The control of wind strength on the barchan to parabolic dune transition     

Deguo Zhang  Peng Liang  Xiaoping Yang  Hongwei Li 《地球表面变化过程与地形》2020,45(10):2300-2313

The evolution of barchan-to-parabolic dunes can be driven by vegetation establishment, which may be linked to climate change and/or human activity. However, little is known of the impact of changes in wind strength on vegetation development and the resulting impacts on the evolution of dune morphology and sedimentological characteristics. To address this issue, we studied the morphology and grain-size characteristics of barchan, barchan-to-parabolic and parabolic dunes in the Mu Us Desert in north China, which was combined with an analysis of changes in normalized difference vegetation index (NDVI) and climatic variables during 1982–2018. The results reveal a trend of increasing growing-season NDVI which was related to a significant decrease in drift potential (DP). Therefore, we suggest that the initiation of dune transformation was caused by the reduced wind strength which favored the establishment and development of vegetation. To reveal the response of sedimentological reorganization during the processes of dune transformation, grain-size characteristics along the longitudinal profile of the three different types of dunes were examined. The decreasing wind strength led to the transport of fine sands on the upper part of the windward face of the dunes, resulting in a progressive coarsening of the grain-size distribution (GSD) and a reduction in dune height at the crest area. No distinct trend in sorting and mean grain-size was observed on the windward slope of the barchan-to-parabolic dune, indicating that the sand in transit had little influence on the GSD. Conversely, progressive sorting and coarsening of the sand occurred towards the crest of the parabolic dune. This indicates that vegetation development limited the transport of sand from upwind of the dune, and affected a shift in the dune source material to the underlying source deposits, or to reworked pre-existing aeolian deposits, and resulted in the trapping of sand in the crest area. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.  相似文献   

三个台风对我国东部沿海风电的联合影响     

吕海滨  刘昱君  顾鹏  赵星宇  陆银娟 《海洋科学》2019,43(9):72-77

基于CCMP(cross-calibrated multi-platform)再分析风场数据,研究了9907号, 9908号和9909号3个台风对中国沿海5个风电场的影响,分别从台风的形成以及路径,对沿海风电场风速的影响,台风期间的发电情况等详细地描述了台风对风电机组的影响。发现:台风对5个海上风电场的影响可以分为3个阶段,第一阶段是1999年8月1—4日,输出功率由南向北依次降低,此时主要受9907号台风的影响;第二阶段是8月6—9日,8月6日也呈现输出功率由南向北降低,主要是9909号台风由南海途径台湾海峡即将进入东海的影响;受9908号台风影响, 8月7日最大输出功率出现在S3风机。8月8日,受9908和9909号台风的叠加影响, S4风机的输出功率达到15天的最大值38.4 MW。第三个阶段是8月12—15日,受大气锋面的影响, S1—S5输出功率呈现波动。台风过境期间提高了各站点的运营能力和部分站点的额定容量,未对风电机组产生大的破坏。研究成果可为相关部门在台风期间海洋风力发电的决策提供参考。  相似文献   

海底爆破振动强度衰减规律及中华白海豚保护措施研究     

费鸿禄  关福晨  包士杰  肖绍青 《海洋通报》2019,38(4):405-414

为确保海底爆破施工所诱发的振动不对中华白海豚造成危害,基于量纲分析法对萨道夫斯基经验公式进行修正,建立适用于预测海底爆破质点峰值振动速度的相似准数方程。在此基础上根据现场试验数据进行非线性回归运算,得到相关参数并分析了海底爆破振动强度衰减规律。分析表明:海底爆破质点峰值振速主要由单段装药量、监测点距爆心水平距离、覆盖层厚度及海水深度等因素决定。将参数值分别代入萨氏公式及新建公式计算预测值并进行误差估计,其平均误差分别为20.3%和10.0%,新建公式提高了对质点振速预测的准确性。利用新建公式及超压内安全振速估算保护中华白海豚的安全距离并提出相应的保护措施,为同类工程施工提供理论参考依据。  相似文献   

长条状粗颗粒在垂直管路中最小输送速度试验研究     

符瑜  肖红  夏建新 《海洋工程》2019,37(4):63-69

随着陆地金属资源的日益枯竭,深海矿产资源已经成为各国的重要战略目标。在深海采矿过程中,海底锰结核的形状除了圆球状,还有长条状等,颗粒形状对固液两相流管道输送特性具有很大影响。基于固液两相流垂直管道提升输送试验系统,探究不同工况下长条状颗粒在垂直上升流中最小输送速度的变化规律及特性,并得到了长条状群体颗粒最小输送速度计算公式。结果表明:长条状颗粒在垂直管道中上升过程中,颗粒中心轴与输送方向趋向于垂直,使颗粒在管道截面的投影面积最大化;长条状单颗粒的最小输送速度随着颗粒长径比增大而减小;在不同长径比工况下,随着管段颗粒平均浓度减小,长条状群体颗粒的最小输送速度均增大,且随着长径比增大,群最小输送速度减小。  相似文献   

近20年渤海叶绿素a浓度时空变化   总被引：3，自引：0，他引：3  

田洪阵  刘沁萍  Joaquim I. Goes  Helga do Rosario Gomes  杨萌萌 《海洋学报》2019,41(8):131-140

浮游植物作为食物链的基础，对海洋生态系统具有重要作用。渤海作为我国最大的内海和重要渔业生物的产卵场、育幼场和索饵场，该区浮游植物研究具有重要意义。叶绿素a浓度是反映浮游植物生物量的重要指标。利用Google Earth Engine平台，对1997–2010年的宽视场海洋观测传感器(SeaWiFS)叶绿素a浓度数据和2002–2018年的水色卫星中分辨率成像光谱仪传感器(MODIS Aqua)叶绿素a浓度数据进行合并，并研究其时空变化特征。研究表明，近20年来，渤海全年叶绿素a浓度增加了14.1%，且增加显著。叶绿素a浓度在所有季节都呈现增加趋势；除11月外，其他各月都呈现稳定或增加趋势。从滦河入河口沿岸至渤海海峡的渤海中部，叶绿素a浓度增加较明显。同时也分析了海洋表面温度、风速和降水量数据。夏季渤海周边区域降水量和风速增加以及秋季海表温度的降低都有助于同季叶绿素a浓度的升高。渤海浮游植物可能受陆源营养物质输入影响较大。  相似文献   

Dynamic modeling and vibration suppression for an offshore wind turbine with a tuned mass damper in floating platform     

《Applied Ocean Research》2019

The worldwide demand for renewable energy is increasing rapidly. Wind energy appears as a good solution to copy with the energy shortage situation. In recent years, offshore wind energy has become an attractive option due to the increasing development of the multitudinous offshore wind turbines. Because of the unstable vibration for the barge-type offshore wind turbine in various maritime conditions, an ameliorative method incorporating a tuned mass damper (TMD) in offshore wind turbine platform is proposed to demonstrate the improvement of the structural dynamic performance in this investigation. The Lagrange's equations are applied to establish a limited degree-of-freedom (DOF) mathematical model for the barge-type offshore wind turbine. The objective function is defined as the suppression rate of the standard deviation for the tower top deflection due to the fact that the tower top deflection is essential to the tower bottom fatigue loads, then frequency tuning method and genetic algorithm (GA) are employed respectively to obtain the globally optimum TMD design parameters using this objective function. Numerical simulations based on FAST have been carried out in typical load cases in order to evaluate the effect of the passive control system. The need to prevent the platform mass increasing obviously has become apparent due to the installation of a heavy TMD in the barge-type platform. In this case, partial ballast is substituted for the equal mass of the tuned mass damper, and then the vibration mitigation is simulated in five typical load cases. The results show that the passive control can improve the dynamic responses of the barge-type wind turbine by placing a TMD in the floating platform. Through replacing partial ballast with a uniform mass of the tuned mass damper, a significant reduction of the dynamic response is also observed in simulation results for the barge-type floating structure.  相似文献   

郯庐断裂带中南段及邻区基于背景噪声的瑞利波群速度层析成像   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

顾勤平  丁志峰  康清清  李大虎 《地球物理学报》2020,63(4):1505-1522

本文收集了郯庐断裂带中南段及邻区省属和市县地震台网共261个宽频带地震台站2015年1月至2016年12月间的垂直向连续波形资料,利用长时间序列背景噪声互相关法提取台站对之间的经验格林函数,采用时频分析法提取瑞利面波混合路径频散曲线.通过质量控制和严格筛选后得到了15627条路径上的群速度频散曲线,重新构建了郯庐断裂带中南段及邻区瑞利波5～50s、分辨率为0.75°×0.75°的群速度分布图像.分析研究了6个周期的群速度分布图像和3条不同方向的纵向周期剖面,这些图像揭示了郯庐断裂带中南段及邻区地壳上地幔速度结构具有横向分块和纵向成层的非均匀性特征.结果表明,短周期(6s、10s)的群速度分布与地表地质和构造特征密切相关.拥有较厚沉积层的苏北盆地、合肥盆地及河淮盆地等显示为低速,而基岩广泛出露的鲁西隆起、大别—苏鲁造山带、扬子克拉通及华南褶皱系则呈现出大面积的高速异常.随着周期的递增(15s、20s),群速度分布受地表地质构造的影响逐渐弱化.受地壳厚度和莫霍面附近的速度差异影响,大别和苏鲁地区在较长周期(25s、30s)群速度图上表现出相对较低的速度,这可能与这些地方Moho面埋藏较深有关.纵向剖面显示,苏鲁—大别造山带及其高压、超高压变质带不仅在浅地表具有基本相同的地形地貌和构造特征,地壳内也有着极为相似的Rayleigh波群速度分布特征.壳内群速度分布总体上表现为上凸下凹状,形状似一"哑铃".上地壳具有上凸下凹的形态、相比邻区具有较高的群速度值;中地壳低速;下地壳上凸下凹且埋藏较深,反映出具有陆陆碰撞造山的残留山根特征.苏鲁及大别两地自浅地表至上地幔具有相似的Rayleigh波群速度分布不仅为二者被左旋走滑的郯庐带平移错开提供了佐证资料,同时也为郯庐带的形成与演化提供了地震学依据.  相似文献   

挑坎体型对下游雾化影响的试验研究          下载免费PDF全文

练继建  冉聃颉  何军龄  张紫畅 《水科学进展》2020,31(2):260-269

以解决挑流消能工在泄洪期间为提高消能率而加重下游雾化问题为目标,探究不同体型挑坎的下游雾化特性。通过水力学模型试验,对典型的非对称舌型坎、标准舌型坎、扭面贴坎和连续坎的下游水舌风分布、下游溅水雨强和不同液滴体积分布以及挑流水舌水力特性与冲刷特性进行了研究。研究表明:①各种工况下,非对称舌型坎、标准舌型坎、扭面贴坎的下游水舌风风速均大于连续坎。②对于非对称舌型坎,其溢洪道轴线左侧溅水强度大于右侧,其雨强左右两侧峰值差值最大为5.625 g/(m 2·min);对于扭面贴坎,其溢洪道轴线右侧溅水强度更大,其雨强左右两侧峰值差值最大为45.125 g/(m 2·min)。③随着距离水舌入水点长度增大,大粒径水滴数量和体积占比均剧烈下降;连续坎和舌型坎的挑宽均随着角度的增加而增加;冲坑深度随着角度的减小而增大。④在挑坎合适边墙侧设置扭面贴角能改善下游雾化危害,同时适当增加挑角可以减弱下游冲刷破坏。  相似文献   

冰川运动速度研究： 方法、 变化、 问题与展望   总被引：3，自引：2，他引：1  

管伟瑾  曹泊  潘保田 《冰川冻土》2020,42(4):1101-1114

冰川运动将积累区获得的物质输送到消融区， 维持着冰川的动态平衡。近年来， 随着气候变化， 全球大部分冰川面临着剧烈的退缩， 而冰川运动变化则较为复杂， 引起了学者们的广泛关注。文章系统总结了近年来冰川运动速度的提取方法、 冰川运动速度时空分布与变化及其影响因素的相关研究进展。另外， 还探讨了目前冰川运动速度研究中存在的问题和未来的发展趋势。结果表明： 基于测杆的方法能够获得精度较高的测量数据， 但存在时间和空间上的局限性； 基于遥感数据自动化提取的方法应用广泛， 但影像之间的配准以及海量数据的计算是当前阶段制约冰川运动速度研究的主要问题； 近年来， 无人机和地基合成孔径雷达的应用为冰川运动速度研究提供了高精度的数据支撑， 但二者在冰川运动研究中的应用还不够广泛。冰川运动速度的分布及其变化在空间上存在明显差异， 冰川厚度的变化可能是全球大部分冰川运动速度变化的主要原因， 但在单个冰川系统上， 冰川运动速度变化较为复杂， 其原因还需要进一步探讨。遥感数据的不断丰富， 云计算平台的使用， 物联网、 无人机和地基合成孔径雷达等技术的不断普及， 以及星、 空、 地协同观测的出现将会极大促进未来冰川运动速度研究的发展。此外， 冰川动力学过程也将备受关注， 成为未来冰川运动研究的热点问题。  相似文献   

新疆天山地区壳幔S波速度结构特征及变形分析   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

蔡妍  吴建平  明跃红  房立华  王未来  孔祥艳  杨婷  范莉苹 《地球物理学报》2019,62(11):4214-4226

天山地区地质构造复杂，地震活动频繁，其壳幔变形和深部结构一直受到学者们的高度关注.然而，由于天山地区地震台站资料较少，致使壳幔变形研究结果与解释存在诸多争议.本研究利用在天山地区（40°N-46°N，78°E-92°E）新布设的11个流动宽频带地震台站和该地区39个固定台站的观测资料，采用接收函数与面波联合反演方法，获得了研究区地壳厚度及壳幔S波速度结构.反演结果显示天山地区（41.5°N-44°N，78°E-88°E）平均地壳厚度为56 km，塔里木盆地（40°N-41.5°N，79°E-90°E）、准噶尔盆地（44°N-46°N，82°E-90°E）和吐鲁番盆地（42°N-43°N，88°E-90°E）具有较厚的沉积层，地壳平均厚度为43 km、53 km和46 km，整体表现为天山厚、盆地相对较薄的特征；在研究区南天山的最高峰（42°N，80.5°E）及北天山的最高峰（43.5°N，86°E）附近，中下地壳存在较厚的低速层，我们认为在强烈挤压作用下低速、低强度的中下地壳强烈变形可能是导致该区域快速隆升的主要原因.在研究区中部，位于塔里木盆地与准噶尔盆地之间的天山地区，中下地壳及上地幔均存在低速层，且盆地莫霍面向天山倾斜明显.结合前人的研究成果推测，在南北向构造挤压应力作用下，塔里木盆地与准噶尔盆地发生了向天山造山带方向的双向壳幔层间插入俯冲.在研究区东部，塔里木盆地东北缘与天山东部接触带的地壳内没有明显的低速层，推测应处在早期挤压变形状态，该区域的壳幔边界为缓变的速度梯度带，可能与上地幔热物质侵入或渗透有关.  相似文献