填海工程的海湾动力地貌效应——以芝罘湾为例

港口、人工养殖以及码头建设等填海活动会导致海岸地貌和海域动力环境发生改变,从而影响其海岸带韧性。本文以围填海活动剧烈的芝罘湾为例,基于1977-2022年遥感影像与水深数据,采用空间分析和水动力数值模拟等方法,综合分析了近45年来芝罘湾填海工程下海湾地貌演变与水动力变化情况,结果表明:围填海活动是芝罘湾地貌形态变化以及水动力条件改变的主要原因。①围填海工程导致海湾岸线整体呈现增加的趋势,岸线长度整体增加了10.67 km,岸线结构发生改变,自然岸线保有率持续降低。水深地形变化显著整体冲刷为主,近岸侵蚀严重,1995-2022年均蚀退率达5.4 cm/a。②围填海工程使海湾水动力条件发生改变,导致湾内流速普遍减弱,涨潮时不超过0.2 m/s,流向复杂多变,突堤附近尤为明显,海湾纳潮量呈现持续减小趋势,平均纳潮量整体减少了1.8928×10^(7)m^(3)。研究结果可为芝罘湾海洋生态环境保护与海域资源的合理开发提供科学的对策建议。

1996-2022年黄河三角洲行水河口岸线稳定性研究

黄河清八汊现行河口自改汊以来发生了巨大变化,监测其岸线变化,探讨其稳定程度对海岸带可持续发展以及海岸带韧性评估具有重要意义。本研究利用GPS、GIS、RS技术从1996-2022年黄河三角洲行水河口的220幅遥感影像中推断出年平均海岸线位置,同时根据行水河口摆动次数划分为5个阶段,并以此为基础对海岸线变迁及其稳定性进行定量分析。结果表明:行水河口岸线长期处于动态变化过程中,整体呈淤进状态,各岸段岸线时空变化特征不同,最大侵蚀(-73.89m/a)区出现在两丁坝之间,最大淤积(393.20m/a)区出现在河口区附近。研究区90%的岸线表现为较强淤积至严重淤积,稳定性指数由两丁坝之间(0.135)、2007年出汊前旧河口(0.068)、2007年出汊后新生河口(0.006)依次降低。入海水沙量、河口位置变迁以及沿岸输沙是影响岸线稳定性出现时空差异的主要原因。

静态岬湾海滩抛物线模型的优化与应用

抛物线模型在海岸侵蚀防护领域应用广泛,但其系数表达形式多样、参数取值不一,给国内外的工程实践应用带来诸多不便。本研究在总结抛物线模型现存问题的基础上,基于我国沿海地区36个典型静态岬湾海滩数据,重新率定了抛物线模型的系数公式,开发了可快速计算静态岬湾稳定岸线的BayBeach软件,探讨了优化后的抛物线模型在海岸工程领域的多项应用。研究发现抛物线模型公式中3个系数C_(0)、C_(1)、C_(2)与波浪入射角β关系密切,当β<40π/180(40°)时,C_(0)、C_(1)、C_(2)随β的变化基本保持不变,之后C_(0)和C_(2)随着β的增大快速减小,C_(1)随着β的增大快速增大;本研究优化的抛物线模型系数公式在国内岬湾海岸具有较好的适用性,基于优化后的系数公式计算得到的稳定岸线与卫星影像图实际岸线吻合较好;对于潮差较大的岬湾海滩,在计算其稳定岸线时下游控制点应选择在海滩的高潮线上;开发的BayBeach软件可以通过调整岬头位置实现对阻浪型拦沙堤末端位置的确定。本研究优化后的抛物线模型系数及开发的BayBeach软件可服务于海岸侵蚀防护和海滩养护工程实践,对于准确分析工程建设对砂质海岸的影响有重要意义。

荣成湾典型沙坝-潟湖海岸地貌演变研究

20世纪70年代末以来,荣成湾月湖沙坝-潟湖海岸地貌发生了巨大变化。研究沙坝-潟湖海岸地貌的演化过程可进一步掌握其演化规律,对保护和修复沙坝-潟湖海岸地貌体系具有重要的现实意义和理论依据。本文以1975-2021年47期遥感影像和1934-2014年4期不同时期测量的海图为数据源,通过遥感(Remote Sensing,RS)技术和地理信息系统(Geographic Information System,GIS)对月湖沙坝岸线进行提取,并用数字岸线分析系统对岸线变迁进行定量分析,最后通过构建水下岸坡数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)对不同时期的等深线进行提取。结果显示:(1)1975-2021年沙坝处于侧蚀变窄和切蚀变短的状态,坝尾内弯显著。1975年以来沙坝侵蚀后退较显著,从坝根到坝尾侵蚀速率逐渐增加。其中,1979-1986年沙坝侵蚀最严重,最大后退距离达95.7 m,平均蚀退速率为8.32 m/a。(2)1975-2021年,沙坝面积逐渐减少,潮汐通道逐年展宽。其中,1979-1986年沙坝面积急剧减少,平均减少速率为0.0142 km2/a。2021年与1975年相比,沙坝面积减少了约43%。2001-2014年潮汐通道的平均展宽速率为14.01 m/a,2015年后宽度突破300 m。(3)以1980年为转折点,1980年以前水下岸坡总体趋势为淤高变浅,等深线向海迁移。1980年后水下岸坡侵蚀增强,等深线向陆迁移。荣成湾月湖沙坝-潟湖海岸地貌的演变主要受人类活动及沿岸泥沙输移的影响。

入海泥沙减少背景下黄河清水沟亚三角洲海岸线的发育与演化

三角洲岸线的变迁是研究地貌冲淤最直接的要素。黄河三角洲是世界上发育最快的三角洲,研究其海岸线变化规律和演化趋势对地区生态环境保护、海洋资源开发、基础设施建设等至关重要。本文在前人研究的基础上,采用修正归一化水体指数(Modified Normalized Difference WaterIndex,MND-WI)与多年水频率指数(Multi-year Water Frequency Index,MWFI)相结合的方法对1976–2021年期间典型年份的207幅遥感影像进行岸线提取,使获取到的海岸线更具科学性和代表性,并在此基础上通过定量计算分析了海岸线的时空演变及其稳定性特征,以此探讨黄河清水沟亚三角洲海岸线自1976年以来的演化机制。研究结果表明:(1)总体上,清水沟亚三角洲海岸线演化呈现先快速向海淤积后波动稳定的趋势,以1996年和2002年为节点划分为“快速发育”“缓慢发育”“动态平衡”3个阶段;(2)45年来,研究区海岸线稳定性持续增强,其中孤东海堤段岸线与黄河清水沟亚三角洲南部岸线保持相对稳定,而清8汊河口段岸线与清水沟废弃河口段岸线较为活跃,其岸线稳定性指数基本低于0.5;(3)陆上三角洲淤积、侵蚀中心的迁移同河口位置变动相对应,尤其是淤积中心的迁移与河口位置变动之间在经度向存在明显的正向关系,R^(2)=0.6904;(4)黄河入海泥沙减少、河口位置迁移以及人类活动对三角洲海岸线的发育演化影响显著。从长远来看,在黄河入海泥沙持续减少的背景下,三角洲的未来仍面临侵蚀的威胁。

1958年以来莱州湾南部海岸线及水下地形演变

莱州湾南部自20世纪80年代以来海岸地貌发生了显著变化,研究海岸地貌的演变规律对海岸防护和海岸带资源可持续利用具有重要意义。本文以不同时期测量或成像的海图和遥感影像为数据源,基于RS和GIS技术对海岸线和水下岸坡演变进行定量研究。结果表明:①1958–2021年自然岸线逐渐减少,人工岸线逐渐增加,到2021年人工岸线长度约占总长度的87%,海岸线演化与海岸带建设密切相关;②以1984年为界,1984年前以自然演变为主,1984年后人类活动起主导作用,自然演变下海岸线以向陆蚀退为主,人为干预下以向海推进为主;③水下岸坡冲淤分布极不平衡,总体呈侵蚀–淤积–淤积减缓的趋势。南部河流入海口处在1984年后基本呈侵蚀状态。0 m和2 m等深线有前进有后退,但变化幅度相对较小;5~9 m等深线在堤河以西海域向海前进显著,其冲淤演变复杂;10 m等深线以堤河为界表现出西淤东蚀的状态。河流来沙是导致海岸线和水下岸坡演变的重要物质基础,波浪和潮流是主要的驱动力。人工设施在引起河流输沙减少的同时,也导致海岸线大幅向海推进、入海河口受到侵蚀。东北部莱州浅滩附近受人为影响处于侵蚀、解体状态,未来将会继续受到侵蚀。

现代黄河三角洲沉积物粒度端元特征及其对河道变迁和人类活动的响应

黄河三角洲沉积物记录了长时间尺度黄河流域环境变化,对流域河流改道和水库建设等自然和人类活动响应敏感。本研究以黄河1976年以来入海口附近陆上三角洲YDC钻孔为研究对象,采用参数化端元(EM)分析模型对YDC钻孔的粒度数据进行分析,结果表明:①EM1和EM2由粒径较细的黏土和细粉砂组成,为黄河长距离搬运弱水动力条件下沉积,EM3和EM4为粗粉砂组分,为较强动力条件下波浪和潮流作用沉积;②对比河道变迁和人类活动等资料,结合前人黄河口沉积速率研究数据,表明YDC钻孔粒度特征变化显著的界面可以作为黄河口沉积物定年的参考点;③YDC钻孔粒度参数和端元数据敏感地响应于1976年以来黄河改道清水沟入海、龙羊峡水库建设、黄河改道清8汊入海等自然和人类活动。研究结果对黄河三角洲河口治理和沿岸工程建设具有重要现实意义,并可为黄河流域生态保护与高质量发展提供科学依据。

1980年以来山东文登张家埠港冲淤演变分析

山东文登张家埠港位于山东半岛南部的靖海湾,属于潮汐汊道-溺谷型海湾,研究其冲淤演变特征,对于认识这类海湾的动力地貌演变以及人类活动对海湾的影响具有一定参考价值。本文基于1980、1997、2009和2021年4年份的海图水深资料,采用GIS技术进行等深线叠加分析和数字化定量冲淤计算,分析1980年以来张家埠港航道地区的等深线变化、平面冲淤变化及固定剖面的地形变化。结果表明:1980−2021年,张家埠港整体处于淤积态势,平均淤积厚度为1.08 m;0 m等深线整体向航道中心淤进,5 m等深线淤积变浅面积减少了67.01%;航道在塘子咀至长会口咀岸段西侧的淤积厚度远大于东侧。自1980年以来,张家埠港两侧养殖池的修建改变了当地的潮流状况,导致航道内由淤积转为侵蚀状态,长会口外的拦门沙被迫下移,张家埠港的地貌发生了深刻变化。

胶东半岛南部典型海湾地貌过程对滩涂养殖的响应

应用3S技术和海湾涨/落潮不对称原理,研究了最近40年来胶东半岛南部四个典型潮汐汊道海湾的动力地貌演变,分析了大面积修建养殖池对海湾地貌过程的影响。结果表明,最近30年来4个海湾的海岸地貌类型面积、空间分布格局、地貌类型转换、地貌结构和地貌冲淤状态发生了显著改变。在大面积养殖池被围建以前的1960s年代末到1980s年代初,丁字湾处于涨潮不对称状态但不对称程度增高,乳山湾、五垒岛湾和靖海湾也处于涨潮不对称状态但不对称程度在降低。最近30年来的大面积滩涂养殖池修建,使丁字湾由不断增强的涨潮不对称向落潮不对称状态逆转,使五垒岛湾、靖海湾由涨潮不对称向落潮不对称状态的转化提前,使乳山湾由涨潮不对称向落潮不对称状态的转化延缓。

近60年莱州湾东部砂质海岸地貌的时空动态

在野外考察的基础上,以不同时期测量和成像的海图、地形图和高分辨率遥感影像为数据源,综合使用数字岸线分析、遥感、地理信息系统等方法,对近60年来莱州湾东部砂质海岸(界河口-刁龙嘴)地貌演变进行研究。结果表明,研究期内莱州湾东部岸线迁移和水下岸坡冲淤存在强烈的时空差异。岸线迁移表现为冲淤进退交替发生,其在时间过程上具有非线性的显著特点。1959-2013年,侵蚀岸线所占比例波动起伏,具有阶段性。侵蚀岸段年均演变速率以1985年为界分成两个阶段,前期由极大值4.95m/a(1959-1969年)锐减至极小值1.97m/a(1969-1985年),后期由1.97m/a增大到4.43m/a(1985-1998年),之后均处于高强度侵蚀。岸线迁移空间分布的差异性主要表现在4个岬湾的岸线变迁特征与莱州湾东岸岸线整体变迁并不一致。同时,水下岸坡冲淤条带大体相间分布,同一岸段1959-1985年和1985-2008年的冲淤演变趋势基本相反。进一步分析表明最近60年来,莱州湾东部砂岸在水库拦沙、潮上带工厂化水产养殖、大型海岸工程等人类活动的地貌效应共同控制下,发生了5次岸线淤积前进与侵蚀后退以及冲淤速率大小的交替。

基于Mach3．0微核心的UNIX操作系统

本文介绍了在Ｍａｃｈ３．０微核心上通过多个服务器模拟ＵＮＩＸ操作系统的原理和总体结构。阐述了Ｍａｃｈ３．０微核心界面、系统服务器、透明模拟库、ＵＮＩＸ服务器以及给用户提供的界面。

MACH操作系统的存储对象管理

本文介绍了Mach操作系统中存储对象的基本概念。Mach虚存管理对存储对象的支持,存储对象管理任务Pager及存储对象对通信的支持。最后,给出了用户,Mach Kernel,Pager之间的调用关系。

高校旅游业发展战略研究与分析

在分析国内外高校旅游开发现状特点的基础上,提出深入开发高校旅游市场,建立合理的开发运营机制,使高校旅游的各方面效益实现最大化的市场开发策略。

最近50年来山东地区夏季降水的时空变化及其影响因素研究

利用山东地区16个气象站1961～2012年逐月降水资料以及同期大气环流指数资料，采用Mann．Kendall非参数检验法、累积距平法、有序聚类分析法以及Mann．Whitney．Pettitt（MWP）法等方法，对最近50a来山东地区夏季降水及其占全年降水比例的时空变化及影响因素进行了研究。结果表明，最近50a来，山东地区夏季降水呈现总体下降趋势，但有显著的阶段性。其中，沿海地区变化幅度小于内陆，其阶段转换和突变也早于内陆，内陆中山区又早于平原。沿海地区夏季降水占年降水比例呈现总体上升趋势，但无明显的阶段性和突变现象；而内陆地区呈现总体下降趋势，但存在阶段性和突变现象，其中山地与平原问又有差异。分析表明，山东地区夏季降水变化与同期东亚夏季风、南方涛动和北极涛动之间有显著的响应关系，但在沿海与内陆、山地与平原之间存在差异。

基于DSAS和FA的1959—2002年黄河三角洲海岸线演变规律及影响因素研究

采用数字岸线分析系统(DSAS)和岸线分形分析(FA),以不同年份测量的9期历史地图为数据源,对1959—2002年黄河三角洲海岸线长度、形态及变化过程进行了定量分析。结果表明,从1959—1984年黄河三角洲海岸线长度减小,岸线平面轮廓形态变得平滑、简单;从1984—2002年三角洲海岸线长度增加,岸线平面轮廓形态变得曲折、复杂。与此同时,整个三角洲海岸中前进、后退及进退平衡岸线的比例构成变化也具有显著的阶段性。从总体上看,前进岸线所占比例变化呈不断减小趋势,但1980—1984年、1996—2000年曾有两次短暂的突然增大。从岸线变化速率及其空间分布看,三角洲海岸线进退变化于1968—1974年、1992—1996年两度达到或接近平衡状态。根据初步分析,1959—2002年黄河三角洲岸线演变是在黄河入海泥沙总体减少的背景下发生的,受到河口地貌变迁、海岸沉积动力系统的深刻影响。

最近50年来莱州湾东部典型砂岸潮上带土地利用变化研究

以不同时期测量和成像的地形图和高分辨率遥感影像为数据源,综合使用野外调查、遥感(RS)、全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)等方法,对最近50多年来莱州湾东部砂岸典型岸段(界河口—刁龙嘴)的土地利用变化进行研究。结果表明,最近50多年来,莱州湾东部海岸土地利用/土地覆被变化显著,土地利用类型转化的总趋势是风沙地、林地、耕地向养殖池及居民地转化。从20世纪90年代初以来,该岸段潮上带风沙地大部分已为养殖池(塘、大棚)等所覆盖,在沿海防护林和海域之间新出现了一条平行于岸线、基本连续展布的水产养殖设施带,其外侧建有高出当地最高潮位的防浪堤。潮上带土地覆被的如此深刻变化,必然深刻地改变风暴潮作用时的水动力边界条件,导致风暴潮作用过程中沿水下岸坡—海滩—潮上带方向的能量分布发生调整,进一步会对海岸地貌及冲淤发生的范围、强度、性质和形式等带来变化。因此,大面积的潮上带土地利用可能是莱州湾东部砂岸,最近30年来海岸地貌冲淤演变的重要影响因素之一,这为今后深入研究并预测该段海岸地貌冲淤变化提供了新的视角。

莱州湾东部潮上带土地利用对海岸蚀退的影响

基于二维浅水方程、波作用守恒方程和对流扩散方程,建立了波浪-潮流-泥沙耦合数值模型,分析了最近20年来莱州湾东部潮上带土地利用对海岸蚀退的影响。结果显示,潮上带土地利用改变了风暴潮时的水动力边界条件,显著增大了岸线附近的水流流速。随着潮上带养殖设施覆盖比例的提高,从平面分布看,岸线附近侵蚀显著加重,侵蚀条带平行岸线并向下游延伸、向海侧拓展;从剖面分布看,岸线两侧侵蚀深度显著增大、范围明显扩展,水下岸坡的闭合水深加大,闭合点外移;从动力条件变化看,岸线附近水流流速最大。分析表明,最近20年来大规模的潮上带土地利用是莱州湾东部海岸蚀退的重要影响因素。

最近60年来气候变化和人类活动对山地河流入海径流、泥沙的影响——以胶东半岛南部五龙河为例

采用Mann-Kendall非参数检验法、累积距平法、有序聚类分析法及线性回归等数学方法,以胶东半岛五龙河流域为例,对最近60年来气候变化和人类活动对山地河流入海径流、泥沙的影响进行了研究。结果表明,20世纪50年代以来五龙河入海径流、泥沙量均呈现出显著的阶段性逐级减少趋势。最近60年来,五龙河年径流量和输沙量主要集中在6—9月;主要受年降水量变化影响,年径流量从1980年开始显著减少,并在1966年出现较大波动;受年降水和径流变化影响,年输沙量也分别在1966和1980年呈减少突变;总体来看,年输沙量减少的趋势性要强于径流量。除气候变化影响外,1966年以来流域内大面积坡耕地改梯田和园地、林地建设等人类活动,也是造成河流径流、泥沙减少的重要原因。整体而言,最近60年来,气候变化和人类活动因素对五龙河入海水沙总量减少的贡献率分别为70%—80%和20%—30%。

山东莱州浅滩地区沉积特征与沉积作用

通过系统采集海底表层沉积样品进行粒度测试分析,对现代莱州浅滩地区的沉积类型、粒度特征、泥沙搬运方式、运移趋势及沉积动力、沉积机制进行了研究。结果表明,莱州浅滩是形成于松散碎屑堆积海岸岬角岸外的砂砾质水下沙洲/沙脊,它的形成深刻改变了浅滩地区原有的沉积动力和机制,在浅滩两侧海域各自形成了大致对称的潮余环流,分别与两个主要由跃移质和悬移质组成的沉积区域对应。莱州浅滩的沉积动力模式与现有的岬角相连型浅滩沉积动力模式均不同,可能代表了岬角相连型水下沙洲/沙脊的一种新的类型。

MACH:一个新的操作系统核心

MACH是一个支持紧密/松散藕合多处理器硬件的操作系统核心。MACH由美国卡内基梅隆大学于1984年开始设计。本文将较详细介绍MACH的起因、发展历史、主要概念以及发展方向。同时对MACH的实现也在一定程度上给予阐述。在介绍MACH的概念时将与UNIX中的相关概念进行比较,使熟悉UNIX的读者更好地理解这些新的概念。