岛屿地形下的核电厂护岸防洪设计研究

对国内第一个岛屿地形下核电厂的护岸防洪设计进行了研究,提出直立式护岸结构方案以满足核电厂防洪和避让毗邻海岛的要求。在波浪数值模拟计算结果基础上,开展了波浪整体物理模型试验、波浪局部整体物理模型试验和波浪断面物理模型试验,对护岸的越浪量和结构稳定性进行了优化验证。研究结果表明,岛屿地形下,波浪破碎和波能集中导致护岸堤身坡脚处波高增大,须加高挡浪墙和优化挡浪墙结构型式;在相同的越浪量标准下,采用直立堤结构相对斜坡堤结构对应的护岸挡浪墙的高程须明显加高;利用部分海岛地形斜坡高地作为厂区护岸一部分时,原状海岛地形斜坡高地处的波浪爬高效应明显,须加高邻近护岸挡浪墙的高程。     

EOF重构声速剖面对深水多波束的声速改正分析

声速误差是多波束水深地形测量主要误差源之一,通常采用现场声速剖面测量的方式加以改正,但在深远海多波束水深地形测量时,现场获取全深度的声速剖面并非易事。针对这一问题,利用东南印度洋海洋调查工作中采集到的17个站位的CTD数据,将所有站位声速剖面拓展到全深度,采用经验正交函数分析法（Empirical Orthogonal Functions, EOF）构建调查区声速剖面场,可获得声速剖面场内任意一点的声速值。然后通过EOF重构声速剖面场获得的声速值对测区内多波束水深地形数据进行改正,并与实测声速剖面对多波束水深地形数据的改正结果进行对比,结果表明,5 000 m水深范围内2种声速改正结果相差很小,EOF重构法对深水多波束的声速改正满足水深测量的要求。     

海口湾人工填海前后冲淤演变数值模拟

为了解近年南海明珠项目、葫芦岛、秀英港扩建工程等人工填海工程对海口湾冲淤变化的影响,基于FVCOM海洋数值模型,对研究区人工填海前后潮流场、波浪场及冲淤变化进行了数值模拟。人工填海后,综合各条件下的冲淤情况,海口湾受潮流和波浪共同作用大部分区域处于淤积状态,年淤积量预测值为0.1～1.0 m;白沙角等局部区域处于侵蚀状态,年冲刷量预测值为0.1～0.3 m;受海口湾人工填海工程的影响,秀英港航道的水动力条件减弱,对通航条件改善有利,需加强航道的水深监测和定时的清淤工作;在南海明珠人工岛南侧波影区泥沙堆积会形成向海的舌状的突出体,其两侧海岸形成侵蚀后退带,需人工补沙等措施以保证岸线稳定。     

三亚湾海岸动力演变的数值模拟研究

近年来,海岸侵蚀呈现不断加剧的趋势,给沿海地区经济社会的发展造成了极大危害。关于三亚湾海岸侵蚀过程及其动力学研究多停留在定性或半定量阶段。从海岸动力地貌学角度出发,基于沉积物迁移理论,利用数值模拟方法,定量研究了三亚湾海岸在波浪和潮流作用下的动力演变过程。计算结果重现了海水波浪的传播形态及动态特征:涨潮时,波高极值相对较大,水位随之升高,波动现象明显,波动形态复杂;落潮时,波高极值相对减小,水位也随之降低,海面相对较平静,波形态在离岸区域较单一,仅在近岸区域相对多样化。同时,数值模拟结果也很好地显示了三亚湾岸线附近的沉积或侵蚀过程特征:三亚湾西段海洋动力条件较强,沉积或侵蚀现象明显,沉积/侵蚀能力由三亚湾西段逐渐向东段减小。此外,以海洋动力学机制为基础,定量模拟了三亚湾海岸侵蚀与演变物理过程,为该地区海岸开发利用、海岸环境保护提供科学依据。     

复杂地形条件下天然气净化厂卫生防护距离设置方法的探讨

根据卫生防护距离的计算原理,提出了在复杂地形条件下天然气净化厂卫生防护距离的设置方法.通过对某天然气净化厂的实例研究,验证了设置方法的可行性,并提出了今后确定复杂地形条件下天然气净化厂卫生防护距离的建议.     

神奇的大堡礁

南太平洋上的珊瑚海 在全世界的大海中,面积超过200万平方公里的有八个,超过300万平方公里的只有三个,400平方公里以上的只有珊瑚海一个。珊瑚海的总面积达到479.1万平方公里。 珊瑚海是南太平洋的属海。它西连澳大利亚大陆,南连塔斯曼海,东北面被新赫布里底群岛、所罗门群岛、新几内亚(伊里安岛)所包围。珊瑚海的地形大致由西向东倾斜,大部分地方水深3000至4000米,最深处有9174米,也是世界上最深的海。     

黄河三角洲工程防护区海床侵蚀过程与不稳定性评估

近年来受入海水沙减少、海岸带高强度开发和海洋动力作用等的影响,黄河三角洲近岸海床侵蚀凸显。基 于实测地形和波浪资料,研究了黄河三角洲工程防护区海床侵蚀过程及稳定性变化。工程防护区海床侵蚀主要分 布在近岸10km 内,2007—2015年距岸8 km 区域内表现强烈侵蚀,堤前海床较2000—2007年时段侵蚀量增大,海 床侵蚀向岸加剧。随着现行河口沙嘴的淤积延伸和孤东浅水区的不断侵蚀,孤东南大堤外海逐渐形成了“近岸区深, 远岸区浅”的反剖面形态。随着工程防护区近岸持续侵蚀,等深线不断向岸移动,堤前海床不稳定性逐渐加剧,2015 年84.20%的堤前海床处于强或极强不稳定状态。本研究可为新形势下黄河三角洲综合治理提供科学依据。     

2A97铝合金硫酸阳极氧化搅拌摩擦焊对接结构件在热带岛礁海洋大气环境暴露初期的失效行为

研究了铝合金搅拌摩擦焊对接结构硫酸阳极化试样在热带岛礁海洋大气环境暴露初期的失效行为,并对失效机理进行了阐述。通过对在热带岛礁大气环境中暴露初期的试样进行外观观察、光学显微观察、扫描电镜(SEM)观察和能谱分析(EDS)、以及电化学阻抗测试(EIS),阐述了相关变化过程。试样暴露1年后,在0.01Hz处的阻抗模值由初始的2.08×10~6Ω变为5.51×10~5Ω。试样在热带岛礁大气环境暴露1年后热影响区的阳极氧化膜有轻微褪化,电化学阻抗随暴露时间的增加而略有下降。     

近海环境污染问题与防治策略

中国位于亚洲大陆的东南部,雄踞北太平洋西侧。邻近海洋陆架宽阔,地形复杂,纵跨温带、副热带和热带三个气候带,四季交替明显,沿岸径流多变,因而具有独特的区域海洋学特征。中国近海依传统可分为四个海区,即渤海、黄海、东海和南海。沿海岛屿6500多个,300多万平方公堆的海洋国土。沿海地区人口最为集中,经济最为发达,对海岸带和海洋环境压力较大。     

杭州快速路、主次干道植物群落降噪功能比较研究

城市绿地是城市生态系统的重要组成部分,在改善城市生态系统方面有重要作用。现今交通是城市环境中的主要噪声来源,城市道路绿地是交通噪声治理的有效方式之一。本文选取杭州市西湖区不同等级的三条道路(紫金港路、天目山路和丰潭路)作为研究对象,利用手持噪声测量仪测量实时噪声对不同道路等级和距离的绿地降噪效果进行分析。研究发现,杭州市三条道路存在以下问题:(1)噪声距离道路越远越低,且噪声平均衰减率表明绿地降噪效果为主干道次干道快速路;(2)配置模式为乔木+灌木+地被的绿地植物群落的降噪效果最佳,且乔木和灌木交错的种植形式在降噪效果上优于灌木在前、乔木在后的排列式种植;(3)当道路绿地宽达到15m时,植物群落降噪效果会有大幅度提升,且快速路与次干道在距离为15m处,植物群落降噪能力最佳。     

碟形越浪式波能发电装置的三维数值模拟

基于计算流体力学软件的三维数值模拟技术,分析了碟形越浪式波能发电装置的越浪性能,通过构建基于水气两相VOF(Volume of Fluid)模型的三维数值波浪水槽对该装置进行三维数值模拟研究,数值计算结果与物理试验结果相互对比验证较为吻合,验证了所构建的三维数值波浪水槽的可靠性,通过考察装置的坡度、导流叶片个数、干舷高度对越浪性能的影响确定装置的最优结构参数。结果表明,在装置的斜坡面边缘增加回流板可减少波浪的反射,提高装置的越浪性能。在数值模拟中将装置的斜坡面边缘处安装回流板对碟形越浪式波能发电装置参数进行优化,通过分析回流板的长度对装置越浪性能的影响来探索最优回流板长度。     

成都市建筑扬尘扩散规律研究

为了研究成都市建筑扬尘的环境影响,通过对成都市范围内2016年不同施工阶段的建筑施工工地进行调研以及实地采样,统计了施工场地外界5～100m范围内建筑扬尘浓度变化,研究了不同施工源强下扬尘水平扩散的规律。结果表明,当施工扬尘浓度 0. 65 mg/m3时,水平扩散常数为916. 5 mg/m,等效逸散初始距离为29. 92m;当施工扬尘浓度在0. 15～0. 65 mg/m3之间时,水平扩散常数在1 066. 3～1 847. 6 mg/m之间,等效逸散初始距离在37. 2～61. 2m之间;当施工扬尘浓度≤0. 15 mg/m3时,水平扩散常数在411. 1～718. 3 mg/m之间,等效逸散初始距离在63. 6～95. 7m之间;施工扬尘浓度越大,等效逸散初始距离越短。扬尘浓度随距离的增加而递减,在80～100m处达到平衡;建筑扬尘扩散浓度与施工工地源强有关,源强越大,在相同距离、相同高度的建筑扬尘浓度越高,等效逸散初始距离越短,但水平扩散常数差异不大。     

无居民海岛前大连岛的原自然海岸特征

确定自然海岸特征是海岸修复中的重要内容,但是在开发后弃管的无居民海岛却面临缺少历史资料参考的困难。在大连普兰店湾中部前大连岛的研究证明,依据历史影像和现存海岸地质地貌情况可以分析确定原自然海岸位置及性质。1972年KH 卫星影像表明当时的前大连岛仍然保持自然海岸形态,海岸位置在2020年海岸后 方的岛屿陆域内部。结合2020年海岸地质考察结果可以进一步确定1972年的前大连岛东部、西部分布海蚀崖形式的基岩海岸,南部、北部则分布砾石质海岸。1972—2020年,前大连岛自然海岸全部变化为人工海岸,海岸长度也从约2.38 km 增加至约3.12 km。     

对复杂地形和低风条件下放射性核素大气扩散模拟对比研究

使用《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ2.2-2008)推荐的大气环境影响预测模式(AERMOD和CALPUFF)对某一复杂地形区域高架烟囟排放的放射性核素进行了大气扩散模拟的对比研究。模拟结果表明:在研究时段内,AERMOD计算出的平均落地浓度最大值高于CALPUFF;计算出的最大小时落地浓度和最大日均落地浓度也均高于CALPUFF计算出的相应值。对复杂地形条件下的高架烟囟释放,AERMOD出现最大小时落地浓度的时刻不一定是风速较低的时刻,而是对应下风向附近有高海拔受体、且风速适中、污染物易通过风的平流输送在高海拔受体处形成撞山高浓度的时刻;CALPUFF出现最大小时落地浓度的时刻一般是排放口和地表风速较低、且大气又极不稳定、垂直方向湍流剧烈的时刻。对复杂地形条件下的放射性核素大气扩散模拟,相对于AERMOD模式,CALPUFF模式可模拟生成更加真实的气象场、采用了烟团扩散模式而更具优势。     

雪域湮没的残忆（连载）

喀拉米兰舒心扉（上） 清晨,红红的太阳悄悄地从远方青灰色起伏的山脊线处跳出,冻僵的大地立刻恢复了生机。我们仔细核对着卫星照片,这里已距喀拉米兰山口不远了。但是前面地形更为复杂,眼前10公里处就横亘着一道高耸的山地,从卫星照片上没有找到任何可以穿越的通道。吃过早饭,王队长叫司机们清查油料,     

废轮胎多孔隙消波结构物特性之初期研究

基于废旧轮胎再利用及研发简易且低廉的施工方法与维护成本,本研究以规则波水工模型试验研究提出应用于港口码头的多孔隙弹性帷幕的初步理念。利用模型车轮胎以模块化方式组装成弹性帷幕后安装于码头前壁,研究多种周期波浪作用及不同消波室纵深对波浪反射率的影响。实验结果表明,简单的单一消波室多孔隙弹性帷幕对短周期波浪的消波效果较显著,消波室纵深较大者反射率较低,但可能引致水体振荡,后续可再强化消波室的消能效果。未来如能妥善研究废旧轮胎应用于多孔隙弹性帷幕消波结构物的施工与维修方法,除可缓解废旧轮胎处理给环境带来的压力外,也提供一种可用于简易渔港的施工简单、维修容易且资源再利用的消能结构物,该工程技术亦可输出至发展中国家,符合可持续发展观。     

晋中城市群县域可达性及经济联系格局研究

以晋中城市群为研究对象,运用加权平均旅行时间和引力模型分析了2000—2018年晋中城市群县域单元可达性水平及经济联系的时空演变格局。结果表明:(1)晋中城市群县域单元的可达性水平显著提升但地域分布不均衡,受地形和距离因素的影响存在"断崖式"梯度变化和"中心高、边缘低"的圈层式空间分布特征。(2)晋中城市群县域单元的经济联系强度持续增强,其空间分布格局具有显著的廊道指向特征和行政区指向特征。(3)晋中城市群核心区域的辐射带动作用显著,不同县域单元对外经济联系能力差异较大,但城市群内部的发展差距在逐渐缩小。     

河道型水库过饱和总溶解气体释放模型及应用研究

随着一系列梯级水电站的建成运行,因上游电站泄水引起下游河道型水库水体中总溶解气体(TDG)过饱和,导致库区鱼类患气泡病甚至死亡的风险增加。针对河道型水库过饱和TDG释放预测问题,建立河道型水库的纵向一维过饱和TDG释放预测模型,研究不同洪水条件下河道型水库在变水位运行条件下的水动力学和过饱和TDG释放特性,分析了过饱和TDG沿程释放和代表性断面的TDG过程,探讨了横断面滩地区域的水深变化和鱼类补偿水深的满足性。结果表明降低来流的TDG水平是减小其不利影响的重要手段,在来流TDG饱和度一定时,河道型水库适当以高水位运行能够为滩地区域鱼类提供足够的躲避水深。本文结果对梯级电站优化调度以减缓TDG影响的研究和方案实施提供了技术支撑,在梯级水电开发河流的水生态保护方面具有重要意义。     

加速腐蚀条件下民用飞机铆接件的腐蚀老化行为与机理研究

研究了某型飞机机身蒙皮铆接件在实验室加速腐蚀条件下的腐蚀失效行为与机理。宏观形貌、微观形貌和电化学阻抗谱的测试结果表明试验件在第6个加速试验周期后,表面涂层颜色变化明显;在第11个周期后,反面铆钉边缘存在涂层剥落和轻微鼓泡现象,试验件平面处和铆钉处涂层电化学阻抗模值均有所减小,但铆钉处的减小幅度相对更大。     

波浪与抛石潜堤相互作用的MPS法数值模型研究

为了研究波浪与抛石潜堤相互作用过程中大自由表面变形和堤内渗流等强非线性紊流运动问题,利用改进的MPS法,建立了模拟波浪与抛石潜堤相互作用的MPS法数值计算模型。模型将抛石潜堤假定为均质多孔介质,采用Drew的二相流运动方程描述多孔介质内外的流体运动;通过在动量方程中增加非线性阻力项,并引入亚粒子尺度紊流模型,模拟波浪与可渗结构物相互作用过程中的紊流运动。选取“U”型管中多孔介质内渗流过程和孤立波与可渗潜堤相互作用两个典型的渗流问题,通过将数值计算结果与理论解和实测值的对比分析,对所提出的MPS法紊流渗流模型的模拟精度进行验证。结果表明：基于改进的MPS法构建的垂向二维紊流渗流模型可以很好地再现 “U”型管中多孔介质内渗流以及波浪作用下可渗潜堤内外的复杂流场,显著缓解流-固界面处的压力震荡与粒子分布不均匀问题,实现了较高的模拟精度。