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全球主要国家天然气水合物研究进展
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珠江口黄茅海底质沉积中介形类的生态类型及其分布特征
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摘要:
文章通过对黄茅海底质沉积样品中的介形类生态类型进行研究,探讨其空间分布特征。研究结果显示:研究区内出现的介形类可划分为4种生态类型,总体表现为以近岸广盐型分子占主导地位,优势度极高;浅海多盐-真盐型分子次之;而广海真盐型和淡水-微盐型分子丰度很低。根据黄茅海河口湾的水体条件,可大致将研究区划分为5种亚环境区,各区内的介形类生态类型组成也存在较大差别,表现出不同的空间分布特征。介形类分布受海水盐度控制最大,其次为水动力条件。在水体盐度小、水动力条件强的河流入海口及其影响区域,介形类丰度小,且生态类型单一;而在黄茅海河口湾南部海域,由于海水底层盐度全年在15‰以上,水动力条件适宜,介形类丰度总体较高,生态类型增多。
基于陆海统筹的海岸带“三生空间”分区体系研究
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岱衢洋鱼类索饵场仔稚鱼的生态位及其分化研究
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摘要:
为掌握重要鱼类索饵场仔稚鱼的生态分布,促进海洋渔业的发展,文章基于2011—2012年岱衢洋海域4个航次的定量采样,运用生态位宽度、生态位重叠和典范对应分析等方法,分析该海域仔稚鱼群落与海水环境因子的关系。研究结果表明:岱衢洋海域仔稚鱼的生态位宽度可分为广生态位、中生态位和窄生态位,其中广生态位种对资源环境的适应能力强且分布范围较广,而窄生态位种对资源环境的适应能力较弱且分布不均匀;生态位宽度与相对重要性指数呈极显著的正相关关系;仔稚鱼群落生态位重叠指数大于0.6的种对占总种对数的24.24%,生态位重叠程度较低;仔稚鱼分布存在明显的生态分化现象,仔稚鱼的生态位特征和生态习性受温度、盐度、悬浮物和叶绿素a等环境因子的影响较大。
基于模型预测控制算法的轻型长航程AUV航控系统研究
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摘要:
针对海洋时变中小尺度过程长期精细观测需求,研制了一种轻型长航程AUV。这种AUV的最大特征是借鉴了水下滑翔机的变浮力、重心可调执行机构,使得其具备海洋环境自适应能力,可在不同海水密度条件下实现零攻角高效航行。首先介绍了轻型长航程AUV的系统组成,讨论了这种可变浮力、可调重心AUV的航行控制系统设计;针对这种AUV新增的浮力和重心两个控制输入量间存在系统耦合的问题,开展了基于模型预测算法的零攻角定深航行控制器研究,着重阐述和推导了控制目标的修正、面向控制的动力学建模以及模型预测控制器的设计过程;最后通过仿真验证了所述方案和方法的可行性。该研究有利于提高轻型长航程AUV的航行效率,进一步提升AUV的续航能力。
基于动态布放的潜标锚系浮力配置优化研究
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摘要:
通过使用MATLAB仿真计算方法,研究了潜标锚系浮力配置方案对于动态布放过程力学性能的影响。文中列举了4种锚系浮力配置方案,运用集中质量法建立了4种锚系的弹簧-质量节点模型,通过编写MATLAB仿真程序,模拟了4种锚系的布放运动过程。通过对布放运动过程中的锚系姿态轨迹、垂向运动、水平运动、海床基着底过程和缆段张力变化等指标进行对比,得出4种锚系各自布放力学性能指标上的优劣。仿真结果表明:将多个浮球集成为单个大浮力节点的方案缩短了锚系整体长度,有利于锚系在水中维持垂直度,但降低了锚系抗漂移能力;将浮力节点分散布置在各非浮力结构节点上方,可以降低连接缆段上的张力极值,但会使张力变化幅值增大。基于仿真结果,建议潜标锚系浮力配置优化的设计思路为:集中小浮球为紧凑浮力节点,适当加长上部浮力节点与下部非浮力节点之间的距离,浮力节点分散布置和适量减少上部的浮力节点数量。
基于CFX数值模拟的XBT内部传感器布置研究
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摘要:
XBT是可投弃式温深剖面测量仪的简称,用以测量海水不同深度的温度。为了研究XBT探头内部光纤传感器的合理布放位置,以尽可能减小温度与压力测量的误差,针对探头在水中的主要运动状态,运用CFX软件做瞬态温度响应模拟,包括阶跃温度响应和线性温度响应;然后对不同运动速度的XBT探头做稳态数值模拟,着重分析了其导流腔内水流速度与压力分布。模拟结果表明,线性响应引起的温度测量误差要小于阶跃响应,温度传感器宜放在导流腔中靠前的位置,同时导流腔后端存在水流静压为0的位置,适合压力传感器的布放。本文针对光纤XBT探头所做的流体仿真,为内部温度、压力传感器的布置提供了理论指导,对于同类传感器的设计也具有一定的参考价值。
基于不同声波频率的底泥探测技术研究
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摘要:
声学技术是水下勘探的主要技术手段,研究典型工况下主要声学设备声波频率与其底泥穿透能力的关系,将为改进底泥分层探测方案和声学设备的选取提供技术依据。本文在典型水域(滨海、河道、水库)应用不同声波频率进行定点底泥穿透深度试验,并在同一点利用定深采样钻采集底泥柱状样,以5～10 cm间隔分层并检测每层含水率,以含水率为指标对底泥进行分类,最后,对底泥柱状样本和声波底泥穿透深度结果进行对比分析。结果表明,12～33 k Hz频段声波可穿透河床到达浮泥、流泥层。在滨海水域中,低频声波可穿透部分淤泥层,且频率越低,穿透深度越大。12 k Hz频率的双频换能器相比24 k Hz和33 k Hz具有更强的穿透能力,可满足对浮泥、流泥及部分淤泥层的探测。
湛江湾表层沉积物微量元素特征及生态风险评价
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摘要:
利用ICP-MS和XRF方法,对湛江湾表层沉积物样品进行稀土元素和重金属元素丰度测试,并利用5种不同的评价方法进行重金属污染评价,对湛江湾临港产业布局提供参考。结果表明,沉积物中稀土元素总量高于大洋玄武岩,LREE和HREE存在一定程度的分异,Eu和Ce表现均为负异常特征,其来源可能主要来源于陆源物质。单因子指数评价法和地质积累指数法表明,沉积物Cu与Zn少量超标,具有中等程度污染,而Cd超标严重,达到严重污染程度。沉积物质量基准法分析表明,污染物质对水生生物的毒性发生概率在21%左右,其中以Cu,Zn和Cd为主。潜在生态风险评估结果表明,生态风险等级为Cd>Cu>Zn>Pb>Cr,其中Cr具极强的潜在生态风险,并且存在增大的趋势,须采取有效措施加以改善。
基于机械学习理论的海冰风险短期预报研究
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摘要:
海冰管理是抵御寒区海洋资源开发海冰威胁的有效手段,海冰风险的准确、快速预测是海冰管理系统的关键组成部分。文中面向海冰管理中的冰情短时预测需求,明确了基于现场监测的海冰风险预测模式,开展了应用机械学习理论的海冰风险短时预测方法研究,并以渤海辽东湾海冰管理为例,讨论了神经网络与小波分解等非线性预测方法在冰情短时预测中的适用性。结果表明,时间序列小波神经网络在短时(6 h)冰厚预测中的预测精度与Elman神经网络相仿,而在24～48 h预测中的精度偏差较大;Elman神经网络在6 h、24 h与48 h的冰厚预测中均能保持较好的预测精度,在冰流速与来冰方向预测中,模型预测精度达到80%左右。
海底观测网深水设备精准定点布放方法研究
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深圳湾红树林老鼠簕灌丛的光合固碳及其影响因子
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摘要:
红树林(Mangroves)是生长在热带和亚热带海岸潮间带的木本植物群落。老鼠簕(Acanthus ilicifolius)是我国红树林林下灌丛的主要物种,是林下植被碳库的主要构成成分。本研究选取深圳福田红树林区的林下、林窗、林缘和光滩等不同生境下自然生长的老鼠簕植株,测定植株生物量和光合特性等相关指标。研究表明,林窗生境下的老鼠簕植株的光合能力、光合固碳速率和地上生物量累积均达到最大;林下生境最不利于老鼠簕植株固碳;光滩的老鼠簕植株具有较高的地下生物量累积,但由于其蒸腾速率高、水分利用率低下,其固碳较低。光照强度是决定不同生境老鼠簕植株固碳的关键因子。在未来我国红树林造林中,老鼠簕可作为林下植被构建,以提高红树林生物量总碳库,但最适宜老鼠簕固碳的光照约为40%～80%。本文研究结果将为红树林造林实践中的物种选择和林分构建提供理论参考。
应用有机碳同位素技术研究湛江湾生态环境的变化过程
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摘要:
随着工业化进程的加快,湛江湾的生态环境承载力受到了极大的考验。为了解湛江湾生态环境的变化过程,文中利用湛江湾表层柱状沉积物样品中总有机碳含量(TOC)及其稳定同位素、总氮含量(TN)和C/N值的测定,结合端元混合模型,分析了湛江湾沉积物中有机质的来源,探讨了沉积物有机碳同位素的主要影响因素。结果表明,湛江湾沉积物中有机质主要来源为自生藻类,同时也受一定程度陆源输入的影响。沉积序列的元素地球化学参数表明,沉积物δ13C值呈现短暂的负偏随后长期正偏的趋势。底部的负偏可能与大气CO2浓度增加有关,随后δ13C主体正偏的趋势主要受控于气候转暖、生产力增加以及富营养化程度增加的共同影响,暗示了人类活动对湛江湾的生态环境的影响逐渐加剧。其中,人类活动相关的工业、农业有机污染物排放可能是不断加剧海水富营养化的主要原因。
导管架平台健康监测中的信号处理技术
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摘要:
振动信号处理技术能够提取反映结构健康的特征信息,在导管架平台健康监测中发挥了重要作用。为了给导管架平台健康监测与振动特征提取的发展提供借鉴和指导,文中对导管架平台特征提取中常用的信号处理方法:傅里叶变换、小波变换和希尔伯特-黄(Hilbert-Huang)变换进行了综述,系统总结了它们的基本理论、适用范围、优缺点以及在导管架平台健康监测中的应用情况。文中发现傅里叶变换方法简单、适用性强,对于平稳信号有很好的处理效果;小波变换和希尔伯特-黄变换能很好地提取非平稳信号的时频特性,在导管架平台健康监测与特征提取中应用广泛。同时,随着人工智能算法的快速发展,未来的发展中,可以进行信号处理方法与人工智能算法的结合使用,以期获得更好的信号处理效果。
日本鲐对马群系资源丰度预测研究
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摘要:
利用1973-2016年日本西海水产研究所提供的日本鲐(Scomber Japanicus)对马群系的资源量与渔获量数据,结合产卵场1(SG1, 26°～31°N,122°～127°E)、产卵场2(SG2, 30°～35°N,128°～131°E)、索饵场(FG, 35°～38°N,127°～138°E)的海表面温度、太平洋年代际振荡指数(PDO)和Nino3.4区海表温距平值(SSTA),建立基于灰色系统的日本鲐对马群系资源丰度预测模型。灰色关联和相关系数分析结果显示:选择产卵场2的4月、9月海表面温度和索饵场4月海表面温度作为日本鲐资源丰度关键影响因子。建立的模型有:分别包含产卵场2的4月、9月和索饵场4月的海表面温度3个因子的GM(1,2),GM(1,3),GM(1,4)的7种模型。这7种模型的相对残差Q检验值分别为:0.131 0,0.140 2,0.145 9,0.149 3,0.176 7,0.140 3和0.173 5。结果表明,基于产卵场2的4月海表面温度所建立的GM(1,2)模型是对日本鲐对马群系资源丰度最优预测模型。
