核电站附近海域漂流海藻的漂移路径数值模拟

研究核电站附近海域漂流海藻的漂流路径对保障核电站冷源安全具有重要意义。本研究根据辽东湾东部海域漂流海藻的分布特征,构建该海域的二维水动力和粒子追踪数值预测、预报模型,基于近年实际观测的海流和潮位数据,对水动力模型进行验证,并根据2019年5月至8月释放北斗和GPS浮标采集数据,对该海域相同工况下的海藻漂移路径进行校验,均吻合良好。同时,对该海域7月大潮期,取水口附近海域的海藻堵塞风险进行了模拟分析,得到各不同工况下,漂流海藻到达取水口定义威胁区范围内的时间。结果表明,该数值模型能够对漂流海藻的漂移路径进行准确模拟,可为科学规避或有效减轻漂流海藻对核电站冷源取水口的堵塞风险提供技术支撑。     

国际树轮水文学研究进展

树木年代学丰富的内容和知识体系, 成熟的研究方法, 为区域尺度上研究水文变化提供了精确的方法. 基于树轮重建水文, 认识过去长期自然水文变化格局, 合理规划与管理水资源的价值, 使树轮研究在水文气候变化研究中愈来愈受到人们的广泛重视.在短短的几十年里, 树轮水文学取得了日新月异的进展, 成为继树轮气候学之后又一快速发展的应用学科.在理解树轮水文学科学概念与内涵的基础上, 介绍了基于树轮重建水文的主要手段与方法, 从重建径流、重建极端水文事件、重建降水及重建湖泊沼泽水位等4个方面综述了国际树轮水文学的研究内容与进展, 并简要的概述了其未来发展趋势.     

水东湾潮流特征分析及三维数值模拟

基于水东湾海域利用现状及水环境综合整治工作的迫切需要,对其海洋水文要素开展野外调查,以清晰理解其潮流特征,并据此进行潮流三维数值模拟.调查结果显示,水东湾观测期间的实测潮差在2.6~2.9 m之间,平均潮差约2.8 m,湾口潮差最大,湾顶海域潮差最小,涨潮历时略长于落潮,属不正规半日潮;各观测站位的最大流速相差较大,最高值出现在湾口深槽,为134 cm/s,最低值出现在湾顶浅海海域,为31 cm/s,最大流速水平分布基本上呈现为从湾口向湾顶递减态势.模拟结果显示,水东湾内潮流基本沿潮汐通道呈往复流动,涨潮流向介于280°~300°之间,流速在0.28~1.36 m/s范围内变化;落潮流向介于128°~180°之间,流速在0.56~1.44 m/s范围内变化,流矢受地形限制显著.     

基于UE4引擎的海洋虚拟可视化初探

随着当前计算机虚拟现实的理论、技术与方法的进步,海洋信息技术的三维可视化日益成为对海洋进行全方位观察、研究和探索的重要手段之一.本研究通过对3A级商业引擎——Unreal Engine 4(UE4)的开发使用,模拟了厦门海洋环境监测站附近海域的潮流、日出、日落及天气情况等虚拟现实与可视化.并且针对海洋科研领域中的实际需要,模拟了海水赤潮、海底地形测绘等专门面向业务需求的三维实时渲染,设计与重现了相关的水文气象场景,这种模拟设计具有重要的现实意义.     

热带西太平洋海表盐度的变化特征及其对淡水通量的响应

基于1980~2015年的全球简单海洋资料同化分析系统(SODA)、全球海气通量(OAFlux)和全球降水气候学计划(GPCP)等海洋、大气观测再分析资料,采用线性拟合、经验正交函数(EOF)分解、相关分析和波谱分析等数理统计方法,分析了热带西太平洋海表盐度(SSS)和淡水通量时空变化特征及其关系.结果表明,SSS与淡水通量的气候态及长期线性变化趋势有较好的空间对应关系,两者均有多种时间尺度的EOF模态,其年代际变化模态有较好的正相关关系,并与太平洋年代际振荡(PDO)有密切的滞后相关.分析表明,PDO可能通过影响Walker环流的变化来影响热带西太平洋的淡水通量分布,从而影响SSS的时空格局.     

黄海pH值场季节循环时空模态与机制

根据黄海1977年5月至1981年11月逐月温度、盐度、溶解氧含量和pH值大面调查资料以及黄海大气CO2浓度观测月平均值资料,采用旋转经验正交函数(REOF)、调和分析和延迟相关分析等方法,分析了黄海pH值场季节循环时空模态与机制.黄海pH值场季节循环主要有两种时空模态:上层(表层至20 m)pH值场第一、二模态空间分量为南北型分布,海气CO2交换、生物活性组分光合与呼吸作用以及表层pH值模态位相向深层垂直传播是主要影响因素;下层(30 m至底层)pH值场第一、二模态空间分量为东西型分布,沉积物需氧、生物碎屑分解耗氧等是主要影响因素.pH值模态空间分量垂直分布为两层结构,pH值模态时间分量中周期分量不是主要分量,并且季节周期循环稳定性较弱,容易受到年际变化分量的影响产生季节循环变异.pH值场季节循环模态在表、中、底层存在不同的季节变化扰动源,表层扰动源中,海气CO2交换作用和表观耗氧量物理-生物效应的非线性作用分别是主要、次要影响因素;中层扰动源中,中层表观耗氧量物理-生物效应过程以及相邻上下层pH值扰动传入是主要影响因素;底层扰动源中,底层表观耗氧量物理-生物效应过程是主要影响因素,沉积物需氧、底层温度、盐度是次要影响因素.在平均季节分布中,海气CO2交换作用产生的黄海表层pH值场季节扰动占优势,季节变化位相自表层传播至底层需1个月.黄海表、中、底层pH值扰动源的分层效应,在年际变化中比季节循环变化中的表现更为显著.     

南沙海区波浪的季节变化特征

统计分析永暑礁水文气象观测站1999～2008年波浪的定时观测资料,结果表明,南沙海区的波浪可分为4个浪期,即东北浪期、西南浪期和2个过渡期。东北浪期为11月至次年3月中旬,西南浪期为5月下旬至9月,3月下旬至5月中旬为东北浪向西南浪过渡期,10月为西南浪向东北浪过渡期。东北浪期的浪高全年最大,峰值出现在12月,西南浪期的浪高全年次大,峰值在7、8月,2个过渡期的浪高最小,谷值在4月和10月。     

水文学及水资源的学科前沿和研究需求

水资源学发展与水文学发展有很大的不同。水文学已形成一门系统、完整的科学体系,而水资源学尚没有完全形成以知识为纽带的科学体系。水资源的自然属性的研究(如水资源再生机理等)是水文学在水文循环领域的延伸,而水资源学的知识是水文学、工程科学、环境科学、管理科学、经济学等学科在伸向水资源领域的横截面。认识到这一点,对于开展水文学及水资源学科的科学研究和推动水资源学的学科建设是十分必要的。     

流域水文模型的发展

本文列出了当今世界上比较流行的15个流域水文模型。对现行概念性集总式流域水文模型的结构和参数的特点进行了评论,指出了这类流域水文模型存在的主要缺陷。对新一代流域水文模型, 即分布式流域水文模型,尤其是其中具有物理基础的分布式流域水文模型,进行了较为深入的分析,指出其之所以优于集总式流域水文模型的主要原因。最后对流域水文模型进一步发展所必须具备的理论和技术条件做了初步讨论。     

甘肃省黑河流域土地沙漠化的水文学指征初探

黑河流域土地沙漠化及水资源合理利用一直是该流域研究的焦点问题。文章首先从土地沙漠化分布范围、种类、面积、沙漠化程度等方面，分析了黑河流域土地沙漠化的现状：土地沙漠化主要发生在流域的中下游地区，尤以额济纳绿洲沙漠化形势严峻；其次，从地表水、地下水之水质、水量方面分析了黑河流域水环境变化的状况：人类不合理的经济活动，导致黑河流域水资源环境恶化，具体表现在地下水、地表水水位下降、水质恶化。在此基础上，从黑河流域地表水及地下水着手，初步提出了黑河流域土地沙漠化的水文学指征体系：其中，地表水主要包括蒸发与蒸腾的消耗、径流和渗漏3个部分；径流部分又分为地表水流经区域及水量变化、干流水量的系列变化以及泥沙沉积3方面；地下水则主要有水质变化及水位的连续变化2方面。