2022年 第44卷 第5期
显示方式:
2022, 44(5): 1-11.
doi: 10.12284/hyxb2022097
摘要:
海洋一号C（HY-1C）卫星是中国首颗海洋水色业务卫星，其搭载的海岸带成像仪（CZI）在近海海洋环境监测中正发挥越来越重要的作用；随着搭载有相同传感器的HY-1D卫星发射，双星组网观测，可形成3天2次的高频次、大范围对海观测能力，在海洋漂浮藻类、海洋溢油等目标探测方面具备优异的效能。高空间分辨率光学数据中包含了丰富的海洋环境信息，给特定目标的识别提取带来一定干扰。本研究面向HY-1C卫星CZI载荷开展中国近海漂浮藻类识别提取的业务化应用需求，发展基于藻类缩放指数与虚拟基线高度融合的海洋漂浮藻类识别提取算法，算法优选适用于无短波红外波段国产数据的虚拟基线高度指数来增强藻类信号，通过藻类缩放指数滑动窗口运算，有效剔除高空间分辨率光学数据中的复杂干扰信息，实现了基于CZI数据的海洋漂浮藻类高精度提取，且具有较好的计算运行效率。此外，结合准同步高分卫星16 m多光谱数据，开展CZI数据含藻像元的不确定性分析，发现CZI数据反演结果对近海小斑块漂浮藻类存在不可忽视的高估现象。研究还指出，光学数据用于漂浮藻类监测，其不确定性不仅来源于传感器的空间分辨率差异，还与海洋漂浮藻类形态特征的空间分异性有关。明晰海洋漂浮藻类的形态学空间分异特征，将有助于提高光学数据反演结果的精度，并阐明不确定性。
海洋一号C（HY-1C）卫星是中国首颗海洋水色业务卫星，其搭载的海岸带成像仪（CZI）在近海海洋环境监测中正发挥越来越重要的作用；随着搭载有相同传感器的HY-1D卫星发射，双星组网观测，可形成3天2次的高频次、大范围对海观测能力，在海洋漂浮藻类、海洋溢油等目标探测方面具备优异的效能。高空间分辨率光学数据中包含了丰富的海洋环境信息，给特定目标的识别提取带来一定干扰。本研究面向HY-1C卫星CZI载荷开展中国近海漂浮藻类识别提取的业务化应用需求，发展基于藻类缩放指数与虚拟基线高度融合的海洋漂浮藻类识别提取算法，算法优选适用于无短波红外波段国产数据的虚拟基线高度指数来增强藻类信号，通过藻类缩放指数滑动窗口运算，有效剔除高空间分辨率光学数据中的复杂干扰信息，实现了基于CZI数据的海洋漂浮藻类高精度提取，且具有较好的计算运行效率。此外，结合准同步高分卫星16 m多光谱数据，开展CZI数据含藻像元的不确定性分析，发现CZI数据反演结果对近海小斑块漂浮藻类存在不可忽视的高估现象。研究还指出，光学数据用于漂浮藻类监测，其不确定性不仅来源于传感器的空间分辨率差异，还与海洋漂浮藻类形态特征的空间分异性有关。明晰海洋漂浮藻类的形态学空间分异特征，将有助于提高光学数据反演结果的精度，并阐明不确定性。
2022, 44(5): 12-24.
doi: 10.12284/hyxb2022095
摘要:
近年来海洋生态灾害频发，大量漂浮藻类聚集在海面和近岸海域，给沿岸城市的经济活动和生态健康带来了严重危害。本研究利用HY-1C、GF-1和HJ-1A/1B卫星遥感影像对南黄海海域2016–2020年4–6月份的马尾藻进行了信息提取和生长阶段的划分，并通过MODIS海温数据、光合有效辐射数据和海面风场数据来探究环境因子对马尾藻时空分布的影响。结果表明：（1）从时间上看马尾藻集中在每年的4–6月份暴发，2017年马尾藻的影响范围最大，其余年份较小；从空间上看马尾藻最早在长江入海口东北部远海被监测到，在35°～36°N附近海域消失；（2）从生长速率上看，马尾藻的生长阶段可以划分为“发展–暴发–消亡”3个阶段；（3）在不同的生长阶段，海水温度和光合有效辐射对马尾藻具有不同程度的影响，较高的海表温度和光合有效辐射导致2017年面积高于往年；在东南风的作用下，马尾藻呈从东南向西北漂移的趋势，这说明了马尾藻的时空特征受到多种环境因子的影响。
近年来海洋生态灾害频发，大量漂浮藻类聚集在海面和近岸海域，给沿岸城市的经济活动和生态健康带来了严重危害。本研究利用HY-1C、GF-1和HJ-1A/1B卫星遥感影像对南黄海海域2016–2020年4–6月份的马尾藻进行了信息提取和生长阶段的划分，并通过MODIS海温数据、光合有效辐射数据和海面风场数据来探究环境因子对马尾藻时空分布的影响。结果表明：（1）从时间上看马尾藻集中在每年的4–6月份暴发，2017年马尾藻的影响范围最大，其余年份较小；从空间上看马尾藻最早在长江入海口东北部远海被监测到，在35°～36°N附近海域消失；（2）从生长速率上看，马尾藻的生长阶段可以划分为“发展–暴发–消亡”3个阶段；（3）在不同的生长阶段，海水温度和光合有效辐射对马尾藻具有不同程度的影响，较高的海表温度和光合有效辐射导致2017年面积高于往年；在东南风的作用下，马尾藻呈从东南向西北漂移的趋势，这说明了马尾藻的时空特征受到多种环境因子的影响。
2022, 44(5): 25-34.
doi: 10.12284/hyxb2022052
摘要:
叶绿素a作为最重要的水质参数之一，是评价水体富营养化和初级生产力状况的主要因素。我国海洋一号C（HY-1C）卫星海岸带成像仪（CZI）具有高时空分辨率的观测优势。本文基于东海和南海现场实测数据建立了HY-1C卫星CZI叶绿素a浓度反演模型并在实测水域进行反演，与MODIS叶绿素a浓度反演产品进行了对比验证，应用CZI叶绿素a浓度模型在珠江口、长江口、渤海湾水域进行了叶绿素a浓度反演示例试验。结果表明，叶绿素a浓度模型估算浓度与实测浓度相关系数为0.774 3，平均相对误差为24.58%，利用实测叶绿素a浓度对模型进行精度验证，相关系数达到0.993 9，平均相对误差为18.49%。模型在实测水域反演得到的叶绿素a浓度分布与MODIS叶绿素a浓度产品分布大体一致。在珠江口水域反演得到叶绿素a浓度空间分布为由西北向东南逐级递减，峰值出现在珠江口西沿岸。在长江口、渤海湾反演叶绿素a浓度空间分布均符合地理实情。研究表明HY-1C卫星CZI数据可应用于中国近海水色定量化研究。
叶绿素a作为最重要的水质参数之一，是评价水体富营养化和初级生产力状况的主要因素。我国海洋一号C（HY-1C）卫星海岸带成像仪（CZI）具有高时空分辨率的观测优势。本文基于东海和南海现场实测数据建立了HY-1C卫星CZI叶绿素a浓度反演模型并在实测水域进行反演，与MODIS叶绿素a浓度反演产品进行了对比验证，应用CZI叶绿素a浓度模型在珠江口、长江口、渤海湾水域进行了叶绿素a浓度反演示例试验。结果表明，叶绿素a浓度模型估算浓度与实测浓度相关系数为0.774 3，平均相对误差为24.58%，利用实测叶绿素a浓度对模型进行精度验证，相关系数达到0.993 9，平均相对误差为18.49%。模型在实测水域反演得到的叶绿素a浓度分布与MODIS叶绿素a浓度产品分布大体一致。在珠江口水域反演得到叶绿素a浓度空间分布为由西北向东南逐级递减，峰值出现在珠江口西沿岸。在长江口、渤海湾反演叶绿素a浓度空间分布均符合地理实情。研究表明HY-1C卫星CZI数据可应用于中国近海水色定量化研究。
2022, 44(5): 35-46.
doi: 10.12284/hyxb2022021
摘要:
基于海洋一号C（HY-1C）卫星海岸带成像仪（CZI）遥感影像，提出了一种基于最优特征集的支持向量机海冰分类方法。分别提取CZI影像的光谱特征和纹理特征，采用基于距离可分性的判据进行特征选择，得到最优特征集，以最优特征集作为支持向量机分类器输入，分别对3期辽东湾海域CZI影像开展海冰分类实验和结果分析。结果表明：本文方法得到的海冰分类结果精度优于仅利用光谱特征或纹理特征的海冰分类精度；基于本文方法的3期影像的海冰分类精度均较高，2020年12月19日、2021年1月10日与2021年1月16日的海冰分类总体精度分别为93.67%、91.75%、84.89%，均在80%以上；利用海冰分类结果图估算海冰面积，发现3期辽东湾海冰面积依次增大，最大约为11 998.98 km2。
基于海洋一号C（HY-1C）卫星海岸带成像仪（CZI）遥感影像，提出了一种基于最优特征集的支持向量机海冰分类方法。分别提取CZI影像的光谱特征和纹理特征，采用基于距离可分性的判据进行特征选择，得到最优特征集，以最优特征集作为支持向量机分类器输入，分别对3期辽东湾海域CZI影像开展海冰分类实验和结果分析。结果表明：本文方法得到的海冰分类结果精度优于仅利用光谱特征或纹理特征的海冰分类精度；基于本文方法的3期影像的海冰分类精度均较高，2020年12月19日、2021年1月10日与2021年1月16日的海冰分类总体精度分别为93.67%、91.75%、84.89%，均在80%以上；利用海冰分类结果图估算海冰面积，发现3期辽东湾海冰面积依次增大，最大约为11 998.98 km2。
2022, 44(5): 47-61.
doi: 10.12284/hyxb2022029
摘要:
海洋一号C/D（HY-1C/D）卫星中国海洋水色水温扫描仪（Chinese Ocean Color and Temperature Scanner，COCTS）主要用于探测海洋水色、水温等要素，这些要素需要经过卫星资料处理才能获取，而几何定位是预处理的核心，直接影响这些要素的质量。COCTS具有114°视场角和四元逐点摆扫的特征，据此研究出一套完整的几何定位方法。从0级数据中提取卫星星历，利用插值法从中获取采样时间对应的卫星位置和速度，进而得到轨道（ORB）坐标系到地心旋转（ECR）坐标系的转换矩阵。基于四元逐点摆扫的特征，中心视矢量分别绕X轴、Y轴旋转相应角度，获得扫描行各采样点ORB视矢量，建立视矢量与地球交叉点关系模型，从而对根据波段数据绘制的遥感图像进行地理定位。本文使用插值法替代了传统需要6个轨道根数来计算卫星位置的复杂方法，同时直接计算ORB到ECR的转换矩阵，而不采用传统的两步转换方法。经过多组数据计算及定性定量验证，HY-1C/D COCTS几何定位结果一致；采样像元尺度效应导致从星下点到两侧边缘、从赤道到两极，误差逐渐增大，约在两个像元内。该方法满足一定的定位精度要求，可以用于COCTS的几何定位。
海洋一号C/D（HY-1C/D）卫星中国海洋水色水温扫描仪（Chinese Ocean Color and Temperature Scanner，COCTS）主要用于探测海洋水色、水温等要素，这些要素需要经过卫星资料处理才能获取，而几何定位是预处理的核心，直接影响这些要素的质量。COCTS具有114°视场角和四元逐点摆扫的特征，据此研究出一套完整的几何定位方法。从0级数据中提取卫星星历，利用插值法从中获取采样时间对应的卫星位置和速度，进而得到轨道（ORB）坐标系到地心旋转（ECR）坐标系的转换矩阵。基于四元逐点摆扫的特征，中心视矢量分别绕X轴、Y轴旋转相应角度，获得扫描行各采样点ORB视矢量，建立视矢量与地球交叉点关系模型，从而对根据波段数据绘制的遥感图像进行地理定位。本文使用插值法替代了传统需要6个轨道根数来计算卫星位置的复杂方法，同时直接计算ORB到ECR的转换矩阵，而不采用传统的两步转换方法。经过多组数据计算及定性定量验证，HY-1C/D COCTS几何定位结果一致；采样像元尺度效应导致从星下点到两侧边缘、从赤道到两极，误差逐渐增大，约在两个像元内。该方法满足一定的定位精度要求，可以用于COCTS的几何定位。
2022, 44(5): 62-70.
doi: 10.12284/hyxb2022083
摘要:
潮汐变化研究对于沿海地区海洋工程、洪涝灾害预防和海洋资源开发利用等各方面都有着非常重要的意义。之前的潮汐变化研究主要基于多年逐时验潮站观测，而验潮站数据无论是站点的个数还是站点的位置，都存在很大的局限性，这对我们研究海盆尺度的潮汐变化规律形成了一定程度的阻碍。前人基于25年的T/P-Jason卫星高度计数据发现南海中央深海海盆主要分潮振幅存在异常大的趋势，这是由于中尺度海洋运动对潮汐调和分析干扰导致的虚假结果。本文首次使用了X-TRACK软件处理过的长达27年的T/P-Jason卫星高度计观测来研究整个南海的主要分潮振幅的长期趋势。经过X-TRACK处理后的卫星观测数据在整个南海的准确性和完整性都有了显著的提升。同时，我们使用了权重最小二乘法来消除长周期采样导致的潮汐混淆的影响。我们发现在南海大部分海域，4大主要分潮的振幅都存在显著的变化趋势。振幅和迟角变化的极值主要分布在吕宋海峡西部、马六甲海峡和台湾海峡等水深和岸线变化剧烈的近海海域，振幅最大的上升趋势可达2.75 mm/a，振幅最大的下降趋势可达–2.16 mm/a。南海主要分潮振幅的长期趋势与河流径流以及人类活动密切相关。
潮汐变化研究对于沿海地区海洋工程、洪涝灾害预防和海洋资源开发利用等各方面都有着非常重要的意义。之前的潮汐变化研究主要基于多年逐时验潮站观测，而验潮站数据无论是站点的个数还是站点的位置，都存在很大的局限性，这对我们研究海盆尺度的潮汐变化规律形成了一定程度的阻碍。前人基于25年的T/P-Jason卫星高度计数据发现南海中央深海海盆主要分潮振幅存在异常大的趋势，这是由于中尺度海洋运动对潮汐调和分析干扰导致的虚假结果。本文首次使用了X-TRACK软件处理过的长达27年的T/P-Jason卫星高度计观测来研究整个南海的主要分潮振幅的长期趋势。经过X-TRACK处理后的卫星观测数据在整个南海的准确性和完整性都有了显著的提升。同时，我们使用了权重最小二乘法来消除长周期采样导致的潮汐混淆的影响。我们发现在南海大部分海域，4大主要分潮的振幅都存在显著的变化趋势。振幅和迟角变化的极值主要分布在吕宋海峡西部、马六甲海峡和台湾海峡等水深和岸线变化剧烈的近海海域，振幅最大的上升趋势可达2.75 mm/a，振幅最大的下降趋势可达–2.16 mm/a。南海主要分潮振幅的长期趋势与河流径流以及人类活动密切相关。
2022, 44(5): 71-79.
doi: 10.12284/hyxb2022085
摘要:
本文利用在西太平洋牛郎海山布放的两套锚系潜标获取的长时间海流观测数据，分析了深海的海洋动力环境特征，着重阐释了该海域海流的全水深垂向结构及其低频变化特征。结果表明：（1）年平均海流及其变化幅度均在上层最大、中层和深层次之、中深层最小；（2）年平均上，150 m以浅的海流为东向的副热带逆流，150 m以深和中层为西向流；山顶处的近底层海流为较稳定的弱南向流，山底处的近底层海流为西南向流；（3）在山顶和山底，各深度层次的海流在全年均表现出100 d左右的振荡周期；在2 000 m以浅，各深度层次的海流振荡的位相基本一致，振荡幅度在表层最强、随深度的增加而减小；在2 000 m以深，海流变化的位相与2 000 m以浅相反，振荡幅度在4 000 m最强。
本文利用在西太平洋牛郎海山布放的两套锚系潜标获取的长时间海流观测数据，分析了深海的海洋动力环境特征，着重阐释了该海域海流的全水深垂向结构及其低频变化特征。结果表明：（1）年平均海流及其变化幅度均在上层最大、中层和深层次之、中深层最小；（2）年平均上，150 m以浅的海流为东向的副热带逆流，150 m以深和中层为西向流；山顶处的近底层海流为较稳定的弱南向流，山底处的近底层海流为西南向流；（3）在山顶和山底，各深度层次的海流在全年均表现出100 d左右的振荡周期；在2 000 m以浅，各深度层次的海流振荡的位相基本一致，振荡幅度在表层最强、随深度的增加而减小；在2 000 m以深，海流变化的位相与2 000 m以浅相反，振荡幅度在4 000 m最强。
2022, 44(5): 80-91.
doi: 10.12284/hyxb2022031
摘要:
本文利用Argo表层盐度、OSCAR海流等数据，基于盐度收支方程的平流输送项来阐述海洋平流输送对热带印度洋表层盐度的调整作用；利用淡水输运量计算公式揭示6条关键断面海洋平流输送对表层盐度空间结构的调整机制。结果表明，海洋平流将赤道西印度洋和阿拉伯海的高盐水输送到低盐海域的赤道东印度洋和孟加拉湾、安达曼海；将赤道东印度洋和孟加拉湾、安达曼海的低盐水输送到高盐海域的赤道西印度洋、阿拉伯海以及赤道南印度洋海域，起到了调整印度洋盐度基本平衡的作用。断面淡水输运量的分析结果表明，导致苏门答腊岛西部海域的强降水中心与低盐中心不重合，澳大利亚西部海域的强蒸发中心与高盐中心不重合的主要原因是水平环流所致；夏季，来自赤道西印度洋和阿拉伯海的高盐水在西南季风环流的驱动下，入侵孟加拉湾，是导致孟加拉湾夏季表层盐度较高的主要原因。
本文利用Argo表层盐度、OSCAR海流等数据，基于盐度收支方程的平流输送项来阐述海洋平流输送对热带印度洋表层盐度的调整作用；利用淡水输运量计算公式揭示6条关键断面海洋平流输送对表层盐度空间结构的调整机制。结果表明，海洋平流将赤道西印度洋和阿拉伯海的高盐水输送到低盐海域的赤道东印度洋和孟加拉湾、安达曼海；将赤道东印度洋和孟加拉湾、安达曼海的低盐水输送到高盐海域的赤道西印度洋、阿拉伯海以及赤道南印度洋海域，起到了调整印度洋盐度基本平衡的作用。断面淡水输运量的分析结果表明，导致苏门答腊岛西部海域的强降水中心与低盐中心不重合，澳大利亚西部海域的强蒸发中心与高盐中心不重合的主要原因是水平环流所致；夏季，来自赤道西印度洋和阿拉伯海的高盐水在西南季风环流的驱动下，入侵孟加拉湾，是导致孟加拉湾夏季表层盐度较高的主要原因。
2022, 44(5): 92-101.
doi: 10.12284/hyxb2022077
摘要:
波弗特海海冰的剧烈变化对区域内生态系统以及经济活动具有重要影响。基于美国国家冰雪数据中心发布的海冰密集度数据，本文对2019年波弗特海夏季海冰面积出现极端低值的机制进行了探讨。2019年融冰季（5–9月）海冰覆盖面积为1.38×105 km2，远低于1998–2020年平均面积2.28×105 km2，统计2019年前秋（2018年10–12月）和前冬季节（2019年1–4月）海冰覆盖面积，发现其与1998–2019年多年平均结果无显著差异；先前季节的海冰冰况不是造成极端低值事件的主要原因。综合海冰漂移场、海冰厚度、10 m风场以及海表面净热通量数据发现，2019年5月份海冰面积减小2.33×105 km2，是1998年以来5月海冰损失量最大的年份，占融冰季节海冰面积减小量的62%。与1998年、2008年、2012年以及2016年波弗特海夏季发生海冰覆盖面积极端低值现象的机制不同，不断减小的海冰厚度以及2019年5月异常强的风场，促使海冰快速向外输出，波弗特海南部5月16日就形成开阔水域；伴随着异常高的海表面净热通量使得海冰更多地融化，造成了2019年夏季海冰的异常现象。随着海冰厚度的不断变薄，海冰对风场的响应越来越强，海冰消退时间不断提前，波弗特海夏季海冰的极端低值现象可能更为频繁地出现。
波弗特海海冰的剧烈变化对区域内生态系统以及经济活动具有重要影响。基于美国国家冰雪数据中心发布的海冰密集度数据，本文对2019年波弗特海夏季海冰面积出现极端低值的机制进行了探讨。2019年融冰季（5–9月）海冰覆盖面积为1.38×105 km2，远低于1998–2020年平均面积2.28×105 km2，统计2019年前秋（2018年10–12月）和前冬季节（2019年1–4月）海冰覆盖面积，发现其与1998–2019年多年平均结果无显著差异；先前季节的海冰冰况不是造成极端低值事件的主要原因。综合海冰漂移场、海冰厚度、10 m风场以及海表面净热通量数据发现，2019年5月份海冰面积减小2.33×105 km2，是1998年以来5月海冰损失量最大的年份，占融冰季节海冰面积减小量的62%。与1998年、2008年、2012年以及2016年波弗特海夏季发生海冰覆盖面积极端低值现象的机制不同，不断减小的海冰厚度以及2019年5月异常强的风场，促使海冰快速向外输出，波弗特海南部5月16日就形成开阔水域；伴随着异常高的海表面净热通量使得海冰更多地融化，造成了2019年夏季海冰的异常现象。随着海冰厚度的不断变薄，海冰对风场的响应越来越强，海冰消退时间不断提前，波弗特海夏季海冰的极端低值现象可能更为频繁地出现。
2022, 44(5): 102-112.
doi: 10.12284/hyxb2022081
摘要:
通过对东海外陆坡–冲绳海槽GSW1孔沉积物孔隙水δ13C、δ18O、δ11B、δ37Cl同位素和Cl−、\begin{document}${\rm{SO}}_4^{2-} $\end{document} ![]()
![]()
\begin{document}${\rm{SO}}_4^{2-} $\end{document} ![]()
![]()
\begin{document}${\rm{SO}}_4^{2-} $\end{document} ![]()
![]()
\begin{document}${\rm{SO}}_4^{2-} $\end{document} ![]()
![]()
通过对东海外陆坡–冲绳海槽GSW1孔沉积物孔隙水δ13C、δ18O、δ11B、δ37Cl同位素和Cl−、
2022, 44(5): 113-123.
doi: 10.12284/hyxb2022075
摘要:
了解波浪破碎速度场的分布特性对于波浪破碎物理机制的研究极为重要，同时，对比研究不同类型破碎产生的气液混合区的演化特征有利于波浪白冠覆盖率模型的完善。在实验室水槽，生成了深水临界波、单次崩破波和单次卷破波，采用图像测速技术获取了波浪破碎图像、波面下水体和气液混合区速度场。结果表明，崩破波的水平向速度u和垂直向速度v在波峰前和波峰后的分布极为不对称，其水平向最大速度umax并不位于峰顶，而是在主导波峰前0.7\begin{document}$\eta_{\max} $\end{document} ![]()
![]()
了解波浪破碎速度场的分布特性对于波浪破碎物理机制的研究极为重要，同时，对比研究不同类型破碎产生的气液混合区的演化特征有利于波浪白冠覆盖率模型的完善。在实验室水槽，生成了深水临界波、单次崩破波和单次卷破波，采用图像测速技术获取了波浪破碎图像、波面下水体和气液混合区速度场。结果表明，崩破波的水平向速度u和垂直向速度v在波峰前和波峰后的分布极为不对称，其水平向最大速度umax并不位于峰顶，而是在主导波峰前0.7
2022, 44(5): 124-133.
doi: 10.12284/hyxb2022101
摘要:
空心块体具有良好的阻水和促淤功能，近年来被广泛用于生态修复工程。本文结合水槽试验及Flow-3D数值模拟，分析了开敞型和半封闭型空心块体的阻水效应和泥沙淤积特性。结果表明：空心块体的开孔率对内部水流流速、紊动强度起主导作用，开孔率较小的半开敞型空心块体减速、制紊效果更强；开敞型和半封闭型空心块体近底层悬沙浓度分别增大56%和75%，两者均有利于促进泥沙在块体内部淤积，近底层水流紊动越强，泥沙淤积形态差异越大；空心块体所营造的低流速、泥沙微淤、内外连通的水沙环境是大型底栖生物的生境需求，半封闭型空心块体内部的低紊动水流结构更有利于大型底栖生物的栖息、繁衍。
空心块体具有良好的阻水和促淤功能，近年来被广泛用于生态修复工程。本文结合水槽试验及Flow-3D数值模拟，分析了开敞型和半封闭型空心块体的阻水效应和泥沙淤积特性。结果表明：空心块体的开孔率对内部水流流速、紊动强度起主导作用，开孔率较小的半开敞型空心块体减速、制紊效果更强；开敞型和半封闭型空心块体近底层悬沙浓度分别增大56%和75%，两者均有利于促进泥沙在块体内部淤积，近底层水流紊动越强，泥沙淤积形态差异越大；空心块体所营造的低流速、泥沙微淤、内外连通的水沙环境是大型底栖生物的生境需求，半封闭型空心块体内部的低紊动水流结构更有利于大型底栖生物的栖息、繁衍。
2022, 44(5): 134-147.
doi: 10.12284/hyxb2022079
摘要:
本文基于MIKE3平台建立宁波、舟山及其附近海域三维水动力模型，通过与实测数据进行潮流验证的基础上，对比了三维模型与二维模型的区别，并主要对舟山绿色石化三期围垦工程实施前后周边潮流场的变化影响进行了预测分析。结果表明：（1）同样的初始条件下，二维模型和三维模型的潮位和潮流验证结果都是良好的，而在某些情况下二维数值结果更接近于实测值；（2）三维垂向上的流速分布呈现出随水深增加而减小的趋势，总体上潮流拟合效果较好，其中0.6H水深以下的流速相对误差结果在10%～15%之间，考虑模型可能受未考虑风场和波浪影响的缘故，局部测站表层计算流速较实测值稍大；而垂向上的流向分布近乎一致；（3）围垦工程前后并未对工程周边潮流场有明显影响，仅在大鱼山岛东北侧、东南侧和西北角受“截弯取直”和小岛屿间水道围堵的影响，有局部潮流形态的改变。整体上看，以顺应岸线方向上的围垦工程布置方案会对局部近岸潮流产生影响，对外海大范围潮流场的影响几乎不计。
本文基于MIKE3平台建立宁波、舟山及其附近海域三维水动力模型，通过与实测数据进行潮流验证的基础上，对比了三维模型与二维模型的区别，并主要对舟山绿色石化三期围垦工程实施前后周边潮流场的变化影响进行了预测分析。结果表明：（1）同样的初始条件下，二维模型和三维模型的潮位和潮流验证结果都是良好的，而在某些情况下二维数值结果更接近于实测值；（2）三维垂向上的流速分布呈现出随水深增加而减小的趋势，总体上潮流拟合效果较好，其中0.6H水深以下的流速相对误差结果在10%～15%之间，考虑模型可能受未考虑风场和波浪影响的缘故，局部测站表层计算流速较实测值稍大；而垂向上的流向分布近乎一致；（3）围垦工程前后并未对工程周边潮流场有明显影响，仅在大鱼山岛东北侧、东南侧和西北角受“截弯取直”和小岛屿间水道围堵的影响，有局部潮流形态的改变。整体上看，以顺应岸线方向上的围垦工程布置方案会对局部近岸潮流产生影响，对外海大范围潮流场的影响几乎不计。
2022, 44(5): 148-160.
doi: 10.12284/hyxb2022063
摘要:
针对现有海面溢油检测技术难以在石油泄漏初期（尚未形成海面大规模油膜覆盖）及时发现油膜的难题，本文在前期基于热红外图像测算海面油膜面积方法研究的基础上，结合油泄漏至海面后油膜的扩散特征，提出了一种基于热红外视频图像监测油膜面积变化以及时识别海面溢油的方法。首先，基于单帧热红外图像处理算法提取海面前景区域（包含油膜区域与相似物干扰区域）并计算各区域所代表的实际物理面积。基于视频图像处理技术跟踪测算前景区域中各连通区域的实际物理面积变化情况，根据各连通区域的面积变化率识别前景区域中是否存在油膜，从而判断海面是否发生溢油。实验结果表明：所提出的方法能有效识别不同黏度的石油泄漏至海面形成的扩散油膜，在水面包含波浪与相似物干扰时也具有良好的识别精度。该方法适用于特定场景下（如码头、船舶等）的溢油事故的鉴别，能为溢油事故的及时发现和预警提供技术支持。
针对现有海面溢油检测技术难以在石油泄漏初期（尚未形成海面大规模油膜覆盖）及时发现油膜的难题，本文在前期基于热红外图像测算海面油膜面积方法研究的基础上，结合油泄漏至海面后油膜的扩散特征，提出了一种基于热红外视频图像监测油膜面积变化以及时识别海面溢油的方法。首先，基于单帧热红外图像处理算法提取海面前景区域（包含油膜区域与相似物干扰区域）并计算各区域所代表的实际物理面积。基于视频图像处理技术跟踪测算前景区域中各连通区域的实际物理面积变化情况，根据各连通区域的面积变化率识别前景区域中是否存在油膜，从而判断海面是否发生溢油。实验结果表明：所提出的方法能有效识别不同黏度的石油泄漏至海面形成的扩散油膜，在水面包含波浪与相似物干扰时也具有良好的识别精度。该方法适用于特定场景下（如码头、船舶等）的溢油事故的鉴别，能为溢油事故的及时发现和预警提供技术支持。
Email alert
RSS
