Integrated Environmental Modeling and Assessment of Coastal Ecosystems: Application for Aquaculture Management

This article presents an approach that couples coastal ecosystem modeling with integrated environmental assessment methodologies to support coastal management. The focus is to support the development of an ecosystem approach to aquaculture management including interactions with watershed substance loading. A Chinese bay, with intense aquaculture and multiple catchment uses, and where significant modeling efforts were undertaken is used as a case study. The ecosystem model developed for this bay is used to run scenarios that test the local management strategy for nutrient reduction. The corresponding ecological and economic impacts of the managers’ scenarios are analyzed by means of the Differential Drivers-Pressure-State-Impact-Response (ΔDPSIR) analysis. Emphasis is given to the analysis of the eutrophication process in the bay including present eutrophic condition and the expected changes due to the simulated scenarios. For this purpose, the Assessment of Estuarine Trophic Status (ASSETS) screening model is a valuable tool to interpret and classify the data and model outputs regarding eutrophication condition and to evaluate the manageable level of the nutrient loading entering in the bay.     

岸线变化对天津近岸海域污染物输移扩散影响研究

应用MIKE21数学模型对天津近岸海域潮流场进行数值模拟,同时考虑天津近岸海域5个典型河口污染物输入的影响,计算了大小潮作用下COD输移扩散范嗣,并研究了岸线变化对COD输移扩散范围的影响.结果表明,岸线的变化对北塘口及天津港附近COD的输移扩散有较大影响.岸线变化后,大小潮高低潮时刻对应的0.001 mg/L浓度等值...     

基于短期验潮资料的新建港区设计潮位确定方法*

在沿海港口工程中,确定设计潮位是一项重要的基础工作。对于新建港区,往往只有短期验潮资料,需要借助附近主港的长期验潮资料,采用短期同步差比法和相关分析法计算设计高、低水位,采用相关分析法和K值法计算极端高、低水位。研究判断潮汐性质相似性的定量指标以及基于多个计算结果的设计潮位确定方法。该方法应用于皮口港区总体规划中,为新建港区设计潮位的确定提供了参考。     

波浪与潮汐耦合模拟技术研究

波浪与潮汐耦合模拟技术相关研究,可为沿海防灾体系建设、灾害评估、预警及应对等提供技术支撑,对预防和减轻沿海台风暴潮和台风浪灾害具有重要的意义。回顾风暴潮和波浪物理模型试验的研究成果,分析波浪与潮汐耦合模拟的最新研究进展和发展趋势,通过将连续的风暴潮水位变化过程与加密离散后的波浪过程进行叠加,用造波机和生潮设备连续生潮造波的方法,在水槽中实现了潮位和波浪的同步变化,从而在实验室中实现波浪与潮汐的耦合模拟,并将之应用于模拟实例。     

艉直式跳板滚装船丁靠直立式码头装卸载保障

针对斜坡式码头通用性差、难以满足部队全域机动需要的问题,基于艉直式跳板滚装船丁靠直立式码头的装卸载模式,建立了装卸载作业时水位和时间的计算模型。水位模型根据船艉跳板与码头搭接的上下两个极限位置来推导出作业水位的取值范围。时间模型根据潮汐涨落规律,近似为简谐运动曲线,相继求得潮高修正数、相位角、潮面与低潮(高潮)的时间间隔等参数,最终得到相应潮时。通过实例验证了两种模型的正确性,并计算出装卸载作业的水位和时间范围。     

潮汐作用下饱和软粘土地基孔隙水压力变化规律研究

针对潮汐对滨海地区饱和软粘土的影响,尤其是在无施工加载条件下,展开对饱和软粘土中孔隙水压力变化的研究。利用数学模型计算与现场实测相结合的方法,得到了较为一致的结果。通过总结潮汐对饱和软粘土中孔隙水压力变化的影响规律,提出了对施工加载和安全监测的建议。     

基于滚动时域优化策略的多载AGV充电调度

为验证多载自动导引运输车(Automated Guided Vehicle, AGV)在自动化集装箱码头的适用场景,采用周期与事件混合驱动的滚动时域优化策略,解决多载AGV动态调度问题,提高码头AGV的作业效率。以AGV装载能力和充电后的续航能力为约束条件,构建自动化码头多载AGV动态作业调度的混合整数规划(Mixed Integer Linear Programming,MILP)模型。实例验证结果表明:在考虑40英尺箱占比变化的情况下,当40英尺箱占比达到约30%时,目标函数趋于最优,多载AGV电池的利用率最高;滚动周期的长短应根据实际情况加以确定。与单载AGV相比,集装箱码头的规模越大,多载AGV的优越性越明显。     

沿海潮差带粘性土地基上的一种新型围埝结构

沿海潮差带粘性土地基,一般都是新近沉积的淤泥质粘土或淤泥,采用一般的围埝结构和施工方法,造价高、工期长,往往满足不了建设的需要。通过工程实例分析,提出了国内首先应用在流泥和浮泥的地基上,以潮差带真空预压加固法处理地基基础联合模袋固化土构成的围埝结构型式,相对其它围埝结构,这种新型结构型式工期短、造价低、施工工艺简单,能够保证工程质量。     

一种纯隐格式在近海潮流数值模拟中的应用

为分析纯隐格式的混合有限分析法在工程实际应用中的可行性,文章采用二维近海区域浅水数学模型,应用fortran语言和该数值离散方法编写了二维潮流场数值模拟程序,并将冻结法与ADI数值模式中的干-湿网格判别标准结合起来有效地处理了计算区域的浅滩。选取湛江湾为例,对其潮流场进行了数值模拟计算,通过与已有的潮位及流速测站的实际测量值进行比较分析,显示采用的数学模型及混合有限分析离散方法能准确有效地模拟实际流态,效果较好,结果准确可信,显示该隐格式方法值得在工程实际应用中推广。     

疏浚工程中基于余水位订正的沿海远距离潮位推算方法

针对沿海疏浚工程中远距离疏浚区域因潮位实时控制疏浚深度难以精确控制的问题,结合盐城大丰港区航道疏浚工程,通过对基准传递、调和常数、分潮数择取、余水位相关的等关键参数分析,提出一种基于余水位订正的沿海疏浚工程远距离潮位推算方法,并验证该方法的可靠性。     

滚装直跳板码头装卸作业潮位预报方法

针对滚装码头装卸车辆的潮位范围选择问题,以滚装直跳板为研究对象,分析跳板技术状态、船的状态、通行车辆性能和码头参数等因素对作业潮位的影响,并将影响情况定量转化为仅以跳板工作角度为未知数的不等式组,采用数值迭代法求解出跳板工作角度范围,进而预报作业潮位范围,并通过工程实例对该作业潮位预报方法进行验证。结果表明,该作业潮位预报方法具有普遍适用性,可用于指导滚装船制定码头装卸作业计划。     

波流泥沙淤积模型相似律及选沙研究

根据潮流、波浪、泥沙运动基本方程式,结合有关研究的最新成果,探讨波浪、潮流共同作用下动床泥沙淤积模型的相似律,提出了模型沙和模型变率的选择原则。     

船用潮汐潮流应用研究

本文就航用潮汐朝流资料的实用研究提出了一些计算模式,结合其特征进行了评价分析,并提供了计算实例。为今后编制我国近海新型的航用潮汐潮流资料提供了依据。     

沿海内贸集装箱班轮航线优化研究

随着沿海内贸集装箱运输市场的快速发展,各大班轮公司如何把船舶安排到最佳航线上,使有限的船舶资源创造最大的经济利益,成为各大公司研究的课题。根据沿海几大干线港口之间的运量需求,建立非线性规划与整数规划相结合的混合模型,选择典型航线建立运输网络,并对其进行优化。该数学模型可应用于解决我国沿海内贸集装箱船舶运输航线配置问题,进而实现利润最大。     

中国海域潮汐预报软件Chinatide的应用

对中国海域潮汐预报软件Chinatide的理论基础、使用方法进行了简介;使用现场实测资料对Chinatide软件预报结果进行了对比验证;指出了应用Chinatide软件预报潮汐应该注意的问题。对于海岸河口潮流数学模型来说,Chinatide是一个很好的提供开边界条件的软件。     

广州港南沙港区规划实施对海洋环境的影响分析

从水动力条件、水环境和近岸生态系统3个方面分析了南沙港区规划实施对海洋环境的影响。采用二维潮流数学模型预测规划方案对水动力条件的影响,结果表明,规划方案顺应海域潮流特征,不会引起水动力条件发生明显变化;港区日污水发生量远小于规划区域水环境承载力,且港区周围规划建设市政污水处理厂,规划实施对水环境影响有限;在采纳人工增殖放流、限制施工时间、适当调整规划等保护建议条件下,规划实施对黄唇鱼市级自然保护区、大虎岛自然景观与咸淡水鱼类产卵场保护区、坦头红树林及沙尾滨海湿地等生态敏感区的影响在可接受范围内。     

海南清水湾游艇码头防波堤平面布置

按照游艇泊位波浪掩护的高标准要求,对海南清水湾旅游度假区游艇码头防波堤平面布置特别是口门布置进行了探讨,并利用数学模型试验对港内泊稳、口门内外冲淤变化、流态变化、岸滩演变等进行模拟验证,总结了在砂质海岸建设游艇码头防波堤的经验,供类似工程参考。     

Residual circulation in the Ría de Muros (NW Spain): A 3D numerical model study

The residual circulation of the Ría de Muros, a large coastal embayment in NW Spain, are studied using a three-dimensional baroclinic finite-difference model. The driving forces considered by the model include the tide, winds, river inflows and density forcing at the open boundary. In situ data of current velocity and direction, water level, wind velocity and direction, river discharge, and temperature and salinity are used for model validation. Simulated and observed time series of water level and current velocity are in good agreement. Once validated, the model is applied to compute the residual circulation induced by the relevant agents of the ría hydrodynamics—the tide, an upwelling-favourable wind characteristic of spring and summer, a downwelling-favourable wind typical of winter, and freshwater inflows associated with high river runoff. The resulting residual circulation differ notably. The tide does not generate significant residual flows except in the inner ría. By contrast, winds and river discharges induce important residual flows throughout; in the middle and outer ría they generate a 3D residual circulation pattern which renders the conventional two-layer scheme of estuarine circulation too simplistic in this case. Thus, this first application of a 3D numerical model to the Ría de Muros sheds new light on its fundamental hydrodynamics.     

黄河三角洲滩海油田岸滩防护方案探索

针对飞雁滩油田的岸滩侵蚀情况提出几种岸滩防护设想并确定防护方案.该方案充分利用自然力,通过人为干扰促使防护区外泥沙起动,借助海上潮流使高含沙海水流经防护区,实现岸滩蚀退的快速防护.     

潮段平均流速计算方法研究

在海岸、河口、海湾等地区,潮流是最基本海水运动和主要的水动力因素之一,受海底地形、岸线和岛屿的影响,潮流运动基本呈现为往复运动,即涨潮流速和落潮流速方向相反,相差180°左右。描述往复运动潮流动力强弱的重要指标之一是潮段平均流速和潮平均流速。结合实际海区的实测潮过程,文中对潮段平均流速的3种计算方法和对水文全潮的潮平均流速的3种计算方法进行了对比研究。研究结果表明,不同的计算方法其结果存在着误差,建议潮段平均流速采用积分平均方法,潮平均流速计算采用加权平均法。