物理海洋学课程群的规划与建设

结合海洋技术专业物理海洋学课程群建设的实践,对海洋技术相关专业本科生的物理海洋学课程群的目标和规划进行了初步探讨,把物理海洋学的知识体系分为物理海洋学预备课程、物理海洋学核心课程、物理海洋学应用课程和物理海洋学综合利用课程4个层次,并结合大连海洋大学海洋技术专业物理海洋学课程群的建设实践,对4个知识层次中所包含的课程进行了介绍,给出了一个课程群的初步轮廓,希望能够对高等院校海洋技术相关专业的物理海洋学课程群的建设有所帮助。     

马里亚纳海沟东西两侧海域中尺度涡的海面高度计观测研究

使用2001—2006年的卫星海面高度计数据,对马里亚纳海沟东西两侧(15°～25°N,120°～160°E)海域中尺度涡的传播特性及其强度变化进行了研究。结果表明:在马里亚纳海沟以东形成的很多涡旋,都具有明显的西向传播特性,传播速度与第一斜压模式的Rossby长波的传播速度基本一致;反气旋式涡旋(暖涡)的面积大于气旋式涡旋(冷涡)的面积,并且呈现面积交替变化的特征,即冷涡面积大时暖涡面积小,反之亦然;以海面高度距平均方根值为指标的中尺度涡强度呈春夏季大、秋冬季小的季节性变化,但2004年出现了相反的现象;夏季和秋季,台湾岛和菲律宾群岛东侧的水深与中尺度涡的强度分布有着较好的对应关系,水深越大,强度也越大。     

人工鱼礁的起源和历史

人工鱼礁与海底间的最大静摩擦系数是人工鱼礁安全校核所需的重要参数,对其影响因素的分析可作为人工鱼礁设计优化的科学依据。该研究共设计了6种底面开口比不同的人工鱼礁模型,对5种载荷和5种底质粒径条件下礁体模型的最大静摩擦系数进行了150组平面拉动试验,分析了最大静摩擦系数随底质泥沙粒径、底质含水率、加载质量、礁体底面开口比及开口位置的变化规律。研究结果表明：1)含水率为饱和条件下,底质为砾石和砂质时最大静摩擦系数随底质粒径的减小而增大,底质为粉砂黏土时最大静摩擦系数则明显变小;2)底质为粉砂黏土时最大静摩擦系数随含水率的增加先增大后减小,含水率为35%时最大静摩擦系数达到最大值;3)各底质条件下最大静摩擦系数均随加载质量的增加而减小,随礁体底面开口比的增大而增大,且与底面开口位置无关。     

人工鱼礁最大静摩擦系数影响因素的试验研究

人工鱼礁与海底间的最大静摩擦系数是人工鱼礁安全校核所需的重要参数,对其影响因素的分析可作为人工鱼礁设计优化的科学依据。该研究共设计了6种底面开口比不同的人工鱼礁模型,对5种载荷和5种底质粒径条件下礁体模型的最大静摩擦系数进行了150组平面拉动试验,分析了最大静摩擦系数随底质泥沙粒径、底质含水率、加载质量、礁体底面开口比及开口位置的变化规律。研究结果表明:1)含水率为饱和条件下,底质为砾石和砂质时最大静摩擦系数随底质粒径的减小而增大,底质为粉砂黏土时最大静摩擦系数则明显变小;2)底质为粉砂黏土时最大静摩擦系数随含水率的增加先增大后减小,含水率为35%时最大静摩擦系数达到最大值;3)各底质条件下最大静摩擦系数均随加载质量的增加而减小,随礁体底面开口比的增大而增大,且与底面开口位置无关。     

国外人工鱼礁研究动向及对我国的启示

为提高人工鱼礁建设选址和礁体设计的科学性,基于试验水槽对2种人工鱼礁在粉砂黏土上的局部冲淤情况进行了物理模型试验,通过地形测量和理论分析,研究了5组不同流速条件下2种人工鱼礁礁体结构的局部冲淤情况。结果表明,在粉砂黏土底质上,流速小于0.22 m·s⁻¹时,泥沙扰动小,2种礁体的周围局部冲刷小,冲淤形态以礁体底板附近浮沙堆积为主,且随速度增大而增高;流速大于0.22 m·s⁻¹时,洗掘现象较为明显,鱼礁周围冲刷坑范围及深度随流速的增大而增加,而礁体周围泥沙堆积高度随速度增大而减小。支撑结构较为复杂的A礁冲淤现象显著且复杂,冲刷坑深度最大值位于礁体中间底部,为−15 mm,且在礁后1倍礁高处出现长尾状泥沙堆积,其在0.27 m·s⁻¹流速时达到最大值5 mm;而B礁冲淤现象不显著,仅在底板附近出现少量堆积与冲刷坑,但由于底板开口比较大导致B礁发生沉降。因此今后的研究应结合建设选址海域的底质及水文特征对礁体支撑结构和底板进行优化设计并进行模型试验及数值模拟,以避免礁体冲淤严重引起沉降、掩埋等现象,从而影响鱼礁建设效果。