【摘要】：Ⅱ類水體的組分十分復雜,在重力和水動力等因素的作用下,水體組分的垂向呈非均勻分布特征,由于石油類水體污染的存在,石油類微粒在水體中發(fā)生垂向擴散,進而使水體組分的垂向非均勻性變得更加復雜。當水體組分的濃度發(fā)生變化時,其吸收和散射等水體光學特性也隨之發(fā)生變化,光線在水體組分的作用下發(fā)生后向散射,最終形成離水輻射并攜帶水體的垂向結構信息被遙感衛(wèi)星傳感器接收。水下光場模式的研究是基于水體光學特性進行的,若假設水體組分垂向均勻,則會在一定程度上降低了模式的準確性,使模式不能適用于水體組分垂向非均勻特性明顯的近岸海域中。因此探討石油類水體的光學特性垂向變化問題,對水體輻射傳輸模式的研究具有重要意義。本研究以石油水體后向散射系數(shù)為研究對象,探討后向散射系數(shù)的垂向變化規(guī)律。以大連港沿岸海域為研究區(qū)域選取3個站點,進行了以下工作:(1)基于潮汐預報數(shù)據(jù)和海流實測數(shù)據(jù)闡述分析了水體的水文情況;(2)基于懸浮物和石油類濃度的實測數(shù)據(jù)闡述分析了懸浮物和石油類濃度垂向分布概況和隨時間變化情況;(3)基于Landsat-8的OLI數(shù)據(jù)闡述分析了懸浮物濃度和石油類濃度在水體表層的水平分布情況;(4)基于懸移質垂向分布理論、后向散射系數(shù)分離算法與后向散射系數(shù)隨懸浮物和隨石油類濃度變化的經(jīng)驗關系,建立后向散射系數(shù)垂向變化的半經(jīng)驗模型;(5)從模型計算后向散射系數(shù)垂向變化率,分析后向散射系數(shù)隨深度變化的特征;(6)通過平均相對誤差和平均絕對誤差討論模型的有效性。結果表明:(1)離岸較近的A站點和B站點,其海流主要呈沿岸方向,且海流方向和大小具有半日潮周期特征,說明兩處的海流受到地形和潮汐的影響,而位于三山島水道東側的C站點,其海流主要指向三山島水道,但海流方向和大小的半日潮周期特征并不明顯,說明該處海流主要受地形影響;(2)整體上,懸浮物濃度隨深度增加而增加,而石油類濃度隨深度增加而減少,說明懸浮物有沉降趨勢,而石油類有上浮趨勢。此外,懸浮物濃度具有隨潮汐變化的特征,但濃度升降時間滯后于潮汐,而石油類濃度則具有受到速度較大的海流的影響而迅速變化的特征,但濃度變化可能是上升或下降;(3)懸浮物和石油類的水平分布情況相近,主要集中在沿岸和相對于海流的島的后側海域,說明環(huán)境因素對兩者的水平分布影響相似;(4)后向散射系數(shù)與水深之間的關系并非簡單的初等函數(shù)關系,而是e指數(shù)與復合e指數(shù)之和的關系;(5)在表層,A站點和B站點的后向散射系數(shù)垂向變化率相近,說明兩處在表層的懸浮物和石油類濃度變化趨勢相近,C站點的后向散射系數(shù)在整個水體中的后向散射系數(shù)垂向變化率均比前兩個站點的小,且?guī)缀醴€(wěn)定在略小于0.0005的水平,說明C站點在整體上后向散射系數(shù)均勻變化;(6)3個站點的半經(jīng)驗模型平均相對誤差分別為1.984、0.282和0.349,平均絕對誤差為0.025、0.006和0.005,表明模型在不同站點具有不同的精度,在離岸最近的A站點精度最低,C站點次之,B站點最好。該模型對研究水下光場模式有重要意義。
【學位授予單位】：廣東海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：X55
【圖文】：

２．１研究區(qū)域與站點分布逡逑從２０１９年８月２５日至２０１９年８月２７日，分別在大連港海域的３個站點進逡逑行觀測，站點分布如圖２－１所示。在每個站點的觀測時間均為７：００至１７：００，每逡逑個整點進行一次，水樣采集水深為１、３、５、１０和１５ｍ。采樣后根據(jù)站點編號和逡逑時間對樣本進行編號，以站點編號加上時間編號的形式作為樣本編號，站點編號逡逑為Ａ、Ｂ和Ｃ，時間編號從７：００至１７：００分別記為１至１１，例如Ａ站點７：００的逡逑樣本記為Ａ１。逡逑１２１＂邋４０’０＂Ｅ邐１２ｒ邋５０’０〃Ｅ逡逑■：ｉ逡逑１２ｒ邋４０’（ＴＥ邐１２ｒ邋５０’（ＴＥ逡逑０邐１．５邐３邐６邐９邐１２逡逑＾Ｋｉｌｏｍｅｔｅｒｓ逡逑圖２＿１站點分布圖逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｌｏｃａｔｉｏｎｓ邋ｏｆ邋ｓｉｔｅｓ逡逑Ａ站點水深２１．５ｍ邋（水深記錄時間為７：００），位于大連新港港區(qū)南側，該港逡逑區(qū)曾經(jīng)在２０１０年７月１６日發(fā)生中石油輸油管爆炸事件。逡逑Ｂ站點水深２４．８ｍ邋（水深記錄時間為７：００），位于大連港鲇魚灣港區(qū)２２＃原油逡逑泊位東側，該泊位為新３０萬噸級原油碼頭，曾經(jīng)在２０１７年３月１日接卸世界最逡逑７逡逑

在沒有潮位計的情況下，該預報數(shù)據(jù)具有相當?shù)膮⒖純r值。逡逑通過在潮汐表預報查詢系統(tǒng)進行檢索，記錄８月２５日至８月２７日，從７：００逡逑至１７：００之間的整點潮高數(shù)據(jù)和高低潮時數(shù)據(jù)，其中，整點潮高數(shù)據(jù)如圖２－２所逡逑示。高潮時和低潮時預報如表２－１所示。逡逑４００邋邐邐丨邐（邐邐邐邐邐（逡逑｜邐ｖ邋＇邐邐Ａ（８邋月２５日）＿逡逑－邐Ｂ（８月２６曰）：逡逑／／／邋＼邋——日）｜：逡逑ｒｆ邋…１逡逑｜２°°— 斗…卞…卞—１逡逑１００邐：邐！——－：——：逡逑＋邋：�。海。。哄义希慑濉鲥澹椋桑桑桑桑慑义希叮海埃斑姡福海埃斑姡保埃海埃斑姡保玻海埃板澹保矗海埃斑姡保叮海埃板澹保福海埃板义蠒r間逡逑ａ．潮高基準面在平均海平面以下１９０ｏｎ邐逡逑圖２－２潮高預報逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｇ邋ｏｆ邋ｔｉｄａｌ邋ｈｅｉｇｈｔ逡逑８逡逑

逑（２）邐數(shù)據(jù)分析逡逑海流數(shù)據(jù)如圖２－３所示，圖中０°表示正北方向。從圖中可以發(fā)現(xiàn)以下幾點：逡逑ｉ．邐Ａ和Ｂ站點比Ｃ站點有更明顯的半日潮周期特征，說明Ａ和Ｂ站點的逡逑海流受潮汐影響的程度要更大；逡逑ｉｉ．

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本文編號：2804916