Numerical Simulation of Transportation of Marine Microplastics A Review     

Chen Zhang  Qing Wang  Jianmin Zhao 《地球科学进展》2019,34(1):72-83

The temporal and spatial discontinuity of microplastic sampling data restricts the investigation on their source, sink, transport pathway and trend. Numerical simulation combined with sampling investigation can comprehensively study the effects of microplastic characteristics, meteorology and hydrodynamics on the distribution and transportation of microplastics. In this paper, the studies of microplastic numerical simulation were reviewed from the aspects of numerical simulating research and their applications in microplastic tranportation, and the results were summarized as follows: The construction of the main driving force (current); the influence of environmental factors, such as wind, waves, topography and extreme sea conditions on the properties of microplastics with different characteristics (particle size, density, shape) and their tranportation; the application of numerical simulation in the study of microplastic removal. Based on progress on the study of numerical simulation of marine microplastics, the future directions were pointed out that the further simulating studies should focuson the spatio-temporal distribution and evolvement of microplastics by combining sampling data and numerical model, the simulating research on the relationship between microplastic parameters (roughness, wind drag coefficient, settling rate, resuspension rate and biofouling rate) and (meteorological and ocean) dynamic condition. Moreover, the results of simulating sensitivity experiments should be compared with sampling and laboratory testing data to improve the empirical parameters and formulas of numerical model.  相似文献   

频率域海洋可控源电磁垂直各向异性三维反演   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

彭荣华  胡祥云  李建慧  刘亚军 《地球物理学报》2019,62(6):2165-2175

地层宏观电性各向异性会对可控源电磁响应产生重要影响.由于海底地层电性结构常表现为电导率各向异性，若仅对海洋可控源电磁（MCSEM）数据进行常规各向同性反演，有可能无法获得准确的反演解释结果，从而削弱MCSEM技术的可靠性.本文实现了电导率垂直各向异性（VTI）条件下频率域海洋可控源电磁数据三维反演算法.其中，三维正演采用基于二次场控制方程的交错网格有限体积法，并利用直接矩阵分解技术来求解离散所得的大型线性方程组，有利于快速计算多场源的响应.反演采用具有近似二次收敛性的高斯牛顿算法对目标函数进行最优化.最后，对具有VTI电性各向异性特征的盐丘构造模型的MCSEM合成数据分别进行了电导率各向同性和垂直各向异性三维反演，结果表明：各向同性三维反演算法无法对受VTI介质影响的MCSEM数据进行正确的反演解释，而垂直各向异性三维反演能够获得更为可靠的地下电阻率结构和异常体分布，展现出对海底电性各向异性结构更为优良的反演解释能力.  相似文献   

细粒含量对冰碛土抗剪强度影响的实验研究   总被引：1，自引：1，他引：0  

蒋德旺  崔鹏  王姣  李战鲁  殷延洲  雷鸣宇 《冰川冻土》2019,41(1):129-139

为研究细粒组颗粒在浸水/降雨条件下产生迁移对冰碛土抗剪强度的影响，从西藏林芝市帕隆藏布嘎隆寺沟流域内采取冰碛土样品，进行7种不同细粒（粒径小于2 mm）含量情况下的冰碛土比重和相对密度的测试，开展了不同围压下的大型饱和固结不排水三轴（CU）实验。结果表明：（1）细粒含量对干密度的影响较小，不同细粒含量的冰碛土孔隙比大致相同，细颗粒对孔隙具有改造作用，不同细粒含量会引起孔隙结构的差异，从而导致冰碛土的结构差异，最终导致抗剪强度的不同；（2）细颗粒迁移导致冰碛堤坡脚和内部一定深度细粒含量较高，达到一定的量值时，抗剪强度明显降低，冰碛堤容易发生剪切破坏；（3）细粒含量对抗剪强度参数的变化具有重要影响，从中还可以反映出冰碛土结构控制的变化：粗颗粒控制→粗细颗粒共同控制→细颗粒控制。研究结果对于评价冰碛堤的稳定性具有重要意义。  相似文献   

NOAA系列卫星高能粒子数据一致性统计分析          下载免费PDF全文

黄建平  余伟豪  泽仁志玛  李忠  楚伟 《地球物理学报》2020,63(4):1249-1261

顶部电离层是低轨道卫星的运行空间,是能量粒子沉降的重要区域,认识这个空间的能量粒子分布特征对研究各种空间天气事件、地震、火山以及其他人类活动引起的扰动具有重要的现实意义.本文利用位于顶部电离层的5颗NOAA系列卫星数据,统计研究了100~300keV的电子和80~2500keV的质子的全球分布特征.研究发现:高能电子和质子主要分布在两极辐射带和南大西洋异常区,两极辐射带观测到的高能电子通量比南大西洋异常区高几倍到一个数量级,而质子则相反;高能电子在两极辐射带地区通量分布具有不对称性,主要表现为在北辐射带西经75°到东经90°存在低值区,相对应的是粒子主要聚集在其磁共轭区,且其边界和南大西洋异常区相交;高能质子两极辐射带对称分布,在南半球东经0°至东经50°存在高值区.利用概率密度统计分析发现,各颗卫星在南大西洋异常区和两极辐射带的高能电子和高能质子通量总体上均呈正态分布.在南大西洋异常区,NOAA-15观测到的高能电子通量比其他卫星的低,NOAA-16观测的高能电子通量比其他卫星的高,各卫星的高能质子观测结果基本相同.在两极辐射带,各卫星观测的高能电子通量结果基本相同,NOAA-18和NOAA-19观测的质子通量最高,NOAA-16和NOAA-17次之,NOAA-15最低,其中NOAA-19比NOAA-15观测到的质子通量要高一个数量级左右.在磁暴期间顶部电离层高能电子的变化表明地磁指数Dst和空间粒子通量变化具有时间同步性.本文的研究成果将为我国下一代电磁卫星设计提供基础依据.  相似文献   

Undrained monotonic shear behavior of marine soft clay after long-term cyclic loading     

Lin Guo  Hongxu Jin  Li Shi 《Marine Georesources & Geotechnology》2020,38(7):854-866

Abstract

In the coastal area, nearshore and offshore structures have been or will be built in marine soft clay deposits that have experienced long-term cyclic loads. Therefore, the mechanical behavior of marine clay after long-term cyclic loading needs to be investigated. In this research, a series of monotonic and cyclic triaxial tests were carried out to investigate the postcyclic mechanical behavior of the marine soft clay. The postcyclic water pore pressure, shear strength and secant stiffness are discussed by comparing the results with the standard monotonic test (without cyclic loading). It is very interesting that the postcyclic behavior of marine soft clay specimen is similar to the behavior of overconsolidated specimen, that is, the specimen shows apparent overconsolidation behavior after long-term cyclic loading. Then relationship between the overconsolidation ratio and the apparent overconsolidation ratio is established on the basis of the theory of equivalent overconsolidation. Finally, a validation formula is proposed which can predict the postcyclic undrained shear strength of marine soft clay.  相似文献   

海洋资源开发与海洋工程地质——第二届国际海洋工程地质学术研讨会(ISMEG 2019)总结     

刘晓磊  陆杨  王胤  杨庆  贾永刚 《工程地质学报》2020,28(1):169-177

2019年10月18~20日,第二届国际海洋工程地质学术研讨会(ISMEG 2019)在中国大连成功召开。本次研讨会是在国际工程地质与环境协会(IAEG)架构下由海洋工程地质委员会(C34)主办,海岸与近海工程国家重点实验室(大连理工大学)承办的全球性海洋工程地质学术研讨会。研讨会以"海洋资源开发与海洋工程地质"为主题,针对海洋土工程性质、海洋地质灾害与工程防护、海洋工程地质原位勘测、监测与试验模拟、海洋资源开发水动力环境与作用、海床沉积物和天然气水合物开采、海洋工程结构基础、海流-结构-海床相互作用等7个专题设置了10个特邀报告、21个主题报告及71个学术报告。作为国内外海洋工程地质研究者交流、分享、合作、创新的平台,国际海洋工程地质学术研讨会二度在我国召开,是对我国海洋工程地质学科快速发展的肯定,同时也对我国海洋工程地质研究取得高水平成果和成果转化提出了更高要求。  相似文献   

A smoothed particle hydrodynamics modelling of soil–water mixing and resulting changes in average strength     

Wangcheng Zhang  Mark F. Randolph 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(11):1548-1569

Soil–water interaction is a pivotal process in many underwater geohazards such as underwater landslides where soil sediments gradually evolve into turbidity currents after interactions with ambient water. Due to the large deformations, multiphase interactions and phase changes this involves, investigations from numerical modelling of the transition process have been limited so far. This study explores a simple numerical replication of such soil–water mixing with respect to changes in average strength using smoothed particle hydrodynamics (SPH). A uniform viscoplastic model is used for both the solid-like and fluid-like SPH particles. The proposed numerical solution scheme is verified by single-phase dam break tests and multiphase simple shear tests. SPH combinations of solid-like and fluid-like particles can replicate the clay–water mixture as long as the liquidity index of the solid-like particles is larger than unity. The proposed numerical scheme is shown to capture key features of an underwater landslide such as hydroplaning, water entrainment and wave generation and thus shows promise as a tool to simulate the whole process of subaquatic geohazards involving solid–fluid transition during mass transport.  相似文献   

陆海社会经济关系及其演进研究综述          下载免费PDF全文

陈慧霖  史小丽  李加林 《海洋开发与管理》2020,37(11):84-92

陆域与海域的社会经济发展是沿海区域可持续发展的重要表现，共同作用于沿海区域经济，但在长期“重陆轻海”的理念下，陆域与海域社会经济关系并未得到有序发展，两者需在长期发展中寻求社会经济关系的平衡点，促进沿海区域绿色协调发展。从海洋经济与沿海陆域经济发展、陆海联动、陆海一体化、陆海统筹等4个方面综述了陆海社会经济关系的研究进展，并指出未来陆海社会经济关系研究应突破现有的研究视角与方法；加强陆海社会经济统计指标体系的构建研究；注重陆海社会经济不同尺度下的时空序列研究；强化陆海社会经济战略下综合性管理监督机制；同时优化其理论体系的构建,注重实践性与对比性的研究。  相似文献   

基于GPS和水准数据的微粒群算法联合反演祁连山北缘断裂三维滑动速率     

刘杰 《大地测量与地球动力学》2019,39(9):906-909

将微粒群算法与位错理论模型相结合，采用中国地壳运动观测网络提供的青藏高原地区2001~2004年GPS测量数据和2000~2006年水准测量数据，通过常规定权和附有相对权比的方法对祁连山北缘断裂的三维滑动速率进行联合反演，并与蚁群算法反演结果进行对比。结果表明，微粒群算法收敛速度快、稳定性高，结合经典位错理论模型，是一种可以有效求解断层三维滑动速率反演问题的优化算法，在大地测量反演领域极具应用潜力。  相似文献   

有限空间中三维壁面紊动射流流动特性试验研究          下载免费PDF全文

张星星  陈明  许光祥  黄海津 《水科学进展》2019,30(1):93-101

为了研究三维壁面紊动射流前方布置的垂直挡板对时均流动特性的影响，采用粒子图像测速技术对不同雷诺数和淹没水深条件下的流速场进行了测量，统计分析了U速度剖面分布、速度半宽值变化和最大速度衰减规律。结果表明:沿射流方向具有3个明显不同的衰减区，依次划分为自由边界下的三维壁面射流区（Ⅰ区）、垂直挡板影响区（Ⅱ区）和近壁区（Ⅲ区）。在重点分析的Ⅱ区内，3个特征物理量的分布规律均与雷诺数无关；在垂直挡板影响下，速度半宽值扩展率明显加快，发展更为充分；在水深H~1.75H范围内，射孔中垂面内速度半宽值扩展率为0.043，同时0.5H的递增对射孔中心水平面内速度半宽值的分布较为敏感，其扩展率由0.205增至0.270；最大速度衰减对水深的改变并不敏感，且在Ⅱ区加速衰减，衰减指数为1.095。通过与半无限空间中三维壁面射流径向型衰减区的流动特征比较，Ⅱ区与之相似，将Ⅱ区视为提前进入径向型衰减区。  相似文献