双频激光雷达多通道波形数据联合测深方法

激光雷达在不同水深环境下,单通道的波形数据波形差异性较大,难以准确检测真实的水面和水底回波信号。利用双频激光雷达1 064 nm近红外通道(CH1)以及532 nm不同接收视场的浅水通道(CH2)和深水通道(CH3),对不同水深的波形数据进行拟合分解,实现了多通道联合探测水面和水底回波信号。与单通道波形分解方法相比,实验结果表明,本文方法在波形有效检测率平均提高了约15%,测深精度平均提高了约11%。     

鲤(Cyprinus carpio)仔鱼耳石锶(Sr)标记及其时滞特征的研究

本研究以确认鱼类早期个体规模化耳石锶(Sr)标记的可行性及其时滞特征为目的,选择鲤(Cyprinuscarpio)仔鱼为实验对象,开展了六水氯化锶(SrCl2.6H2O)溶液2d的活体浸泡标记研究。结果显示,该浸泡标记过程对鲤存活、生长无显著影响。利用X射线电子探针微区分析(EPMA)技术进行分析:定量线分析结果显示对照组Sr/Ca比值(3.0左右)趋于稳定,标记组却均出现了明显的标记峰值(远3.0);面分布分析结果表明在标记组鲤耳石上均呈现出一圈明显、清晰可见的红色"高Sr标记环"。此外,对比对照组和标记组微化学结果发现,"高Sr标记环"在恢复续养250d后的鲤耳石仍然可见,说明Sr标记可长期存在。观察鲤仔鱼耳石微结构,发现Sr在耳石上存在明显的时滞效应。首次得出在开始浸泡后的第3天,耳石上才开始出现Sr标记,在浸泡结束后的第6天,耳石Sr标记区才会完全消失的结论。本研究首次揭示出,外源Sr标记的方法在鲤仔鱼种群大规模增殖放流标记和评价中将具有很强的稳定性、可靠性、可行性和应用潜力。     

基于大涡模拟的三角形地形之层结流体湍动能收支模型

为了探究海底地形对湍流动能收支的影响,本文使用并行大涡模拟模式(The Parallelized Large-Eddy Simulation Model,PALM),以坡陡作为无量纲地形参数(δ),设置了亚临界、临界和超临界三种地形状态(δ=0.5,1和2)进行数值模拟。文章计算并呈现了地形作用下的流体速度和湍流动能收支分布,以及湍流动能平衡方程各参量。通过回归分析和量纲分析重点讨论了地形顶点处耗散和海表处能量的耗散,与地形坡陡的关系,得出其关系均呈指数形式。     

黄河河口“一水三流”行河方式研究

通过阐述黄河河口入海流路运用方式研究的必要性,对已有行河方式优缺点进行分析,并提出了“一水三流”行河方式,其主要工程措施包括:西河口附近清水沟主槽内修建橡胶坝形成水库、库区修建连接刁口河与十八户的分流闸、两条备用流路引河开挖和主河槽开挖等。分析提出该工程的主要功能包括:减轻防洪压力,并有利于河道整治工程施工;减少河道占用面积,有利于三角洲经济和社会发展;有利于水资源的合理利用和调配;有利于生态环境保护;有利于莱州湾生态整治示范工程实施;对通航无不利影响。同时,也提出了需要进一步研究的问题:河口来水来沙情势研究、莱州湾开发方案研究、“一水三流”运用方式研究、治理方案可行性研究。     

典型山地降水径流时空演变及“水-热-人-地”匹配性分析

山地是中国自然生态保护与经济社会发展问题交织、矛盾突出的区域。山地水资源受气候变化和人类活动综合影响发生演变,进一步影响到其与区域气候资源、土地资源以及经济社会之间的协调匹配,研究这些问题对辨识山地发展关键短板、提供山地问题解决思路具有基础意义。根据自然环境特点和经济社会发展状况,选择太行山、横断山和黔桂喀斯特三大典型山地开展研究,基于全国水资源调查评价成果及土地利用、经济社会数据,采用Mann-Kendall检验等方法分析1956-2015年山地降水和径流时空演变特点;采用匹配距离和不平衡指数对山地的水（降水和径流）、热（积温和辐射）、地（面积和耕地）以及社会经济（人口和GDP）等4类要素匹配性进行综合对比分析。结果表明：三大典型山地中,太行山水资源禀赋最差,且2000年以来径流显著衰减,而横断山和黔桂喀斯特降水、径流丰富,且无明显变化趋势;从“水—热—人—地”对比来看,太行山以缺水问题为主,横断山多数地区土地与热资源偏少且水热空间差异大,黔桂喀斯特整体来说土地资源偏少;综合来看,水与其他要素的匹配性最差,特别是在太行山区,水的时空分布及其均衡匹配是保障山地可持续发展的关键。     

多目标优选水下采油设施下放方法评价指标体系

水下采油设施下放是海上油气工程开发中的重要环节。经过长期发展,人们已研究出多种下放方法,但如何优选恰当的下放方法是尚待解决的问题。考虑海洋环境中可供数据源的复杂性、不确定性与不完整性,多目标、主客观要素并重是优选方法设计的重要准则。针对水下下放方法优选特点,建立对应评价指标体系。考虑评价指标体系多目标优选决策的特点,提出多目标非均一化灰色关联度模型;为更好地体现主客观要素并重并辩证表达决策者的主客观偏好,在非均一化处理中,运用回归原理与靶向偏差评价思想,提出变系数主客观权值修正模型。最后结合具体案例验证模型的可行性与有效性。结果表明,模型能够满足优选对象要求,对类似多目标主客观评价优选模型的建立具有一定借鉴意义。     

基于极限学习机的浅海水深遥感反演研究

以Sentinel-2A遥感影像为数据源,在数据预处理基础上,使用极限学习机建立水深反演非线性回归模型,并与双波段回归模型、神经网络BP模型进行了比较。结果表明,总体上,支持极限学习机反演精度比较高,在水深5～20m处,极限学习机模型具有较高的反演精度和良好的效果,适用于研究区的水深反演。     

基于耳石微结构的南海鸢乌贼日龄和生长研究

年龄和生长速度等参数是渔业资源评估和管理的基础。鸢乌贼生命周期短、生长速度快。为研究鸢乌贼的日龄和生长, 利用2016年10月—2017年9月灯光罩网作业方式采集的南海鸢乌贼样本, 通过耳石微结构研究南海鸢乌贼不同种群、性别间的日龄组成和生长的差异, 结果表明: 1) 鸢乌贼中型群日龄范围48~125d, 优势日龄61~80d, 雌雄个体日龄组成差异显著; 微型群日龄范围44~95d, 优势日龄51~70d, 雌雄个体日龄组成差异极显著。2) 鸢乌贼中型群孵化时间为2016年7月—2017年7月, 1月和7—8月为孵化高峰期; 微型群孵化时间为2016年6—10月和12月至翌年2月, 1月和8月为孵化高峰期。3) 中型群雌雄胴长、体质量与日龄分别符合对数和线性关系; 微型群雌雄胴长与日龄分别符合对数和Logistic关系, 而体质量与日龄符合Logistic关系。4) 南海鸢乌贼微型群生长速度大于中型群, 微型群雄性个体生长速度大于雌性, 而中型群雄性个体生长速度小于雌性。通过对耳石生长纹的分析, 了解鸢乌贼的日龄组成、推算孵化时间、选出合适的生长方程及估算生长速度, 为渔业生物学提供基础资料。     

跨南海西南次海盆OBS、多道地震与重力联合调查

对跨南海西南次海盆及两侧陆缘的一条1050km长的、包括海底地震(OBS)、长排列多道地震和重磁在内的综合地球物理探测剖面(CFT)进行了构造成像和研究。在多道地震成像基础上建立了CFT剖面初始速度模型, 进而通过初至波层析成像方法反演了CFT剖面的速度结构模型, 在重力异常资料的约束下建立了CFT剖面的综合地壳结构模型。讨论了沿CFT剖面出现的下地壳高速体、龙门海山的低密度物质等地质问题。结果表明, 下地壳高速层在北部陆坡、西南海盆和南部南沙地块均有分布, 厚度在0~4km之间, 可能与陆缘下地壳物质和地幔物质熔融混合, 以及深海盆海底扩张期间构造拉伸导致地幔蛇纹岩化有关。     

多模型耦合下的植被冠层可燃物含水率遥感反演

植被冠层可燃物含水率FMC(Fuel Moisture Content)是评估野火风险及估算火灾蔓延速率的重要指标。以中国西部6个典型研究区为例,基于辐射传输模型,利用Landsat 5 TM及Landsat 8 OLI遥感数据,开展草原、森林冠层FMC定量反演研究。为克服基于物理模型的病态反演问题、FMC自身的弱敏感性问题及西南森林多具复杂的双层冠层结构问题,研究中考虑了模型参数之间的相关特征,使用多波段遥感数据及耦合辐射传输模型等方法。反演结果显示,总体植被冠层FMC反演精度R~2为0.64,RMSE为44.86%,其中草地冠层FMC的反演精度(R~2=0.64,RMSE=47.57%)略低于森林冠层FMC的反演精度(R~2=0.71,RMSE=30.82%)。为进一步论证该反演结果对野火风险评估的有效性,研究中选取并分析了2011年3月2日于云南大理白族自治州剑川县金华镇金和村森林火灾爆发前、爆发时及灾后该区域植被冠层FMC的变化特征。结果显示,火灾爆发时该地区植被冠层FMC明显低于火灾发生前后(约一月时间)植被冠层FMC,证明了本文FMC反演结果对野火风险评估的有效性。