摘要：基于有限体积三维水动力海洋数值模型FVCOM(Finite-Volume Community Ocean Model)对库克海峡邻近海域的潮汐潮流进行了数值模拟分析,同时搜集了验潮站的潮位数据及其潮汐调和分析数据,对模型结果进行了对比验证.结果表明,库克海峡两侧潮汐存在着显著差异,北侧由新西兰海岸向塔斯曼海的方向上,振幅逐渐降低,南侧由南部宽阔海域向新西兰南部岸线的方向上,振幅逐渐升高,且该区域的潮汐过程受地形和岸线影响较大.库克海峡中部存在典型的往复流,且以向南流动为主.库克海峡南侧存在的隆起地形和海沟是海峡之外该海域潮汐过程的重要影响因子,具体表现在南部海洋中隆起区域的潮流流速显著增加,流向也随之改变.与实测资料的对比结果表明,本研究的数值模拟结果与实测资料基本吻合,能够准确地模拟库克海峡邻近海域的潮汐潮流状况,为相关海洋工程建设以及科学研究等提供了重要的试验依据.

摘要：近年来,国内外学者基于CPT数据建立了不少土质分类的经验公式和模型.由于地域、标准、目的等各异,在分类模型与区分的土类方面,不同学者的结论不尽相同.本文以我国南海莺歌海盆地60个钻孔CPT数据和与之毗邻的钻孔取样为研究对象,首先,结合邻近位置的钻孔,精选了 5类常见土(黏土、粉质黏土、粉土、粉砂及细砂)对应的CPT数据,并进行了解释性处理;其次,以归一化摩阻比和归一化锥尖阻力为分类指标,采用多种机器学习方法(包括随机森林、人工神经网络、决策树、贝叶斯学习、支持向量机和线性感知器等)得到了适用于我国南海莺歌海盆地的土体行为分类模型;然后,采用混淆矩阵、总体精度和Kappa系数等指标对各分类模型的分类准确性进行了评估;最后,将得到的模型应用于研究区域周边及较远海域的CPT自动分类中,并用与CPT邻近的钻孔取样对其进行检验.结果表明,本文得到的土体行为分类模型对我国南海北部海域CPT数据分类具有较高的准确率.

摘要：ICESat-2(Ice,Cloud,and Land Elevation Satellite-2)激光卫星作为当前最先进的激光测高卫星之一,通过发射 532 nm波长的激光,能够有效获取浅海区域的水深数据,极大地推进了浅海测深技术的发展.然而,ICESat-2的原始数据常受到噪声点云的干扰,给数据的后期处理带来了不小的挑战.为提高数据处理的准确性和效率,本研究针对ICESat-2点云在水平方向上比垂直方向更为密集的特性,开发了一种基于多层感知机(Multilayer Perceptron,MLP)的去噪算法.该算法综合考虑了水平椭圆搜索区域内的点密度、点与点之间的平均距离、最近邻点间的距离(分别为 3和 5)等特征值,实现对噪声点的有效识别和去除.通过选取澳大利亚某岛礁区域的ICESat-2数据作为训练集,同时使用经过我国西沙群岛玉琢礁和东岛的数据对所提出的去噪模型进行验证.实验结果表明,本研究所提出的去噪方法正确率达到 90%以上,显著优于现有的OPTICS去噪算法以及基于置信度的去噪结果.这一成果不仅为ICESat-2数据的噪声去除提供了一种新的解决方案,也为相关领域的研究提供了可靠的数据支持.

摘要：设计流速是海洋工程的重要参数,驱动条件对设计流速的计算具有重要作用.目前尚无通用成熟的驱动条件的计算方法.本文以大连长海大桥工程海域实测海流为验证条件,利用数值模拟方法,构建大连长山群岛海域平面二维潮流模型,并模拟了在不同边界驱动条件下,长海大桥工程海域潮流场变化及设计流速取值,探究不同驱动条件对模拟结果的影响.计算结果表明:相较于"天文潮+不同重现期增水"驱动和"不同重现期潮差"驱动,"不同重现期潮差+相应重现期风海流"驱动计算得到的设计流速与经验的调和分析法推算结果更为接近,更具备工程参考价值.

摘要：本文基于SST k-ω模型、Herschel-Bulkley黏土模型和VOF两相流模型建立海底管道局部冲刷的二维CFD模型,以来流速度U和土体强度τ0 为变量参数开展数值模拟研究.通过分析管道两侧床面压力特征、冲刷坑形态、冲刷深度历时曲线、管道局部速度分布等内容,探究了不同来流速度(U)和土体强度(τ0)对海底管道局部冲刷特性影响的规律.研究结果表明:①黏土质海床环境下海底管道局部冲刷受来流速度影响显著.随着来流速度的增加,管道局部极限平衡冲刷深度与冲刷坑宽度均增大,平衡冲刷深度增幅与流速增幅的比率整体呈减缓趋势.②黏土质海床环境下海底管道局部冲刷受土体强度影响显著.随着土体强度的增大,海床渗流力减弱,管道局部极限平衡冲刷深度减小,下游沉积丘距离管道轴心越近.当土体强度大于等于300 Pa时,管道底部与海床之间的间隙较难形成.

摘要：巴基斯坦瓜德尔港区地面工程建设步伐加快,而区域地面沉降动态变化的研究较为缺乏.利用Multi Temporal Interferometric Synthetic Aperture Radar(MT-InSAR)技术并基于Sentinel-1数据,采集 2017年 5月至 2023年 4月近 6年瓜德尔港及其周边区域的地面沉降数据,探究该区域的地面沉降现状及沉降成因机制,结果表明:2017年 5月至 2021年 1月期间,瓜德尔港及其周边区域存在明显的地面沉降现象,地面沉降最大速率达到了 20 mm/a;自 2021年 1月起,该区域却出现了明显的地面抬升现象,且抬升速率(10 mm/a)显著大于局部沉降速率(3 mm/a).进一步分析人类活动和地质条件发现,未来该区域的地面沉降现象虽然不会持续发展,但是该区域将面临板块构造运动产生的抬升作用,会造成建筑物裂缝等小型结构性破坏,因此,仍需对该区域的地表形变开展长期监控与防范.研究结果对瓜德尔港区安全维护具有一定的参考价值.

摘要：海洋桩基在波流作用下的局部冲刷,严重威胁其结构的稳定性和安全性,为提升海洋桩基的使用寿命,减少维护成本,本文依据丁坝护岸原理设计了一种用于海洋桩周冲刷防护的新型辐射板装置,并利用Flow-3D数值模拟探究了波流联合作用下弧形和直线形两种不同构型辐射板装置对桩基局部冲刷的防护效果和机理.结果表明:新型辐射板装置能有效地防护桩基局部冲刷,相较于无防护情况,使用辐射板装置后桩周辐射范围内未产生明显冲刷,部分区域产生淤积,直线形和弧形辐射板防护效率均达到90%以上,且弧形辐射板防护效果优于直线形.辐射板装置具有良好的阻水、挑流和减速淤沙效果,水流撞击辐射板后流速降低、流向改变,在桩周辐射范围内形成水流滞留区,滞留区内流速远小于滞留区外流速,致使水流携带的泥沙在桩周以及辐射板周围沉积下来,起到冲刷防护效果.

摘要：海岛是自然资源的重要组成部分,目前我国的海岛大多以列岛、群岛和岛链的形式分布.由于20世纪中后期粗放无序的采石开发,我国沿海多数有居民居住的基岩岛存在边坡失稳现象,这不仅威胁着海岛居民的生命财产安全,还会破坏海岛生态环境,因此对海岛边坡进行监测具有十分重要的意义.确保边坡监测数据稳定且实时传输,是支撑海岛边坡监测系统正常运行的关键.然而,目前对于群岛这类多岛屿、多边坡监测方面的研究仍存在大量空白.因此,以长岛群岛 25处受损边坡为例,进行了监测网络的设计.针对单个岛屿内多处边坡间的通信、跨岛屿间的通信,以及群岛监测中心与远程陆域数据中心间的通信三种场景,比较了几种常见的无线通信技术(Wi-Fi、ZigBee、4G/5G、LoRa及NB-IoT)的特点与适用性.根据传输距离、速率、延时、组网方式、续航能力、稳定性和成本等多个维度进行了综合评估.研究结果表明:采用LoRa与 4G结合的技术可以有效满足单个岛屿数据内边坡间的数据传输;而对于跨岛屿间的通信及群岛监测中心与远程陆域数据中心间的通信,则推荐使用 4G技术,以确保高效的数据交换能力.通过对长岛群岛几处受损边坡的实测数据分析,验证了所选通信技术方案的可行性与有效性.研究成果可为其他群岛边坡的监测提供借鉴和参考.

摘要：海滩养护是砂质海岸整治修复工程的核心内容,也是建设美丽海湾、美丽中国的标志性工程类型.本文针对砂质海岸海滩养护工程监理技术需求,在分析砂质海岸海滩养护工程结构组成的基础上,探讨了砂质海岸海滩养护工程监理工作的主要内容、技术流程和技术要点.本文以珠海市桂山岛海豚湾海滩养护工程监理工作为例,提出砂质海岸海滩养护工程监理包括海滩补沙工程监理和防护堤坝工程监理,其中海滩补沙工程监理主要技术指标包括补沙数量、滩肩高程、滩肩宽度、潮滩坡度,补沙粒度和补沙环境质量等;防护堤坝工程监理的主要技术指标包括堤坝长度、堤顶高程、堤坝位置与走向、堤坝宽度和堤坝抗浪强度等.对以上海滩养护工程技术指标的现场监理,可为海豚湾海滩养护工程保质保量施工建设提供保障,也可为我国砂质海岸海滩养护工程监理工作提供技术方法参考.

摘要：庄河南尖海岸是我国典型的岬湾型淤泥质海岸之一.近百年来,在流域和沿岸人类活动的影响下,海岸经历了复杂的演变过程,研究其演变特征对认识此类海岸地形演变具有重要意义.基于1938-2023年共85年不同时期的水深和遥感影像数据,利用3S技术分析潮滩及水下地形冲淤变化.结果表明:①自1938年以来南尖潮滩面积不断下降,至2023年面积减少85.74％,共减少49.68 km2,围垦活动是导致潮滩萎缩的主要因素;②水下地形整体处于淤积状态,平均淤积厚度为0.57m,水下地形在数十年尺度上冲淤演变规律复杂,不同阶段呈现冲淤交替的演变趋势,稳定性较差;等深线变化显著,0m等深线整体向陆蚀退0.47 km,2、5和8 m等深线分别向海推进0.66、0.99和0.16 km.

摘要：本研究聚焦海上风电与海洋油气开发工程的用海冲突,分析了两者用海冲突成因、特征及现有协调机制,探讨了二者兼容发展的可行路径.研究表明,海上风电与海洋油气开发工程的用海方式虽不同,但海域利用特征相似和空间重叠是导致冲突的主要原因,在渤海区域尤为突出,其具体表现为风电场址与油气安全作业区重叠、电缆管道交越等问题.由渤海内海上风电项目与海洋油气开发工程的协调案例分析可见,双方通过调整风机布置、采用大容量风机和签订战略协议等方式最终实现了兼容的发展模式,从而可有效缓解海上风电与海洋油气开发工程的用海冲突,为进一步推动海上能源开发提供了思路和参考.

摘要：随着全球海上风电产业的快速发展,海上风电场对海洋生态系统的影响受到广泛关注.本文选择渤中海上风电场及其邻近海域为研究对象,利用在风电场建设前(2019年4月)与正式运营期(2024年5月)场址及其邻近海域获取的生态环境现场调查资料,对比分析了风电场建设前与正式运营后场址海域水质、沉积物质量指标,以及浮游生物、底栖生物、游泳动物群落结构和多样性指数等指标的变化,综合评估了海上风电场对海洋生态环境的影响.结果表明:渤中海上风电场及其邻近海域水质在风电场正式运营后水质有向好转变的趋势,较风电场建设前,无机氮(DIN)、铅(Pb)和汞(Hg)超标因子的质量浓度超过一类水质标准的比率分别降低了 45.7％、22.5％和6.8％;表层沉积物质量浓度均符合一类沉积物质量标准,质量状况良好.水体及沉积物中铜的平均质量比在风电场运营后分别升高了 9.4％和52.2％,应作为重点指标进行长期监测.风电场正式运营后,浮游植物丰度、浮游动物和底栖生物的生物量分别降低16.9％、64.5％和20.0％,浮游生物物种数量及群落多样性指数、丰富度指数显著升高,浮游植物群落稳定性增强,浮游动物群落稳定性向好转变;底栖生物群落稳定性变差,个体体型小且对环境耐受性更强的多毛类优势度明显较高;同时,海上风电场基础结构产生的人工鱼礁效应导致鱼类优势种中增加了具有趋触性特征的鰕虎鱼,渔获量在风电场运营后升高了 6.6％(质量)和30.3％(尾数).该研究成果可为海上风电场生态系统智慧监管体系的构建提供理论依据,并为海上风电全生命周期、全链条生态环境的监管提供科学参考,对促进海上风电开发及海洋生态保护协调发展与深度融合具有重要意义.

摘要：随着海上升压站逐渐向轻量化方向发展,上部组块设计愈发精细和紧凑.为确保轻量化海上升压站在复杂海洋环境下的安全稳定运行,基于火灾及爆炸分析(Fire and Explosion Analysis,FEA)方法对海上升压站开展安全设计评价.以渤海某海上升压站为目标对象,首先开展目标海上升压站危险源辨识,其次通过三维流体动力学分析软件对危险等级较高的工况开展仿真计算,最后评价火灾爆炸对海上升压站的损伤程度.结果表明,目标海上升压站存在一定的危险源,其中危险等级较高的危险源为主变系统和柴油机系统.经计算柴油发电机系统大泄漏工况下出现最大热通量密度(160 kW/m2)与爆炸超压值(28 kPa),其中最大热通量密度低于火灾破坏阈值,且最大爆炸超压值发生概率较低.因此在当前被动防火防爆设计下,火灾爆炸不会对主体结构造成严重破坏.研究结果可为轻量化海上升压站的结构设计及安全维护提供参考.

摘要：随着现存海洋石油平台的服役期接近报废,海洋平台的拆除、回收和再利用等成为海洋工程领域新的技术挑战.相比于浮吊法拆除,浮托法拆除具有无需大型吊装船、作业周期短的优点,在海洋平台拆除项目受到重视并得以应用.本文对基于双体船的导管架平台浮托拆除过程进行了研究,通过建立双体船-上部组块系统动力学模型,并运用多体动力学软件对拆除作业过程进行仿真分析,仿真结果表明拆除作业过程中各举升臂作用具有良好的协调性,对上部组块运动起到了补偿作用,并揭示了作业过程中潜在的风险点.通过对导管架浮托拆除过程的分析,可以为评估浮托拆除作业的性能及保证拆除作业的安全性提供参考.

摘要：极端气候变化导致对海岸防护设施抵御极端波浪的能力提出了更高要求,传统混凝土为主体的海堤与滨海植被相结合建设生态化海岸将是未来海岸防护修复的趋势.本研究聚焦生态海堤的波浪爬高性能,基于物理水槽试验,探讨柔性结构物影响下规则波在复式斜坡堤上的最大爬高高度.试验中采用两种不同弹性模量的材料(TPU95和尼龙)并使用 3D打印制作模拟盐沼植被,重点讨论植被位于平台区时植被刚度、植被高度、植被密度及植被带位置对波浪爬高的影响.试验结果表明:在复式斜坡堤平台区增加柔性植被区可以进一步减小规则波最大爬高,植被密度与波浪爬高衰减率呈正相关,波浪最大衰减率约 0.35,且偏柔TPU95植被的消浪效果优于尼龙植被.另外,柔性植被植株高度对最大爬高的影响与植被密度和波周期有关.

摘要：海洋能技术的成熟度和可靠性需要经过海上试验的检验才能进入成果转化和市场推广阶段.海上试验场可为此提供专业化的公共测试平台.本文概述了海洋能开发利用技术进展,得出潮流能和波浪能技术正处于原型(大比尺模型)海上测试的产业化前阶段;分析了国际上具有代表性的英、美、日等国家的海洋能海上试验场的建设成效,归纳总结了我国海洋能海上试验场建设情况和功能定位.通过总结分析海洋能海上试验场建设运行情况,从政策、资金、建设运行主体、许可获取等方面提出了对我国的启示和相关建议.建议我国加强对国际化标准化的海洋能海上试验场的支持力度,加快潮流能和波浪能技术成熟度和可靠性的检验步伐,促进海洋能技术进步和成果转化,助力我国"双碳"目标的实现.

摘要：曹妃甸工业区装备制造基地围海造地一期工程于 2009年开始施工,至 2010年完成围填海施工,施工采用海上取砂、吹填方式形成陆域,吹填场地标高为+4.5 m(曹妃甸最低理论潮面).由于海洋形态具有整体性、运动形式复杂以及动力过程具有连续性等特征,海洋工程的作用会改变自然条件下的海洋水文动力状态,能直接或间接地影响地形地貌与冲淤状态、物质的输运、海水质量、沉积物质量以及底栖生物的生境等环境要素,所以海洋水文动力环境影响评价分析至关重要.本文以MIKE21模型为基础,采用二维潮流基本方程,参考历年实测所在海域水文资料,对装备制造基地围海造地一期工程填海施工前后对工程取砂区的水动力环境影响进行仿真模拟,通过潮流场计算结果验证,计算工程取砂区海域的潮流场变化,得到装备制造基地围海造地一期工程完成海上取砂、吹填施工后,取砂区域流速减小,最大减幅约为0.16 m/s,而在取砂区东侧和西侧流速有增大现象,最大增幅约0.14 m/s,流速变化超过0.005 m/s的区域可控制在取砂区2.5 km范围内,对区域整体水动力条件不会产生明显影响.

摘要：针对长岛群岛 41处岩质与土质易失稳边坡,在开展资料收集和现场地质调查研究的基础上,分析了边坡的潜在失稳机制及影响因素,基于有限元的饱和-非饱和渗流模拟方法和有限元强度折减方法,模拟分析了目标坡体未降雨与潜在极端降雨工况下的稳定性,并分别采用非线性有限元接触算法与耦合欧拉-拉格朗日大变形方法,定量模拟了潜在岩体崩落和土质坡体滑动的动态失稳过程.分析结果表明:岩质边坡具有较好的整体稳定性,但坡面岩体松动带来的潜在崩落风险较大;土质边坡规模虽然相对较小,在极端降雨和不利裂隙情况下部分高陡边坡具有一定的失稳可能性.最后,采用模糊综合评价法分别对上述两类易失稳边坡的治理紧迫性进行了综合排序,为研究区海岛边坡后续的详细评估与治理提供一定的参考.

摘要：《海岸工程》是海岸工程及海岸带环境科学的综合性学术刊物.主要内容包括:港湾、海岸环境、入海河口整治、海岸保护、港口码头、防波堤、滩涂围垦及排海工程、能源、矿藏、渔业等海岸带资源开发和海岸带调查研究方面的研究成果、学术论文、调查和实验报告、海岸工程设计和施工的新方法、新工艺及其经营管理等方面的经验和专题综述,并介绍国内外海岸工程和环境科学的发展、成果及最新动态.本刊重视理论联系实际,特别注重其实用性,适合从事与海岸带及其工程科学有关的科研、教学、工程技术人员和海洋开发工作者阅读.