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。

黄海纵断面的化学水文特征

基于2006-07-2007-11对黄海4个季度月的现场调查资料,研究了纵贯整个黄海冷水团断面上水文、化学要素的分布变化特征。结果表明,该断面水文、化学要素分布主要受黄海暖流和黄海冷水团的季节性演替变化的影响。冬季,断面受黄海暖流的影响各要素表现为在北黄海垂直分布均匀,而在南黄海深水域生源要素呈梯度分布;春季,北黄海出现层化现象,而南黄海层化程度较弱,上层水体DO和pH大于下层,营养盐则相反;夏季,断面上呈现出强烈的温、盐跃层,跃层以上水体营养盐被浮游植物消耗殆尽,跃层以下水体营养盐浓度随深度增加而升高,DO则相反。南黄海30m层出现DO和pH垂直分布最大值现象,而在北黄海则没有出现此现象;秋季,跃层下沉,黄海冷水域的营养盐不断积累而出现最高值,DO则达到最低值。此外,冷水团的形成和消失均是北黄海先于南黄海。

反渗透段间增压泵在海水倒灌水源系统设计中的应用

通过在越南某电厂运行水源受海水倒灌影响的工程设计中,提出锅炉补给水处理系统采用反渗透装置作为预脱盐处理手段,并在设计中设置反渗透段间增压泵。在海水倒灌期间启用段间增压泵,可以提高反渗透第二段膜堆的产水量,从而提高反渗透系统膜的利用效率,降低系统能耗。

反渗透-离子交换联合除盐系统的选择

通过在工程设计实践中,对受海水倒灌水源反渗透系统段间增压泵的研究,提出的设置其意义可减少在水源不受咸潮影响时的第一段膜组件的进口压力及能耗;其也可用于已有的苦咸水淡化系统的工艺改造,从而提高第二段膜堆的产水量(约25%)或降低系统的能量消耗;此外,对后续除咸系统的选择,提出了可供选择的方案。

琼州海峡隧道超大直径盾构新技术展望

为适应跨江越海隧道工程建设不断发展的需要,盾构正在向超大直径、超长距离、超大埋深方向发展。以琼州海峡隧道为工程背景,结合其超大埋深、超高水压、超大断面、特长距离及地质复杂多变等特点,在详细分析国内外大埋深超大直径盾构技术发展的基础上,对琼州海峡隧道等类似大埋深超大直径盾构工程所面临的超大直径盾构设计制造、盾构特长距离掘进、超高水压条件下盾构密封及特长隧道水下对接等技术挑战进行了论述,并对预期可望获得的大埋深超高水压条件下的超大直径盾构总体设计及集成技术、高效破岩及长寿命刀盘刀具优化设计技术、盾构防水密封设计与制造技术、常压换刀装置设计技术、特长距离掘进地中对接施工装备技术等盾构新技术进行了展望。

厦门翔安海底隧道穿越砾砂层区段施工技术

介绍了厦门翔安海底隧道按照地下工程动态设计、动态施工的理念,经过施工实践、专家论证优选了地表技术与洞内技术相结合的施工技术,安全穿越了富水砂层区,具有一定的参考价值。

水溶性聚酯纺制海岛纤维的结构与性能研究

通过熔融纺丝制得以水溶性聚酯为海组分的海岛纤维,并研究了海岛纤维的断裂强度、拉伸、取向、结晶等性能,还用扫描电镜观察不同海岛比例、不同纺丝温度海岛纤维的截面情况。

汕头市苏埃通道工程海域段平纵横方案研究

为有效解决汕头市苏埃通道工程遇到的海底硬岩、孤石群及高烈度抗震等技术难题,从海底隧道横断面、平面及纵断面方案进行研究。主要研究和结论如下:1)对两管方案与三管方案进行比较,在海底硬岩处理方面,2种方案施工风险无本质区别,但两管方案可利用车道板下空间解决消防防灾问题、取消隧道联络通道设置、降低施工及抗震风险,优于三管方案;2)从抗震、工程造价、结构受力及隧道运维等方面进行研究,发现盾构管片采用单层预制结构优于管片内置二次衬砌结构;3)隧道平面方案需摸清海底硬岩及孤石群分布范围,结合码头、港池及锚地等控制因素综合确定;4)隧道纵断面方案的确定,需充分考虑海底硬岩、孤石分布规律以及最小覆土、主航道规划标高、港池范围等控制因素,避开硬岩及孤石群,以减小隧道修建难度和风险。

南海超深水浅层低温气井测试温度场干预

南海超深水油气资源丰富,在超深水气井测试过程中海底低温带来极高的水合物风险。通过对超深水浅层低温气井井筒温度场分布规律的研究,建立全井段温度场精确预测模型,进而形成测试液分段温度场干预方法。研究结果表明,在海水段上部存在升温层,同时低产量条件下井筒温度在海水段上部反超高产量条件下井筒温度;通过分节点温度干预,在节点上部和下部使用不同性能测试液体系,建立温度场干预层。将研究成果应用于我国第一口超深水气井测试,有效防止了水合物生成,具有参考借鉴价值。

福建省域河流生态流量监管与控制目标核定

通过梳理福建省河流水系基本特征及提炼总结生态流量控制断面选取原则,筛选出不同控制目标需求的4个类别44处生态流量控制断面;综合河流生态保护需求与工作基础条件,采用水文学方法分析,确定各断面生态流量控制目标。对控制断面分布密度进行检验,以及根据水资源配置格局与工程调度能力对生态流量控制目标合理性进行检验,结果表明,断面设置与生态流量控制目标成果合理有效,可以满足福建省作为国家生态文明试验区的有关生态流量监管要求。

沉管施工法在过海段引用水项目中的应用研究

福建东北部沿海军民融合引用水项目管道过海段施工方法复杂,亦是过海段管道施工的重点和难点。为确保工程质量、缩短工期、降低成本、减轻劳动强度、提高工效。提出了一套在施工过程中切实可行的技术措施,成功采用了新工艺、新技术、新设备及新材料,保证了该工程的顺利完工;并对过海段管道施工方法中遇到的重点、难点提出了一些应对措施及建议,可为同类项目的施工提供了借鉴。

临海大断面隧道结构防水系统试验研究

针对港珠澳大通道拱北隧道工程,采用室内相似试验研究隧道在全封堵方式、限排方式、变水头过程中管幕和衬砌背后的水压力分布规律,分析土压单独作用和水土压共同作用下衬砌结构应力分布规律;根据拱北隧道暗挖段工程地质条件和防水要求,对5种不同形式的止水带进行了耐水压试验,得出了各自的极限耐水压能力;最后通过试验研究了三元乙丙橡胶(EPDM)止水带的耐久性性能。试验结果表明:管幕外侧水压和衬砌背后水压随排水量增加而减小;隧道不排水时,衬砌背后水压等于全水头压力;水土压共同作用下,衬砌内外侧应力分布规律和仅有土压作用时基本相似;5种不同形式止水带耐水压极限值均满足工程需求;EPDM止水带具有良好的耐碱、耐盐和抗热空气老化性能,但在酸性溶液中撕裂强度、扯断伸长率均有所下降。研究结果可为拱北隧道防水工程的设计与施工提供依据。