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海滩养护对海滩生态系统的多尺度影响述评

海洋学报 2024年第1期46卷 12-26页

作者：戚洪帅曾舒婷陈敏蔡锋梁丙臣柳莎莎自然资源部第三海洋研究所海洋与海岸地质研究室福建厦门361005 福建省海洋生态保护与修复重点实验室福建厦门361005 中国海洋大学工程学院山东青岛266100

海滩是常见且脆弱的滨海生态系统,具有极大的生态服务功能。受气候变化和人类活动的多重影响,海滩生态系统受损严重。海滩养护是利用人工补沙的方式对海滩地貌进行修复,是抵御海岸侵蚀和改善海滩环境的有效措施,以往的养护往往忽略了对... 详细信息

海滩是常见且脆弱的滨海生态系统,具有极大的生态服务功能。受气候变化和人类活动的多重影响,海滩生态系统受损严重。海滩养护是利用人工补沙的方式对海滩地貌进行修复,是抵御海岸侵蚀和改善海滩环境的有效措施,以往的养护往往忽略了对海滩生态系统的影响,许多研究表明海滩养护对海滩生态系统会产生多方面、多尺度的复杂影响。本文在总结前人研究的基础上,梳理出海滩生态系统的构成、特点和功能,分析了海滩生态受损的基本特征,对海滩养护对海滩生态系统多尺度影响过程及影响机制进行了重点述评,并从降低负面生态影响角度给出了海滩养护技术优化方法,以支撑海滩生态系统适应性管理和可持续利用。

关键词：海滩生态系统海滩养护生态影响

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水流作用下的群桩流场特性PIV试验研究

水利水运工程学报 2024年第5期 54-62页

作者：潘新颖郭云辉梁丙臣吴政杰杨博中国海洋大学工程学院

基于粒子图像测速技术（PIV）开展物理模型试验，对雷诺数Re分别为2 400、6 000、12 000条件下，流向桩心距比为5、横向桩心距比为4时，3×3矩形排列圆桩群桩的局部流场特性开展研究。结果表明，中下游桩间与上中游桩间的流场特性存在... 详细信息

基于粒子图像测速技术（PIV）开展物理模型试验，对雷诺数Re分别为2 400、6 000、12 000条件下，流向桩心距比为5、横向桩心距比为4时，3×3矩形排列圆桩群桩的局部流场特性开展研究。结果表明，中下游桩间与上中游桩间的流场特性存在显著差异，雷诺数对桩间流场变化影响明显。当Re为2 400和6 000时，上游中间桩后的尾流涡漩生成长度及回流区长度明显大于两侧边桩，Re为6 000时现象更明显，而当Re增大至12 000时此现象消失。受上游桩遮蔽作用，中游桩桩后的尾涡强度明显弱于前排桩，回流区面积随之减小。随着雷诺数增大，上游桩桩后尾涡生成长度、回流区尺度逐渐减小。此外，还分析了紊动强度与雷诺切应力在群桩内部平面上的分布变化。本研究以高桩码头桩基础为原型，分析群桩内部流场特性变化，研究结论有助于推进高桩码头泥沙冲淤变化机理的研究，提高高桩码头的安全评估能力。

关键词：恒定流群桩流场粒子图像测速技术

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规则波作用下桩基透空型防波堤的冲刷研究

水利水运工程学报 2024年第5期 103-112页

作者：黄姗姗王振鲁潘新颖梁丙臣杨博中国海洋大学工程学院山东省海洋工程重点实验室

基于FLOW-3D软件，开展了3组波高、3组波周期、5种挡板形式条件下的冲刷模拟试验，分析了不同工况下防波堤结构流场变化、海床冲刷地形变化。研究结果表明：在规则波作用下，波高变化对防波堤结构流场变化及海床冲刷地形变化影响程度较... 详细信息

基于FLOW-3D软件，开展了3组波高、3组波周期、5种挡板形式条件下的冲刷模拟试验，分析了不同工况下防波堤结构流场变化、海床冲刷地形变化。研究结果表明：在规则波作用下，波高变化对防波堤结构流场变化及海床冲刷地形变化影响程度较小。波周期则与防波堤结构周围的泥沙冲刷效率呈正相关，且影响程度较大。不同的波周期会导致挡板开孔方式对海床冲刷地形的变化呈现不同的规律，当波周期为1.5 s时，随着挡浪板开孔率的增加、挡板下部面积的增大，冲刷坑面积及体积逐渐减小，且呈线性分布；当波周期为2.0、2.5 s时，冲刷面积及体积呈二次曲线分布。

关键词：桩基透空式防波堤挡浪板群桩冲刷

滨海盐沼湿地地貌形态和植被格局的生态-地貌耦合模拟研究

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海洋与湖沼 2024年第4期55卷 876-886页

作者：张德琛武国相王柯萌梁丙臣张树岩车纯广中国海洋大学工程学院山东青岛266100 中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室山东青岛266100 山东黄河三角洲国家级自然保护区黄河口管理站山东东营257061

滨海盐沼湿地是重要的海岸带生态系统,其地貌形态和植被格局受潮汐动力、泥沙供给等条件影响显著。近年来,盐沼生态-地貌动力学研究成为前沿研究热点。以我国典型潮滩盐沼的动力环境为原型,建立考虑水动力-泥沙-地貌-植被互馈过程的动... 详细信息

滨海盐沼湿地是重要的海岸带生态系统,其地貌形态和植被格局受潮汐动力、泥沙供给等条件影响显著。近年来,盐沼生态-地貌动力学研究成为前沿研究热点。以我国典型潮滩盐沼的动力环境为原型,建立考虑水动力-泥沙-地貌-植被互馈过程的动态耦合模型,研究了不同潮差、海平面上升速率、泥沙供给与泥沙性质等关键变量影响下的盐沼湿地植被-地貌耦合演变过程。研究结果表明,外部泥沙供给是控制潮滩-盐沼高程和植被范围的关键要素,外海悬沙浓度越大,滩面坡度越缓、滩面高程越高、植被的海向延伸越宽;泥沙沉降速度越小,易形成上凸型剖面,且湿地植被分布范围更宽;潮差同时影响盐沼在潮间带的下部边界和上部边界,更大的潮差、更强的潮汐水动力有助于形成更高的潮沟密度和泥沙向盐沼内部的输送效率。研究结果可为滨海湿地保护和修复工程提供理论参考。

关键词：盐沼湿地潮滩-潮沟系统植被生态地貌学

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分层斜坡越浪式波能发电装置的二维数值模拟

太阳能学报 2017年第10期38卷 2904-2908页

作者：马帅潘新颖梁丙臣中国海洋大学工程学院青岛266100 中国海洋大学山东省海洋工程重点实验室青岛266100

以分层斜坡越浪式波能发电装置为研究对象,建立推板造波下的二维水动力数学模型,并通过Stokes波理论解及水工物理模型试验对其有效性进行验证,进而对装置的越浪和受力性能进行计算,给出不同吃水、不同波况下装置上下层的无量纲越浪规律... 详细信息

以分层斜坡越浪式波能发电装置为研究对象,建立推板造波下的二维水动力数学模型,并通过Stokes波理论解及水工物理模型试验对其有效性进行验证,进而对装置的越浪和受力性能进行计算,给出不同吃水、不同波况下装置上下层的无量纲越浪规律,探讨装置的受力分布和水力效率,为进一步研究分层越浪式装置的水力性能和结构稳定性分析提供依据。

关键词：分层越浪发电装置(DR-OWEC) 数学模型越浪受力分布水力效率

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黄河口三角洲波浪能和风能资源评估

太阳能学报 2014年第8期35卷 1363-1368页

作者：范飞梁丙臣齐静静中国海洋大学海洋工程系青岛266100 胜利油田技术检测中心东营257000

以1996—2007年的风场数据为驱动，运用第三代波浪模型SWAN（Simulation wave Nearshore）对山东半岛和黄河口地区12年的波浪情况进行模拟，模拟结果与观测值拟合很好，说明SWAN模型能精确地模拟出黄河三角洲的波浪分布情况。同时，根据... 详细信息

以1996—2007年的风场数据为驱动，运用第三代波浪模型SWAN（Simulation wave Nearshore）对山东半岛和黄河口地区12年的波浪情况进行模拟，模拟结果与观测值拟合很好，说明SWAN模型能精确地模拟出黄河三角洲的波浪分布情况。同时，根据12a离地面10m处的风场数据和波浪场数据对黄河口地区的波浪能和风能进行评估，评估结果发现黄河口地区的风能和波浪能蕴藏量较丰富，年平均波浪能密度能达到2kW／m，平均风能密度能达到160W／m^2。如果只单纯地对某一种可再生能量进行开发难以满足该地区用电需求，因此应对风能与波浪能进行联合开发，这样才可有效缓解胜利油田海上石油平台的用电压力。

关键词：波浪后报风能评估波浪能评估黄河口地区

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波浪能资源评估方法研究

太阳能学报 2015年第6期36卷 1358-1362页

作者：范飞朱志夏梁丙臣江苏省交通规划设计院有限股份公司水运中心南京210000 中国海洋大学工程学院海洋工程系青岛266100

以山东半岛为依托对深水简化的波浪能评估方法和Kim简化的评估方法进行对比研究。首先,运用波浪模型SWAN对山东半岛16 a的波候进行模拟,并与观测值进行比较,结果拟合良好;其次,运用这两种评估方法对山东半岛波浪资源能进行计算,并与SWA... 详细信息

以山东半岛为依托对深水简化的波浪能评估方法和Kim简化的评估方法进行对比研究。首先,运用波浪模型SWAN对山东半岛16 a的波候进行模拟,并与观测值进行比较,结果拟合良好;其次,运用这两种评估方法对山东半岛波浪资源能进行计算,并与SWAN模型计算的精确解进行比较;最后,选取两个断面和断面上的10个不同水深点进行研究。研究结果表明:两种简化方法计算结果均比精确解大,随着水深的增加,差距逐渐加大,但与精确解的相关性也逐渐变大,整体而言,深水简化方法要优于Kim简化方法。

关键词：波浪后报波浪能评估方法方法比较

基于Copula函数的黄海波高周期联合统计分析

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河海大学学报（自然科学版） 2023年第4期51卷 108-114页

作者：张琦梁丙臣邵珠晓中国海洋大学工程学院山东青岛266100

为研究黄海中部海域波浪的年极值波高与年极值周期联合分布,基于黄海海域3个位置点1999—2018年SWAN后报波浪数据,采用5种单变量分布拟合年极值波高和年极值周期,通过拟合优度评价得到各位置点年极值波高和年极值周期的最优单变量分布,... 详细信息

为研究黄海中部海域波浪的年极值波高与年极值周期联合分布,基于黄海海域3个位置点1999—2018年SWAN后报波浪数据,采用5种单变量分布拟合年极值波高和年极值周期,通过拟合优度评价得到各位置点年极值波高和年极值周期的最优单变量分布,利用Copula函数理论建立了年极值波高和年极值周期联合分布函数,并与单变量分布波高和周期设计值进行了对比分析。结果表明:黄海中部海域波高周期联合分布可能存在区域性特征;波高周期联合分布得到的波高、周期设计值较同设计频率下的单变量分布设计值高;相同波高和周期设计频率下,单变量重现期最大,条件重现期次之,联合重现期最小。

关键词：极值波高极值周期单变量分布联合分布 Copula函数黄海

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黄海南部海域的极值波高推算

河海大学学报（自然科学版） 2023年第6期51卷 117-122页

作者：王亚欣梁丙臣邵珠晓中国海洋大学工程学院山东青岛266100

以黄海南部海域1979-2018年SWAN模型模拟的海浪后报数据为原始数据集,采用自动化法在原始数据集中提取独立的非热带气旋样本进行极值波高推算研究。选择年N大值法提取极值样本,匹配广义极值分布模型进行拟合,通过分析模型的拟合效果和... 详细信息

以黄海南部海域1979-2018年SWAN模型模拟的海浪后报数据为原始数据集,采用自动化法在原始数据集中提取独立的非热带气旋样本进行极值波高推算研究。选择年N大值法提取极值样本,匹配广义极值分布模型进行拟合,通过分析模型的拟合效果和外推有效波高的不确定性确定合理的N值范围,并采用阈值法的稳定阈值范围进行了验证。利用这种方法推算得到了黄海南部海域50、100、150、200 a重现期的极值波高,可为黄海南部海域海洋、海岸工程的设计施工提供参考。

关键词：极值波高非热带气旋样本年N大值法阈值法黄海

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