福岛以东放射性核素进入中国海关键途径的三维数值模拟研究

准确刻画放射性核素在海洋中的扩散及输运过程是监测及预防的关键。利用北太平洋区域高分辨率海洋动力模式,结合被动示踪实验,模拟了福岛排放入海的放射性核素在5 a左右时间的分布情况。结果表明,放射性核素在排海后主要随黑潮延伸体向东移动,但仍有部分放射性核素由于西南向回流、涡旋活动及模态水潜沉过程,向西南方向抵达中国海外缘。在中国近海与外海的物质交换通道中,放射性核素主要通过中国台湾以东最早进入中国东海,后经过吕宋海峡入侵南海,进而通过陆架环流输送到黄海与渤海中。研究结果系统地给出了放射性核素由北太平洋进入中国海的三维途径及动力机制,并表明高浓度的放射性核素在5 a时间内并未影响中国海域。

基于集合卡尔曼滤波的渤海水位低频波动数值模拟

风松弛导致亚潮尺度的水位低频波动是渤黄海秋冬季常见的海洋动力过程,这一过程的数值模拟要求模型空间范围要覆盖整个渤黄海区域甚至是整个东部陆架海区域。对于以渤海海峡为开边界的渤海模型,则由于风区过小无法再现这一过程。针对这一问题,本文在渤海模型上使用集合卡尔曼滤波(ensemble Kalman filter,ENKF)进行同化,成功再现了这一现象,并进一步分析了ENKF同化的作用及其影响因素。主要结论如下:渤海的水位低频波动与输入渤海的开边界水位有关,仅使用潮汐数据和风场数据无法准确地模拟出渤海水位的变化,然而通过ENKF同化则可以再现渤海内的水位低频波动,且同化效果优于两类不同开边界输入的结果。ENKF同化的准确性与集合数目以及观测数据采样位置有关。集合数目越多同化效果越强,但超过40个集合后,同化效果改善不明显。使用的观测数据应尽量均匀分布且要远离开边界。

西部陆海新通道沿线地区对外开放水平测度、格局及影响因素分析

对外开放度是衡量一个国家或地区竞争力的重要指标,也是经济发展水平的重要体现。通过构建适应西部陆海新通道沿线地区的对外开放水平测度指标体系和分析模型,对通道沿线地区对外开放水平进行测度,并对其开放度的影响因素进行分析。研究发现:西部陆海新通道沿线地区总体对外开放水平呈现着良好的增长趋势,但通道沿线地区对外开放度呈现西南地区显著高于西北地区,并形成以海南、重庆为高度开放区;广西、四川、陕西、云南为中高度开放区;新疆、西藏、内蒙古、宁夏为中度开放区;青海、甘肃、贵州为低度开放区四个等级层次的对外开放格局。实证分析发现西部陆海新通道沿线地区开放格局主要受地区经济发展水平、交通设施水平和国家开放战略的影响。

基于系统动力学的航母舰载机远海长航时有寿可修航材需求预测模型

针对现有需求预测方法不能较好地反映航母舰载机远海长航时航材消耗规律的问题,对舰载机远海长航时有寿可修航材需求进行分析,构建在长期驻舰保障模式下有寿可修航材携行需求的系统动力学(system dynamics,SD)模型。通过对模型的运行与仿真得到有寿可修航材的携行需求量,验证模型的适用性和可行性。结果表明,该方法对舰载机远海长航时有寿可修航材需求预测具有较高的指导价值。

国际贸易通道建设与中国向西开放--来自西部陆海新通道的经验证据

向西融入共建“一带一路”,开辟国际贸易新通道是新时期中国高水平对外开放的重要命题。文章基于2010—2022年中国31个省份层面的面板数据,以西部陆海新通道建设为准自然实验,采用多期双重差分法系统研究国际贸易新通道建设对中国“向西开放”的影响效应与作用机制。研究发现,西部陆海新通道建设显著促进了中国“向西开放”,政策效应集中于主通道区域与沿海地区,且主要促进了中国与发展中国家、“一带一路”国家与RCEP国家的向西出口开放水平。西部陆海新通道建设主要通过传统基础设施、数字基础设施完善带来的的贸易成本节约效应与市场资源的整合效应带动中国“向西开放”。拓展研究表明,西部陆海新通道的“向西开放”效应存在可持续与可推广性质,其出口溢出效应主要来源于周边地区合作共建的贸易创造而非贸易转移。文章为中国开辟更多“向西开放”国际贸易新通道,规避中美贸易摩擦、全球价值链低端锁定等“向东开放”传统问题提供经验证据,为推进高水平对外开放提供政策启示。

贵州融入西部陆海新通道沿线经济圈的路径研究

区域协调发展是我国经济社会高质量发展的重要举措,是现代化经济体系的重要组成部分。贵州经济社会高质量发展,要主动服务和融入国家区域协调发展战略。贵州融入西部陆海新通道粤港澳大湾区、成渝地区双城经济圈在历史人文、政策、经济、产业条件和交通区位上具有一定基础和优势。在融入过程中,贵州也面临通道建设不完善、区域经济发展程度不协调、主体沟通不畅、主导产业趋同等挑战和困难。贵州深入融入西部陆海新通道及粤港澳大湾区、成渝地区双城经济圈,要建立和优化区域合作机制、建设和完善合作平台、保障通道效能顺畅发挥,助推区域产业融合发展。

大型耙吸挖泥船外海取砂装舱施工工艺优化

针对厦门机场二期工程大型耙吸挖泥船外海取砂工效提升的目标,通过分析不同采砂区装舱溢流土质特性和现有取砂工艺问题,总结导致不同采砂区取砂装舱施工效率降低的主要原因,提出针对不同土质特性的外海取砂装舱施工优化工艺,并经实船测试和应用。结果表明,不同土质的取砂装舱工艺存在差异,对于易沉积、溢流损失小的土质条件,提升舱内平整度能够有效增加装舱土方量;对于难沉积、溢流损失大的土质条件,提升挖泥能力是提高取砂装舱效率的重要手段。

明万历前期开海之议下的海运与通商——以登、莱两府为中心

明中后期的开海是一个由下到上、因地而异的实施情形。在经济结构相对单一、陆路交通情况不便而海运相对发达的登、莱二府,应对开海与海禁的政策变动是当地官员施政的重要议题;如何妥善平衡中央政府的政策导向与地方实际利益诉求,以此改善地区经济环境成为地方亟待解决的问题。登、莱地区因其地理位置的特殊性、地区差异性、外部政治环境的不稳定性,其在海运与通商问题上的关注点与南方地区表现出了显著的非一致性。

深远海域漂浮式海上风电基础分析及展望

随着全球环境及能源局势不断变化,可再生能源的开发利用得到广泛的重视。占地球面积70%以上的海洋蕴藏着丰富的能源开发潜力,同时,由于风电能源具有可再生性强,绿色环保,成本较低等优点,使得海上风电能源作为最具开发前景的可再生能源之一,得到国内外大量的研究。文章从技术特点、适用范围及典型案例等方面对适用于深远海风电场建设的漂浮式基础结构进行了介绍,并对漂浮式基础海上风电场的未来发展进行了展望。

西南城市群物流网络联系及其结构分析

在国内国际双循环的背景下,西南地区作为中国向南、向西开放的战略通道和国内东西部经济互补的战略支点,发挥着重要的枢纽所用。优化西南区域物流网络,加强国内外贸易联系,对于推动地区经济的高质量发展具有重要意义。本文以西南地区云贵川渝四省(市)47个城市为研究对象,利用熵值法测度各节点城市的物流发展综合水平,使用修正后的引力模型计算47个节点城市之间的物流联系强度,运用社会网络的分析方法对西南城市群物流网络结构以及相互影响关系进行实证分析。结果表明:西南城市群物流网络以成都和重庆为核心向外辐射,物流联系强度由北向南递减;物流网络流向主要是从成渝昆贵四市流向其他节点城市;各节点城市之间联系紧密程度弱,城市分层较为明显。基于此,从核心、通道和口岸三个方面提出西南城市群物流网络的完善建议。

基于多智能体决策技术的远海物资保障模型

针对远海防卫后勤保障特点,基于Anylogic仿真软件,以作战力量、保障点、保障力量等为智能体模拟了远海物资保障流程,建立了远海物资保障模型,提出了两种保障方案,并以成本费用、补给时间、补给效率为指标,对两种方案进行了对比评估,得到了最优保障方案。结果表明,利用多智能体仿真技术能有效实现远海物资保障方案问题求解,降低补给时间和成本,提高补给效率,为远海物资保障方案的研究提供技术参考。

国家自然科学基金共享航次计划固定调查断面概述

基于科考船的海洋调查是获取海洋变化第一手资料的重要方式,是孕育海洋科学原创成果的基础。2009年以来,国家自然科学基金共享航次计划实施情况表明,研究项目所需的海上调查“船时”和观测数据得以共享,但不同年份之间同一海域的站位设置及其观测方案变化较大,缺乏相对固定的调查断面研究。为进一步提升国家自然科学基金的资助成效,加强海洋过程的长期变化规律研究,自2020年起国家自然科学基金共享航次计划规划设置了34条固定调查断面,其中10余条固定断面调查要求已在随后的年度申请指南中发布。基于顶层设计思想提出的固定调查断面遵循了“突出重点、承前启后;科学引领、绩效为本;统筹兼顾、分步实施”的设置原则。其中,近海固定断面以生物多样性丰富、生产力水平较高、陆海相互作用强烈、受气候变化和人类活动双重干扰、资源环境问题突出的海域为重点,聚焦近海生态系统健康与服务功能维持、陆海相互作用的资源环境效应等关键科学问题;深远海固定断面则以对全球变化响应敏感、与我国海洋环境和气候变化关联紧密、海洋防灾减灾需求强烈的西太平洋和东印度洋海域为重点,聚焦地球系统多圈层相互作用、极端海洋环境与生命过程等关键科学问题。文章详细介绍了规划设置的34条固定断面的海域分布及其设置的科学思路,其中,我国近海26条(渤黄海5条、长江口3条、东海4条、台湾海峡5条、珠江口1条、北部湾4条、南海4条)、深远海8条(西太平洋6条、东印度洋2条)。应用实践表明,固定断面海上科考既着眼于长期海洋过程与变化规律研究的数据积累,又能兼顾普惠型航次的搭载项目需求,值得继续推动和优化完善。为加强我国海洋基础研究定位观测能力建设,文章还提出应尽快建立固定断面调查技术规范,加强固定断面航次成果的综合集成和应用,有效实施部门之间观测数据共享,以及推动构建以科学问题为导向、国际大科学计划为载体、我国科学家主导的国际合作共享航次。

南海上地幔各向异性结构及动力学含义

南海处于欧亚板块、太平洋板块和印度—澳大利亚板块的交会区,是西北太平洋一系列边缘海中最大的边缘海。关于南海的打开以往研究提出了如印度板块与欧亚板块碰撞驱动挤出以及古南海俯冲拖拽等诸多模型。本文力图通过南海海盆及周边各向异性结构来约束南海演化机制。基于同济大学2012和2014年在南海中央海盆进行的两次被动源宽频带海底地震观测试验回收的10台OBS记录仪近1年的地震数据,本文采用三种不同的横波分裂方法,获取了中央海盆针对两次远震的XKS分裂结果以及南海周边20次区域地震提供的S震相分裂结果。SKS分裂结果显示,南海中央海盆下方存在快轴方向为NE-SW向的各向异性,其成因可能与海底扩张时期沿洋脊方向的地幔流以及南海海洋板块俯冲拖拽的地幔流有关。南海及其周边上地幔存在强各向异性,且不同方位观测到的各向异性不同,快轴方向与前人SKS横波分裂结果、GPS和板块运动一致,较好地对应了区域构造运动或者地幔对流模型。各向异性结果与印度—欧亚板块碰撞驱动挤出模型以及古南海俯冲板块拖拽模型预期结果一致,与理想的地幔柱上涌驱动模型不一致。由于海盆各向异性观测特别有限,各向异性结果不能证实亦不能证伪“大西洋型”海底扩张模型、弧后扩张模型和板缘破裂模型,后续还需要更多的观测结果来证实或证伪上述模型。

中国海上风电发展现状及展望

海上风电是中国加快能源转型进程,助力“双碳”目标早日实现的重要战略支撑。2022年中国海上风电正式进入平价时期,但在补贴取消、需求透支等因素影响下,海上风电市场经历短期低谷。在梳理后补贴时代中国海上风电发展现状的基础上,分析了新增装机容量、招标数量、技术创新、风机价格等方面的新变化。最后,结合行业发展现状与能源发展“十四五”规划要求,预测未来几年中国海上风电建设成本将进一步下降、行业将迎来新一波的建设高峰。

基于北斗船位数据的南海外海灯光罩网渔船作业特征研究

灯光罩网是中国南海外海主要捕捞作业方式之一。为加强对南海外海灯光罩网渔船生产监测和渔船捕捞活动的有效管理,根据2017年2—5月南海外海灯光罩网渔船北斗船位数据,分析定位时间、经纬度等特征,结合作业时间、等深线等采用多层过滤法判断渔船作业状态;通过阈值筛选渔船作业的位置和时间,采用过滤窗修正法对船位点状态进行修正,计算渔船作业时长,并与渔民实际记录的纸质捕捞日志进行对比分析。结果表明:北斗船位数据提取结果和渔民实际记录的结果误差较小,航次准确率为100%,航次天数准确率为94.30%;相同作业日期准确率为92.72%;作业时长总平均绝对误差为1.12 h,平均相对误差为2.1%,具有较好的一致性。研究设计的灯光罩网渔船状态判断、作业位置确定、作业时长提取和捕捞努力量计算方法可为灯光罩网作业分析和其捕捞强度量化提供新思路。

外海长距离双沉箱出运及安装施工技术

以深汕特别合作区小漠国际物流港一期工程为依托,针对使用半潜驳进行双沉箱出运距离远、运输海况复杂、安装精度要求高、施工效率低等难点的研究,制定了外海长距离双沉箱出运安装整套施工技术,有效地解决了双沉箱在复杂海况下长距离运输安全风险高、安装精度差的难题,提高了沉箱出运安装的施工效率及质量,在保证施工安全的同时节约了项目成本,可为后续工程施工提供借鉴。

长周期波浅覆盖层无掩护海域离岸码头施工关键技术

依托巴基斯坦中电胡布燃煤电厂煤码头工程,针对长周期波浅覆盖层无掩护海域离岸码头施工的特点和难点开展研究,从“长周期波浅覆盖层无掩护条件下离岸高桩码头总体施工方案”、“长周期波浅覆盖层条件下钢栈桥施工方法”、“步履式液压顶推平台法钻孔灌注桩施工方法”、“长周期波及经历季风期外海孤岛防波堤施工技术”共4个方面,运用理论分析、现场实施效果、综合理论研究、科学试验多项手段,解决长周期波浅覆盖层无掩护海域高桩码头施工的技术难题,形成了成套的建设技术,为类似条件外海码头施工积累了宝贵的经验。

基于作战数据的远海作战智能化服务平台关键技术研究

针对远海作战数据难以大规模共享和有效利用的问题,通过对作战数据智能化服务平台关键技术研究,实现远海各级作战节点的自主知识提取,依网资源共享和定制化智能服务;提供适应性强、集成简洁、响应快速、健壮可靠、动态重构的海上智能移动云计算及边缘计算环境,满足海上各类有人、无人系统在复杂环境中的高效、可靠、健壮的应用需求,形成支撑远海作战情报保障、远海作战辅助决策的智能化服务平台。

基于CFD的主压载水舱吹除仿真与试验验证

采用CFD方法对压缩空气吹除主压载水舱过程进行仿真,同时开展水舱吹除等比模型试验,验证了两种湍流模型的预报准确性。在此基础上,着重研究水舱气液两相流动过程以及舱内气体压力动态变化特性,分析气源压力、通海孔面积对吹除的影响。研究发现:两种湍流模型均可以较好地预测水舱吹除过程,其中,Realizable k-ε模型对气瓶气体压力的预测与试验吻合更好;SST k-ω模型对于水舱中气体压力的预测与试验相对较为接近。通海孔面积增加可以显著减弱水舱气体积压,在气源压力为2.16 MPa、5.04 MPa和8.16 MPa时,通海孔面积增大5.14倍,试验测得的水舱峰压分别减少51.13%、59.90%和64.82%,仿真得到的水舱峰压分别减少50.44%、57.30%和60.02%。在吹除后期,有压缩空气从通海孔溢出,舱内气体压力迅速下降,可以此作为解除吹除的判据。

渤海超大位移井水平段裸眼延伸极限预测及影响因素分析

为解决渤海复杂地质条件下浅层超大位移井到底能打多远的问题,文中综合考虑岩屑、井筒环境、水化效应对井壁稳定性的影响,建立了海上超大位移井水平段裸眼延伸极限预测模型,分析了不同因素对水平段裸眼延伸极限的影响,并进行了因素敏感性和钻井方案优化措施分析。结果表明:考虑岩屑影响的水平段裸眼延伸极限明显小于不考虑岩屑影响的延伸极限;水平段裸眼延伸极限随破裂压力当量密度、钻井液稠度系数、钻杆转速、温度增量的增加而增大,随钻井液密度、钻井液流性指数、机械钻速、固相(岩屑)密度、固相体积分数、压力增量、水化应力的增加而减小,随钻井液排量的增大先增大后减小。敏感性分析结果表明,破裂压力当量密度、钻井液流性指数、钻井液稠度系数对延伸极限的影响较大。通过优化各参数取值,可改善钻井液性能,提高井筒清洁能力,合理控制钻进参数,从而延长超大位移井水平段裸眼延伸极限,为平台位置优选、井网布置、复杂结构井开发方式选择提供帮助。