中国海洋能研究现状及未来发展建议

随着全球人口的增长、能源结构的转型和对可持续能源需求的增加,中国面临着优化其能源体系的紧迫任务。作为清洁、可再生的能源形式,海洋能成为国内外能源研究的焦点,其在中国具有巨大的开发潜力。在分析中国海洋能分布特征和发展现状的基础上,总结了中国海洋能开发的趋势,对未来的海洋能产业提出了构建面向“双碳”战略的海洋能顶层发展规划、建立健全海洋能技术的政策等建议,助力中国海洋能技术稳步发展。

基于EMD-PSO-BP模型的短期潮流流速预测

针对潮流流速的随机性和波动性,本研究基于经验模态分解(Empirical mode decomposition,EMD)和粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)算法,改进了反向传播(Back propagation,BP)神经网络的短期潮流流速预测模型。该模型首先对原始流速序列进行EMD分解,得到多个本征模函数(Intrinsic mode function,IMF)和残差。然后,利用PSO改进BP神经网络,对分解所得的IMF和残差分别进行预测。最后,将各个预测结果相结合,得出流速的最终预测结果,从而提高潮流流速的预测精度。本文以江苏省潮流流速为例,分别建立BP、PSO-BP、EMD-BP以及EMD-PSO-BP四类预测模型,以对潮流流速进行预测和对比分析。结果表明,相较于其他模型,EMD-PSO-BP预测模型在潮流流速的预测方面具有更高的精度,为潮流能开发提供重要的数据支撑。

基于直觉模糊环境的海上风机选型

选择合适的海上风力发电机机型对海上风电场的长期高效运行起着至关重要的作用。针对决策者在风机选型决策过程中存在不确定性和主观偏好等问题,提出一种改进的多准则决策(multi-criteria decision making, MCDM)框架及方法:在权重求解算法中将群体决策和直觉模糊数与层次分析法相结合,提出群体直觉模糊层次分析法(group intuitionistic fuzzy analytic hierarchy process, GIAHP)计算指标权重;在备选方案排序算法中将余弦距离引入接近理想点法(technique for order preference by similarity to an ideal solution, TOPSIS),提出多距离TOPSIS确定备选方案排序。最后以山东省海上风电场风机选型为例,并通过敏感性分析验证框架及方法的鲁棒性。该框架及方法为中国海上风电场风机选型提供理论依据,可确保海上风电场长期稳定运行。

“多波束测线问题”的问题解析

给出2023年“高教社杯”全国大学生数学建模竞赛B题“多波束测线问题”的求解方法,并针对学生在参赛论文中出现的问题作了简要的说明与点评.为保证求解的连贯性,论文的前一部分是问题的求解,后一部分是参赛论文的点评.

海洋碳汇分类方法框架探索与构建

海洋是地球上最大的碳汇,对于缓解全球气候变化发挥着关键作用。加快海洋碳汇分类研究,是切实提升对海洋碳汇分类科学认知、推动海洋生态保护修复、促进碳汇市场交易和实现“双碳”目标的重要举措。本研究从“发展-保护-碳汇”综合视角出发,系统梳理了目前海洋碳汇分类的现实困境,致力于构建一个适用于我国的多层次、多维度海洋碳汇分类框架。旨在针对中国特有的海洋生态系统,通过细化碳汇的形成属性、作用机制、空间分布、生态系统类型、碳库种类及物种差异等方面,深入解析海洋碳汇的组成与特点,以揭示海洋碳汇的形成机制、变化趋势和潜在潜力,为海洋碳汇的监测、评估和管理提供科学管理框架,为开展海洋碳汇分区分类提供实践指导。

长江河口海域重叠区域典型用海用岛遥感变化监测及管理策略

长江河口海域重叠区域作为长三角一体化发展战略及资源环境承载核心区,近些年用海用岛监管面临巨大挑战,为促进河口海域资源合理高效保护和利用,掌握用海用岛现状,依托该区域2020-2021年典型用海用岛遥感动态监测项目实践,本文采用长江河口海域重叠区域2020-2021年“15天一覆盖”的国产高分辨遥感影像,通过对海岸线修测成果、所在海洋功能区矢量叠加,结合现场踏勘摸清了长江河口海域重叠区域典型遥感解译标志、用海用岛类型、面积及分布特点,分析了各类型年内、年际变化趋势,提出河海共管策略,为地方政府陆海统筹、河海联动提供科学依据。结果分析表明,上海崇明区、浦东新区、奉贤区沿岸用海用岛情况较为频繁;用海用岛类型主要集中在港口、农业围垦、保留、休闲旅游、保护区等海洋功能区;主要用海类型依次为填海、构筑物、围海等,且用海用岛面积与典型用海用岛数量成正比。部分违法用海用岛区域进行了恢复性工程,用海用岛年际数量呈明显下降趋势,在每年第三、四季度用海用岛数量均呈现上升趋势,累计面积出现峰值。最后根据河口海域典型用海用岛情况,提出了管理与保护策略。

上海市“三查一核”海域动态监管方式优化与应用

上海市海域使用监管平台综合采用卫星、无人机遥感、现场巡查等方式对海域使用情况进行监管,明确处置流程,建立“三查一核”监管机制,基本形成了抓早抓小的违法用海管控格局。目前,卫星遥感应用于海域监管的技术仍存在局限性,业务核查数据交互性有待进一步提高。本文从上海市海域监管业务现有问题、监管方式优化、监管技术应用等方面进行讨论,以期为地方海域动态监管工作探索提供参考。

国土空间规划体系下海洋空间资源管理问题研究

海洋空间资源是海洋资源的重要组成部分,合理开发利用海洋空间资源对实现海洋经济可持续发展具有重要意义。文章以国家机构改革和国土空间规划体系构建为背景,从规划编制、审批许可、执法监督三个环节入手,分析了我国海洋空间资源管理现状,发现当前海洋空间资源管理存在精细化管理工具缺失、立体用海管理不足、管理权责有待完善、防灾减灾重视不够等问题,提出了开展涉海详细规划编制、完善海域立体分层确权管理、优化海上构筑物弃置管理、建立协调机制和合作关系、建立海洋灾害管理体系等建议,为完善国土空间规划体系、提高海洋空间资源利用效率提供参考。

中国海上油气田风能资源评估

利用持续30年的CCMP分析风场数据,对中国海上油气田开发海域进行了风能资源评估。评估结果表明:不同海区的油气田风能资源分布差异较大,其中东海油气田群的海面风能资源最为丰富,风资源等级可达7级以上,海上油气平台周围10km范围内风能资源技术可开发量可达98~106万kW,风能资源稳定性最好;南海东部油气田群次之,一般可达6级以上,海上油气平台周围10km范围风能资源技术可开发量可达90~104万kW,风能资源月变化和季节变化较强;南海西部油气田群又次之,风资源等级一般可达4级,海上油气平台周围10 km范围风能资源技术可开发量可达58~78万kW,风能稳定性总体月变化较季节变化强,且区域内不同油气田风能稳定性指数数值差异较大;渤海油气田群除渤海南部及中东部外,海面风能资源大多在4级以下,海上油气平台周围10 km范围风能资源技术可开发量一般在42~58万kW之间,风能短期变化较强,月变化和季节变化较弱。相关研究结论可为我国海上油气田海域的海洋清洁能源规划与开发利用提供基础科学依据。

地方政府补贴下渔业碳汇供需侧演化博弈研究

碳汇渔业是生产蓝碳,助力实现碳中和的重要手段,具有可观的经济与环境效益。然而,碳汇渔业的实施涉及到多方主体的利益,是一个复杂的动态博弈问题。现有研究很少以碳汇渔业为切入点将政府、养殖商及企业同时纳入系统进行分析。在连江、莆田接连取得试点成功的背景下,基于碳汇渔业的视角探讨蓝碳交易有利于为后续的渔业碳汇交易试点提供科学的建议。因此,本文构建了涉及地方政府、水产养殖商和企业的三方演化博弈模型,分析了每个主体的策略选择对系统稳定性的影响。研究结果表明:(1)碳汇渔业补贴对演化进程具有双重影响。在一定范围内,适度的碳汇渔业补贴可以激励水产养殖商向碳汇渔业转变,但过高的碳汇渔业补贴可能会引发沉重的财政负担而迫使政府选择不补贴。(2)补贴后的蓝碳单价与碳税的差异是影响企业策略选择的关键因素,当补贴后的蓝碳单价小于碳税时,企业趋向于购买蓝碳,并且补贴后的蓝碳单价越低,企业的响应速度越快。(3)参照初始情景,适度提高地方政府的补贴水平可以促使三方演化博弈达到理想状态。在这种补贴水平下,无论三方主体的初始概率如何,均不会影响理想状态的实现及延续。

培育新型设施养殖用海,推进广东省海洋新质生产力

新质生产力强调“创新”在推动生产力发展中的主导作用。新型设施养殖用海的发展,正是新质生产力在海洋渔业领域的具体体现。从新型设施养殖用海定义及政策背景出发,研究新型设施养殖用海与新质生产力的关系。以广东省新型设施养殖用海为例,研究广东省新型设施养殖用海现状、优势、挑战、发展等,从而探究培育新型设施养殖用海,不断推进广东省海洋新质生产力高质量发展。

深部岩溶矿井水化学特征及含水层水力联系研究

近年来,华北型煤矿区上组煤开采中受奥灰岩溶水影响的事件时有发生,威胁巨大,为此,以东滩煤矿为例,采用统计分析、Piper三线图、Gibbs图、氯碱指数等水化学研究方法对研究区地表水及各含水层进行了分析。结果显示:研究区地表及地下水整体偏碱性,水质受岩石风化作用影响为主,部分受到蒸发沉淀作用,大气降水对含水层的水化学性质影响很小;各含水层离子来源主要为硅酸盐、蒸发盐及碳酸盐风化及阳离子交换作用;东滩煤矿奥灰含水层与地表水、第四系、十四灰水力联系密切,侏罗系砂砾岩与3煤顶板砂岩含水层水力联系紧密;未来东滩煤矿开采过程中,一、三采区受奥灰影响较大,突水风险较高,十四采区次之,四采区受奥灰影响突水风险较低,需提前做好预防。

海洋保护区类型、边界与多边管控——生态保护、公众参与和规划决策的文献综合视角

海洋保护区是通过限制人类活动为海洋生态保育与恢复提供时间和空间的区划工具.开放的海洋环境使得海洋保护区存在边界模糊、功能区重叠等问题,弱化了海洋保护区的实际效果.本文梳理了国内外海洋保护区界定与保护区划决策模式差异,诊断出海洋保护与管理困境:(1)全球海洋保护区的分类标准与边界划分差异大,海洋保护强度与管控水平迥异,不利于评估全球海洋保护的实际效果;(2)海洋环境缺少明显的分界线,开发并普及保护区规划决策支持工具与系统,发展大规模海洋环境探测技术,有利于海洋保护区优化其管控措施;(3)推动区域联合的海洋环境保护规制,学习跨界海洋保护区的建设经验,参与国际海洋保护与远洋保护区设计,是海洋保护区的全球发展态势.未来,海洋保护区应加强相关理论探索,优化其规划决策流程,推动中国毗邻海域的跨界海洋保护,以期为海洋保护区选划和管控提供决策依据.

海上风电与海洋养殖融合发展现状与展望

近年来,随着海洋活动的不断增强,国家围绕海洋渔业、海洋可再生能源等潜在需求旺盛、带动力强的重点产业领域开展多项专项规划,融合发展“海上风电+海洋养殖”等多产业协同的新业态,打造海洋经济发展新模式成为必然趋势。海上风电与海洋养殖融合发展也成为综合利用海洋空间的创新思路和迫切需要。此模式具有广阔的发展前景,但还处于探索阶段。文章通过简述海上风电与海洋养殖融合发展的现状,根据交互程度提出3种融合交互模式,并系统阐述这几种融合发展模式的优势与不足,探讨后续发展中面临的问题和瓶颈,探索渔业装备与可再生能源融合发展的可行性,为后续新模式的融合发展提供参考。

时空演变视角下海南游艇旅游发展影响因素研究

为促进海南游艇旅游转型升级与空间布局优化,推动海南海洋经济高质量可持续发展,本文基于2013年、2017年、2021年海南游艇俱乐部、游艇会及游艇码头数据,利用标准差椭圆分析、平均最近邻指数、核密度分析、重心迁移模型对海南游艇旅游的时空演化特征进行研究,并利用近邻分析法、相关性分析法和政策文本分析法,从旅游资源禀赋、自然地理环境、区位交通条件、政策保障机制等四个维度剖析和阐释海南游艇旅游时空演化特征的影响因素。研究发现:(1)海南游艇旅游核心场所持续增加;(2)海南游艇旅游发展呈显著的空间聚集特征,聚集程度先上升后下降;(3)海南游艇旅游呈东北-西南走向迁移布局;(4)海南游艇旅游模式逐渐由“三亚-海口双核心”向“三亚单核心”演变;(5)自然地理环境和旅游资源禀赋是影响海南游艇旅游时空格局形成的基础性因素,区位交通条件是其时空演化特征的驱动性因素,政策支持是其时空演化形态的导向性因素。最后,对海南游艇旅游可持续发展提出四个方面的对策建议,以积极推动具有世界影响力的中国特色自由贸易港建设。

海洋企业科技资源科普化路径研究

为推动海洋科技发展,加快建设海洋强国,满足公众对于海洋科学知识普及的迫切需求,通过广泛调研国内外企业科普发展现状,分析不同科技企业的经验做法,研究提出可推广应用的海洋企业科技资源科普化路径图谱,包括明确需求、确定目标、树立理念、挖掘资源、拓宽渠道和强化保障。结果表明,海洋企业作为拥有专业知识以及丰富资源的科普主体,能够运用自身优势深入开展海洋科普,为推动海洋科技发展和建设海洋强国提供有力支撑。

无居民海岛资源资产核算与账户体系构建研究

无居民海岛资源是海洋资源资产的重要组成部分,开展无居民海岛资源资产的核算方法及账户体系构建技术研究对于统筹推进自然资源资产产权制度改革具有重要意义。本文以环境经济综合核算(SEEA-2012)为编制依据,探索无居民海岛资源资产核算方法与账户体系构建路径。首先,参照“实物统计-价格估算-价值核算”的逻辑思路设计核算流程;其次,为反映无居民海岛资源所有权和使用权现状,从“总量所有”和“开发利用”两个方面来研究实物与经济价值核算方法;再次,以收益还原法为基础,构建出无居民海岛资源资产权益价格和开发收益价格评估方法;最后,设计出无居民海岛资源资产实物与价值核算表式结构与账户体系。

海洋潮流能资源的数值估算——以胶州湾口为例

在回顾国际上现有的潮流能资源估算方案基础上,提出利用三维潮流数值模式估算潮流能的思路,并在胶州湾进行了应用。基于普林斯顿海洋模式,建立了胶州湾潮汐潮流三维数值预报模型,对研究海区的潮汐和潮流做出了较为准确的模拟。数值模拟得到的胶州湾口最大可能潮流速度为2m/s,具有一定的潮流能开发潜力;湾口水道上多年平均潮流能蕴藏量为16MW,大潮期间的瞬时值和大潮周日平均值可分别达135和49MW.潮流资料时间序列的长度对潮流能储量的计算结果有较大影响。由于潮流现象具有强烈的时变性和多种周期,估算潮流能的平均储量应积累一年以上的资料为宜。研究表明,潮流数值模式能够提供高时空分辨率的三维潮流数据,有效弥补潮流实测资料稀缺的不足,因而可作为潮流能资源评价的有力工具。

莱州湾海域空间开发利用现状评价

基于GIS平台绘制莱州湾海域空间开发利用现状分布图,从海域空间开发利用结构、强度和协调性三方面对莱州湾海域空间开发利用现状进行了分析和评价。结果表明:莱州湾海域用海类型基本齐全,但是开发利用结构规模不均衡,开放式养殖、盐业和交通运输用海是其主要类型;莱州湾海域空间开发利用强度较高,呈现出中部>整体>东部>西部海域的特点;海域开发利用活动之间及其与海洋功能区划、海域自然属性分布之间存在着不协调现象。未来,莱州湾海域开发利用需要优化调整用海结构和布局,提高产业开发利用层次;严格限制新增围填海工程,加强对自然岸线资源的保护,加大对海域环境整治和生物资源修复的支持力度。

海洋自然资源条件对无居民海岛开发的影响评价

以无居民海岛大娥眉岭、小娥眉岭、背风墩为例,分析了这3个海岛的海洋自然资源条件,并建立海洋环境效应评价方法和指标体系。应用层次分析法确定指标权重,应用灰度分析方法对3个海岛进行了综合评价和对比,为海岛的开发利用和可持续发展决策提供基础依据。根据分析,认为制约无居民海岛开发的主要自然资源因素是离岸距离和淡水资源。