新形势下我国江河入海水通量监测实践与对策建议

针对我国入海河口生态环境问题突出、江河入海污染物总量不明的问题,梳理了我国江河入海水通量监测的历史,分析了我国江河入海水通量评估工作的现状以及“十四五”生态环境监测和海洋环境保护等规划的要求,提出污染物排海总量不明的主要原因是江河入海水通量监测未取得突破,具体表现在江河污染物入海通量未得到有效掌握、江河入海水通量监管体系未得以构建运行、江河入海水通量监测技术未得到建立和规范。结合在辽河口海洋环境在线监测试验基地开展的江河入海流量在线监测系统设计研究、江河入海水通量监测技术研发、江河入海水通量监测技术标准化研究、辽河入海水通量监测试验等工作,建议总结分析我国已开展的江河入海水通量监测试验工作,深入开展江河入海水通量监测顶层设计,加强江河入海水通量监测关键技术方法研究。

自平衡抗吸附海床基的吸附力研究分析

针对自平衡抗吸附海床基,结合其在渤海和北黄海近百次的应用,采用Skempton,Terzaghi经验模型和有限元计算模型方法,分析不同底质、不同浸深和不同起吊方式对海床基的吸附力影响。结果表明:(1)海床基的吸附力主要取决于底质粘聚力的大小,相同浸深条件下粘土底质吸附力最大,以下依次为亚粘土、亚砂土、淤泥和砂土。不同底质吸附力相差较大,粘土底质吸附力最大可达172.6 kN,而在砂土底质下吸附力最大仅有20.4 kN。同一底质条件下随着海床基浸深的增大,海床基的破坏位移也随之增大,相应的吸附力也增大明显;(2)相对于Terzaghi模型,Skempton吸附力模型结果与有限元结果更接近,因此其更适合用来估算海床基吸附力的上限解;(3)海床基侧向单点起吊的吸附力仅为竖向对称起吊的44%～47%。

海底观测平台——海床基结构设计研究进展

为实现海洋环境观测方式从低频、瞬时、静态观测向长期、连续、动态观测的跨越,海床基平台应用是其中的一条重要途径,而海床基结构设计是决定海床基调查或监测应用能否顺利实施的前提。通过对国内外海床基结构设计技术发展的归纳整理,将海床基结构设计划分为四个方面进行讨论,即支架保护系统、供电通信系统、安全保障系统和布放回收系统。其中,支架保护系统方面重点讨论搭载不同传感器和处于不同水深的海床基结构设计;供电通信系统方面分析了无缆、有缆接岸和有缆接浮标等形式的技术特点;安全保障系统方面重点关注防材料腐蚀、防生物附着和防泥沙淤积的方法和措施;布放回收系统方面介绍了目前采取的主要释放及回收方式的特点。通过比较分析,提出了今后我国海床基技术的发展方向。

适用于河口淤泥质海域的海床基吸附力研究

针对河口淤泥质海域,对影响海床基吸附力的两个主要因素——结构体浸没深度和结构体构造进行垂直对称起吊数值研究。研究表明:(1)海床基的最大吸附力随着海床基的浸没深度增大而显著增加,零淤积条件下最大吸附力为44.38 kN,浸深0.7 m即海床基完全浸没时最大吸附力可达88.92 kN;(2)海床基结构构造即底座直径、开孔数量和开孔直径对最大吸附力均有一定的影响,其中最大吸附力对底座直径极为敏感,两者近似有二元函数关系;随着开孔数的增加,最大吸附力逐渐减小,并且由开孔带来的吸附力降低效应随之降低;吸附力的降幅与开孔孔径成线性关系,随着孔径的增加,最大吸附力逐渐减小。该分析研究可为淤泥质海域海床基监测站位设计、回收绳索选择、结构布局、海上操作实施等方面提供可靠的技术指导。

赤潮发生相关环境因子分析方法初探

为判断影响河口、近岸和内湾型赤潮发生的主要环境因子,本文采用多重共线性和自相关检验相结合的多元统计分析方法,并对一次赤潮实例进行分析。结果表明,COD浓度的变化是影响浮游植物数量的主要环境因子。结合赤潮整个过程的气象资料可知,赤潮发生前强降雨过程是诱发调查海域赤潮发生的主要原因。

辽东湾东岸海冰抗压强度特征分析

本文利用辽东湾东岸鲅鱼圈、营口和长兴岛三地实测海冰抗压强度资料,分析了海冰破坏应力与破坏时间的关系,应变率和冰温对海冰抗压强度的影响,以及海冰生成环境对海冰抗压强度的影响。综合分析表明,三地破坏应力随破坏时间变化的整体趋势一致,应变率对三地海冰抗压强度有显著的影响,三地海冰抗压强度随温度降低总体有增大的趋势,冰龄、盐度、含沙量的差异是造成辽东湾东岸海冰抗压强度不同的主要原因。

波浪周期性作用对海床基回收的影响研究

针对海床基回收过程中波浪对回收绳索的冲击响应问题,通过对回收船—回收绳体系的运动响应进行数值模拟仿真,模拟回收绳索的松弛—张紧动态响应过程,分析波浪周期性作用对回收绳索冲击张力的影响。研究结果表明,冲击张力与波高成线性关系且不同周期条件下冲击张力随波高增加量差异较大,冲击张力对波浪周期的响应极为敏感,长周期波浪冲击响应较小,而短周期波浪冲击响应较大,易超出回收绳索的极限负荷,特别是当波长达到船长两倍左右时冲击张力达到最大;随着水深增加,冲击张力呈指数衰减,因此在浅水区波浪周期性作用对海床基的回收影响更大。

海洋污损灾害应急监测调度指挥辅助系统研究

为解决我国海洋污损灾害应急监测技术应用单一、水平参差不齐、监测队伍缺少优化调度等问题,基于我国现阶段海洋污损灾害的管理模式和应急监测技术水平与力量,梳理并优化应急监测业务流程,将海洋污损灾害高发海域的水动力实时模拟、污染物扩散与溯源的动态模拟预测、应急监测的启动判别指标体系、监测范围指引模式、监测方案自动生成、监测信息实时编报等技术集成整合,构建海洋污损灾害应急监测调度指挥辅助系统,其适用性和高效性已在业务化示范和实践应用中得到验证。

秦皇岛海域海流特征及规模化养殖对其影响的观测研究

秦皇岛海域是辽东湾与渤海中部及渤海湾进行物质和能量交换的重要通道。本文基于海床基观测平台获取的夏秋季海流连续观测资料,运用调和分析和滤波等方法对该海域的海流特征及其对规模化养殖的响应进行了研究。结果表明:秦皇岛海域最显著的潮流是M_2分潮流,其最大流速介于20.0～36.9 cm/s之间,远小于辽东湾东部海域M_2分潮流最大流速;秋季秦皇岛海域余流流速介于0.2～2.5 cm/s之间,整体上较辽东湾东侧海域余流弱,辽东湾底层可能存在逆时针的弱环流系统;夏季秦皇岛海域M_2和K_1分潮流的最大流速均大于秋季;养殖活动对余流影响较大,养殖区中部A7、A8站余流的垂向平均流速比养殖区边缘A6站分别减小76%和18%左右。

辽东湾中部西岸浅水海域冬季实测海流分析

2015年12月在辽东湾中部西岸浅水海域进行了8个站、连续半个月的坐底ADCP海流剖面观测,通过对分层潮流和余流分析,得到该海域的海流特征如下:1)实测海流以潮流特征占主导,潮流特征为规则半日潮流,优势分潮为M2;M2椭圆长轴大小为25~50 cm/s、方向多为NE-SW向,具有显著的往复流特征。2)观测期间的平均余流为1~10 cm/s,方向多为SW向,平均余流在水平和垂向上的空间差异明显,日均余流波动剧烈;表层余流方向与局地风向具有很好的同步一致性,且距岸较近站位的表层余流受风影响更大;中、底层余流与风的相关性较差。本文得到的余流方向不支持冬季辽东湾北部的边界顺时针环流的存在。

大连市马栏河污水排海工程环境效益分析

运用平流输运扩散模型对大连市马栏河污水排海工程岸边排放和深水排放的海水水质进行预测,分析比较了两种排放方式的水质状况。结果表明,与同等排放量岸边排放方式比较,在经一级处理深水排放情况下,受纳污水水体的海水质量状况大大改善,符合海洋功能区划(二类水质标准)的要求,混合区面积大大小于《污水海洋处置工程污染控制标准》(GWKB4-2000)对混合区范围的要求。

江河入海流量在线监测不确定度评估方法研究与应用

鉴于国内目前缺少流量在线监测不确定性评估方面的研究,针对江河入海流量在线监测过程中可能产生的各种不确定性,本文采用不确定度概念对不确定性进行评估,给出了不确定度的主要来源、各来源不确定度的评估方法,以及江河入海流量在线监测总不确定度评估模型,并应用该模型对辽河入海流量在线监测的不确定度进行了评估。

“十一五”和“十二五”期间大连市陆源入海排污状况分析

根据“十一五”和“十二五”期间大连市陆源入海排污口、入海河流和近岸海域的水质调查数据,对大连市陆源入海污染物排放达标、排海通量状况和变化趋势进行了分析,并结合“十二五”末期陆源入海排污口邻近海域的水质评价结果,指出了可能导致邻近海域水质超标和引发大连市周边海域生态环境问题的原因。

水-乙二醇抗燃液压液的国产发展之路

水-乙二醇抗燃液压液是一种使用特性近似矿物油的液压介质，具有良好的润滑性及防锈性，拥有高粘度指数，可在高温下保持不燃，在低温下保持流动。该产品适用在连铸机、轧钢机、拦焦机、压铸机、玻璃成型机、钢包滑动水口、转炉烟罩升降、无缝钢管制造等高温环境下使用。水-乙二醇的成功问世是高温液压介质的一次重大飞跃。它可以避免因火灾而给企业带来巨大损失。上世纪50年代国外便已经生产出该产品，广泛应用在军事、冶金、机械制造等行业。随着我国冶金机械工业的飞速发展，这一必备的工业需求品未来的需求量无法估算。

真空光阱中微球参数反馈控制的数值仿真研究

真空光阱中微粒容易逃逸,而参数反馈控制可实现微粒的稳定捕获。首先建立了真空光阱中微球在参数反馈控制下的动力学模型,采用蒙特卡洛法和有限差分法分别仿真了无反馈和有反馈时微球的位移波动,结果表明,参数反馈措施将微球质心运动等效温度冷却到约mK级。将冷却温度和冷却时间作为冷却效果的评估依据,通过仿真证实主要参数对冷却效果影响程度依次为环境气压、调制深度和微球半径。仿真结果将有助于真空光阱的参数优化设计,为真空光阱实验提供参考。

金普湾春季海床基实测海流分析

通过2010年春季金普湾内7个海床基连续半个月的海流资料,对金普湾春季海流进行潮流和余流分析。结果表明:(1)湾内潮流性质主要为不正规半日潮流,优势分潮流为M2。水平方向潮流能比的差异变化有由湾口向湾内逐渐减小的趋势;垂直方向上表层潮流能量比仅为中、底层潮流能量比的一半左右。M2分潮在近岸多为往复流、流向基本与岸线平行,湾内中部多为逆时针旋转流。(2)通过欧拉余流可知湾内中部海域以落潮流为主,而湾内靠陆一侧海域以涨潮流为主。斯托克斯余流明显小于欧拉余流,其方向与该站位的优势分潮潮流椭圆方向较为一致。拉格朗日余流的方向、大小基本与欧拉余流一致。湾内北侧水域水体净输移方向有较明显的顺时针旋转的特征,湾内南侧水域水体净输移方向有较弱的逆时针旋转的特征。

通信技术在近海环境监测中的应用

本文针对海洋环境监测覆盖面广、站位分散、数据间断和频繁少量的特点以及海洋环境监测自动化、实时化和连续化的发展趋势,提出一种基于水上移动通信和水声通信技术的海底观测链方式,并以海床基监测数据实时传输系统为例,对系统组成、技术特点、技术原理和应用分别阐述,旨在推广通信技术在海洋环境监测领域中的应用。

江河入海径流通量监测技术研究

江河入海径流通量是影响流域排海污染物通量的关键参数,也是实施污染物入海通量监测的技术难点。本文对江河入海径流通量监测的两项关键技术,即监测断面设置方法和流态监测技术方法进行重点研究。通过比对河口的河流段、过渡段和潮流段地理位置以及水动力特征,分析在不同河段设置入海径流通量监测断面的可行性。同时,研究分析入海河流过渡段流态监测的4种方法即代表点、代表层、代表垂线和组合式测流法的技术特点及适用条件。最后以闸坝影响、过渡段、地形复杂和水深较浅的辽河在线监测试验基地为案例,利用其2016年丰水期在线连续监测数据,对入海径流通量监测方法进行了验证。结果表明该方法可以较为准确地反映江河入海径流通量的状况,研究成果可为我国江河污染物入海通量监测提供技术支撑。

远程数值模拟技术在赤潮应急监测中的应用研究

根据赤潮灾害应急监测的需要,以应急监测实施为出发点,基于水动力数值模拟技术和赤潮藻种扩散模拟技术,建立可业务化应用的赤潮应急监测远程数值模拟平台。平台可成为多部门应对赤潮灾害的协同工作平台,为管理部门提供赤潮发生后藻种的漂移方向、扩散范围等信息,并为监测队伍提供监测范围指引。平台的构建实现了对突发性赤潮灾害的远程智能分析和决策支持,提高了赤潮应急监测方案的合理性和监测实施的有效性。

基于公平原则的海域—流域水污染物总量分配方法研究

陆地和海洋是相互影响、相互制约的生态系统,海洋水污染物总量控制目标的实现取决于陆域排污情况,而陆域排污分配要充分考虑其对海洋环境的影响。本文从'海陆统筹'的环境管理角度,基于公平原则,充分考虑海域和陆域之间的相互影响及分配区域的现状情况,给出了'海域—流域—行政区'链条式的水污染物总量控制思路和'初次分配—公平性评估—优化调整再分配'的水污染物总量分配方法。分配过程采用了层次分析法、熵值法、基尼系数法等经典的公平方法,并在辽东湾—辽河流域COD总量分配中予以应用,可为有效治理海洋环境污染问题提供借鉴。