我国潮汐能开发利用前景展望

近年来,能源和环境问题一直制约着我国经济的发展。潮汐能作为一种洁净、无污染且可再生的能源,对其进行有效开发利用不失为一良策。文章总结了国内外潮汐能利用状况并简要介绍我国潮汐能开发利用的意义及其开发可行性情况。同时,指出我国潮汐能大规模开发利用所面临的问题,在此基础上,提出未来研究的方向并给出相应建议。

基于MIKE21的黄河三角洲泥沙冲淤数值模拟预测

在人类活动影响与全球气候变化等因素持续影响下,黄河三角洲海岸始终处于动态调整状态。探究三角洲海岸线调整规律以及未来发展趋势,对三角洲地区经济发展和生态环境保护具有重要工程意义。本文基于MIKE21数学模型,建立2015年和2023年两个年份岸线条件下的泥沙冲淤模型,对比验证了刁口附近海域2015—2023年冲淤变化,验证了黄河泥沙模型设置的准确性;并在此基础上,设置了3组径流和泥沙工况,预测了现行河口附近海域2023—2030年的冲淤变化。结果显示:在2015—2023年间黄河2016年最小径流量下的输沙量工况下,现行河口处有少量冲刷,孤东近岸海域基本冲淤平衡,废黄河口处少量冲刷;在2015—2023多年平均径流量和输沙量工况下,孤东近岸海域东岸向有3 m左右淤积,现行河口和废弃河口处持续冲刷,最严重处达3 m左右;在黄河多年平均径流和输沙量的85%工况下,现行河口和废弃河口处持续冲刷,最严重处达3 m左右,孤东近岸海域东岸淤积可以达到1.5 m。研究结果可以更好地理解黄河三角洲海岸线的变化,为未来黄河口海岸带开发治理和可持续发展提供科学指导。

中国海域波浪能资源分布及波浪能发电装置适用性研究

首先全面综述了国内外波浪能资源开发利用现状,系统总结了目前国内外海洋波浪能资源发电技术中应用的主要波浪能资源开发装置及存在问题;基于ERA-Interim再分析数据,给出了中国海域的平均波浪能流密度和季节特征,从而获取高波能资源分布区域,得到了中国海域波浪能资源分布富集区域;结合不同海岸岸线及海底类型,综合给出了中国波能资源富集区域中发电装置适用建议、高峰发电季节。对提高我国波浪能资源开发利用、推动海洋可再生能源行业的发展具有重要意义,也为实用化、商业化海洋波浪能资源选址提供了科学依据。

黄渤海海域波浪时空变化特征分析

本文利用欧洲中期预报中心(ECMWF)第五代再分析数据集(ECMWF Reanalysis v5,ERA5),对中国黄渤海海域2000—2019年的波浪进行了统计分析。得到如下的结论:1)黄渤海海区波浪具有明显的季节性,渤海区域有效波高呈现出周边小,中间大的特点;黄海海域有效波高呈现由南向北降低的趋势;研究区域冬季有效波高均值大于其他季节。2)平均周期T的季节分布类似于有效波高的季节均值分布。渤海仅秋冬季T的均值存在大于4 s的区域;黄海海域T的季节分布也呈现由南向北递减的趋势,其中长江口外海区域秋冬季T的季节均值可达6 s。3)有效波高距平场EOF分解结果显示,第一模态表明了波浪变化具有明显的季节性特征;第二模态反映了季风的季节转换对有效波高的影响;第三模态反映的可能是有效波高因地形不同而产生的变化。4)代表点统计结果显示:渤海整个地区的常浪向为NNE-NE,强浪向以NE和NNE为主;黄海海域的常浪向为SSE-SE向,强浪向以N和SSE为主。

基于FPGA+DSP的实时图像处理平台的设计与实现

药用管制瓶在灌装前必须进行多个指标检测。针对实际生产的需要,基于FPGA和DSP,提出并设计了小型化、低功耗的多通道高速实时图像采集、处理和显示系统。给出了影响系统性能的主要因素。

广西近岸西部海域的海流特征研究

利用广西近岸西部白龙半岛海域2011—2012年连续一年的观测资料和数值计算方法,研究了该海域潮流和余流的基本特征及变化规律,得出如下结论:白龙半岛海域潮汐为正规全日潮,但是潮流为不规则半日潮流;旋转谱分析显示,潮流逆时针旋转分量强于顺时针旋转分量,全日潮流的总能量小于半日潮流的能量;潮流振幅在夏季明显高于冬季,这是因为夏季北部湾北部的显著层结导致的较浅海域的内潮同样比较显著,并且表现为由表层向底层加强;另外,本文首次发现,经过北部湾的台风会增强主要的全日、半日分潮的能量,引起潮流的流速增加。通过数模试验,第一次发现在白龙半岛附近海域存在一个小尺度的反气旋涡,范围大约位于108°E^108.7°E、20.8°N^21.5°N,涡旋在秋季产生,可以一直持续到冬季结束。

2013年尤特台风引起南海粤西水域陆架陷波的观测与模拟

利用FVCOM数值模式,模拟了2013-08的尤特台风在南海西北部引起的增减水过程,通过局地风与余水位分布的相关分析,发现尤特台风在南海西北部陆架激发出了西南向传播的陆架陷波。超强台风尤特,进入南海之后,首先在台湾海峡西口引起陆架陷波,沿着广东海岸深度浅于100m的水域向西传播,开始由于台湾浅滩的影响,传播速度很慢,只有1.5m/s,越过浅滩后,传播速度增加到7.8m/s,对广东沿海和海南岛东部沿海增水有着重要影响。雷州半岛08-14的增水,并不是由该海域海面风场直接吹刮引起的。08-12-14,局域的平均风速和风向都是利于该区域减水而不是增水。

温度继电器温度特性检测系统

本文介绍了温度继电器自动测试系统的设计,此系统由温控箱、开关量检测电路、温度控制电路、接口电路及工控机等硬件组成。分析了信号测量、信号处理、温控箱的温度PID控制方法,介绍了动作温度、回复温度的测量结果,给出了系统的升温、降温过程的测试参数软件构成。最后讨论了本系统的误差来源。

基于虚拟仪器的IGBT自动测试系统

设计了基于虚拟仪器的IGBT参数自动测试系统。针对IGBT不同的参数,设计了不同的测试电路,利用数据采集卡和示波器采集IGBT的各项参数,并在计算机上显示出来。采用LabVIEW软件作为系统开发工具,设计了完整的测试界面,能实现测试电路切换、测试参数采集和显示等功能。

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。

中国沿海地区经济与海洋环境污染情景分析——基于联立方程技术的分析方法

联立方程是分析经济与环境关系的一种行之有效的方法。本文以三要素生产函数和对数线性三次环境库兹涅茨曲线为主体,构建了海洋环境污染与沿海地区经济的联立方程,估算了联立方程系数。在此基础上运用情景分析技术,以环保投入和产业结构为冲击变量,分别对模型进行了动态冲击分析。通过分析得到,渤黄海地区的海洋环境污染比较严重,南海地区的海洋环境污染状况正在恶化,且环保投入变动和产业结构变动对海洋经济-环境系统影响趋势一致。

三维双层嵌套Logistic模型在海洋工程中的适应性研究（英文）

【目的】研究工程多因素复杂性的多元极值分布理论,探讨多元理论在实际工程的应用过程,以适应近代海洋工程规模日趋巨大的需要。【方法】以多元极值分布理论为基础,结合石岛湾海洋站实测的增水极值资料和同步波高、同步风速数据资料,详细阐述三维双层嵌套Nested-Logistic分布模型在工程实际中的应用过程,给出3种因素共同影响下联合重现期的推算方法。【结果】该模型加入了两两因素的相关性,对实际情况的刻画是科学合理的。【结论】模型在解决涉及3因素的水文工程问题方面,具有很好的灵活性和适定性,能够用于评估不同情况下的水文风险。

夏季波浪对钦州湾水交换能力的影响研究

基于无结构三角网格的FVCOM海洋模式,以K1、O1、P1、Q1、M2、S2、N2和K2这8个分潮调和常数为驱动,考虑钦江和茅岭江两条径流,建立了钦州湾海域的高分辨率三维水动力数值模型。通过与实测数据的对比,该模型可以较好地模拟钦州湾海域的水动力特征。在此基础上叠加浪流耦合模块和DYE-RELEASE模块,模拟了夏季波浪对钦州湾海域流场结构以及水交换能力的影响。结果表明:波浪对钦州湾海域流场的影响,涨急和落急潮流场的变化不显著,而涨憩尤其是落憩时,钦州湾的流速明显增大。钦州湾在潮汐径流作用下的半交换时间为14.3 d,在潮汐径流波浪作用下的半交换时间为4 d。内湾茅尾海的水体交换主要受制于潮汐和径流,而外湾钦州湾的水体交换受制于潮汐和波浪。

台风“利奇马”对威海楮岛海滩演化过程的影响

利用威海楮岛海滩台风前后10个剖面的高程观测结果以及沉积物采样测试数据,分析了“利奇马”登陆前后海滩剖面的蚀积变化,探究了1909号台风“利奇马”对楮岛海滩演化过程的影响。研究结果表明,由于研究区位于台风前进路径右侧,向岸浪和风暴潮的双重叠加造成了海滩全线的侵蚀,为缓解大浪带来的能量,海滩朝着更加消散的状态转化,海滩沉积物平均粒径整体粗化,分选性变差,冲刷区尤为明显。楮岛海滩不同岸段剖面对“利奇马”的响应表现出差异性:西南侧N01~N05剖面形态变化不大,东北侧N06~N10剖面形态由滩肩式向沙坝式转变,这是不同剖面形态差异性的结果。

山东省滨海沙滩现状调查

为了揭示山东滨海沙滩现状,为合理开发、利用和保护沙滩资源提供科学依据,项目组与2019年6月—8月,通过现场观测沙滩现状,收集沙滩的生态环境和其开发状态的资料,利用RTK-GPS高程仪获取沙丘-海滩剖面数据,并结合卫星遥感资料调查分析可知:滨海沙滩总个数为148个,沙滩岸线总长度约335 km,主要分布在烟台、威海、青岛和日照。74%的沙滩受人工干预,干预的方式主要以旅游型开发和渔业性开发为主,其中旅游型开发占比61.5%,渔业性开发占比35.6%。26%的沙滩保持自然状态,主要分布在乡村。在现场调查中发现,沙滩侵蚀较严重的大多为自然形态的沙滩渔业性开发的沙滩。多数沙滩的沙丘以及植被带上已经被建起养殖厂房、度假场所、娱乐设施及抛石护岸等,建筑垃圾、生活垃圾、养殖垃圾、微塑料垃圾等在滩面上屡见不鲜。结合数据及现场调查结果来看,山东省多数滨海沙滩已经处于开发状态,但是由于缺乏科学合理的规划,滨海沙滩的平衡系统已经受到严重威胁,沙滩面临消失的危险,严重影响了滨海沙滩的持续利用与发展。

我国海岸侵蚀的成因和防护措施研究

为解决当前我国海岸侵蚀现象严重以及海岸防护手段较为单一的问题,文章分析我国海岸侵蚀的成因,并从结构性措施和非结构性措施2个角度分析海岸防护手段,从而应对海岸侵蚀灾害。研究结果表明:导致海岸侵蚀的因素分为人为因素和自然因素,目前我国应对海岸侵蚀主要采取结构性措施,即从工程视角加强海岸防护,主要包括硬防护结构和软防护结构2种;未来将采取非结构性措施,即从社会科学的视角规范人类行为,从而对海岸进行防护,主要包括规划管理、法律政策和教育普及3个类型。

1980—2015年间北部湾海域热带气旋的变化及特征分析

由于地理特征独特,北部湾地区常年遭受热带气旋的影响。热带气旋引起的波浪灾害和风暴潮灾害对广西沿海经济、生活造成了巨大影响。本文采用中国气象局热带气旋最佳路径数据集,研究了1980—2015年间进入北部湾的热带气旋的变化及特征,对北部湾海域内热带气旋的频数、强度、持续时长、功耗指数等年际趋势变化进行分析。结果表明:1980—2015年,北部湾地区热带气旋的频数、持续时长呈波动减小趋势,其强度呈波动增加趋势,整体上功率耗散系数(Power Dissipation Index,PDI)的正效应大于负效应。本研究为北部湾地区的海洋防灾减灾提供了相关科学依据。

基于主成分分析的铁山港水质时空变化及驱动因素

为探究近年来铁山港的水质变化状况,本文基于2016—2018年夏季铁山港海域3个航次的海水水质调查数据,运用主成分分析法研究铁山港湾的水质状况,并探讨影响铁山港湾水质的主要驱动因子。研究结果表明:17项监测指标转化为5种主成分,可以解释原始数据75.74%的信息;铁山港湾水质污染程度空间上由湾内向湾外递减,且夏季的水质逐年变好;相关性分析表明,影响铁山港湾水质的主要驱动因子为盐度、铅、悬浮物、水温和砷。此研究较好地描述了铁山港海域的水质时空变化,可为该海域海洋环境综合治理及海洋资源合理利用提供一定参考。

威海滨海旅游发展分析及对策

近年来,休闲旅游逐渐成为人们享受生活、开拓视野的重要方式之一,其中滨海旅游吸引了众多国内外游客,威海市拥有丰富的滨海旅游资源,十分适合发展滨海旅游业。随着近年来旅游标准和需求的不断提高,旅游业的发展规划必须与时俱进,文章通过SWOT分析法对威海滨海旅游业现状进行分析,并根据分析结果提出威海滨海旅游业发展的对策。包括:开发独具特色的滨海旅游项目及相关产品;完善滨海旅游基础设施的建设;引进及培养高素质旅游人才;加强政府的引导和宣传力度。以此来提高威海市滨海旅游业的知名度和赞誉度,推动威海市的滨海旅游业走向更高层次。

从维护海洋权益角度看中国海洋战略实施途径

党的十八大明确提出建设海洋强国的国家战略目标,这标志着中国将逐步从传统的陆权大国向海陆兼具的强国转变。论文基于国家海洋权益的视角,结合当下中国海洋事业发展及海洋权益维护所面临的困境,以中国海洋战略定位及实施对策为研究点。研究认为,当下的困境是因为中国至今为止没有全面综合的海洋战略所致,因此破除困境的首要之务是制定海洋战略并找准定位,引领中国海洋事业的总体发展,切实维护海洋权益,实现海洋强国之梦。本文在分析国外海洋战略制定现状的基础上,借鉴成功经验,结合目前中国海洋战略面临的挑战,从维护海洋权益的角度出发,初步探讨了中国海洋战略的定位及实现途径,为相关研究提供一定参考。