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1409号台风威马逊是自1973年以来登陆华南地区的最强台风,其在登陆前,临岸急剧增强。每年初夏,尽管南海的海洋环境有利于台风的增长,但是由于西太平洋副热带高压(以下简称副高)的引导作用,大部分台风路径会偏离南海。本文分析结果表明,在2014年初夏,副高的位置相对过去几十年的平均位置更偏向西南方,因此,台风威马逊在副高的引导下穿过菲律宾进入南海海域。南海的高温海水为其强度陡增提供了有利条件,威马逊在短短26 h内急剧增长为超强台风。前人研究结果显示,近些年来副高的位置明显向西延伸,如果这种西向延伸的趋势一直保持或者继续,那么在初夏可能会有更多的热带风暴进入南海并且得以加强,华南地区或将面临更多灾难性台风的袭击。

有效弹性厚度( T _e)表示岩石圈抵抗变形的能力,其大小主要取决于岩石圈内部的温度结构和地壳物质组成。作为全球最长的海岭之一,东经九十度海岭(NER)来源与形成过程一直是国内外科学家研究的热点,然而受到该地区复杂构造活动的影响,研究者对海岭的形成过程仍缺乏清晰认识。本文从 T _e的角度出发,通过空间褶积方法计算了沿着NER不同位置处 T _e的空间分布特征。计算结果表明,整个海岭的 T _e主要在0~35 km之间变化,表现为北(8°N~1°N)高(平均值为20 km)、中(1°N~15°S)低(平均值在5 km以下)、南(15°S~30°S)高(平均值为30 km),变化趋势与凯尔盖朗热点的3期岩浆活动相对应。 T _e的变化反映了NER形成过程中东南印度洋脊与热点的相对位置的调整,说明NER是凯尔盖朗热点、印度洋板块扩张与东南印度洋洋中脊迁移三者共同作用的结果。最后,结合 T _e的结果与ROYER板块重构的结果,本文提出了NER形成过程的模式。

海底沉积物中稀土元素的分布特征受多种影响因子的影响,很难定量分析。北部湾沉积物稀土元素(∑REE)与物源、水动力、沉积物粒度和黏土矿物百分比等关系定性分析显示,本区∑REE的物源主要由陆源岩石控制,弱水动力和细颗粒度都对应较高含量的∑REE。结合北部湾海底沉积物的位置、砾石含量、砂含量、粉砂含量、黏土含量和黏土矿物含量训练出来的BP神经网络在控制变量的情况下定量分析各影响因子与∑REE的关系,获得单个影响因子与∑REE的关系曲线。这些关系曲线揭示了北部湾沉积物中稀土元素与各影响因子的联系,所获结果与定性分析结果基本一致,该方法能够通过自主学习,自动判断并定量计算,有助于识别每一个因子对稀土元素含量影响的大小,是如何控制∑REE的分布,从而根据曲线的变化规律结合实际情况去推断区域的环境变化及地质演变,对稀土元素的富集和分散分析提供有益的理论指导。

土地潜力评价是编制土地利用规划的前提,把握土地的潜在经济效能是城镇化、工业化快速推进背景下土地资源合理配置的重要命题。本文甄选自然条件、生态敏感性、经济发展和空间结构指标建立了土地发展潜力评价体系,分别采用模糊综合评价法与网络层次分析法赋权指标体系与计算权重,测度发展潜力值并划分了杭州湾南岸余姚、慈溪和镇海的海岸带土地发展潜力区。结果显示:(1)低发展潜力区面积为237.14 km ²,占比为17.73%;中发展潜力区面积为323.08 km ²,占比为24.15%;高发展潜力区面积为473.34 km ²,占比为35.38%;极高发展潜力区面积为304.27 km ²,比例为22.74%。(2)按照地类的级别面积分析,交通运输用地和自然保留地面积在极高潜力区中达到峰值,呈由高向低等级面积递减态势;耕地、其他农用地、城乡建设用地和其他建设用地在高潜力区中占比最大,且基本布局于极高、高潜力区;园地、河流水面、水利建设用地集中于中潜力区,而沿海滩涂与林地基本分布于低、中潜力区。(3)余姚、慈溪和镇海海岸带土地发展潜力分区呈现不同特点,余姚属于待提升型,慈溪为均衡发展型,镇海是高质发展潜力型。

舟山十六门8个无居民岛位于舟山高强度开发海域,根据1962、2002和2012年3期水深地形数据,利用GIS软件分析了十六门诸岛区域岸滩的冲淤变化。结果显示:1962—2002年的40 a间,研究区处于缓慢淤积态势,年均淤积速率为5.3 cm/a;2002—2012年的10 a间,研究区由淤积变冲刷,年均冲刷速率为52.7 cm/a。据分析,2002年以后,研究区周边海域高强度的人类开发活动引起的叠加效应是造成研究区水下岸坡快速冲刷的主要原因。

利用遥感和GIS技术提取了环渤海地区1980年、1990年、2000年和2010年4期海岸线信息,采用网格法计算每期海岸线的分形维数;分析了海岸线及其分形维数的时空变化特征、并探讨了其与海岸开发活动之间的关系。研究表明:在1980—2010年间,研究区海岸线长度持续增加,变化强度逐渐增大,海岸线共增加了1 074.35 km;从时间过程看,2000年以后海岸线长度进入快速增长时期;从区域范围看,以天津市和河北省所在的渤海湾地区海岸线的变迁最显著。研究期间,环渤海地区海岸线整体向海推进,海岸线分形维数逐渐增大,岸线形状趋于复杂。人为的海岸开发活动是海岸线变迁的主导因素,2000年之前海岸开发以围垦养殖、盐田为主;之后,港口码头建设和城镇建设型的海岸工程逐渐增多。海岸线的分形维数与海岸带的物质组成与演变过程有直接关系,大量规模不等的海岸工程的建设是海岸线分形维数变化的主导因素。

采用实验生态学方法,研究了不同起始密度下悬浮清洁疏浚物对中肋骨条藻 Skeletonema costatum和赤潮异弯藻 Heterosigma akashiwo生长的影响。研究结果表明,在实验室单培养条件下,清洁疏浚物培养液中,起始密度不同,微藻生长状况明显不同。起始密度为0.2×10 ⁴ cells·mL ^-1时,进入指数生长期和静止期的时间延长,但生长所达到的最大细胞密度较高;起始密度为0.8×10 ⁴ cells·mL ^-1时,进入指数生长期和静止期的时间缩短,但生长所达到的种群最大密度较低。混合培养条件下,清洁疏浚物培养液中,起始密度不同,导致了微藻种间竞争关系的变化,中肋骨条藻与赤潮异弯藻具有明显的种间竞争,赤潮异弯藻是竞争的优胜者,中肋骨条藻受到赤潮异弯藻的抑制,整个实验周期内细胞密度下降都非常明显,细胞密度明显低于单培养时的细胞密度,而赤潮异弯藻细胞密度并没有明显的减少。在3种不同质量浓度组清洁疏浚物培养液中,质量浓度最高的1 000 mg·L ^-1培养液中藻细胞密度显著低于100 和500 mg·L ^-1质量浓度组,而100 mg·L ^-1培养液中藻细胞密度最高,说明清洁疏浚物质量浓度越高,对海洋微藻抑制影响越为明显,质量浓度越低,影响越小。

本研究以三疣梭子蟹 Portunus trituberculatus为研究对象,通过急性和亚急性暴露试验,研究Cd ²⁺对其肝胰腺和鳃的毒性效应。结果表明:Cd ²⁺对三疣梭子蟹的48、72和96 h半致死质量浓度分别为6.55、4.33和3.12 mg/L,Cd ²⁺对三疣梭子蟹的安全质量浓度为0.31 mg/L;在安全质量浓度和渔业水质标准质量浓度(<0.005 mg/L)下,随着暴露时间的延长,三疣梭子蟹的肝胰腺和鳃中HSP70的表达量都出现“先升后降”的趋势,与对照组相比,鳃中HSP70的表达量比肝胰腺的变化明显。在安全质量浓度以下,三疣梭子蟹的存活率并没有明显的变化,但是HSP70的诱导表达反映机体受到Cd ²⁺的胁迫。因此HSP70基因可用作低质量浓度Cd ²⁺污染检测的生物标志物。

参考文昌油气田的脐带缆截面设计及具体工作环境参数,利用水动力分析软件OrcaFlex建立了文昌缆与主平台回接过程中的动力学响应模型,计算了在不同浪向下脐带缆在与主平台回接过程中的水动力响应。通过水动力分析结果可知:绞车的牵引速度和浪向的改变对脐带缆的牵拉过程有很大影响;脐带缆发生明显弯曲的部位von mises应力也会发生明显变化,但应力仍小于API 2RD的允许应力,可满足工程安全要求。

于2014年夏、秋两季在舟山海域进行了浮游植物拖网采集和环境理化因子测定,共鉴定浮游植物6门92属184种,其中硅藻门127种,甲藻门30种,为调查海域主要浮游植物类群。夏季骨条藻 Skeletonema spp.为绝对优势种,秋季优势种由琼氏圆筛藻 Coscinodiscus jonesianus、虹彩圆筛藻 Coscinodiscus oculus-iridis、蛇目圆筛藻 Coscinodiscus argus、星脐圆筛藻 Coscinodiscus asteromphalus、骨条藻 Skeletonema spp.、尖刺伪菱形藻 Pseudo-nitzschia pungens、并基角毛藻 Chaetoceros decipiens、伏氏海毛藻 Thalassiothrix frauenfeldii及中间肋缝藻 Frustulia interposita等9种硅藻构成。调查海域夏季浮游植物平均丰度(1 713.58×10 ⁴个/m ³)高于秋季(1 430.30×10 ⁴个/m ³)。冗余分析表明,温度、盐度、悬浮物、溶解无机磷及溶解无机氮等环境因子对夏、秋两季浮游植物群落影响较大。结合历史数据分析可知,舟山海域近30 a来富营养化程度严重且日益加剧,富营养化指数明显升高;同时浮游植物群落变化也十分显著,主要体现为细胞丰度增加和优势种更替。

2013年5月、8月和11月调查了象山港大黄鱼网箱养殖区及附近沉积物中总有机氮(TON)、总有机碳(TOC)和总磷(TP)含量,并采用实验室模拟法研究了底泥耗氧率(SOCs)和沉积物-水界面营养盐(NH ⁺ ₄、NO ^- ₂+NO ^- ₃和PO ^3- ₄)通量。结果表明:养殖区(YZ)沉积物中的TON和TP含量显著高于距离养殖区50 m(F1)和100 m(F2)的区域( P<0.05)。底泥释放NH ⁺ ₄到上覆水中,但是从上覆水中吸收NO ^- ₂+NO ^- ₃和PO ^3- ₄。沉积物-水界面营养盐通量表现出明显的季节性变化,在8月,NH ⁺ ₄及PO ^3- ₄的释放量达到最大值。上覆水中NH ⁺ ₄、NO ^- ₂+NO ^- ₃和PO ^3- ₄的质量浓度随着沉积物-水界面营养盐通量的变化而变化。研究表明,象山港大黄鱼养殖活动对养殖区底泥造成了一定污染,且通过影响沉积物-水界面营养盐通量影响上覆水中营养盐分布,最终给整个养殖系统造成生态负担。

丹麦海峡海洋锋可为局地气候变化、海峡鱼类分布以及海峡中尺度涡等方面研究提供参考,在军事领域也具有较高应用价值。然而目前国内外缺乏对于丹麦海峡锋的系统研究。本文利用WOA13数据,对丹麦海峡锋位置、强度空间分布以及相应的季节变化进行了分析。结果显示,锋轴线位置在34°W以西150 m以浅相对稳定,34°W以东锋轴线随深度和季节均有摆动。锋强度在水平和垂直方向分布不均匀,水平方向上锋轴线最大值与最小值差值一般在3倍以上。垂直方向盐度锋主要集中在100 m以浅,且强度随深度不断减小;温度锋强度最大值在表层以下且在300 m以深随深度增加锋强度减小,但有一些区域如27°W和28°W附近,受到海底地形的影响温度锋强度随着深度的变化有大幅度增加的特点。

在COMCOT海啸数学模型中加入潮汐边界条件,建立了东中国海天文潮与海啸耦合数学模型。在琉球海沟内侧设计震级为7.6级的海底地震,根据地震板块的错动方向不同,设计正波先行与负波先行两种海啸波,通过调整海啸波发生时间,使海啸波波峰遭遇温州湾天文高潮位。将天文潮与海啸耦合模型计算结果与线性叠加计算结果进行比较,结果表明:无论正波先行还是负波先行,天文潮与海啸耦合计算相比线性叠加的结果,海啸波的到达时间均有所提前;而从海啸波波高来看,线性叠加的计算结果则比耦合计算结果偏高。

赤潮是最严重的海洋灾害之一,它不仅破坏海洋渔业生产、恶化海洋环境、影响滨海旅游业,而且还会影响人类健康。卫星遥感技术具有覆盖范围广、重复率高、成本低廉等优势,近年来已成为赤潮监测不可或缺的重要手段。本研究利用C++语言建立了一套赤潮遥感监测系统。该系统能自动接收和处理遥感数据,并利用赤潮水体的光谱和固有光学量特征自动提取赤潮信息。在实际业务化应用中,该系统被国家监测部门采用,在2013年4月至9月东海赤潮高发期间,该系统制作了55期赤潮遥感监测产品,用于指导船舶现场监测工作,取得了良好的应用效果。利用本系统对近年来东海发生的27次大型赤潮事件进行了发生位置和面积的提取,并与现场观测结果进行比较。结果显示,系统对大部分赤潮范围的识别有较好的效果,对赤潮识别准确度大概在80%左右。

在独流减河入海口附近河道之间的盐沼采用人工探坑侧壁连续取样,获得2个站位的沉积物样品。通过 ²¹⁰Pb和 ¹³⁷Cs定年法建立年代框架,结合粒度分析、有孔虫鉴定和水文数据,探讨了该区的现代洪水事件沉积。结果表明,该区沉积物的 ²¹⁰Pb _exc比活度-深度剖面中存在2处明显的低值沉积层,分别在3~6 cm和10~14 cm深度,这2个沉积层分别对应 ¹³⁷Cs曲线的次峰和主峰。这两层与上下相邻层位相比呈现粒径较粗、分选较差,有孔虫丰度较低、破损百分比较高的特征。 ²¹⁰Pb测年结果显示, ¹³⁷Cs曲线下部的主峰对应的年龄为1963年,与全球性的最大峰值形成时间相对应,而上部的次峰对应的并非1986年切尔诺贝利核泄漏事故形成的次峰。区内水文数据显示,在1963和1996年分别发生了2次较大的洪水事件。因此,推断S4和S5站位剖面中2个特殊的沉积层是由洪水事件造成的。本研究说明高分辨率沉积特征的多指标研究可以较为准确地揭示洪水等灾害性事件发生的年代和频率,这有利于系统地揭露海陆过渡带地区地质历史时期灾害和气候事件的频率和强度,为灾害预防和未来规划提供科学依据。

为了更好地揭示南海北部陆坡琼东南盆地晚中新世以来的沉积物输送样式,本次研究将盆地裂后期加速沉降阶段以来的沉积物充填样式作为研究对象,基于前人对这一区域潜在物源区的分析,通过对已有勘探成果的总结和归纳,对深水沉积体的类型进行识别,建立具有成因关系或相同来源的深水沉积体组合,尝试对沉积物输送样式进行划分和归类。研究结果认为,晚中新世以来,琼东南盆地主要存在海南岛物源、莺西物源、南部隆起带物源和神狐隆起物源等4个潜在物源区,沉积物输送样式可划分为垂向沉积物输送、轴向沉积物输送和转向沉积物输送3种类型。

水下考古已成为考古领域的重要组成部分。在中国沿海,尤其在古海上丝绸之路沿线,留存了大量前人活动的遗迹。水下考古需要使用高新探测设备,并配合合理的操作流程。本文以广东川岛水下考古为例,由多波束测深系统、浅地层剖面仪、侧扫声呐系统和磁力仪等新型高精度海洋物探设备构成水下考古系统,建立了水下考古的基本流程。川岛是古海上丝绸之路的重要泊靠点,在此次川山群岛海域考古调查中,根据多波束大规模覆盖和侧扫声呐拖曳式作业,在泥湾水道、打铁湾以及乌猪洲等处有新的发现,包括清代瓷器碎片和古代铁炮等。川岛水下考古文物的发现,对于进一步沿古海上丝绸之路的文物调查具有重要促进作用,也使水下考古得到更多关注。

本文基于历年检测资料统计分析了杭州湾海底输油管道裸露埋深状态变化规律,结合水文地形测量资料、辅以数学模型手段,从Spoiler自埋设计、杭州湾水流特性、管道路由海床演变特性以及人类活动等多因素探索了杭州湾海底管道裸露埋深状态变化的原因。研究结果表明:杭州湾管道80%以上处于埋深状态,局部管段长期裸露,裸露管段主要位于北岸深槽和庵东边滩滩坡区域;管道冲刷与管道路由海床演变特性、水流与管道夹角以及Spoiler自埋设计的发挥密不可分;杭州湾南岸围垦工程的实施与该区域管道裸露、掩埋状态密切相关。

本文利用Matlab设备控制工具箱,实现DGPS数据的导入与实时可视化,并用于ADCP断面走航观测。根据在舟山海域连续28 h的现场ADCP断面走航观测,该系统实时性较好,每秒钟更新1次航迹、当前船速与航向等信息,可满足实时可视化的要求。本系统的工作只需要准备1张导航底图,且操作简单、信号稳定,连续工作28 h均没有出现DGPS信号中断的情况。

基于沉积物重金属污染风险评估系统的不确定性和随机性,采用Monte Carlo模拟技术定量刻画沉积物重金属含量数据分布特征,并通过与潜在生态风险指数法的综合集成,评估了独山港海域表层沉积物重金属(Cu、Pb、Zn、Cr、Cd、Hg和As)的潜在生态风险水平。结果表明,港区中Cu、Pb和Zn为中等污染,Cd、Cr、Hg和As为轻微污染;综合污染指数 C_d处于轻微污染的概率为38.32%,处于中等污染的概率为61.68%。所有7种重金属污染程度以及潜在生态风险指数 RI均为轻微级。敏感性分析表明,Cu、Zn和Cr对 C_d和 RI起主导作用。

根据2011年5月(春)和8月(夏)福建省东山湾海洋生态环境的调查数据,研究了海水中溶解态重金属(Cu、Pb、Zn、Cd和Cr _(T))的平面分布特征及其影响机制,结果表明:(1)海水中溶解态重金属含量平面分布呈在西南部形成“点源汇集状高值区”且自西向东逐渐递减趋势;除锌元素外,重金属含量季节变化趋势均为夏季>春季。(2)20世纪80年代以来,除海水中Zn含量逐年增加外,Cu、Pb和Cd等污染物含量的变化趋势基本符合倒“U”形环境库兹涅茨曲线。(3)采用数理统计软件分析各溶解态重金属含量之间相关性,春季海水中重金属含量除总铬外,其余4种重金属含量两两呈显著正相关;夏季海水中重金属含量仅Cu-Cd和Cd-Cr _(T)相关性较好。(4)温度、盐度、pH值、化学需氧量、溶解氧、营养盐和生物效应是海水中溶解态重金属含量变化重要的影响因子。

为了解洞头列岛及邻近海域大型底栖动物的群落结构特征,于2015年4月在该海域布设35个站位进行大型底栖动物调查采样,并获取相关环境资料,分析了该海域大型底栖动物的群落结构及其与环境因子的关系。共鉴定出大型底栖动物122种,其中多毛类57种,甲壳动物34种,软体动物19种,棘皮动物5种,其它类动物7种。各调查站位大型底栖动物物种数目在1~22种之间,瓯江口附近站位物种数较少。大型底栖动物平均生物量为3.35 g/m ²,平均栖息密度为321个/m ²。多毛类具有种数上的优势,软体动物具有生物量和密度上的优势。Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数和Pielou均匀度指数的平均值分别为1.29、2.45和0.66。通过聚类分析和多维尺度排序分析将该海域大型底栖动物划分为3个群落:异蚓虫-薄云母蛤-绒毛细足蟹-不倒翁虫群落(群落Ⅰ),薄云母蛤-异蚓虫-双鳃内卷齿蚕-不倒翁虫群落(群落Ⅱ)和其他群落(群落Ⅲ)。典范对应分析表明,影响大型底栖动物群落的主要环境因子有底层海水的温度、盐度、活性磷酸盐、活性硅酸盐、溶解性无机氮、化学需氧量以及表层沉积物中的总有机碳等。ABC曲线分析结果表明,大型底栖动物群落受到了一定程度的扰动,但基本稳定。与历史资料相比,大型底栖动物的栖息密度和生物量均无明显变化,种类组成由以多毛类和软体动物为主转变为以多毛类和甲壳动物为主,且个体较大的棒锥螺大量死亡。

分别在15,20,25和30 ℃海水中养殖绿海龟90 d,研究温度对绿海龟心、肝、肾等17项血液生化指标的影响。结果表明:心功能指标中,总胆固醇和甘油三酯均呈现先上升而后下降的趋势,25 ℃时含量最高,分别为3.83±0.30和0.60±0.08 mmol/L;高密度脂蛋白出现先降后升的变化;肌酸激酶含量随着温度的上升,呈下降趋势。肝功能指标中,白蛋白和总蛋白含量随着温度上升,先上升后下降,在25 ℃时达到最大值6.47±0.66和36.33±1.96 g/L;乳酸脱氢酶、白球比、碱性磷酸酶、谷草转氨酶、谷丙转氨酶和总胆红素都不随水温的变化而变化( P>0.05)。肾功能指标中,血尿酸和血肌酐含量随着温度上升而下降,血尿素氮没出现明显的变化( P>0.05)。综合温度对血液生化指标的影响规律,绿海龟在25 ℃左右储能物质消耗最少。

海洋观测已呈现陆、海、空联合组网观测形式,这是海洋观测发展的必然趋势和未来走向。但我国在海洋水下观测能力方面极其薄弱,特别是与国际海洋发达国家相比存在较大差距,本文主要整理了国外水下观测网发展的有关政策、重点项目及技术装备,并对我国面临的海洋发展形势进行了分析,提出了我国海洋水下观测网发展战略建议,供有关管理人员和科研人员参考。

海浪周期在海洋工程设计中有着重要作用,而不同的海洋工程设施在设计时所选用的周期参数也不同,因此不同周期间的换算关系也就显得尤为重要。本文利用南海北部油气田区1 a的实测海浪周期数据,研究了其谱峰周期、有效周期、跨零周期和最大波高周期等的相互关系,并与相关规范和文献研究结果进行对比,给出了南海海浪周期间的关系式,从而为海洋工程设计提供了支持,也为南海海浪周期关系研究提供了参考。

以长兴组台地边缘礁滩储层发育认知为指导,将三维与二维地震资料相结合,开展台洼边缘礁滩与台地边缘礁滩的沉积背景、发育模式、古地貌的综合对比研究,对四川盆地中部蓬溪-武胜台洼边缘礁滩发育演化特征进行分析,提出了四川盆地东南部泰来、永兴场及义和地区3种台洼边缘礁滩发育模式。受开江-梁平陆棚、峨眉地裂运动以及微古地貌影响,泰来地区以台洼边缘礁滩沉积为主,永兴场地区沉积低能生屑滩,义和地区发育成排生物礁带及点礁。从长兴期整个四川盆地沉积格局分析,蓬溪-武胜台洼边缘礁滩与开江-梁平陆棚边缘礁滩整体沉积格局相似,但台洼边缘生物礁滩纵向发育规模偏小,横向分布面积广泛。

通过表面观察及电化学方法研究X80钢在含有SRB的海水溶液中阴极保护准则的适用性,测试结果表明:腐蚀控制因素为阳极控制,对金属施加阴极极化第5天降低金属腐蚀速度主要通过增大金属表面SRB的附着电阻和电荷转移电阻实现;而施加阴极极化第10天,阴极保护主要通过改变金属表面电荷转移电阻控制腐蚀速度,且阴极极化电位越大控制效果越好。无阴级保护的金属试样腐蚀产物较多且附着力差,施加阴极保护的金属试样腐蚀产物较少且附着力较强。阴极保护的确能对存在SRB的海水溶液环境中X80钢起到阴极极化作用,但极化5 d时传统的阴极保护准则中-850 mV _CSE(即-770 mV _SCE)电位未达到85%的保护要求,-950 mV _CSE(即-870 mV _SCE)电位刚刚能满足保护要求;而极化10 d时2种极化电位下保护度都有所下降且都不能满足保护要求,因此还需要进一步实验确定其合适的阴极保护电位。

收集7个时期的历史图件或卫星遥感影像,运用RS和GIS技术,进行信息提取和实测岸线数据验证,获取各时期浙江大陆海岸线矢量,统计分析结果显示:(1)浙江大陆海岸线总体上表现为海岸线位置外推加快,平直的人工岸线不断取代曲折的自然岸线,部分近岸岛屿并入大陆,海岸线长度明显缩短,百年来人工岸线所占比例由48.01%上升至67.46%。(2)人工岸线和围垦面积变化规律总体呈现出3个明显阶段:1913—1970年自耕农时代高滩围垦阶段,人工岸线长度增加288.78 km,围垦面积仅增593.35 km ²;1970—1995年集体农业时代联围堵港阶段,围垦面积快速增加,人工岸线长度反而减少;1995—2014年工业与城镇化建设围垦阶段,人工岸线长度增加116.66 km,而围垦面积剧增1 053.00 km ²。(3)河口区大陆海岸线全线平移外推,海岸线长度则有增有减,1913年以来浙江主要河口区围填海面积达1 914.85 km ²,占全省围填海面积的76.79%。(4)海湾区大陆海岸线变化以截弯取直为特点,岸线总长度持续减少,百年来三大港湾围填海面积达429.32 km ²,占全省的17.22%。

海岸人工地貌建设是沿海国家开发利用海岸带资源的重要方式,海岸人工岸线的形成改变了自然岸线的格局,并影响着岸线的自然演替规律。基于1990,2000和2010年3期TM遥感影像,提取不同时相的浙江省大陆海岸线信息,对浙江大陆海岸线类型构成及人工岸线建设对岸线格局的影响进行了分析。结果表明:(1)受人类开发活动的影响,近20 a来浙江大陆海岸格局以人工岸线不断增长为特征;(2)不同岸段的人工岸线增长速度有明显差异,以杭州湾、三门湾及台州湾沿岸岸线变化最为显著;(3)20 a间,浙江大陆岸线整体向海推进趋势明显,仅少数岸线发生了海岸蚀退;(4)人工岸线的建设通过对自然岸线的截弯取直,缩短了自然岸线的长度,降低了自然岸线的曲折度,却使浙江省大陆海岸线的多样性指数不断增加。

琼州海峡白沙门海滩是海口市重要旅游资源,历史研究表明自20世纪60年代以来其一直处于侵蚀退化状态。本文选取1994—2015年的19景Landsat遥感影像提取白沙门海滩水边线并计算海滩坡度,分析海滩冲淤,结果表明:1994—2008年海滩处于冲刷状态,高潮位的水边线平均向岸回退了104.71 m, 低潮位的水边线平均向岸回退了95.49 m,但是2000年附近时段的人工补沙弥补了海滩侵蚀退化;2008—2015年海滩转为淤积状态,高潮位的水边线平均向海前进了34.17 m,低潮位的水边线平均向海前进了25.52 m,海滩淤积可能是海滩东侧的新埠岛围填海工程造成的。

水深反演对于浅海地形调查、海岸带保护和开发具有重要的意义。本文选取南海东锣岛海域为研究区,采用SPOT-6 6 m高分辨率数据,基于SPOT-6多光谱数据和水深实测值分别建立蓝-绿、蓝-红等6个波段比值模型。结果显示,绿-红波段的比值模型精度最高, R²值达到0.706 4,这对于反演热带海洋地区水深具有一定借鉴意义。基于该模型的反演结果对不同水深范围内的平均相对误差进行比较,结果表明:0~5 m水深范围反演误差较高,主要由于该范围水体情况较复杂,5～10 m 水深范围内平均相对误差最小为13.62%,而随着水深的增加,反演的误差增大,分析误差的主要来源是海水中的悬浮颗粒物、黄色物质、叶绿素质量浓度等方面的影响。

海底管道阻流板(Spoiler)自沉埋技术是一种新型管道自埋技术,为深入了解其作用机制及其效果,本文通过分析安装有阻流板的杭州湾海底管道历年检测资料,结合管道附近海域海床、潮流动力特性,深入探讨了阻流板装置在实际工程中的运行效果,分析了其作用机制及其适用条件。研究发现安装阻流板装置的杭州湾海底管道在往复潮流作用下逐渐埋入海床,其埋入段长度由2005年的50%增加到2013年的80%以上,而且平均埋入深度超过2.6 m,自埋效果较好;而在管道路由与海流平行段或管道敷设于抗冲刷强海床上时,阻流板作用不能有效发挥,管道仍然呈现裸露状态。

为了最终实现对海洋中尺度涡流(简称中尺度涡)的自动采样,首先应该发展中尺度涡动态特征识别技术。本文基于SLA(Sea Level Anomaly)数据,实现了对中尺度涡动态特征的检测算法。主要内容是制定了一个判别相邻两组SLA数据中的涡流,是否为同一涡流子在不同时刻的状态的标准,即判别下一时刻SLA数据中是否存在涡流是由上一时刻确定的被检测涡流演化而来的。通过确定这种进化关系,可以得到被检测涡流的一系列动态状态信息,例如:面积变化速率、中心移动情况以及其他情况。本算法的计算量不大,从而可以应用到实时涡流跟踪的环境中。值得注意的是,本文中的算法不仅仅局限于应用SLA数据,SSH(Sea Surface Height)等大部分反映海洋高度的数据也可以使用。

海洋站业务化观测仪器是业务化海洋观测系统的重要实体支撑。将我国海洋站中典型的国产业务化测量仪器与美国同类仪器在性能指标方面进行了对比分析,结合世界前沿海洋仪器发展现状总结了未来主要发展趋势,探讨了我国业务化海洋仪器优先发展的主要方向。结果表明,相比美国,我国国产验潮仪精度低1个数量级,测波仪的波高、周期和波向精度分别平均低0.2 m、0.27 s和5°~10°,国产观测仪器在业务运行可靠性和稳定性方面存在不足。世界海洋观测装备将更加信息化、智能化、专业化和模块化,并通过谱系化发展使其功能日臻完善,可靠性不断提高。在此趋势下,我国业务化海洋观测仪器应优先重点发展高精度传感原件和材料、抗生物污损和防腐蚀技术以及智能电子电路、人工智能和自动化技术等。

超短基线定位系统可以为水下调查设备提供精确的定位信息,是当今海洋探测工作必不可少的装备。超短基线定位系统的定位结果包含了多种来源的误差影响,对超短基线定位数据进行有效的处理是保证水下精确定位的前提。本文通过对超短基线基阵进行校准,并对其定位精度进行精度评估,对海上应用采集到的数据进行处理分析,对原始数据中出现的跳点进行剔除、滤波处理,得到较可靠的水下定位结果。

为了适应我国近海海洋环境监测快速、多要素的现场监测需求,研制了一套船载水样自动采集系统,系统控制方式简单灵活,具有全自动、半自动和手动三种控制模式。该系统由采水泵、复合采水缆、电动绞车、电控柜、储水罐等硬件和控制软件组成。在软件的控制下,绞车、采水泵等执行元件可自动开启和关闭,自动完成同一地点不同深度的多层水样采集。与传统人工采水方式相比,可大大减轻实验人员的劳动强度,减小水样采集的深度误差。渤海和东海大量的海上试验证明该系统性能稳定,能够适用于营养盐分析仪对水样的要求。

针对混响环境非自由声场中声源测量的问题,本文以消声水池和混响水槽为实验环境,以换能器辐射的声场为研究对象,以水听器阵列为测量前端,进行了混响环境非自由声场中声源对象的测量、分析和重构的实验研究。通过单层水听器阵列对非自由声场进行声压分布测量,并对测量结果作声波分离处理,将分离前后的声压分布和在消声水池中测量的声压分布进行比较,给出了声源频率为5 000 Hz和7 000 Hz时,声场重构的误差分析结果。结果表明,基于单层水听器阵列声压测量的声波分离方法,能够较精确地对混响环境中的声场进行重构。

本文基于反射地震数据和MODIS遥感数据,对南海东沙海域内孤立波及孤立波群的形态有了系统的认识。内孤立波存在上升型和下降型两种极性波,又根据波形分成“钟形”、“平底形”和“碗形”三种类型,孤立波在波谷处的形状与孤立波振幅有关。单个内孤立波在传播一段时间后,受到各种因素的影响,会发育成波群。东沙海域的不同位置存在两种波群:“有序型”波群和“复杂型”波群,结合它们的位置及波群传播过程,认为这两种波群可能是孤立波从深海向陆架的整个传播过程中的两个阶段,“有序型”波群在被东沙岛阻碍后,受到各种海底地形、东沙环礁、波-波相互作用的影响,转变成“复杂型”波群。

利用2015年6月南海北部现场观测的水文数据,结合卫星高度计资料,分析了2015年6月13日—28日南海北部陆坡在气旋涡-反气旋涡的双涡结构影响下的水文和环流特征。结果表明,2015年6月南海北部陆坡调查海区表层50 m以浅盐度存在NE—SW向低盐区,表层盐度最小值低于32,这表明南海北部陆坡存在跨陆架海水输送。在观测期间,南海北部陆坡调查海区受气旋涡和反气旋涡双涡结构影响,使得南海北部陆坡表层100 m以浅存在跨陆坡流,流速最大值出现在两涡交汇区域。此外,通过潜标连续海流资料,发现南海北部陆坡环流呈现了“深入浅出”(100 m以深层为向岸的入侵、以浅层为离岸的出流)的“两层结构”。

利用桑沟湾海带播苗前和成熟期的海流剖面资料,对最显著的 M ₂分潮流椭圆四要素(最大流速、椭圆率、最大流速方向和最大流速出现时间)的垂直分布特征进行对比分析,结果表明筏式海带养殖对潮流垂直结构有显著影响,由海带播苗前的单一海底边界层,变为海带成熟期的海表和海底双重边界层。海带播苗前, M ₂分潮流椭圆要素在垂向上变化不大;而在海带成熟期,从中层向海面和海底,最大流速迅速减小、椭圆率逐渐增大、最大流速方向左偏、最大流速出现时间提前。湾口中部的最大流速方向从海带播苗前的南北方向转为海带成熟期的西北—东南方向,这是由水位梯度的变化造成的。