当期目录

夏季,黑潮在台湾东北向东海陆架的入侵表现为黑潮次表层水的强烈涌升,并在陆架上形成明显的冷穹。本研究利用ROMS(Regional Ocean Modeling System)模式,模拟了夏季黑潮入侵所形成的冷穹及上升流的三维结构,并讨论了上升流形成的动力机制。结果表明,冷穹中心在50 m以上的深度位于25.5°N,122.5°E附近,最大降温5 ℃以上;在50 m以下的深度,冷穹的中心位于台湾岛北缘。表层黑潮在台湾北缘不存在明显入侵,在陆坡东向转向附近则以气旋式环流入侵至陆架以上。此外,上升流主要位于陆坡坡度最大的区域,且黑潮次表层水的涌升存在两个较为明显的路径,分别位于台湾岛以北的100 m与200 m等深线之间以及东向转向的陆坡区域。在上层,平流作用是上升流产生的主要机制;而在近底层,平流作用与底摩擦都对上升流有贡献。

在南黄海太阳沙西侧潮流脊槽海域进行了密集网格的高分辨率浅地震勘探,测线间距主要为120 m和200 m。沉积物穿透厚度最大约80~90 m,划分为2个地震层序(SQ1和SQ2),细分为5个亚层(U1~U5)。位于下部的层序1(U1)为晚更新世陆相沉积,上部的层序2(U2~U5)以全新世海相沉积为主。根据地震相特征研究了各亚层的沉积环境,从晚更新世晚期以来,研究区经历了三角洲辫状河流—河流刻蚀—古河道充填—河口滨海—三角洲滨浅海—现代潮流脊槽的沉积环境演变过程。在早全新世中期,研究区发育了一条窄河口型潮流沙脊,并随海平面的快速上升而被掩埋。现代潮流沙脊形成于末次高海面后,与古潮流沙脊没有继承关系,与晚更新世古地形也没有关系,受控于潮流系统。

在对CA海山玄武岩CAD21样品岩相学研究基础上,运用电子探针和X-荧光光谱法(XRF)对中太平洋CA海山斜长石斑晶中的环带、斜长石微晶和玄武岩中的硅酸盐进行了化学成分研究。CA海山玄武岩为地幔柱成因的板内玄武岩;斜长石斑晶具有环带结构,环带核部与边部为不连续消光,是不连续环带;环带核部为培长石,边部为拉长石,是岩浆演化过程中形成的正环带,其成因受岩浆演化过程中熔体组分及温、压条件的共同制约。斜长石斑晶核部、边部及斜长石微晶估算温度平均值分别为1 281,1 198和1 071 ℃,分别代表了岩浆源区、岩浆房及岩浆喷发温度,三者温度差值较小,这和洋岛玄武质岩浆的形成及喷发特点相吻合。

基于瓯江口外潮汐通道区的历史水深地形资料,利用地理信息系统技术,建立不同年份的数字高程模型(DEM),利用DEM进行数字化冲淤定量计算,分析特征地貌冲淤演变过程,并结合水文泥沙条件,对其演变和调整机制进行了初步探讨。结果表明:(1)1933—2005年的72 a间,瓯江口外潮汐通道区底床总体表现为微量冲刷,平均冲刷厚度为27 cm,冲刷速率为0.375 cm/a。(2)特征地貌单元经历了较大幅度的冲淤演变和形态调整,深槽处于较稳定的冲刷拓展过程;温州浅滩持续淤积,近年来人类活动的影响加快其淤积;中沙浅滩和重山沙嘴受冲刷移动最终合二为一。(3)在自然的潮流动力作用下,浅滩与深槽之间进行泥沙交换运移,是研究区滩槽冲淤演变的主要调整机制。

为研究系泊状态下动力定位船舶与码头及缆绳间的耦合作用,采取凝集质量法计算系泊缆索有效张力,设置弹簧阻尼单元用以计算码头碰垫间的非线性反力,应用比例-积分-微分控制系统(PID)进行推力控制。在系泊状态下,以动力定位船舶和无动力定位船舶为研究对象,分析了耦合系统中侧推器对消除因一阶波浪载荷而引起的船舶运动影响的作用;针对动力定位船舶,讨论了码头-缆绳及目标位置两个因素对动力定位船舶的定位能力及侧推器性能的影响。结果表明,在选取合理目标位置的情况下,耦合系统中的侧推器性能及动力定位船舶的定位能力均得到了有效提高。

针对舟山群岛的海洋环境和渔业资源等情况,设计了一种正六棱柱式人工鱼礁用于改善当地的海洋生态和渔业资源。选用反映鱼礁通透性的ε值和反映鱼礁附着能力的η值两个参数对人工鱼礁的结构进行评价,通过比较发现所设计的正六棱柱式人工鱼礁在具有良好通透性的情况下还能够为海洋生物提供更大的附着面积,满足设计需求。使用Fluent软件对鱼礁进行CFD仿真,发现鱼礁迎流面前部上升流的最大高度随来流速度的增加而增加,鱼礁后方背涡流的长度约为鱼礁高度的9.3~9.6倍,表明其具有很好的水动力特性。为进一步验证鱼礁的水动力学性能,在相同尺寸、相同水域环境下对鱼礁模型设计了水槽实验,与仿真结果相互验证,证明了正六棱柱式人工鱼礁水动力性能的有效性。最后采用实地调查的方法对正六棱柱式鱼礁礁区与箱形鱼礁礁区进行建设效果的对比评价,发现两种鱼礁均能对各自所处的海洋环境起到增殖作用,正六棱柱人工礁区的平均生物密度大于对比礁区的生物密度,证明了其良好的水动力特性对增殖效果的有效性。

以舟山本岛为研究单元,利用1995年,2005年和2015年的遥感影像,采用生态学分析、空间统计学分析、城市扩张指数等方法来探究舟山本岛滩涂围垦活动和城市用地扩张的特点,并分析两者之间的关联。结果表明:(1)在1995—2015年的20 a间,滩涂围垦的面积不断扩大。(2)1995—2005年的滩涂资源利用以近陆域的海涂为主,2005—2015年逐渐向浅海发展。(3)1995—2015年间,城市用地面积前10 a增长强度为0.53,增长速度为3.01 km²/a,后10 a增长强度为1.46,增长速度为8.11 km²/a。(4)舟山本岛的城市发展重心在20 a间经历了一个自西向东移动而后向北跳跃的过程,各区域间协同发展,使舟山本岛经济整体性和城市功能合理性得到提升。(5)滩涂围垦形成的土地与城市用地扩张之间存在着正相关关系,且从研究数据来看两者之间发生自然演替需要时间,大约为8~10 a,人工干预可以大幅缩短这个过程所需要的时间。

本文利用“暴露-敏感-适应”模型,建立了象山港生态系统脆弱性评价体系,经过分析与计算得出象山港生态系统脆弱性为中等脆弱,影响的主要胁迫因子为临港工业发展和海水养殖活动;系统敏感因子包括海洋生物多样性指数,鱼卵、仔稚鱼密度;最佳适应策略是完善环保法律法规和管理机制、加强入海污染物控制、提高污水处理率、提升公民环保意识和参与程度。

图们江是我国重要的国际性河流之一,受中国、朝鲜、俄罗斯三国政策、经济、文化等因素影响,三国的湿地景观截然不同。本文以我国国产高分辨率卫星GF-1和GF-2影像为数据源,通过对图们江口湿地的实地踏勘,建立了图们江口湿地遥感分类体系,包括湖泊、河流、沼泽、滩涂、坑塘、水田和水库共7类。采用目视解译方法,提取了图们江口湿地信息,对图们江口湿地现状和中、朝、俄湿地差异进行了分析。利用Fragstats景观分析软件,选取了斑块数(NP)、最大斑块指数(LPI)、斑块平均面积(MPS)、加权平均形状指数(SHAPE)、加权平均分形维数(FRAC)、香农多样性指数(SHDI)和香农均匀性指数(SHEI)等几个景观格局指数分析了图们江口湿地景观格局特征。结果表明:(1)研究区湿地总面积为39 503.38 hm²,以沼泽和湖泊为主,呈现近日本海聚集分布格局。(2)俄罗斯湿地面积占各国研究区湿地总面积比例最大,朝鲜次之,中国最小;朝鲜湿地开发程度最高,湿地破坏较严重。(3)朝鲜湿地破碎程度在三国中最重,中国次之;朝鲜因水田开发较严重,景观规则度最高;中国湿地多样性较其他两国丰富。

利用斋堂岛东南海域2013年至2014年的实测波浪资料,统计分析了本海域波浪特征,为波浪能资源评估提供基本波浪参数。统计结果表明,本海域年平均有效波高为0.60 m,最大波高为5.30 m,平均周期为3.3 s,最大周期为8.3 s,常浪向为E-SE向。本文亦讨论了本海域波高分布和波高与周期的关系,并基于JONSWAP谱谱型的基本结构,拟合得到适用于本海域的海浪谱谱型,可为海洋能发电装置的布设及相应的工程建设提供一定的参考。