海下地质储氢技术研究进展及挑战

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作者 关慧心 赵明辉 +1 位作者 黄瑞芳 许鹤华 《热带海洋学报》 北大核心 2025年第2期1-17,共17页

随着全球对清洁能源需求的增长,氢能作为重要的可再生能源储备,其储存技术受到广泛关注。陆上储氢系统存在氢气泄漏、污染饮用水和灾变伤人等风险。而海下岩层地质环境相对稳定,密闭性好,海下离岸储氢技术受到广泛关注与快速发展。目前... 随着全球对清洁能源需求的增长,氢能作为重要的可再生能源储备,其储存技术受到广泛关注。陆上储氢系统存在氢气泄漏、污染饮用水和灾变伤人等风险。而海下岩层地质环境相对稳定,密闭性好,海下离岸储氢技术受到广泛关注与快速发展。目前主要的地下储气技术包括盐穴、含水层和枯竭油气藏储气库3种,其中盐穴储气库在欧美多国已经运行多年,技术基础较为成熟,然而我国滨海并无适合建设盐穴的地层,盐穴储氢库只能在内陆建设。我国滨海地下含水层和油气藏较为丰富,亟须及时开展海下储氢的相关地质研究,推动不同海域相关技术的发展和应用,以及氢能产业的全面发展。发展海下储氢技术不仅在选址过程中需要运用最新的地球物理方法,结合氢气特殊的物理化学特性,详细评估海下特殊的地质条件,同时要综合考虑地质、水文、生物化学和矿物学等因素,以确保合理规划和安全运行。 展开更多

关键词 储氢 海下 盐穴 含水层 油气藏

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西沙群岛珊瑚礁2015-2023年间海岸地貌演化与其区域海洋环境特征的关联性研究

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作者 赵中伟 赵璇 +1 位作者 陈天然 李伟 《热带海洋学报》 北大核心 2025年第4期25-44,共20页

西沙群岛地处海南岛到南海诸岛的中心位置,是构造和生物交互作用形成的典型地质地貌体,但西沙群岛又地处南海典型气候脆弱区,是我国遭受台风、风暴潮等极端海洋灾害影响最严重的区域之一。未来推进西沙群岛的岛礁资源高质量发展,势必会... 西沙群岛地处海南岛到南海诸岛的中心位置,是构造和生物交互作用形成的典型地质地貌体,但西沙群岛又地处南海典型气候脆弱区,是我国遭受台风、风暴潮等极端海洋灾害影响最严重的区域之一。未来推进西沙群岛的岛礁资源高质量发展,势必会扩大西沙珊瑚礁海岸的使用规模,加上全球气候日益恶化多重威胁所加重的海洋环境灾害风险,使得西沙群岛珊瑚礁海岸的海洋防灾减灾面临更加严峻的挑战。因此,揭示珊瑚礁海岸对于海洋环境的地貌响应,就成为了厘清珊瑚礁在未来海洋环境影响下的生存前景和经略海洋可持续性所迫切需要解决的关键问题。所以,本文选取西沙群岛的18个珊瑚礁作为研究对象,利用海洋卫星遥感数据获取了它们在2015和2023年的海岸地貌影像,通过海洋地质和海岸地貌理论分析了珊瑚礁海岸地貌的演化特征,利用物理海洋分析方法刻画了它们所处海域的海洋环境特征,尝试利用海洋环境特征解释其海岸地貌演化空间差异性的原因。关联性分析结果表明这些珊瑚礁海岸地貌演化与其区域海洋环境特征之间强关联性较弱(R2仅在0.06~0.21区间)。因此本文建议未来在科学评判西沙珊瑚礁在全球海洋环境变化下的生存前景时,需要在综合考虑海洋环境要素的基础上,加强对珊瑚礁所处地貌演化阶段、原始地形地貌、沉积动力过程、生物种群类型等影响作用的考量。 展开更多

关键词 西沙群岛 珊瑚礁 岸线演化 海洋遥感 全球变化

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海南岛峨蔓五彩湾内海蚀平台对海蚀崖侵蚀的影响研究

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作者 赵中伟 吴凌云 +1 位作者 高伟健 李伟 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期106-115,共10页

全球海洋变化所引起的极端波浪海洋灾害趋强,势必会加剧海南岛的海蚀崖侵蚀地质灾害危险。海蚀平台能够有效衰减波浪能量,从而降低极端波浪对海蚀崖的侵蚀破坏。海南岛西北部的火山岩基岩海岸地区,存在大量海蚀平台地貌,是研究海蚀平台... 全球海洋变化所引起的极端波浪海洋灾害趋强,势必会加剧海南岛的海蚀崖侵蚀地质灾害危险。海蚀平台能够有效衰减波浪能量,从而降低极端波浪对海蚀崖的侵蚀破坏。海南岛西北部的火山岩基岩海岸地区,存在大量海蚀平台地貌,是研究海蚀平台对海蚀崖侵蚀影响的理想地区。文章以海南岛儋州市峨蔓镇的五彩湾基岩海岸为研究对象,利用海洋遥感影像刻画了五彩湾海蚀崖近十年的平均侵蚀速率达0.26m·a^(−1),通过物理海洋分析方法预测了研究区未来100年回归周期可能遭受的最大波高达7.8m,进一步基于海岸地貌研究方法调查了五彩湾倾斜型海蚀平台的地貌特征,及其后部海蚀崖岩石的抗侵蚀强度,从而通过数值计算证明了海蚀平台可以使得未来极端波浪对五彩湾海蚀崖的侵蚀强度平均减缓80%以上。此外,文章进一步探讨了五彩湾海蚀崖底部沉积沙滩、崖底植被和海蚀崖滑塌堆积物的天然护岸作用。 展开更多

关键词 海蚀平台 海蚀崖侵蚀 玄武岩海岸 数值计算 海南岛

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南海IODP 367-368钻探区深地震探测的OBS站位设计分析 被引量：1

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作者 王强 赵明辉 +2 位作者 张佳政 孙龙涛 丘学林 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期90-97,共8页

借助于国际大洋发现计划平台,于2017年2月—6月间在南海实施第三次科学钻探(IODP 367-368航次)。海底地震仪(OBS)深地震探测和国际大洋发现计划(IODP)钻探成果相结合,可以对南海北部洋陆转换带(COT)边界及地质属性的确定提供更好、更全... 借助于国际大洋发现计划平台,于2017年2月—6月间在南海实施第三次科学钻探(IODP 367-368航次)。海底地震仪(OBS)深地震探测和国际大洋发现计划(IODP)钻探成果相结合,可以对南海北部洋陆转换带(COT)边界及地质属性的确定提供更好、更全面的深部地质过程解释。文章基于IODP 367-368钻探提出的三种可能设想(下地壳出露、最老洋壳出露、上地幔出露),分别建立了三种初始速度模型。利用Rayinvr及Tomo2d软件,对每一种初始模型分别开展了不同OBS间距的射线追踪和走时模拟测试对比,以及模型的分辨率测试。测试结果表明:OBS间隔为7km比间隔为10km具有更好的射线路径与密度覆盖;对于上地幔出露模型,需要足够长的探测测线(>100km),才能有效得到30km深处信息;分辨率测试说明,OBS间距需要设置小于或等于7km时,才能有效分辨20km速度异常体(即模糊带)。 展开更多

关键词 国际大洋发现计划 海底地震仪 海底地震仪间距测试 洋陆转换带 分辨率测试

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面向GF-5卫星高光谱传感器的浑浊水体叶绿素a浓度反演算法研究——以鄱阳湖为例 被引量：7

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作者 邓实权 田礼乔 +4 位作者 李建 陈晓玲 孙兆华 张琍 韦安娜 《华中师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第3期409-415,共7页

为了分析即将发射的高分5号卫星(GF-5)的高光谱数据在内陆水体水色遥感中的应用潜力,以鄱阳湖为研究区域,利用2009年、2011年和2016年共134组现场实测光谱及其对应的叶绿素a、总悬浮物浓度数据,考虑高浑浊水体引起的叶绿素a浓度变化的... 为了分析即将发射的高分5号卫星(GF-5)的高光谱数据在内陆水体水色遥感中的应用潜力,以鄱阳湖为研究区域,利用2009年、2011年和2016年共134组现场实测光谱及其对应的叶绿素a、总悬浮物浓度数据,考虑高浑浊水体引起的叶绿素a浓度变化的光谱响应差异,在进行水体光学分区基础上通过光谱模拟与差分处理开展了叶绿素a浓度跨阶分高光谱反演研究.结果表明:1)进行光学分区有利于提高反演精度,非高浑浊水体(NDCI≥0.06)区域,反演模型判定系数R2达到0.82,均方根误差RMSE为1.12,平均相对误差MRE为0.32,而不进行光学分区的全湖区反演建模R2仅为0.37;2)相较于鄱阳湖前期研究得到的最优多波段反演模型(R2=0.76),利用495、591、675、679、684、688、692和696nm等波长的原始光谱以及差分光谱(一阶差分、二阶差分)建立的跨阶分多波段组合模型可以更有效地反演非高浑浊水体叶绿素a浓度(R2=0.82),但对于高浑浊水体(NDCI<0.06),叶绿素a浓度的高光谱反演能力还需要进一步挖掘. 展开更多

关键词 GF-5 鄱阳湖 叶绿素A 高光谱反演

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三份南海岛礁珊瑚砂样品中可培养细菌多样性 被引量：3

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作者 李存 崔林青 +2 位作者 杨红强 龙丽娟 田新朋 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期149-158,共10页

岛礁珊瑚砂环境中存在着大量未被培养和利用的微生物资源,微生物多样性研究是了解微生物生态功能、开发和利用微生物资源的基础。文章采用多种寡营养培养基选择性分离南海岛礁珊瑚砂中的可培养细菌,共获得纯培养细菌菌株349株,通过16Sr... 岛礁珊瑚砂环境中存在着大量未被培养和利用的微生物资源,微生物多样性研究是了解微生物生态功能、开发和利用微生物资源的基础。文章采用多种寡营养培养基选择性分离南海岛礁珊瑚砂中的可培养细菌,共获得纯培养细菌菌株349株,通过16SrRNA基因序列分析,发现它们隶属于4门(Actinobacteria、Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes)、6纲、26目、43科、73属、134种,可培养细菌的优势类群为放线菌门,占所有分离菌株数量的60%;而且还发现18个16S rRNA基因序列相似性低于97%的潜在新种。本研究使用改良优化的寡营养培养基进行分离,较好地显示出样品中微生物的群落组成,且获得了大量潜在的稀有新物种资源。研究结果表明,岛礁珊瑚砂样品的可培养细菌资源十分丰富、细菌群落所涉及的生态功能完整、潜在新种比例较高,为后期岛礁微生物资源挖掘打下了良好的基础,也为后期开发应用积累了丰富且稀有的菌种资源。 展开更多

关键词 南海岛礁 寡营养培养基 可培养细菌多样性 微生物资源

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基于精细温度观测的南海东北部陆坡-深海盆底层湍流混合

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作者 李杨 黄鹏起 +6 位作者 鲁远征 屈玲 郭双喜 岑显荣 周生启 张佳政 丘学林 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期62-74,共13页

南海是存在强湍流混合的边缘海之一,但前人对南海湍流混合的研究更多关注的是中上层,对底层则鲜有关注。本文基于高分辨率温度传感器于2019年5月在南海东北部22个站位海底上方0.5m处持续观测4.4d的温度数据,分析了2216~3200m深度范围内... 南海是存在强湍流混合的边缘海之一,但前人对南海湍流混合的研究更多关注的是中上层,对底层则鲜有关注。本文基于高分辨率温度传感器于2019年5月在南海东北部22个站位海底上方0.5m处持续观测4.4d的温度数据,分析了2216~3200m深度范围内底层海水温度的时间变化特征,并探讨了地形粗糙度和内潮对底层湍流混合的影响。分析结果表明,南海东北部各站位底层海水的温度变化量级约为10^(–4)~10-^(–3)℃;温度变化趋势与正压潮变化趋势不同,温度能谱显示多数站位在全日和半日频带区间出现谱峰,温度变化更多地受斜压潮影响,全日、半日内潮起主要调制作用。陆坡-深海盆过渡区及深海盆底层的湍动能耗散率量级为10^(–10)~10^(–9)m^(2)·s^(–3),涡扩散系数量级为10^(–4)~10^(–3)m^(2)·s^(–1)。观测数据未能显示底层湍流混合与地形粗糙度存在明显的相关性。底层湍流混合的空间分布与过去观测到的南海北部深海盆内潮的南北不对称性分布一致。 展开更多

关键词 底层温度 湍流混合 内潮 湍动能耗散率 涡扩散系数 南海东北部

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利用接收函数方法约束西沙碳酸盐岩台地沉积厚度与速度结构

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作者 黄海波 丘学林 +2 位作者 龙根元 矫东风 韩孝辉 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期135-144,共10页

碳酸盐岩台地的沉积厚度和弹性波速度是评估珊瑚礁发育规模以及结构稳定性的重要参数。本文根据西沙地区琛航岛和永兴岛流动地震台站所记录的远震接收函数波形,通过识别沉积底部产生的转换横波及其多次波震相,精确拾取震相走时信息。同... 碳酸盐岩台地的沉积厚度和弹性波速度是评估珊瑚礁发育规模以及结构稳定性的重要参数。本文根据西沙地区琛航岛和永兴岛流动地震台站所记录的远震接收函数波形,通过识别沉积底部产生的转换横波及其多次波震相,精确拾取震相走时信息。同时参考岛屿钻井资料和人工地震探测结果,计算获得了台站下方碳酸盐岩台地的沉积厚度、平均纵波速度和波速比。结果显示:永兴岛和琛航岛下方沉积体的平均纵波速度约为3.5km·s^(-1),波速比约为2.42,平均厚度分别约为1.35km和1.55km。计算获得的平均厚度与西沙钻至基底的测井结果较为一致(约1.257km)。琛航岛沉积厚度略大于永兴岛(约200m),表明碳酸盐岩台地沉积基底的起伏或与生物礁沉积相的差异有关。 展开更多

关键词 碳酸盐岩台地 速度结构 波速比 接收函数 西沙群岛

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海底冷泉渗漏油气泡原位定量测定--以墨西哥湾GC600为例

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作者 邸鹏飞 李牛 +1 位作者 陈多福 Ian R MacDonald 《热带海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期134-143,共10页

海洋环境中冷泉渗漏是甲烷等有机化合物和其他温室气体进入海洋和大气的重要来源。准确定量确定冷泉渗漏的甲烷气泡通量对于评估它们对全球甲烷预算和气候变化有着重要的研究意义。采用高分辨率视频成像系统原位观察了墨西哥湾GC600冷... 海洋环境中冷泉渗漏是甲烷等有机化合物和其他温室气体进入海洋和大气的重要来源。准确定量确定冷泉渗漏的甲烷气泡通量对于评估它们对全球甲烷预算和气候变化有着重要的研究意义。采用高分辨率视频成像系统原位观察了墨西哥湾GC600冷泉渗漏区Mega Plume 2喷口,并获得了油气泡连续释放的视频片段。通过采用半自动气泡计数算法估算了Mega Plume 2喷口释放的油气泡个数及其释放速率。而通过图像处理技术确定了Mega Plume 2释放的油气泡的大小和尺寸分布。Mega Plume 2混合喷口释放的油气泡平均直径2.56mm±1.01mm,油气泡释放速率为80.25个·秒^(-1)。Mega Plume 2喷口年释放通量为177.7m^(3)·a^(-1)(19.55~106.62t·a^(-1))。然而,Mega Plume 2喷口的气泡释放速率与潮汐无关,可能与其他因素如水合物,油气藏增压及沉积层差异加载有关。只有对冷泉渗漏系统开展长期的原位在线观察,我们才能准确获取冷泉渗漏系统活动特征及其释放通量。 展开更多

关键词 水下摄像系统 油气泡 释放速率 气泡通量 墨西哥湾

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钙质砂水理性质及对岛礁淡水透镜体形成的影响 被引量：3

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作者 盛冲 许鹤华 +2 位作者 张云帆 张文涛 任自强 《吉林大学学报（地球科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1127-1138,共12页

钙质砂的水理性质对岛礁地下淡水透镜体的形成至关重要。通过室内试验的方法从透水性、容水性和给水性3个方面对南海钙质砂的水理性质进行了研究,并在此基础上进一步结合数值模拟手段,探讨了上述相关性质对岛礁淡水透镜体形成的影响。... 钙质砂的水理性质对岛礁地下淡水透镜体的形成至关重要。通过室内试验的方法从透水性、容水性和给水性3个方面对南海钙质砂的水理性质进行了研究,并在此基础上进一步结合数值模拟手段,探讨了上述相关性质对岛礁淡水透镜体形成的影响。结果表明:南海钙质砂多具有级配不良且不均匀的特征;其渗透系数通常在0.023~110m/d之间,区域间差异较大,而孔隙度和给水度则主要集中在0.40~0.55和0.012~0.310之间,与同粒径范围的陆源砂相比,呈现出容水性好但给水性偏低的特征。钙质砂的水理性质对岛礁地下淡水透镜体形成的影响主要体现在流速、厚度、资源储量以及形成时间等方面,其中钙质砂的透水性越好,地下水中的流速越快,咸淡水间的混合作用越强,导致淡水透镜体的厚度越薄,储量越少;给水性则主要影响钙质砂中淡水透镜体的资源储量,对淡水透镜体的厚度及形状影响较小。 展开更多

关键词 南海 钙质砂 水理性质 淡水透镜体 数值模拟

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致密油藏技术极限井距确定新方法 被引量：2

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作者 田选华 胡罡 李鹏春 《西安石油大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第4期43-49,共7页

技术极限井距是优化井网井距和评价致密油藏开发动用效果的关键技术参数,但现有的算法不能全面准确地反映具有启动压力梯度的致密油藏不稳定非线性渗流特征。为此,基于非线性渗流理论,从求解平面径向流的不稳定渗流问题入手,将启动压力... 技术极限井距是优化井网井距和评价致密油藏开发动用效果的关键技术参数,但现有的算法不能全面准确地反映具有启动压力梯度的致密油藏不稳定非线性渗流特征。为此,基于非线性渗流理论,从求解平面径向流的不稳定渗流问题入手,将启动压力梯度作为技术极限井距的计算依据,提出了计算致密油藏定产量生产条件下的技术极限井距的新方法。研究表明,新方法不仅理论依据充分,而且较以往的计算方法更可靠、合理、实用,因而具有较大的推广价值。 展开更多

关键词 致密油藏 启动压力梯度 非线性渗流 不稳定渗流 技术极限井距

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