辽东湾东岸海冰物理力学性质的基本特性

海冰物理力学性质研究对涉海经济活动的防冰抗冰有着重要意义。本文基于辽东湾东岸将军石港附近海域的海冰现场观测与力学性能测试，采用控制变量与统计的研究方法，分析了该海域海冰物理性质与力学性质。研究发现，冰面下10 cm位置时的海冰平均温度为-6.98℃、平均盐度为11.8、海冰密度平均值为0.892 g/cm³；冰层24 cm以上表现为粒状冰特征，24 cm以下呈现柱状冰特征。力学性质研究表明，海冰温度对粒状冰过渡区的压缩强度较为敏感，粒状冰压缩强度对加载方向不敏感，粒状冰压缩强度明显高于柱状冰；对于弯曲强度，随着应力速率的增大，弯曲强度为先增大、后减小的趋势；随着海冰温度的降低，弯曲强度峰值对应的加载速率逐渐减小；粒状冰垂直加载的弯曲强度明显高于水平加载。在此基础上，给出卤水体积分数与海冰力学强度的关系图，得出海冰力学强度随卤水体积分数的演变规律。本文工作可为辽东湾东岸海域海洋工程结构的防冰抗冰提供重要支撑。     

基于海冰热力学原理的营口海域冰厚演变规律及工程应用

本文依据营口气象站1951年以来的气象观测数据,结合热力学模式HIGHTSI,重现了1951－2018年冬季（67 a）海冰的生长与融化过程。对计算结果进行分析,多年平均冰厚在2月初较为对称,多年最大冰厚约为0.24 cm。自1951年以来最大海冰厚度与平均海冰厚度的减小速率分别为0.255 cm/a和0.076 cm/a,海冰厚度随时间的演变规律为:海冰厚度越大,发生概率最大值对应的年份越早,即大于40 cm海冰厚度的最大概率发生于20世纪50年代,小于10 cm海冰厚度的最大概率发生于20世纪90年代。1951－2018年,每10年的代际海冰厚度分布概率分析结果表明,20世纪70年代为持续的常冰年冰情,20世纪90年代为持续的轻冰年,各海冰厚度的概率呈连续减小趋势;其余代际年份的冰情呈现轻冰年与重冰年的波动变化,各海冰厚度的概率呈减小-增大-减小的规律。本文定量描述了气候变化对营口冰情的影响,为海洋工程设计的海冰参数选取奠定了数据基础。     

南极春季海冰物理对叶绿素控制作用的统计分析

利用2006年南极威德尔海西北海域冬末春初的冰芯晶体结构,和302组冰芯温度、盐度、密度、叶绿素-a、脱镁叶绿素数据,以及冰底面叶绿素a垂直分布数据,进一步确定积雪/海冰厚度、冰内温度、盐度、密度对冰内和冰下叶绿素a的贡献.利用环境制约与生态平衡原理,阐明积雪/海冰厚度通过阻碍光通量对冰底叶绿素的效应,以及卤水体积通过冰温度和盐度体现对冰藻细胞活性的抑制作用.统计分析不仅确立了南极海冰冰内卤水体积-内叶绿素a的逻辑斯蒂上限含量曲线,并体现出粒状冰同柱状冰卤水排泄方式的差异及其对冰底春季叶绿素a快速增长的冰物理贡献.冰藻细胞活性指标小于0.5的仅占4.3%,该数据为南极冰藻是维持南极冰区浮游植物旺发的主导因子提供了重要依据.     

渤海平整冰抗压强度设计标准的划区分析

为了确定结构泊海冰设计标准，将渤海已划分成九个设计区。本文介绍了某些渤海平整冰单轴抗压强度的经验公式。并从晶体结构方面分析了各经验公式之间的差别，考虑到晶体结构的影响，提出了一个半经验公式用于计算设计强度。在寒潮最低气气温持续期间内、平整冰内存在稳定的热流传热条件。因此可利用传热量计算公式推算出冰盖平均冰温。根据各海区历最低气温的平均值和最低值，结合不同重现期的设计冰厚，文中介绍和推荐了各海区设计     

基于光学视频的冰区核电海面浮冰监测与分析系统设计

随着能源需求的不断扩大,大型核电工程已逐渐向有冰海域分布。海冰是有冰海域海洋活动的首要灾害性环境要素,冰区核电站正常运行的首要问题是如何保障冷源取水不受海冰灾害影响而失效。本文根据冰区海水直接利用工程的监测需求,分析了光学视频在特定小区域海面浮冰监测中的优势,并基于海冰灾害风险评估的理论框架和信息处理流程,初步设计了冰区核电海面浮冰监测与分析系统。系统建成后,结合实时监测数据和风险评估数据库,可以快速提供冷源取水堵塞风险和预警信息,为企业和有关部门及时有效的采取防灾措施提供依据。     

单层平整冰厚设计条件推算方法的比较——以辽东湾JZ20-2海域为例

单层平整冰厚的合理取值是海洋工程海冰灾害风险评估的重要内容。本文利用JZ20-2海域的实测环境数据,分别使用实测冰厚统计分析、海冰区划设计条件、累计负气温法3种方法对该海域的单层平整冰厚进行推算,进而对3种推算方法的结果合理性、安全性与可行性进行了评价。结果表明:对于我国冰区的海洋工程海冰风险评估,宜选用海冰区划方法和实测数据统计分析法,以确定安全合理的单层平整冰厚取值。     

面向核电冷源安全的雷达海冰监测系统设计

随着我国首座冰区核电站——红沿河核电站的建成,冰区核电的冷源安全保障技术受到管理者和有关学者的广泛关注。本文根据核电站冬季冰期海水利用工程安全保障的监测需求,分析了雷达在取水口近岸海域监测浮冰的优势,并以雷达技术为核心设计了面向冰区核电站的雷达海冰监测系统,介绍了系统在红沿河核电站中的应用。系统实时提供的海冰信息,可为有关部门采取有效的防灾减灾措施提供依据。     

船载雷达海冰监测及预报技术在辽东湾冰区油轮外输作业中的应用

渤海的辽东湾是世界上典型的海湾结冰区,位于冰区中的石油平台油轮外输作业中,流冰连续不断地漂移、聚集形成堆积冰,给海上油轮的外输作业安全带来严重危害。本文概述了在国内首次利用船载雷达,在该湾冰区石油平台上,现场采用雷达海冰监测预报技术系统,进行遥感海冰数据源的获取,图像的解译和数值化处理,得到流冰类型、冰厚度、流冰密集度、流冰速度、方向、流冰漂移轨迹等要素。同时首次现场实时计算出雷达冰漂流场矢量图,并开展了雷达海冰数值跟踪预报,在冰区油轮外输作业中得到很好应用,为雷达技术对水体和海冰监测和预报、遥感应用新领域提供科学依据。     

马来西亚海域安达曼海多环芳烃的百年沉积记录

采用GC/MS分析研究了马来西亚海域安达曼海兰卡威岛邻近海域沉积物柱样(WC02)中多环芳烃(PAHs)组成与含量的垂直分布特征,结合210Pb定年,重现了该海域近百年来PAHs的沉积历史(1898~2004年).研究表明,PAHs在整个沉积剖面(0~56 cm)的含量介于13.2~60.1 ng.g-1之间(平均值28.4 ng.g-1),所分析的PAHs中以菲、萘、等化合物为主,与当地周边海域相比污染程度较轻.在20世纪20年代以前,沉积物中多环芳烃含量较低,基本代表当地环境的本底值,即多环芳烃主要来源于天然物质的输入;20年代以后PAHs的总量有所上升,并在20世纪60年代和80年代出现了2个峰值,表明这段时间内多环芳烃的陆源输入特征比较明显,也反映了人类活动在20世纪20年代后开始对该海域产生一定的影响.采用母体、高低环PAH比值对沉积物柱样中PAHs的来源进行分析,表明该海域沉积物受到燃料不完全燃烧产物污染为主、并伴有石油类污染,这与马来西亚西海域周边地区的人类活动(工农业生产、进出口、海上活动等)密切相关,同时也受到马六甲海峡繁忙的海上交通运输影响.对沉积物柱样污染历史进行分析,表明PAHs含量的...     

渤海海冰及其对渤海生态环境的影响

海冰是渤海生态环境的重要组成部分和特殊区域现象。通常年份冰期可跨4个月,覆盖渤海40%的海域面积。海冰对海上污染物的迁移转化行为、典型生态环境和海上突发事故都有不同程度的直接影响,是渤海污染防治、生态保护、风险防范等任务中要考虑的重要因素。本研究基于渤海海冰的生成条件和时空分布分析,论述渤海海冰对污染物迁移转化行为、海洋生物和海上突发事件的可能影响途径与程度;最后提出要从冰情、海洋生态环境质量、海洋生物等几个方面加强冰区海洋生态环境监测工作,为渤海生态环境保护提供技术支撑。     

渤海采冰增量盐分扩散的数值研究

海冰的大规模开采会导致周围水体的盐分增加.本文基于ECOMSED模式,建立了渤海潮流驱动下的盐分扩散模式,来定量的分析渤海结冰期增量盐分的扩散情况.结果表明,渤海的三个湾中,莱州湾的盐分交换能力最强,渤海湾次之,辽东湾的盐分交换能力最弱.渤海中部海域通过与三个湾的水交换,对抑制冰区盐度升高具有重要作用.通过渤海海峡,渤海有向外海输出的净盐通量.     

19世纪末以来中国洪涝灾害变化及影响因素研究

基于1880年以来全国洪灾灾情、耕地面积以及东部地区年降水量数据,采用EMD分解、MK趋势和突变检验与相关分析等方法,探讨19世纪末至21世纪初中国洪涝灾害的变化特征,及其与降水变化和人类活动之间的联系。结果表明:①19世纪末、20世纪50-60年代和20世纪末这3个时间段,是多世纪以来中国洪灾最剧烈的时期;其中19世纪末和20世纪50-60年代的洪灾剧烈期均对应降水丰沛期,而20世纪末的洪灾剧烈期降水并不十分丰沛。②中国洪灾存在多尺度特征,主要周期有2.7 a、5.2 a的年际变化、9.9 a的年代际和20.5 a、51.6 a的几十年际变化等;东部地区年降水量与洪灾变化周期对应关系较好。③从东部近50 a来年降水量变化来看,20世纪八九十年代洪灾上升并不是降水量增加的结果。降水强度增加、极值降水事件增多可能是其重要原因;另一方面则是由于水土流失加剧、湖泊围垦等人类活动因素的影响。此外,水利投资强度的变化对近50 a洪灾变化也有一定影响。     

天津市典型日光温室和塑料大棚雪荷载分布

利用天津市13个国家气象观测站1951—2018年逐年最大积雪深度极值数据,采用极值Ⅰ型概率分布法,计算了天津市不同重现期的基本雪压和典型日光温室和塑料大棚雪荷载值。结果表明:10年、15年和20年重现期的基本雪压计算值与规范值相比较,除了宝坻20年重现期基本雪压高于规范值0. 1kN/m~2以外,其余所有计算值均小于规范值;天津市典型日光温室雪荷载10年、15年和20年重现期雪荷载范围为0. 11～0. 28kN/m~2,常见圆拱落地式塑料大棚雪荷载范围为0. 06～0. 12kN/m~2;区域分布上两者均以宝坻、宁河和汉沽为雪荷载较大值区,而西青、津南和大港为相对较小值区。     

三江源区东部8县草地退化格局分析

利用3期遥感影像（20世纪70年代末MSS,20世纪90年代初和2004年TM）,借助1：100000地形图、1：1000000 草地图和植被图以及野外考察景观照片,对三江源区东部8县的草地退化状况进行分析,结果表明：①东部8县草地退化,总体为轻微退化类型区,退化趋势减弱。轻度破碎化草地、轻度破碎化和轻度覆盖度下降草地类型占该区总退化类型面积的63%;②轻度退化草地以阿尼玛卿山地周围所占比例最大。中度退化草地主要位于西部和南部山体的阳坡、半阳坡,而在阴坡上很少发现。重度退化草地多数分布于河流、居民点周围;③海拔3700~4500m之间是草地退化主要发生区,两时段退化草地面积分别占总草地面积的11.88%和8.01%,而8°~25°也集聚了东部8县主要草地退化类型;④两时段草地退化比重由20世纪70年代末到90年代初11.2%减小为20世纪90年代初到2004的9.8%,但草地退化趋势仍在持续;⑤研究有助于从本底上准确把握三江源区草地退化状况,进而认识源区主体生态系统本底状况。     

上海海域水质模糊综合评价

基于1986～2006年上海海域水质调查资料,应用模糊数学模型对上海海域水体水质的现状及1986～2006年各年度海水水质进行了综合评价,并在此基础上分析了21 a间的海水水质变化趋势.结果表明:20世纪80年代,上海海域海水水质相对较好,但进入20世纪90年代后,随着工业化进程的加速和氮肥用量的快速增长,上海海域水质迅速恶化,均为Ⅳ级水质;2000年之后,上海海域海水水质继续恶化,但恶化速度相对缓慢,主要污染物质也由重金属污染过渡到营养盐污染.本文更客观、全面地分析了上海海域水环境质量状况,为政府制定环保措施提供依据.     

三沙湾海上水产养殖面积遥感监测与评价

针对三沙湾海域的海上养殖区域不断扩张问题,监测海水养殖面积在海洋渔业管理中发挥着重要作用,也为海水养殖业的发展强度评估提供了有效的手段。在此基础上,本文利用不同期的Landsat TM/OLI遥感影像,通过支持向量机分类法提取和统计2003、2005、2008、2011、2013、2014和2016年三沙湾海域的海水养殖面积,并使用不同的面积扩张指标来评估研究区海水养殖的扩张强度。结果表明:（1）2003-2016年间,三沙湾海域的网箱和藻类养殖区面积扩张迅速,扩张速度分别为1.7 km2/a和9.3 km2/a;（2）2016年三沙湾海上养殖总面积达160 km2,超过三沙湾海域计划海水养殖量的21.2%;（3）2003-2016年间,网箱、藻类养殖区面积不同时期的扩张强度差异较大,且网箱养殖区范围由大陆、岛屿沿岸向深水区域发展,而藻类养殖区扩张范围几乎覆盖整个海域。     

1961-2006年我国气候变化趋势与突变的区域差异

基于FAO56 Penman-Monteith校正模型模拟结果,结合线性趋势法、Mann-Kendall非参数检验法和滑动T检验法,分析了我国1961-2006年温度和水分条件的变化趋势与突变特征。研究揭示出近几十年来中国及各地区平均温度呈显著上升趋势,且在20世纪80年代后期发生显著突变,突变在东北部较早,南部地区相对较晚。全国降水量略有减少趋势,没有检测到显著突变,西北干旱区的降水在20世纪80年代中期发生显著突变。全国潜在蒸散呈显著减少趋势,在20世纪80年代初发生显著突变,东部地区突变发生时间早于西部地区。全国干燥度呈显著的减少趋势,在20世纪70年代末发生了显著突变;亚热带、青藏高寒区和西北干旱区的干燥度减少趋势尤为显著,西北干旱区在1986年发生显著突变,湿润程度增加明显。     

珠江口沿岸城市经济发展对珠江口水质的影响

结合近20 a来珠江三角洲地区经济发展状况,对多年来珠江口海域水质监测数据进行统计分析。结果表明:珠江三角洲地区工业化、城市化进程加快以及人口迅速膨胀所产生的污水排放量增加,是导致珠江口海域水质恶化的主要原因。采用综合指数法进一步对珠江口海域水质进行评价,结果发现:珠江口海域20 a来综合污染指数出现高一低一高的变化模式,与同期珠江三角洲工业污水处理率的提高而生活污水处理滞后相对应,也表明,珠江口海域水质污染已从20世纪80年代初期的工业污染类型转变成生活污染类型。     

辽东湾近岸海域开发利用对海水环境质量的影响

为定量评估近岸海域开发利用水平及沿海城市经济产业结构对海水环境质量的影响,本文以辽东湾近岸海域为研究对象,运用水质综合评价指数、内梅罗指数和主成分指数对近岸海域水质环境进行了评价;基于方差分解分析,研究了近岸海域开发利用水平、经济产业结构等对海水环境质量的影响贡献率。结果表明,大连和葫芦岛近岸海域水质环境显著优于辽河口附近的盘锦、营口和锦州;海洋功能区和海水质量指数具有一定的空间关联性,但不同功能区之间差异性不显著;海域开发利用水平和海水水质综合评价指数及内梅罗指数呈极显著正相关性,沿海城市人均GDP和海水水质指数呈“倒U形”的库兹涅兹曲线关系;方差分解分析表明,海域开发利用强度能够累计解释海水环境质量变化的42.3%,经济产业结构能够累计解释海水环境质量变化的31.8%,海域开发利用水平和经济产业结构直接影响贡献率为16.5%,而自然地理位置与海域开发利用强度以及自然地理位置与经济产业结构交互作用的累计解释贡献率为58.9%。研究结果表明,围填海管控、近岸海域综合治理及沿海产业结构优化对改善近岸海域环境质量具有重要作用。     

长兴岛附近海域利用动态变化及开发环境压力评价

本文以长兴岛附近海域为研究区,以2005年和2015年两期高分辨率遥感影像为数据源,利用GIS技术手段,提取及分析了长兴岛及其附近海域围填海分布、面积及利用类型信息,计算了海域利用类型动态度、海域利用转移矩阵、海域利用结构信息熵及海域开发资源环境压力指数,分析了长兴岛附近海域2005—2015年海域开发利用的动态变化,从而对该海域开发资源环境压力强度进行评价。结果表明:（1）2005—2015年长兴岛附近海域港口用海扩张速度最快,动态度高达11.09%,未利用扩张速度次之,而盐业用海面积呈现负增长状态,动态度为-0.16%;（2）10 年间围填海类型主要转变方向为海域转为围海养殖、港口和未利用类型;（3）研究期间信息熵由2005年的0.96增加到2015年的1.40,海域利用结构均衡度加强,海域利用结构趋于多样化、均衡化;（4）2005年和2015年长兴岛资源开发环境压力处于中等强度及以上的海域所占比例分别为56.14%和62.97%;海域开发资源环境压力指数变化量大于零值的面积高达80.7%,海域资源开发环境压力强度在逐渐增强。