珊瑚是海洋生态系统的重要组成部分，其所处的珊瑚礁生态系统具有极高的初级生产力、生物量与生物丰度。通过光学成像方式获取珊瑚图像并对图像进行特征分析与语义分割，可快速获取珊瑚区域占比，是一种有效的珊瑚调查方法。
近年来，水下光谱成像技术被应用于珊瑚观测研究。在光谱图像序列中，每个通道的光谱图像表现出各自的图像特征，而每个空间像素点亦可提取出光谱特征，含有丰富的特征信息。通过对珊瑚光谱图像进行特征分析与分割算法研究，可有效地实现图像中珊瑚区域分割。
本文从光谱图像中的光谱特征与图像特征两个维
土壤盐碱化和淡水资源短缺是限制新疆经济发展的两个关键问题，利用南疆丰富的太阳能实现盐碱水资源化利用对改善沙漠生态环境具有重要意义。
论文根据南疆自然环境特点，以蒸散发原理为指导，设计了用于盐碱水资源化利用的循环集热玻璃晒管。直管具有带真空层的双管结构，以U型连接体串联形成循环体系；同时考虑显热和潜热，将咸水吸热与蒸发集于一体；晒管体系底部布置蓄热层以减少夜间管内流体热量损失。基于热力学原理分析影响晒管系统热性能的因素，详细论述了入口温度、流速和管径对晒管吸热与流体传热的双重影响以及太阳辐射强度、
水生植物改变水沙运动，进而影响河流生境。本文针对水生植物区的水流结构和泥沙淤积开展试验研究，在河流动力学与生态学方面有重要意义。
基于浑水水槽试验，探讨2种柔性沉水植物区流速和紊动强度的分布规律以及泥沙淤积问题。结果表明，与无植物情形相比，沉水植物使平均流速减小，不同株距下矮株、高株和混合植物区流速分别减小17.8%-26.8%、40.4%-67.1%和24.2%-57.9%。水流进入高株和混合植物区时流速急剧减小而后平稳，并随株距减小而减小。此外，建立了植物区应力相对增量与株距的线性关系。
随着海洋事业的发展，越来越多的舰船可能需要在低航速甚至零航速下作业，普通减摇鳍因受升力机制限制而不能有效减轻横摇，而减摇水舱因过度占用内部舱室空间及减摇效果不确定等原因，较少被实际采用。因此，如何减轻低航速下舰船的摇摆运动，是个亟待解决的问题。本论文利用计算流体力学软件STAR-CCM+，研究零航速减摇鳍的水动力特性，掌握升力产生机理，探索减摇鳍运动与船舶横摇运动之间的关系，从而实现零航速舰船在波浪作用下的减横摇目的。
本论文的主要内容包括：
首先，数值预报标准船模KCS及船模JY的阻
随着社会经济和城镇化的迅速发展，洪水对社会环境的破坏及人生安全的威胁日渐凸显，加之近年来极端天气频发，城市洪水的预报及其防灾减灾成为亟待解决的关键问题。一直以来，数学模型在城市洪水预报中发挥着关键作用。然而，城市建筑的存在使得模拟网格尺寸小且数量多，成为城市洪水快速预报的瓶颈。
本论文研究以已有三角形非结构网格框架下的水深平均二维传统浅水模型为基础，建立了各向异性孔隙率浅水模型，并结合局部时间步长和OpenMP计算机并行技术，为城市洪水的快速准确预报提供了技术支撑。各向异性孔隙率浅水方程通过单元
生物电化学型(BioElectrochemical System，BES)型溶解氧(DissolvedOxygen， DO)传感器是一类新型的溶氧在线监测技术。在BES中，微生物作为催化剂，氧化有机质产生电子，电子传递至阴极后，被水中溶解氧获得，从而产生电流。BES型DO传感器的原理：在阳极性能稳定的条件下，BES电流输出信号与阴极水体中的溶解氧含量成正比。因此，如何保持和调控阳极性能的稳定性是保证传感器准确性的关键。本文分别从微生物资源、微生物电子传递机理、微生物膜电化学活性调节等方面研究了BES中阳极
柔性水囊防波堤由高分子柔性薄膜材料制成，内部空腔充水，具有结构简单、造价低廉等优点，能较好满足人工岛、跨海桥梁、海洋平台等基础设施建设工程对简单便携、拆装方便的临时防波堤的需求。开展柔性水囊潜堤在灾害性波浪作用下的消波特性研究，对将柔性水囊潜堤应用到工程实际中具有重要现实意义。
本文以溃坝波模拟海啸、涌潮，以物理模型实验为主，并结合数值模拟计算，开展溃坝波与半圆柔性水囊潜堤相互作用的研究。重点分析溃坝波与柔性水囊潜堤相互作用过程中波形和水位变化特性，以探究柔性水囊潜堤的消波机理；同时，分析柔性水
人工上升流增汇工程是一种生态工程，通过提升深层海水中的营养盐至表层，可刺激表层海水的初级生产力，从而提高海洋的碳汇能力。形成大规模的人工上升流需要消耗大量的能量，因此优化工程参数、提高能量使用效率，对推动人工上升流技术能源问题的解决和增汇工程的发展有着重要意义。本文主要概述了国内外对于人工上升流增汇及节能优化技术的研究现状，然后以开式注气型人工上升流为对象，就如何控制系统的能耗、提高能量利用效率展开研究。最后本文为课题组在青岛鳌山湾建立的人工上升流增汇工程设计了一套节能系统，并开展了海域试验对节能系统的功
潮流能水轮机叶轮是机组捕获能量的核心部件，叶片水动力性能设计的好坏直接影响水轮机的获能效率和运行稳定性。除了潮流能发电装置自身的影响，复杂海洋环境也会对潮流能发电装置产生影响，所以对于在真实海洋环境中工作的潮流能水轮机，波流共同作用不可忽略。
本文根据水平轴潮流能水轮机的工作原理，利用叶素动量理论(BEM)，通过插值法对水轮机叶片进行初步设计。结合SolidWorks二次开发技术，实现潮流能水轮机几何建模参数化，为叶片优化奠定基础。
叶片优化分为叶片节距角优化和叶片弦长优化两部分。针对
海冰对于海-冰-气相互交换、全球气候变化等研究具有重要意义。生长在海冰环境下的冰藻在极地海洋初级生产力评估、生态系统研究中具有重要作用。近几十年来，北极海冰正发生着快速变化，相应的冰藻也在发生重大变化，对冰藻生物量进行长期连续观测是一项迫在眉睫的工作。目前，冰藻生物量的观测方法比较有限，长期连续观测方法更是缺乏。本文基于冰藻的存在能够改变冰内及冰下太阳辐射光谱强度分布的现象，通过研究冰内太阳辐射光谱强度的变化规律获得冰藻和海冰介质光谱衰减特性，进而对冰藻生物量长期原位测量的机理和方法进行研究。