,内孤立波传播经过时,CCD1相机获得暗纹,暗纹的特性随光源入射角的变化而变化。光学遥感特征参数和垂向波要素相对应。实验还显示光学遥感图像的暗纹宽度与内孤立波的半波宽度在不同内孤立波振幅下呈现正相关关系。该系统有着现象清晰,重复性高的优点,为定量研究光学遥感成像机理提供科学依据。     

A dendroclimatological study of east- and west-facing slopes in mountainous areas subjected to strong air pollution (the Sudetes,Central Europe)

The Sudetes Mountains (Central Europe) were under a particularly intense long-term air pollution load during the 1970s and 1980s. Intense industrial activity in this area led to large-scale forest dieback and reductions in tree growth rates, potentially limiting the use of tree-ring data from this region in dendroclimatic research. In this paper, ring-width chronologies were constructed for 493 Norway spruce trees (Picea abies L. Karst.) from 17 sampling sites within five major mountain ranges in the Sudetes Mountains of Poland. Growth-climate response data indicate that April?July temperatures are the main factor affecting radial growth of trees in the study area. Our data also indicate the strong influence of slope aspect on temperature signal strength. The lowest correlation values were obtained for sites located on western slopes with effective fog deposition, which are strongly affected by pollution. An appropriate sampling strategy resulted in the creation of a temperature-sensitive proxy record (rAMJJ = 0.70), exceptional for areas under strong pressure from human activity. Based on a regional master chronology, growing season (April?July) temperatures over the past 200 years were then reconstructed. Four warm and four cold periods were distinguished and compared with other reconstructions and long-term instrumental data.     

多波束声纳计量测试系统设计

为满足多波束声纳量值溯源与传递需求,设计多波束声纳关键参数的计量测试系统。基于大比尺原型深水港池和多维运行控制机构,通过水下横向测距代替垂向测深的方式对多波束声纳进行了测深准确度与有效条带宽度的计量测试。阐述了测试系统的主要组成和测试方法,给出了本测试系统测深结果的扩展不确定度。参考标准值与示值(或标称值)比对结果表明,被检多波束声纳测深示值误差小于0.2%,条带宽度误差小于7%。为规范水下声纳设备技术指标校准,指导多波束声纳计量标准建设提供参考。     

浙江象山东部海域夏季大型底栖动物优势种群和生态位

为了解象山东部海域夏季大型底栖动物群落特征及种间相互作用情况,于2012年8月(夏季)对象山东部海域30个站位进行了大型底栖动物的调查研究。共采集,鉴定大型底栖动物36种(优势种20种),隶属于7门8纲24科,节肢动物15种(41.7%)最多,脊索动物7种(19.4%)次之。聚类分析和MDS排序结果表明,象山东部海域夏季大型底栖动物可以分为4个生态类群。选取Levins生态位宽度指数和Pianka重叠指数进行生态位分析,结果表明:象山东部海域夏季大型底栖动物优势种生态位宽度变化范围为5.22—21.66,生态位宽度值最高的为东方口虾蛄(21.66),最小的为小荚蛏(5.22);Pianka重叠指数大于0.60的优势种占19.5%,多样的生境以及生物本身的适应能力差异,使该海域大型底栖动物优势种的生态位重叠值偏小,减小了种间的竞争。该海域大型底栖动物优势种夏季生态位结构的形成主要与优势种的活动能力有关。     

海浪谱型对最大波高估算的影响研究

无论是对于各种涉海水工建筑物的设计还是对于它们的防护而言,最大波高的预测都是非常重要的工作。目前常用的海浪预报模式多以相位平均模型为主,其能直接给出的计算结果是海浪谱,因此基于海浪谱给出合理的最大波高估算具有重要的意义。前人对波陡、谱宽等参数对最大波高公式的影响都有了较为清楚的认知,然而相关研究大多围绕单峰谱开展,尚没有考虑包括双峰谱在内的海浪谱型最大波高公式的影响。本文首先探讨了海浪谱对最大波高的影响特性,进而提出了海浪谱谱型的参数化定义,最后给出了考虑谱型因子的最大波高公式。     

WEC-透空式防波堤集成装置能量转换效率研究

基于成本共享理念的波浪能发电装置(WEC)的开发与设计为降低建设成本提供了新的研究思路,应用计算流体力学方法对在透空箱式防波堤前附加垂荡浮子的集成装置进行数值模拟研究,主要研究了流体黏性和非线性PTO系统以及浮子形状对此类集成装置能量转换效率的影响。结果表明,此类集成装置可以获得较高的波能捕获宽度比(CWR),最高可达0.7,可以较好地利用反射波波能。共振区间上受黏性影响较大,相比于线性无黏理论解,CWR下降明显;实现了2种非线性PTO系统的模拟,有待于进一步的优化未获得更高的CWR值;浮子形状优化效果明显,采用圆底形浮子受黏性影响更小,可以获得更大的CWR值。此种集成模型的模拟和研究可以为新型防波堤设计和现有防波堤的改造提供思路和参考。     

河流过程的累积现象和随机模型

累积现象普遍存在于河流过程中,准确考虑前期水沙条件的累积影响对冲积河流河床演变规律的研究至关重要。为揭示累积现象的物理实质,本文对国内外多条典型冲积河流上枢纽修建后其上下游河道冲淤实测资料进行了分析。定义水沙条件变化为外部扰动,并假定其发生概率符合泊松分布及单个扰动引发的系统反馈强度随时间呈指数衰减。本文运用统计力学中的随机理论给出了冲积河流外部扰动诱发的内部反馈随时间的累积过程及其时空间演进的数学描述和理论模型,并将其应用于枢纽修建后其上下游河道形态时空调整过程的模拟。结果发现,从时间上看,断面垂向、横向及全河段的冲淤调整速率早期较快,之后迅速减缓,河床累积冲刷深度、河宽及河段累积淤积量随时间不断增大直至平衡,表现出典型的累积特性;从空间上看,坝下河段冲刷强度沿程非线性衰减直至消失,这种空间分布上的不平衡是外部扰动引发的系统反馈在空间传播的同时随时间衰减的综合结果,是河流过程累积特性的另一外在表现。模型应用结果表明,河道垂向、横向、纵向及全河段的时空冲淤调整过程均可用归一化公式来描述,计算值与实测值符合较好,相关系数R ²达0.92、0.93、0.76和0.95。本文模型同时考虑了河流过程的累积特性和系统反馈的空间传播特性,可为定量描述扰动后非平衡态河道的时空调整过程提供理论依据和新的计算方法。     

鸭绿江西水道口悬沙动力特征

根据鸭绿江西水道口外两个站位大小潮实测悬沙数据,结合表层沉积物特征及潮流动力分析结果,从悬沙浓度、悬沙输沙量和悬沙粒级3个方面,分析了悬浮泥沙浓度大小潮时空变化特征及其与潮汐、潮流动力因素的关系,净输沙量特征及输沙方向、悬沙各粒级百分含量与涨落潮及泥沙沉积物之间的关系等内容。计算分析表明:影响悬沙动力特征的主要因素为空间位置、动力强弱及泥沙源;1#站位细粒沉积物丰富,潮流及输沙受口门地形控制,2#站位地形平坦,沉积物颗粒粗,泥沙源来自异地;悬沙浓度受潮流、潮汐动力影响呈规律性变化,输沙量受潮流动力、泥沙来源双重影响;两个站位悬沙粒级百分含量随涨落潮的峰值变化及与流速、流向、潮位的对应关系的不同,有效的指示了沉积物空间分布特征,反映了外部环境对悬沙的作用过程。     

地下掩埋管道及其地下建筑物压覆矿产边界的确定

地下掩埋管道及其地下建筑物压覆矿产边界,是由建设工程本身抗破坏能力、工程重要性以及矿体特征、开采方式、工程与矿体的相对位置等因素决定的。对于地下矿体,按围护带宽度、上覆各岩层移动角确定压覆矿产边界;对于地表非爆破性采矿,按围护带宽度和地表岩层移动角确定压覆矿产边界;对于地表爆破性采矿,安全爆破距离一般取50m。     

黄河三角洲埕岛近岸海域悬浮泥沙运动

根据1998年9月8日和1999年3月19日两次对埕北海域进行的10个站位的同步海流、悬浮泥沙观测资料，进行该海区的悬浮泥沙输运趋势分析，发现该海区含沙量较大。从整个海区来看，底层含沙量大于表层含沙量，该海区泥沙含量普遍表现为东南部的泥沙含量高于西北部的泥沙含量；由单宽输沙量的计算及有关资料分析可以得出，秋季泥沙运移趋势是由东南向到西北向，而春季泥沙的运移趋势是由东北向到西南向；含沙量是随流速的加大而增加，含沙量的峰值稍滞后于流速的峰值；该海区为冲蚀海区，悬浮泥沙产生的平均年7中刷量为2cm／a，在本海区的地形塑造中占次要地位。