单通道方形海水养殖池基于流场均匀性的结构优化研究

由于海水循环养殖生产中常见的方形养殖池存在较大的低流速容积（死区容积）,本文提出以圆弧角代替直角的方式对方形养殖池结构进行优化,既保持较高空间利用率,又可以改善养殖池的流场均匀性。本文建立了不同圆弧角尺度养殖池的三维湍流数值计算模型,运用计算流体力学技术（computational fluid dynamics,CFD）对养殖池流场均匀性开展研究,重点分析了养殖池内流速分布,并提出研究流场均匀性的判别系数UC₅₀（均匀系数）。研究结果表明:相比方形养殖池,0.2≤R/B（相对弧宽比）<0.4时养殖池内的中流速区占比相对较高,流场均匀性显著改善。本文的研究成果为方形圆弧角养殖池的设计给予了理论依据,为方形养殖池的结构优化提供优选设计参数。     

渤海风场的概率预测模型研究

风是海上溢油迁移扩散的关键动力因素之一,溢油区风场的精确预报是油膜漂移轨迹预测的基础。本文对渤海的历史风资料进行了相关分析,根据不同区域风的相关性和不同时段风的差异性,分别进行了渤海风的区域划分和时段划分;根据风在每两个指定方向转换的概率和风的平均持续时间,建立了渤海风场的概率预测模型。该预测模型生成的随机风时间序列能体现出历史风场的能量水平、周期性和方向变化,且与相应历史时期风资料的统计参数吻合良好,可为高精度海面溢油预报提供动力基础,也可为其他相关海洋动力学计算提供参考。     

辽东湾西北部近岸海域水质现状调查及污染特征分析

根据辽东湾西北部海域2013年9月和2014年5月春、秋两季常规水质调查数据,分析了辽东湾西北部海域的污染状况、主要污染物及其来源。分析结果表明:辽东湾西北部海域的污染呈现离岸递减的分布特征,该海域的污染属于陆源污染,控制陆域污染物的入海将有效控制该海域的环境质量。该海域的春季一类、二类有机污染指数均大于1,部分站位三类有机污染指数大于1,春季的有机污染程度要重于秋季,并且秋季污染指数及污染物与离岸距离呈线性负相关,具有更加规律的离岸分布特征。该海域各海洋功能区的富营养化指数均大于1,具有轻度富营养化的趋势。该海域的富营养化特征污染物为无机氮,有机物污染的特征污染物为COD。     

长宽比参数对圆弧角海水养殖池水动力特性影响的数值研究

为提高养殖池在车间建设中的占地比率和获取较好的养殖池流场性能,需要确定适宜的养殖池长宽比参数。本文采用计算流体力学（computational fluid dynamics）技术,对不同L/W（即养殖池长边边长L与宽边边长W比值）的矩形圆弧角养殖池流场性能开展数值模拟,建立对直双管（两个进水管布设于不相邻两个直壁的中间位置）入流的养殖池三维湍流数值计算模型,并将进水管布置在长边和宽边两种工况进行对比,分析两种工况下养殖池的水流速度、阻力系数变化、水体均匀性、涡量等流场评价指标。本研究表明,两种工况随长宽比的改变,流场变化趋势基本一致,L/W为1.0～1.2时养殖池具有良好的流场性能,L/W为1.2～1.6时流场性能急剧下降,L/W为1.6～1.9时流场性能较差,该研究结果可为工厂化循环水养殖池的池型设计和流场性能优化提供依据。     

普兰店湾水体交换数值模拟研究

采用不规则三角网格和有限体积方法,建立普兰店湾附近海域的潮流数值模型,在验证良好的潮流数学模型的基础上,以溶解态的保守物质作为示踪剂,对普兰店湾水交换状况进行了数值模拟,将普兰店湾划分成6个区域,针对各区域进行了水交换能力研究。结果表明:普兰店湾内不同区域的地形和地理位置变化较大,水体交换能力平面分布不均匀。在普兰店湾的6个子区域中与湾外的水交换速度最快的为A区（湾口处）,连续潮作用10 d后,水体交换率达到45%。水交换速度最慢的为F区,100 d后水体交换速率为14%。普兰店湾内水交换控制机制的区域性差异使得湾内不同区域水交换率相差较大。     

大连市旅顺口区海洋生态文明绩效评价与思考

海洋生态文明绩效评价是对海洋生态文明建设进行管理和监督的必要手段,开展海洋生态文明绩效评价工作需要一套健全的海洋生态文明绩效评价指标体系。文章在构建海洋生态文明绩效评价指标体系的基础上,以国家级海洋生态文明建设示范区大连市旅顺口区为例,对旅顺口区海洋生态文明建设状况和水平进行评估。     

曹妃甸甸头海域溢油行为数值模拟研究

采用三角型网格系统结合有限体积法,建立河北省曹妃甸海域的潮流数值模型,潮位、潮流数值模拟结果与实测值符合良好,在近岸水动力场模拟结果基础上,耦合基于油粒子模式的海上溢油漂移扩散数值模型,对曹妃甸南部甸头航道交汇区域的船舶相撞溢油事故进行了数值模拟研究。研究中拟合了该区域风场与潮流涨落的不利效应的叠加,对该海域船舶相撞溢油事故各响应时间节点处油膜运动可能产生的最大漂移距离、扫海面积及运动趋势等进行了分析。     

双进水管系统对单通道矩形圆弧角养殖池水动力特性影响的数值研究

为研究双进水管结构工况不同布设位置对海水循环水矩形圆弧角养殖池池底水动力特性的影响,基于RNG k-ε湍流模型,应用计算流体力学仿真技术,对双进水管结构工况下6种不同布设位置的养殖池内部流场进行三维数值模拟,采用流体动力学特征量重点分析排污口附近复杂的流场形态。研究结果表明:双进水管结构中进水管的布设位置对养殖池底部流速分布影响显著,双进水管均布设在圆弧角位置是优选布设,有利于改善养殖池底部水动力特性。     

方形圆弧角海水养殖池排污特性的试验研究

为研究工厂化海水养殖系统方形圆弧角养殖池的排污效果,本文建立了单通道排污的养殖池物理模型试验系统,开展了水体日循环次数、射流角度、径深比、相对弧宽比参数对养殖池集排污特性影响的试验研究,分析了固体颗粒物排污规律以及影响池内排污效果的主要因素。本文试验结果表明:水体日循环次数是影响单通道方形圆弧角养殖池系统排污效果的首要因素,池内平均速度越快,养殖池系统的排污效果越好;以20°为间隔开展单管弧壁进水试验,进水管入射角度为40°时池内排污效果最优;固体颗粒物排污效率的明显分界径深比为6∶1,方形圆弧角养殖池径深比小于6∶1时更有利于系统排污;方形圆弧角养殖池的排污效果明显优于方形养殖池,相对弧宽比为R/B=0.2时排污效果最佳。研究表明,优化方形圆弧角养殖池结构及水力驱动条件可不同程度地提高养殖池的系统排污效率,本研究可为改善方形圆弧角养殖池快速排污问题提供理论参考和优化方向。     

基于PSR模型的生态保育海岛评估框架研究—以大连西蚂蚁岛为例

国家非常重视海岛保护工作,对被破坏的海岛进行生态修复对于维护生态安全、改善岛民生活环境、促进海岛可持续发展具有非常重要的意义。我国海岛生态修复的研究相对滞后,特别是有关海岛整治修复前评估方法的研究较少。本文在梳理海岛生态修复发展现状和PSR模型在生态评价领域应用现状的基础上,从海岛生态胁迫、海岛周边海域健康状态和海岛资源环境管理机制三个层面介入,提出生态保育海岛评估指标体系,旨在为此类海岛生态整治修复与管理的目标制定提供理论借鉴。