時(shí)間：2023-11-15 11:16:03
序論：在您撰寫海洋災(zāi)害及其防治時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
一、天 牛
天牛幼蟲蛀食主干、枝條和根莖,輕則造成木材質(zhì)量下降,重則樹干風(fēng)折,甚至全株枯死,喪失利用價(jià)值。
1、捕殺成蟲
目前,為害楊樹的天牛主要有2種:一是云斑天牛,其成蟲體黑有光澤,每一鞘翅上有白色細(xì)花斑近20個(gè),1年發(fā)生l代。成蟲5月下旬出現(xiàn),5月底至6月初為產(chǎn)卵盛期,二是桑天牛,6-7月成蟲大量發(fā)生,有趨光性,夜間成蟲出洞產(chǎn)卵。掌握其產(chǎn)卵期,就可以用木棍敲打樹木,震落成蟲并捕殺。
2、捶擊產(chǎn)卵處
云斑天牛的卵一般多產(chǎn)在離地面2m以內(nèi)的樹皮上,產(chǎn)卵傷痕圓形、橢圓形或月芽形,產(chǎn)卵處常有泡沫狀或呈濕狀。桑天牛產(chǎn)卵刻槽高度一般在距地面1-6m處,產(chǎn)卵處上部樹皮多被咬成亂麻狀,枝條細(xì)的則四周咬成環(huán)狀傷痕。掌握產(chǎn)卵及危害特征后,可在巡捕天牛成蟲時(shí),用一小木錘或鐵錘,在產(chǎn)卵傷痕處輕擊數(shù)下,即可擊破卵?；驌魵偡醭霾痪玫挠紫x;或用刀把樹皮連卵一齊刮下,刀口深達(dá)木質(zhì)部,刮除后,外涂保護(hù)劑t也可用鐵絲鉤殺幼蟲。
3、堵塞蟲孔
天牛幼蟲蛀入木質(zhì)部后,稍加留意即可發(fā)現(xiàn)皮部的蟲孔,下部排糞孔有木屑及糞便排出,上部通氣孔多帶灰色傷流,只要全部堵塞蟲孔,幼蟲就會(huì)窒息而死。堵塞蟲孔方法有:一是就地取樹枝,按蟲孔的大小削樁,用小木樁將所有大小蛀孔塞滿塞緊;二是用粘性強(qiáng)的泥土堵孔,分層用木錘頂入塞滿塞緊,三是用布條或棉球沾上揮發(fā)性強(qiáng)的農(nóng)藥塞入蛀孔,后用粘泥封閉蛀孔,效果最好。
4、樹干灌藥
在發(fā)現(xiàn)樹枝有新鮮蟲糞排出的地方,在最后1個(gè)排糞孔處,用50%辛硫磷乳油200倍液、90%敵百蟲1 000倍液或25%溴氯菊酯3 000倍液灌注蟲孔內(nèi),處理3d后,繼續(xù)檢查1次,如仍有蟲糞排出,再加處理。灌注藥液的工具可用獸用注射器,或用背負(fù)式噴霧器,將噴頭取下,噴桿頭上可裝上特別的尖噴頭,打足壓力,將尖頭對(duì)準(zhǔn)最下一個(gè)新鮮排糞孔將藥注入,并在孔中插入一小枝干,以防洞中幼蟲上爬。
5、熏殺幼蟲
毒簽成分;磷化鋅3%、草酸9%、阿拉伯膠粉56%、水32%。將膠水混合成2份(加熱溶化),冷至80℃時(shí),在一份內(nèi)加入磷化鋅,另一份加入草酸,用竹簽在磷化鋅中蘸藥冷卻陰干后,再蘸草酸膠液,遇水即產(chǎn)生毒氣。
6、樹干涂毒
選擇粘性強(qiáng)的泥土加水拌成泥漿,再加入敵敵畏或辛硫磷藥50倍液。攪拌均勻后涂刷2m以下樹干至基部,可有效阻止天牛咬傷樹皮產(chǎn)卵,并能抑制已產(chǎn)卵的幼蟲孵化。涂刷時(shí)間:5月中旬1次,7月中旬1次。
二、楊小舟蛾
楊小舟蛾在1年發(fā)生5-6代,以蛹在干基周圍的枯枝落葉和地表土層內(nèi)越冬,以幼蟲啃食楊樹葉片,可造成大面積楊樹樹葉被食殆盡,嚴(yán)重影響楊樹的正常生長(zhǎng),甚至造成樹木死亡。
1、人工滅蛹
4月中旬越冬代成蟲開始羽化、產(chǎn)卵,4月下旬第l代幼蟲開始孵化,5月上中旬為盛期;5月下旬第l代成蟲開始羽化,6月上中旬為盛期t第2代成蟲出現(xiàn)7月上中旬;第3代成蟲出現(xiàn)于7月下旬至8月上旬;第4代成蟲于8月下旬至9月上旬發(fā)生、產(chǎn)卵,孵化為第5代幼蟲,發(fā)育早的第5代蛹能羽化發(fā)生第6代。在蛹沒有羽化前,將樹干基部周圍地面的雜草和2cm表土層清除,可殺滅蟲蛹,減少蟲蛹基數(shù)。
2、樹干注藥
幼蟲孵化前至幼蟲初期,在樹干基部打孔注藥,打孔的個(gè)數(shù)依據(jù)樹干的粗細(xì)而定,胸徑20cm以下的打2-3個(gè)孔,20-30cm的打3-4個(gè)孔,每孔內(nèi)注藥液6-8m L,藥劑選用內(nèi)吸性殺蟲劑,如久效磷等。
3、噴霧
在幼樹危害初期,用高壓噴霧器械進(jìn)行葉面噴霧,防治藥劑可選用菊酯類農(nóng)藥。
此外,可推廣應(yīng)用抗蟲轉(zhuǎn)基因楊樹。
三、草履蚧
草履蚧成蟲、若蟲在嫩枝、幼芽等處吸食汁液。影響樹木生長(zhǎng),甚至造成枯死。
1、誘殺雌蟲
草履蚧1年發(fā)生1代,以卵在樹干基部附近的土壤中越冬。翌年1月下旬開始孵化。若蟲孵化后,暫時(shí)停居在卵囊中,隨著溫度上升,在溫暖的晴天開始出土上樹,以3月上中旬上樹較多。若蟲上樹時(shí)間多集中于10-14時(shí),沿樹干爬上嫩枝、幼芽吸食汁液,以4月為害最為嚴(yán)重。雌蟲為害至5月下旬開始下樹,鉆入樹干周圍5-7cm深的土內(nèi)或石塊下,分泌白色絮狀卵囊,將卵產(chǎn)于其中越夏、越冬。在5月雌成蟲下樹人土產(chǎn)卵前,在樹干基部周圍挖環(huán)形坑,坑內(nèi)壓實(shí),并放些土塊,再在上面覆蓋些樹葉,誘殺產(chǎn)卵雌蟲。
2、人工捕殺
用掃帚刷殺雌蟲,或在8-10月挖除土中白色卵囊,或在早春初齡若蟲出土上樹為害前,在樹干基部涂粘蟲膠帶。粘蟲膠可用廢重機(jī)油1L,松香150g,另加少許蠟加熱攪拌配成;也可用棉籽油腳或生產(chǎn)脂肪酸剩下的廢料加瀝青熬制成油瀝清粘蟲液。膠環(huán)帶以13-17cm寬為宜,涂膠后要定期檢查,除去粘著的草履蚧,并加涂粘蟲膠,以防干涸失效。
3、藥劑防治
草履蚧防治一定要掌握初齡若蟲期,在早春初齡若蟲出土上樹危害時(shí),噴80%敵敵畏乳油1500倍液或50%久效磷乳油1000-1500倍液,1周噴1次,連續(xù)2次,早春噴藥時(shí),尤其要注意將樹干周圍噴淋透。也可進(jìn)行樹干注藥:于草履蚧若蟲期,在樹干周圍每隔5cm打1個(gè)孔,深達(dá)木質(zhì)部,每孔注入50%久效磷藥液(濃度為春季用原液、夏季用3倍液)0.5mL,有較好的防治效果。
此外,要保護(hù)利用天敵,尤其是紅緣瓢蟲對(duì)草屐蚧有一定的控制作用。
四、黃刺蛾
1、發(fā)生特點(diǎn)
又名洋辣子、刺毛蟲、毛八角等,屬鱗翅目刺蛾科,主要危害楊樹葉片,將葉片吃成很多孔洞、缺刻,影響楊樹生長(zhǎng),在全縣各地都有發(fā)生。
2、發(fā)生規(guī)律
黃刺蛾在1年發(fā)生2代。5月中旬開始化蛹,5月下旬始見成蟲。第l代幼蟲6月中旬至7月中旬發(fā)生,第2代幼蟲8月下旬至9月下旬發(fā)生。10月下旬在樹干和枝椏處結(jié)繭越冬。成蟲晝伏夜出,有趨光性。卵散產(chǎn)于葉背-初卵幼蟲群集啃食葉肉,3齡后分散取食,可將葉片吃光。
1、營(yíng)口市經(jīng)濟(jì)概況
1961年，營(yíng)口市被開辟成為通商口岸，被人們稱為是“關(guān)外上?！毕碛小皷|方貿(mào)易總匯”的美譽(yù)。作為最早興辦近現(xiàn)代工業(yè)的民族工業(yè)發(fā)祥地之一，營(yíng)口市在我國(guó)的紡織工業(yè)和冶金石化裝備制造工業(yè)都占據(jù)著一定的地位。近年來，營(yíng)口市將建設(shè)成為沿海經(jīng)濟(jì)強(qiáng)市為目標(biāo)，大膽的推進(jìn)改革并不斷的進(jìn)行科技創(chuàng)新，旨在推進(jìn)本市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。
2、創(chuàng)新科技，推動(dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)各方面的發(fā)展
2.1發(fā)展能源新技術(shù)，提高能源對(duì)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的保障程度將能源節(jié)約技術(shù)作為工作的重心進(jìn)行重點(diǎn)的研究和開發(fā)，加大能源綜合利用技術(shù)以及回收利用技術(shù)的推廣力度，并在其過程中進(jìn)行優(yōu)化控制，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)行能源結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，為能源安全提供更加堅(jiān)實(shí)的保障，使得能源的供給能夠更加的多元化。2.1.1能源節(jié)約技術(shù)。學(xué)習(xí)借鑒國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，優(yōu)化現(xiàn)有的工業(yè)生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)和工藝，提高鎂質(zhì)材料、石化等能源的綜合利用率。2.1.2常規(guī)能源開發(fā)與利用。開展中小型鍋爐低成本污染控制技術(shù)和煙氣污染控制技術(shù)，開發(fā)火電機(jī)組先進(jìn)控制、故障診斷計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，提高煤炭利用效率，減少環(huán)境污染。2.1.3完善自然災(zāi)害監(jiān)控預(yù)報(bào)系統(tǒng)，并加強(qiáng)對(duì)自然災(zāi)害治理方法的研究，在預(yù)防自然災(zāi)害的基礎(chǔ)上，提高城市的抵抗自然災(zāi)害的能力。將先進(jìn)的技術(shù)運(yùn)用于自然災(zāi)害的預(yù)測(cè)監(jiān)控平臺(tái)，建立自然災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)和防汛抗旱指揮系統(tǒng)，在高新技術(shù)與理論的支撐下實(shí)現(xiàn)科學(xué)的防汛抗旱，增強(qiáng)與自然災(zāi)害抗衡的能力。2．2大力開發(fā)生態(tài)保護(hù)與資源循環(huán)利用技術(shù)，構(gòu)建資源節(jié)約型社會(huì)按照“減量化、再利用、資源化”的原則，將資源的持續(xù)利用率大幅度的提高，降低廢棄污染物的排放，從而減輕對(duì)自然環(huán)境和人類及生物健康的危害。2.2.1環(huán)境污染綜合防治技術(shù)研究。改革污水治理以及資源化利用技術(shù)，重點(diǎn)完善對(duì)于大氣污染的治理技術(shù)以及固態(tài)廢棄物的處理技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)廢棄物品重復(fù)利用的研究，重點(diǎn)研發(fā)特種危險(xiǎn)廢物資源化、無害化處理技術(shù)，農(nóng)村及小城鎮(zhèn)污染綜合防治技術(shù)，使全市環(huán)境得到明顯改善。2.2.2建立環(huán)境預(yù)警體系。開展采樣與分析技術(shù)、重點(diǎn)污染源和污染物排放連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的技術(shù)；區(qū)域環(huán)境質(zhì)量地面自動(dòng)監(jiān)測(cè)、預(yù)報(bào)與預(yù)警。技術(shù)的研究，開發(fā)環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)研究及儀器設(shè)備，構(gòu)建環(huán)境污染預(yù)警體系。2.3發(fā)展海洋科技，加速海洋開發(fā)重點(diǎn)研究海洋相關(guān)技術(shù)，合理的開發(fā)利用海洋資源，提高海洋資源的利用率，提升海洋技術(shù)的科技水平，為海洋經(jīng)濟(jì)的建設(shè)與發(fā)展提供有力的技術(shù)支持。2.3.1海水綜合利用。重點(diǎn)加強(qiáng)對(duì)于包括鹽和苦鹵等在內(nèi)的海水化工產(chǎn)品的研發(fā)，探索先進(jìn)的技術(shù)利用先進(jìn)的設(shè)備應(yīng)用于對(duì)海水的淡化，增強(qiáng)日海水淡化的能力。2.3.2海洋生物資源的開發(fā)與利用。加強(qiáng)對(duì)海洋生物資源開發(fā)以及利用的研究，突破海洋生物活性篩選和海水種苗選育繁育技術(shù)；研究海洋天然產(chǎn)物活性物質(zhì)的提取、分離、純化的技術(shù)和海洋功能食品的生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究，開發(fā)海洋生物材料、微生物發(fā)酵及其天然產(chǎn)物在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)。2.3.3海洋漁業(yè)資源開發(fā)、利用與保護(hù)。重點(diǎn)攻克漁業(yè)增養(yǎng)殖生物種質(zhì)資源與遺傳改良技術(shù)、高效規(guī)?；⒓s化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化、品牌化養(yǎng)殖模式和養(yǎng)殖生態(tài)安全技術(shù)、安全水產(chǎn)養(yǎng)殖與養(yǎng)殖生物疾病防治體系及綠色漁藥研發(fā)技術(shù)；發(fā)展碳匯漁業(yè)、設(shè)施漁業(yè)、休閑漁業(yè)和水產(chǎn)品精深加工產(chǎn)業(yè)，開展“營(yíng)養(yǎng)利用性”海洋水產(chǎn)養(yǎng)殖品種的增養(yǎng)殖，并進(jìn)行淺海生物資源修復(fù)與增殖技術(shù)的研究。2.3.4現(xiàn)代海洋運(yùn)輸與物流數(shù)字化技術(shù)將信息技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于海洋運(yùn)輸行業(yè)和物流行業(yè)中，開發(fā)決策輔助系統(tǒng)以及能夠保障運(yùn)輸及物流中船只航行安全的保障系統(tǒng)，大力的生產(chǎn)和研發(fā)大型的運(yùn)輸工具，真正的實(shí)現(xiàn)在貨物運(yùn)輸過程中的無縫隙的中轉(zhuǎn)以及零距離的旅客換乘。在科學(xué)技術(shù)水平不斷提高的今天，營(yíng)口市將借助國(guó)家創(chuàng)新型城市建設(shè)這一難得的契機(jī)，加強(qiáng)對(duì)科技的創(chuàng)新能力，利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)來帶動(dòng)整個(gè)城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，加快對(duì)城市的創(chuàng)新改革。合理的調(diào)整城市發(fā)展的規(guī)劃，做到與國(guó)家科技發(fā)展戰(zhàn)略的良好的對(duì)接，爭(zhēng)取做到各產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力的持續(xù)提升。建立起循環(huán)經(jīng)濟(jì)和節(jié)約型社會(huì)的技術(shù)發(fā)展模式，有效地緩解能源、資源與環(huán)境對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的巨大壓力。利用科技的創(chuàng)新推動(dòng)全市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)以及社會(huì)的進(jìn)步，引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)實(shí)現(xiàn)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展。
作者：陳曦 單位：遼寧營(yíng)口市生產(chǎn)力促進(jìn)中心
關(guān)鍵詞 海冰；大風(fēng)；降溫；暴雪；黃河氣旋
中圖分類號(hào) P732.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）11-0200-02
進(jìn)入海洋中的大陸冰川（冰山和冰島）、河冰、湖冰以及咸水冰被統(tǒng)一稱為海冰，其鹽度比海水低2‰～10‰[1]。海冰等海洋主要災(zāi)害對(duì)漁業(yè)生產(chǎn)等有巨大的危害[2-3]。如1969年發(fā)生的“大冰害”，曾經(jīng)造成海上石油平臺(tái)損壞。強(qiáng)冷空氣是造成暴雪、大風(fēng)和低溫凍害等冬半年影響我國(guó)大部分地區(qū)和海域的災(zāi)害性天氣的主要原因。2010年1月上旬開始，受持續(xù)強(qiáng)冷空氣的影響，渤海灣、萊州灣、黃海北部等山東海域發(fā)生海冰災(zāi)害，山東省因這次海冰災(zāi)害直接經(jīng)濟(jì)損失接近27億元，其中煙臺(tái)市損失8.78億元，威海市損失8.96億元[4]。本文通過對(duì)2010年1月上旬的持續(xù)強(qiáng)冷空氣過程分析，探討造成海冰對(duì)強(qiáng)冷空的響應(yīng)，以期提高社會(huì)的防范意識(shí)，減少海洋產(chǎn)業(yè)的損失。
1 海冰災(zāi)情分析
自2009年11月下旬開始，遼東灣出現(xiàn)大面積初生冰，時(shí)間較常年提前15 d左右；至2010年1月上旬，遼東灣海冰發(fā)展迅速，浮冰范圍迅速增加；至1月中旬，受補(bǔ)充冷空氣影響，萊州灣的冰情發(fā)展明顯，浮冰范圍從1月9日的29.632 km迅速增加到1月18日的72.228 km，1月22―24日連續(xù)維持在85.192 km，為萊州灣40年來最大海冰范圍；遼東灣浮冰范圍從1月31日的96.304 km迅速發(fā)展到2月13日的200.016 km，最大單層冰厚達(dá)50 cm以上。海冰于2010年1月中下旬達(dá)到山東省40年同期最嚴(yán)重冰情。
2 天氣形勢(shì)分析
2.1 500 hPa高空環(huán)流形勢(shì)分析
2010年1月上旬的500 hPa高度場(chǎng)上，北半球中高緯以經(jīng)向環(huán)流為主，冷空氣經(jīng)貝加爾湖東移南下。2日，小股冷空氣經(jīng)蒙古和東北地區(qū)南下，高原低槽東移，帶動(dòng)低層暖濕氣流向北輸送。3日，河套地區(qū)有低渦生成，北方冷空氣和南方暖濕氣流在此交匯，引發(fā)黃河氣旋劇烈發(fā)展，在東北路徑南下的冷空氣墊上抬升，形成明顯降雪。4日8：00后，東亞大槽移動(dòng)到日本海地區(qū)，來自極地的冷空氣經(jīng)由貝加爾湖，在高壓前部西北氣流的影響下不斷影響山東半島地區(qū)。地面圖上，河套低渦誘發(fā)黃河氣旋，經(jīng)黃河下游影響華北到山東半島的大部分地區(qū)。4日8：00，黃河氣旋東移到朝鮮半島地區(qū)，冷高壓隨之南下，冷空氣經(jīng)由貝加爾湖、蒙古東部擴(kuò)散南下。8日高壓中心位于蒙古東部地區(qū)，冷空氣影響結(jié)束。
2.2 暴雪過程分析
黃河氣旋引起較強(qiáng)的上升運(yùn)動(dòng)和整層的水汽抬升使4日山東半島多處出現(xiàn)暴雪。隨著冷空氣不斷影響，山東半島特有的地方性天氣――冷流降雪天氣不斷出現(xiàn)。5日850 hPa半島降溫至-20～-16 ℃，山東半島多處出現(xiàn)大雪；隨著高空冷空氣主體的不斷東移，山東半島的冷流降雪強(qiáng)度也逐漸減弱。6日850 hPa為-16 ℃，出現(xiàn)中雪；7日回升至 -16～-12 ℃，出現(xiàn)小到中雪；8日回升至-12 ℃，出現(xiàn)小雪，降雪結(jié)束。半島最大積雪深度達(dá)30 cm以上，50%的臺(tái)站最大積雪深度與歷史同期持平，40%的臺(tái)站降雪日數(shù)與歷史同期持平。
2.3 低溫實(shí)況分析
對(duì)于這種持續(xù)性冷空氣影響引起的溫度下降，一般分為平流降溫和輻射降溫2種。3日8：00至4日8：00，以較強(qiáng)冷平流引起的平流降溫為主。500 hPa高空較強(qiáng)鋒區(qū)壓在了華北―山東半島一帶（10緯距，4條等溫線）。4日8：00―20：00，850 hPa西北氣流明顯加強(qiáng)，等高線與等溫線交角在90°左右，溫度平流達(dá)到最大值。5日8：00，成山頭ΔT24值達(dá)到-13 ℃。4日夜間以后，山東半島南部地區(qū)天況轉(zhuǎn)晴，風(fēng)力減弱，輻射降溫作用明顯，導(dǎo)致最低氣溫出現(xiàn)在6日早晨，全市氣溫均在-9 ℃以下，內(nèi)陸地區(qū)最低氣溫達(dá)-22 ℃。1月上旬平均氣溫達(dá)到1980年以來的最低值。
2.4 大風(fēng)分析
由于冷高壓的前方伴有入海氣旋，高壓前部較大的氣壓梯度與地面氣旋疊加，造成風(fēng)力極值出現(xiàn)在1月4日，黃海南部的崆峒島站最大風(fēng)力8～9級(jí)，陣風(fēng)10級(jí)，陸地6～7級(jí)，陣風(fēng)8級(jí)。與之類似的是，1999年11月24日，由于地面冷高壓和入海氣旋的共同作用，渤海出現(xiàn)7級(jí)、陣風(fēng)10級(jí)的偏北大風(fēng)，發(fā)生了震驚全國(guó)的“11?24”海難事故。4日后冷空氣逐漸擴(kuò)散南下，地面冷高壓經(jīng)蒙古到河套擴(kuò)散南下，地面風(fēng)向以北到西北風(fēng)為主。與高空冷平流相對(duì)應(yīng)。5日，海島站最大風(fēng)力，崆峒島8級(jí)，渤海黃海交界處的長(zhǎng)山列島自動(dòng)站為6～7級(jí)風(fēng)，沿海地區(qū)均為4～5級(jí)風(fēng)。6日，崆峒島7級(jí)風(fēng)，長(zhǎng)山列島為4～5級(jí)風(fēng)。7日，崆峒島7級(jí)，長(zhǎng)山列島為5～6級(jí)風(fēng)。
3 與1969年海冰災(zāi)情對(duì)比
在1969年春季，渤海發(fā)生特大海冰期間，海冰厚度最大達(dá)到54 cm，營(yíng)口海區(qū)、遼河口基本上被固定冰全部覆蓋，渤海石油“海一井”（重500T）平臺(tái)、“海二井”（重550T）平臺(tái)受到重創(chuàng)，塘沽港有58艘客輪受損。造成這次冰害的主要原因是由于1969年冷空氣強(qiáng)度大、頻率高，冬季降雪頻繁，多因素綜合造成1969年大冰害發(fā)生。綜合1969年和2002年的海冰災(zāi)情認(rèn)為，海冰厚度和范圍都與冷空氣強(qiáng)度、次數(shù)及路徑密切相關(guān)，海冰的形成與消融與該海區(qū)的氣象和水文條件有著密切的關(guān)系[5-6]。
4 建議
黃河氣旋和較強(qiáng)冷平流造成的大風(fēng)、低溫和降雪是造成海冰災(zāi)害發(fā)生并發(fā)展的重要因素，當(dāng)持續(xù)低溫出現(xiàn)后，東北風(fēng)盛行的天氣形勢(shì)下，海冰發(fā)生發(fā)展的概率較大。冷空氣強(qiáng)度、次數(shù)及路徑等因素影響海冰厚度和范圍，氣象條件和水文條件與海冰的形成、消融密切相關(guān)。因此，預(yù)測(cè)有海冰發(fā)生時(shí)，應(yīng)周密部署，加強(qiáng)督促檢查，加強(qiáng)巡查監(jiān)控，及時(shí)預(yù)警信息，充分利用VTS、AIS、CCTV等監(jiān)控手段；加強(qiáng)對(duì)海冰區(qū)域的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，隨時(shí)掌握跟蹤冰情變化情況。加強(qiáng)多部門聯(lián)系與合作，健全預(yù)警機(jī)制，密切關(guān)注海冰的發(fā)展，及時(shí)預(yù)警信息；嚴(yán)格落實(shí)各項(xiàng)防范措施，及時(shí)掌握海域海上冰情，研究分析海冰對(duì)涉海作業(yè)和水運(yùn)生產(chǎn)可能造成的影響，制訂和完善因海冰影響造成封港、停航和船舶、人員海上被困等突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案，同時(shí)要合理布置力量，做好隨時(shí)應(yīng)對(duì)各類情況的準(zhǔn)備。在做好預(yù)防工作的基礎(chǔ)上，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生后，對(duì)適宜收獲的養(yǎng)殖產(chǎn)品及時(shí)收獲，對(duì)養(yǎng)殖池塘要防止發(fā)生缺氧，同時(shí)對(duì)漁業(yè)設(shè)施加固和增加保溫能力，保證養(yǎng)殖品種正常生長(zhǎng)，最后要及時(shí)對(duì)停港漁船進(jìn)行調(diào)度和看管，切實(shí)保證漁船安全[7-8]。
5 參考文獻(xiàn)
[1] 李志軍.渤海海冰災(zāi)害和人類活動(dòng)之間的關(guān)系[J].海洋預(yù)報(bào)，2010（1）：8-12.
[2] 陸欽年.我國(guó)渤海海域的海冰災(zāi)害及其防御對(duì)策[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，1993（4）：53-59.
[3] 徐廣遠(yuǎn)，鄶明，張恩鵬，等.海參海冰災(zāi)害防治措施[J].新農(nóng)業(yè)，2013（17）：60.
[4] 孫劭，蘇潔，史培軍.2010年渤海海冰災(zāi)害特征分析[J].自然災(zāi)害學(xué)報(bào)，2011（6）：87-93.
[5] 張方儉，費(fèi)立淑.我國(guó)的海冰災(zāi)害及其防御[J].海洋通報(bào)，1994（5）：75-83.
[6] 馬桂山，張哲，王曉娟，等.渤黃海冰情分析與對(duì)策思考[J].中國(guó)海事，2010（11）：43-46.
碳金融對(duì)我國(guó)現(xiàn)代漁業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展支持研究
基于遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略背景的大連市漁港發(fā)展對(duì)策
湛江海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展研究
我國(guó)黃海海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)
河蟹產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展實(shí)證研究——基于“中國(guó)河蟹之鄉(xiāng)”江蘇興化永豐鎮(zhèn)的調(diào)查
水產(chǎn)科研機(jī)構(gòu)管理人員績(jī)效考評(píng)體系研究
我國(guó)水產(chǎn)加工企業(yè)創(chuàng)業(yè)歷程及成長(zhǎng)動(dòng)力的扎根理論研究
標(biāo)準(zhǔn)化在促進(jìn)漁業(yè)發(fā)展中的作用及其實(shí)踐
基于信息不對(duì)稱理論的水產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管
完善我國(guó)水產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗(yàn)檢測(cè)體系建設(shè)的研究與思考
撬動(dòng)羅非魚國(guó)內(nèi)銷售市場(chǎng)的幾點(diǎn)思考
網(wǎng)箱魚類排泄物收集碳匯系統(tǒng)與生態(tài)效能研究
推進(jìn)淡水養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的思考
我國(guó)漁業(yè)水域突發(fā)污染事件分析
我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)環(huán)境污染防治研究
南非發(fā)展淡水養(yǎng)殖業(yè)需要關(guān)注的幾個(gè)問題
國(guó)際海洋生態(tài)安全存在的問題及其原因分析
風(fēng)暴潮災(zāi)害損失和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的耦合關(guān)系研究
山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)海洋產(chǎn)業(yè)與區(qū)域經(jīng)濟(jì)的耦合關(guān)系研究
廣東海洋大學(xué)海洋經(jīng)濟(jì)與管理研究中心揭牌
大連水產(chǎn)學(xué)院參加中國(guó)航海日各種活動(dòng)
2009年海峽兩岸青年海洋教育文化交流活動(dòng)在臺(tái)舉行——中國(guó)海洋大學(xué)、上海海洋大學(xué)、浙江海洋學(xué)院師生代表參會(huì)
我國(guó)漁業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、問題及出路
現(xiàn)代漁業(yè)公共政策研究的若干思考
農(nóng)村小額信貸發(fā)展的國(guó)際經(jīng)驗(yàn)與中國(guó)實(shí)踐
《環(huán)境污染損害責(zé)任保險(xiǎn)法》之法律構(gòu)架
我國(guó)政策性漁業(yè)保險(xiǎn)發(fā)展探析
我國(guó)漁業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究
試論基于社區(qū)的漁業(yè)管理
從海洋綜合管理的視角完善海域使用管理——基于舟山海域的實(shí)證考察
IUU捕撈問題之經(jīng)濟(jì)學(xué)透視
漁業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化中存在的問題及其對(duì)策
常見水產(chǎn)品安全指標(biāo)在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)間的矛盾分析
我國(guó)水產(chǎn)品質(zhì)量安全SWOT分析及戰(zhàn)略選擇
上海市水域水生生物增殖放流現(xiàn)狀和存在問題
水生生物資源增殖的服務(wù)功能分析和品種選擇
農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易中價(jià)值標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定與量化的探討——以日本水產(chǎn)品進(jìn)口情況為案例
海洋災(zāi)害經(jīng)濟(jì)損失的模糊測(cè)定——以風(fēng)暴潮為例
美國(guó)青蛙成蛙健康養(yǎng)殖技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)努力使?jié)O業(yè)發(fā)展成為國(guó)家生態(tài)文明的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)
關(guān)于建立海洋生態(tài)補(bǔ)償機(jī)制的探討
關(guān)于開展水域荒漠化防治工作的幾點(diǎn)思考
淺談漁業(yè)水域污染與漁業(yè)養(yǎng)殖生產(chǎn)
工廠化養(yǎng)殖循環(huán)水處理系統(tǒng)的建造技術(shù)及其市場(chǎng)前景
中國(guó)漁業(yè)生產(chǎn):計(jì)量經(jīng)濟(jì)模型的構(gòu)建與應(yīng)用
基于需求主體的漁業(yè)金融供給路徑探討
稅費(fèi)在東山縣單拖漁業(yè)捕撈能力控制中作用的實(shí)證分析
新漁村建設(shè)面臨的問題及化解思路
上海市漁民權(quán)益保護(hù)機(jī)制研究
關(guān)于轉(zhuǎn)變漁業(yè)增長(zhǎng)方式促進(jìn)社會(huì)主義新漁區(qū)建設(shè)的思考
我國(guó)遠(yuǎn)洋漁業(yè)亟待國(guó)家重點(diǎn)扶持以加快發(fā)展
改革開放以來我國(guó)海水養(yǎng)殖政策的演變與發(fā)展
關(guān)于千島湖發(fā)展休閑漁業(yè)的思考
新疆漁業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及展望
中國(guó)蝦產(chǎn)品出口競(jìng)爭(zhēng)力分析
基于比較優(yōu)勢(shì)的中歐貿(mào)易產(chǎn)品結(jié)構(gòu)實(shí)證分析
中國(guó)金槍魚供應(yīng)鏈物流分析
關(guān)鍵詞:海洋環(huán)境污染海洋災(zāi)害海洋工程與海洋環(huán)境相互作用
隨著沿海經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，近海海域遭到越來越嚴(yán)重的污染，使海域環(huán)境質(zhì)量明顯下降，生態(tài)環(huán)境日趨惡化，并對(duì)生物資源和人體健康產(chǎn)生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國(guó)，特別是象我國(guó)這樣具有相當(dāng)長(zhǎng)的海岸線和眾多海灣的國(guó)家所共同關(guān)心的環(huán)境問題。海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還面臨嚴(yán)酷的海洋自然環(huán)境，海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)模、速度和效益，精確預(yù)報(bào)海洋災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展和應(yīng)該采取何種防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)工程措施，也成為嚴(yán)重關(guān)注的環(huán)境問題。為了開發(fā)海洋中的空間、礦產(chǎn)、漁業(yè)、能源等物質(zhì)資源，需要在海上進(jìn)行各類工程建設(shè)，在目前科技日益發(fā)展的情況下，工程建設(shè)的規(guī)模日益巨大，這些大規(guī)模的工程建設(shè)和海洋環(huán)境之間的相互作用也將是開發(fā)海洋中的一個(gè)應(yīng)引起特別關(guān)注的重要問題。為了適應(yīng)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，海洋環(huán)境的日益惡化，海洋災(zāi)害的頻發(fā)和海洋工程向大型化發(fā)展，近海石油氣田的開發(fā)，以及海岸帶開發(fā)過程中的后效問題的研究需要，針對(duì)我國(guó)重大海洋環(huán)境與保護(hù)問題開展研究是十分必要和迫切的。
在這方面，重點(diǎn)需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環(huán)境特征對(duì)各類污染物作用的機(jī)理和規(guī)律研究，第二類課題是海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)研究，第三類課題是海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用吸防治措施與對(duì)策。
一、海洋環(huán)境特征對(duì)各類污染物的作用機(jī)理和規(guī)律研究
以海洋流體動(dòng)力對(duì)各類污染物遷移、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究為基礎(chǔ)，考慮各種自然環(huán)境因素（浪、流、風(fēng)、光、溫度、濕度）、物理因素（擴(kuò)散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放）、化學(xué)因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運(yùn)動(dòng)及演變規(guī)律，并建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型。此外，近年來，在我國(guó)沿海海域，赤潮頻發(fā)嚴(yán)重。因此，除了加強(qiáng)赤潮的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)外，也應(yīng)加強(qiáng)在建立赤潮生長(zhǎng)機(jī)理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項(xiàng)研究應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、物理模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模擬研究相結(jié)合的方法來進(jìn)行。由于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數(shù)據(jù)往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對(duì)某一水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型進(jìn)行檢驗(yàn)其可行性和精度的一個(gè)實(shí)例。
用數(shù)學(xué)模擬方法來建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型是一個(gè)較為有效的方法。目前，在這方面國(guó)內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型，這些水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數(shù)學(xué)模型；波浪數(shù)學(xué)模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。
在水流數(shù)學(xué)模型研究方面，對(duì)于較大范圍的海域，通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W(xué)模型，對(duì)于紊動(dòng)影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對(duì)于湍流效應(yīng)顯著的區(qū)域，如排污口近區(qū)，則應(yīng)考慮湍流效應(yīng)。此外，采用坐標(biāo)變換，可建立一種能夠考慮復(fù)雜地形和套流效應(yīng)的三維潮流數(shù)學(xué)模型，這樣才能夠較好地重現(xiàn)實(shí)際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數(shù)學(xué)模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎(chǔ)，針對(duì)水溫和鹽度分層流的流動(dòng)特性，考慮浮力對(duì)紊動(dòng)的影響，建立用于模擬同時(shí)存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數(shù)學(xué)模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對(duì)兩相本身的湍流輸運(yùn)規(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進(jìn)行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學(xué)模型。
在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面，可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組，以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā)，可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學(xué)模型。通過引入弱非線性波色散關(guān)系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應(yīng)。對(duì)高階Boussinesq方程的進(jìn)一步研究，使方程的色激性從入水到深水都達(dá)到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計(jì)算較深水域波浪的非線性特征。
針對(duì)帶自由表面的波浪場(chǎng)問題，通過把能有效模擬自由面形態(tài)的N—S方程和波能平衡方程的結(jié)合，可導(dǎo)出一個(gè)能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個(gè)方程可模擬規(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學(xué)模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，對(duì)于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對(duì)于強(qiáng)流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應(yīng)力的計(jì)算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來，建立一種輻射應(yīng)力計(jì)算的新方法，用該方法可對(duì)較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬。
在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場(chǎng)模型，可對(duì)非對(duì)稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分?jǐn)?shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)系統(tǒng)作為目標(biāo)，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，針對(duì)近海海域水污染的特點(diǎn)，從三維湍流模型出發(fā)，在動(dòng)量方程中引入表面風(fēng)應(yīng)力、底部切應(yīng)力以及柯氏力的作用；在輸運(yùn)方程中引入反映物理、化學(xué)、生物等作用的源、匯項(xiàng)，可建立一個(gè)統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)模型，它可為環(huán)境評(píng)價(jià)、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計(jì)等提供重要的科學(xué)依據(jù)；同時(shí)對(duì)確定水域環(huán)境容量，從而制定水域環(huán)境保護(hù)策略，也具有十分重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。
應(yīng)該指出，在海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型研究方面，數(shù)學(xué)模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學(xué)模型，其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵，直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測(cè)能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學(xué)模型本身來取得的，有些可以通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)來得到，但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過基本機(jī)理的研究才能得到，在這方面物理模型實(shí)驗(yàn)研究將是一個(gè)有效的手段。
能模擬海洋動(dòng)力因素的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，現(xiàn)代化的量測(cè)儀器和測(cè)試系統(tǒng)是開展物理模型實(shí)驗(yàn)研究的必備條件。進(jìn)一步完善PIV和LIF的濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)同步測(cè)量系統(tǒng)，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結(jié)構(gòu)，獲得流場(chǎng)中水質(zhì)點(diǎn)速度的空間分布和時(shí)間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場(chǎng)的空間及時(shí)間變化過程，可用以分析定量污染物團(tuán)在波浪及波流相互作用下擴(kuò)散的基本特征和擴(kuò)散系數(shù)。
二、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報(bào)及海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)的研究
海洋災(zāi)害主要包括風(fēng)暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來，我國(guó)海洋災(zāi)害所造成的損失每年達(dá)上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費(fèi)用很高，一旦發(fā)生破壞，將會(huì)造成重大的人員傷亡和巨額財(cái)產(chǎn)損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺(tái)，1989年風(fēng)暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺(tái)風(fēng)翻沉等）。當(dāng)前我國(guó)海洋能源開發(fā)與海洋空間利用的絕大部分活動(dòng)是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設(shè)施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴(yán)酷和復(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國(guó)東臨西北太平洋，每年出現(xiàn)的臺(tái)風(fēng)數(shù)目占全球的38%，其中對(duì)我國(guó)可能造成災(zāi)害的臺(tái)風(fēng)每年有7—8個(gè)。每當(dāng)臺(tái)風(fēng)在我國(guó)登陸或接近我國(guó)沿海通過時(shí)，都會(huì)在沿岸局部地區(qū)產(chǎn)生風(fēng)暴潮，形成風(fēng)暴潮災(zāi)害。
在我國(guó)北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰嚴(yán)重的年份則出現(xiàn)冰害。若對(duì)這些海洋災(zāi)害估計(jì)不足將會(huì)帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結(jié)構(gòu)物以強(qiáng)大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動(dòng)作用，也會(huì)給海洋平臺(tái)的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù)，至今尚未進(jìn)行過深入的研究。對(duì)近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會(huì)引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺(tái)，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結(jié)構(gòu)型式，冰排對(duì)錐體結(jié)構(gòu)的冰荷載及與其的動(dòng)力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學(xué)的研究中，除進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬外，實(shí)驗(yàn)研究也是一個(gè)重要的手段。在實(shí)驗(yàn)研究中，模型冰可采用凍結(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來進(jìn)行，它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)展這兩種技術(shù)是海冰力學(xué)研究中的一個(gè)課題。
我國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家，海域中時(shí)有地震發(fā)生。強(qiáng)烈的地震將有可能是海上工程設(shè)施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結(jié)構(gòu)物（海洋平臺(tái)、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發(fā)生破壞，除其直接經(jīng)濟(jì)損失極大外，其次生災(zāi)害——火災(zāi)、環(huán)境污染等的后果也不堪設(shè)想。
近年環(huán)太平洋地區(qū)地震的頻度和強(qiáng)度都在上升，造成重大災(zāi)害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災(zāi)的基本原理和減震技術(shù)措施需要認(rèn)真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應(yīng)和振動(dòng)破壞機(jī)理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發(fā)的巨浪共同作用對(duì)水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴(yán)重。水工建筑物的這類破壞機(jī)理，至今國(guó)內(nèi)外對(duì)此都很少研究，且由于試驗(yàn)條件的限制，國(guó)內(nèi)外對(duì)此方面的試驗(yàn)研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個(gè)新領(lǐng)域。
以下的一些研究?jī)?nèi)容將是為解決海洋工程設(shè)施抗震措施中的關(guān)鍵技術(shù)所必需考慮的，如近海環(huán)境地震危險(xiǎn)性分析，設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)和頻譜特性，強(qiáng)震海底多維地震動(dòng)及其空間分布規(guī)律，地震波傳播特性及地震動(dòng)輸入機(jī)理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞機(jī)理、振動(dòng)控制、地震動(dòng)時(shí)頗聯(lián)合分析模型和輸入機(jī)制、非線性動(dòng)力分析和動(dòng)力破壞試驗(yàn)；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺(tái)及地下輸油管線與地基土動(dòng)力相互作用，碼頭及護(hù)岸建筑物地震穩(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計(jì)和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等。
海上水工建筑物在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個(gè)方面：其一是結(jié)構(gòu)的老化、疲勞、超載、內(nèi)部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環(huán)境的物理化學(xué)損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設(shè)計(jì)不周或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工質(zhì)量差，原材料不合格，管理維護(hù)不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成重大的影響。
因此，發(fā)展以下的一些技術(shù)和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環(huán)境荷載在幅值。時(shí)間及方向上的隨機(jī)性所導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下，對(duì)現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康診斷和評(píng)估剩余可靠度的理論；結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測(cè)的新技術(shù)和新方法；結(jié)構(gòu)病害治理用的新材料、新技術(shù)和新方法；海洋工程結(jié)構(gòu)在多種復(fù)雜海洋環(huán)境條件下（風(fēng)、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優(yōu)化理論研究，設(shè)計(jì)與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu)；研究和設(shè)計(jì)使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。
為了及時(shí)掌握海洋環(huán)境的風(fēng)云變幻和災(zāi)害的可能來臨，發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報(bào)技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng)，如建立由近海到遠(yuǎn)海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報(bào)與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準(zhǔn)備和各類應(yīng)急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景，進(jìn)行重點(diǎn)研究，建立數(shù)字化的海洋環(huán)境信息系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu)；以及建立海岸和近海工程設(shè)施防災(zāi)減災(zāi)數(shù)字信息系統(tǒng)，將海岸和近海工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，建立數(shù)學(xué)物理模型，通過多媒體技術(shù)，形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機(jī)理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過程，建成智能化的防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)。
三、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施與對(duì)策
為了充分利用海洋空間，現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運(yùn)輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機(jī)場(chǎng)、海底隧道和海底倉(cāng)儲(chǔ)的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計(jì)海上生產(chǎn)、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)和海底工程，估計(jì)到21世紀(jì)，可能出現(xiàn)能容納10萬人的海上人造城市。我國(guó)澳門和日本已經(jīng)在海上建成了人工島海上機(jī)場(chǎng)。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經(jīng)于99年8月在東京灣用6塊380米長(zhǎng)，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機(jī)場(chǎng)。
由此可見，隨著海洋資源與空間的開發(fā)利用，各類海上工程建筑物數(shù)量不斷增多、規(guī)模日益復(fù)雜和龐大，保證這些海上工程設(shè)施的安全運(yùn)行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動(dòng)力因素最復(fù)雜的地區(qū)，但同時(shí)又是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)，海上工程建設(shè)如果考慮不當(dāng)將會(huì)在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動(dòng)態(tài)平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會(huì)改變海岸的形態(tài)，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對(duì)含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當(dāng)則會(huì)造成二次污染。海上石油生產(chǎn)中的溢油事故將對(duì)海洋環(huán)境造成極其嚴(yán)重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)施如果不及時(shí)處理也將會(huì)逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災(zāi)減災(zāi)的任務(wù)是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災(zāi)害帶來的報(bào)失，另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。
隨著人類對(duì)海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護(hù)與人類生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題，主要內(nèi)容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運(yùn)及其疏浚物拋放對(duì)海洋環(huán)境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結(jié)構(gòu)的環(huán)境和生態(tài)影響；破波帶及其附近水域沿岸流對(duì)物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護(hù)和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演防護(hù)及開發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動(dòng)力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。
隨著沿海大、中型城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城平建設(shè)中的污水深海排放技術(shù)，感潮水域污水多點(diǎn)排放漂移擴(kuò)散研究，天然海灣、人工湖及人工運(yùn)河的水質(zhì)交換能力，人工沙灘的保護(hù)措施，灘涂圍墾對(duì)水域環(huán)境的影響等，都將是需要認(rèn)真解決的問題。
關(guān)鍵詞:海洋經(jīng)濟(jì) 海洋環(huán)境 環(huán)境保護(hù) 海洋災(zāi)害
前言
隨著沿海經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,近海海域遭到越來越嚴(yán)重的污染,使海域環(huán)境質(zhì)量明顯下降,生態(tài)環(huán)境日趨惡化,并對(duì)生物資源和人體健康產(chǎn)生有害影響。近海水域的污染已成為世 界各國(guó),特別是象我國(guó)這樣具有相當(dāng)長(zhǎng)的海岸線和眾多海灣的國(guó)家所共同關(guān)心的環(huán)境問題。海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還面臨嚴(yán)酷的海洋自然環(huán)境,海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)模、速度和效益,精確預(yù)報(bào)海洋災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展和應(yīng)該采取何種防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)工程措施,也成為嚴(yán)重關(guān)注的環(huán)境問題。為了開發(fā)海洋中的空間、礦產(chǎn)、漁業(yè)、能源等物質(zhì)資源,需要在海上進(jìn)行各類工程建設(shè),在目前科技日益發(fā)展的情況下,工程建設(shè)的規(guī)模日益巨大,這些大規(guī)模的工程建設(shè)和海洋環(huán)境之間的相互作用也將是開發(fā)海洋中的一個(gè)應(yīng)引起特別關(guān)注的重要問題。為了適應(yīng)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,海洋環(huán)境的日益惡化,海洋災(zāi)害的頻發(fā)和海洋工程向大型化發(fā)展,近海石油氣田的開發(fā),以及海岸帶開發(fā)過程中的后效問題的研究需要,針對(duì)我國(guó)重大海洋環(huán)境與保護(hù)問題開展研究是十分必要和迫切的。
在這方面,重點(diǎn)需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環(huán)境特征對(duì)各類污染物作用的機(jī)理和規(guī)律研究,第二類課題是海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)研究,第三類課題是海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用吸防治措施與對(duì)策。
一、海洋環(huán)境特征對(duì)各類污染物的作用機(jī)理和規(guī)律研究
以海洋流體動(dòng)力對(duì)各類污染物遷移、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究為基礎(chǔ),考慮各種自然環(huán)境因素(浪、流、風(fēng)、光、溫度、濕度)、物理因素(擴(kuò)散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放)、化學(xué)因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運(yùn)動(dòng)及演變規(guī)律,并建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型。此外,近年來,在我國(guó)沿海海域,赤潮頻發(fā)嚴(yán)重。因此,除了加強(qiáng)赤潮的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)外,也應(yīng)加強(qiáng)在建立赤潮生長(zhǎng)機(jī)理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項(xiàng)研究應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、物理模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模擬研究相結(jié)合的方法來進(jìn)行。由于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)工作耗資巨大,且受到許多客觀條件的限制,所獲得的數(shù)據(jù)往往有許多綜合因素的共同作用,很難將其中的單因素影響分離出來,因此,往往只能用它來作為對(duì)某一水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型進(jìn)行檢驗(yàn)其可行性和精度的一個(gè)實(shí)例。
用數(shù)學(xué)模擬方法來建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型是一個(gè)較為有效的方法。目前,在這方面國(guó)內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型,這些水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型大體上都基于以下幾方面的模型:水流數(shù)學(xué)模型;波浪數(shù)學(xué)模型;液流相互作用模型;近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。
在水流數(shù)學(xué)模型研究方面,對(duì)于較大范圍的海域,通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W(xué)模型,對(duì)于紊動(dòng)影響不顯著的海域,可不考慮湍流影響,而對(duì)于湍流效應(yīng)顯著的區(qū)域,如排污口近區(qū),則應(yīng)考慮湍流效應(yīng)。此外,采用坐標(biāo)變換,可建立一種能夠考慮復(fù)雜地形和套流效應(yīng)的三維潮流數(shù)學(xué)模型,這樣才能夠較好地重現(xiàn)實(shí)際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域,水流數(shù)學(xué)模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型為基礎(chǔ),針對(duì)水溫和鹽度分層流的流動(dòng)特性,考慮浮力對(duì)紊動(dòng)的影響,建立用于模擬同時(shí)存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k-(單流體數(shù)學(xué)模型。也可以基于多流體模型的基本概念,分別對(duì)兩相本身的湍流輸運(yùn)規(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進(jìn)行模擬,建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學(xué)模型。
在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面,可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組,以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā),可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學(xué)模型。通過引入弱非線性波色散關(guān)系,可使雙曲型緩坡方程能
夠有效地考慮波浪的非線性效應(yīng)。對(duì)高階Boussinesq方程的進(jìn)一步研究,可使方程的色激性從入水到深水都達(dá)到很高精度,并提高方程的非線性精度,可以更精確的計(jì)算較深水域波浪的非線性特征。
針對(duì)帶自由表面的波浪場(chǎng)問題,通過把能有效模擬自由面形態(tài)的N— S方程和波能平衡方程的結(jié)合,可導(dǎo)出一個(gè)能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程,用這個(gè)方程可模擬規(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學(xué)模型,可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面,對(duì)于弱流情形,可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型;對(duì)于強(qiáng)流情形,可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應(yīng)力的計(jì)算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來,建立一種輻射應(yīng)力計(jì)算的新方法,用該方法可對(duì)較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬。
在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場(chǎng)模型,可對(duì)非對(duì)稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分?jǐn)?shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)系統(tǒng)作為目標(biāo),在分析近海環(huán)境中各種物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,針對(duì)近海海域水污染的特點(diǎn),從三維湍流模型出發(fā),在動(dòng)量方程中引入表面風(fēng)應(yīng)力、底部切應(yīng)力以及柯氏力的作用;在輸運(yùn)方程中引入反映物理、化學(xué)、生物等作用的源、匯項(xiàng),可建立一個(gè)統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)模型,它可為環(huán)境評(píng)價(jià)、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計(jì)等提供重要的科學(xué)依據(jù);同時(shí)對(duì)確定水域環(huán)境容量,從而制定水域環(huán)境保護(hù)策略,也具有十分重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。
應(yīng)該指出,在海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型研究方面,數(shù)學(xué)模擬無疑是一種十分有效的手段,但不論是何種數(shù)學(xué)模型,其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵,直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測(cè)能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學(xué)模型本身來取得的,有些可以通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)來得到,但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過基本機(jī)理的研究才能得到,在這方面物理模型實(shí)驗(yàn)研究將是一個(gè)有效的手段。
能模擬海洋動(dòng)力因素的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,現(xiàn)代化的量測(cè)儀器和測(cè)試系統(tǒng)是開展物理模型實(shí)驗(yàn)研究的必備條件。進(jìn)一步完善PIV和LIF的濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)同步測(cè)量系統(tǒng),可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結(jié)構(gòu),獲得流場(chǎng)中水質(zhì)點(diǎn)速度的空間分布和時(shí)間過程;并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場(chǎng)的空間及時(shí)間變化過程,可用以分析定量污染物團(tuán)在波浪及波流相互作用下擴(kuò)散的基本特征和擴(kuò)散系數(shù)。
二、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施與對(duì)策
為了充分利用海洋空間,現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運(yùn)輸外,正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機(jī)場(chǎng)、海底隧道和海底倉(cāng)儲(chǔ)的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計(jì)海上生產(chǎn)、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)和海底工程,估計(jì)到21世紀(jì),可能出現(xiàn)能容納10萬人的海上人造城市。我國(guó)澳門和日本已經(jīng)在海上建成了人工島海上機(jī)場(chǎng)。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等,日本已經(jīng)于99年8月在東京灣用6塊380米長(zhǎng),60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機(jī)場(chǎng)。
由此可見,隨著海洋資源與空間的開發(fā)利用,各類海上工程建筑物數(shù)量不斷增多、規(guī)模日益復(fù)雜和龐大,保證這些海上工程設(shè)施的安全運(yùn)行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動(dòng)力因素最復(fù)雜的地區(qū),但同時(shí)又是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)最為發(fā)達(dá)的地區(qū),海上工程建設(shè)如果考慮不當(dāng)將會(huì)在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動(dòng)態(tài)平衡,影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會(huì)改變海岸的形態(tài),破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地,若對(duì)含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當(dāng)則會(huì)造成二次污染。海上石油生產(chǎn)中的溢油事故將對(duì)海洋環(huán)境造成極其嚴(yán)重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)施如果不及時(shí)處理也將會(huì)逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災(zāi)減災(zāi)的任務(wù)是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災(zāi)害帶來的報(bào)失,另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。
隨著人類對(duì)海洋資源的不斷開發(fā)和利用,海洋環(huán)境保護(hù)與人類生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題,主要內(nèi)容包括:航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運(yùn)及其疏浚物拋放對(duì)海洋環(huán)境的影響,深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結(jié)構(gòu)的環(huán)境和生態(tài)影響;破波帶及其附近水域沿岸流對(duì)物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散規(guī)律研究;大型海岸工程、岸灘保護(hù)和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變;海岸演變、防護(hù)及開發(fā)利用新概念的原則與理論,如由于工程措施所引起的海岸動(dòng)力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。
隨著沿海大、中型城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展,城平建設(shè)中的污水深海排放技術(shù),感潮水域污水多點(diǎn)排放漂移擴(kuò)散研究,天然海灣、人工湖及人工運(yùn)河的水質(zhì)交換能力,人工沙灘的保護(hù)措施,灘涂圍墾對(duì)水域環(huán)境的影響等,都將是需要認(rèn)真解決的問題。
鑒于黃河三角洲海岸線不斷依退所帶來的國(guó)土面積減少、陸上設(shè)施受到威脅甚至破壞、對(duì)黃河三角洲濕地自然條件的毀滅性破壞等一系列問題,也是非常迫切需要研究的課題。此外,長(zhǎng)江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸開發(fā)、灘涂圍墾和岸灘保護(hù)及整治工程對(duì)水域影響所引起的環(huán)境問題及其對(duì)策,也切枰?重點(diǎn)研究的課題??BR>以主要經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的河口和海岸帶地區(qū)以及主要海域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景,建立一個(gè)數(shù)字化的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展模擬系統(tǒng)。與防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)一樣,將環(huán)境工程、水利工程、土木工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合,建立模型,通過多媒體技術(shù),形象化地針對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃,預(yù)測(cè)由于發(fā)展經(jīng)濟(jì)帶來的海域環(huán)境水污染的惡化、海洋自然災(zāi)害(臺(tái)風(fēng)、巨浪、風(fēng)暴潮、地震、冰害、地質(zhì)災(zāi)害)頻發(fā)的情況。人類活動(dòng)特別是大規(guī)模工程建設(shè)所引起的海洋環(huán)境的變遷和海岸演變,以及它們之間的相互作用,用數(shù)字手段統(tǒng)一地加以處理,建立智能化的決策支持系統(tǒng),以促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康地發(fā)展,將會(huì)是決策部門進(jìn)行宏觀決策和具體規(guī)劃時(shí)的一個(gè)十分有
效的手段。
三、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報(bào)及海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)的研究
海洋災(zāi)害主要包括風(fēng)暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來,我國(guó)海洋災(zāi)害所造成的損失每年達(dá)上百億元人民幣,是世界上海洋災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費(fèi)用很高,一旦發(fā)生破壞,將會(huì)造成重大的人員傷亡和巨額財(cái)產(chǎn)損失(如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺(tái),1989年風(fēng)暴潮損失超6億元,1991年DB29銷管船在南海通臺(tái)風(fēng)翻沉等)。當(dāng)前我國(guó)海洋能源開發(fā)與海洋空間利用的絕大部分活動(dòng)是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設(shè)施能夠安全服役免遭破壞,面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴(yán)酷和復(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國(guó)東臨西北太平洋,每年出現(xiàn)的臺(tái)風(fēng)數(shù)目占全球的38%,其中對(duì)我國(guó)可能造成災(zāi)害的臺(tái)風(fēng)每年有7—8個(gè)。每當(dāng)臺(tái)風(fēng)在我國(guó)登陸或接近我國(guó)沿海通過時(shí),都會(huì)在沿岸局部地區(qū)產(chǎn)生風(fēng)暴潮,形成風(fēng)暴潮災(zāi)害。
在我國(guó)北方海域(渤海和北黃海),冬季由于受寒潮影響,沿岸地區(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象,結(jié)冰嚴(yán)重的年份則出現(xiàn)冰害。若對(duì)這些海洋災(zāi)害估計(jì)不足將會(huì)帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成,不但可給結(jié)構(gòu)物以強(qiáng)大的冰壓力,而且由于冰激引起的振動(dòng)作用,也會(huì)給海洋平臺(tái)的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù),至今尚未進(jìn)行過深入的研究。對(duì)近岸大面積冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都會(huì)引起海冰的斷裂,斷裂后冰塊的尺度直接影響其對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺(tái),為了抵抗冰害,往往建成正、倒錐體的結(jié)構(gòu)型式,冰排對(duì)錐體結(jié)構(gòu)的冰荷載及與其的動(dòng)力相互作用,也是目前尚未解決的課題。在海冰力學(xué)的研究中,除進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬外,實(shí)驗(yàn)研究也是一個(gè)重要的手段。在實(shí)驗(yàn)研究中,模型冰可采用凍結(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來進(jìn)行,它們各有其優(yōu)缺點(diǎn),發(fā)展這兩種技術(shù)是海冰力學(xué)研究中的一個(gè)課題。
我國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家,海域中時(shí)有地震發(fā)生。強(qiáng)烈的地震將有可能是海上工程設(shè)施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結(jié)構(gòu)物(海洋平臺(tái)、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等)發(fā)生破壞,除其直接經(jīng)濟(jì)損失極大外,其次生災(zāi)害——火災(zāi)、環(huán)境污染等的后果也不堪設(shè)想。
近年環(huán)太平洋地區(qū)地震的頻度和強(qiáng)度都在上升,造成重大災(zāi)害。大型海上工程在地震作用下的安全性,特別是抗震防災(zāi)的基本原理和減震技術(shù)措施需要認(rèn)真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應(yīng)和振動(dòng)破壞機(jī)理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明,地震及由此引發(fā)的巨浪共同作用對(duì)水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴(yán)重。水工建筑物的這類破壞機(jī)理,至今國(guó)內(nèi)外對(duì)此都很少研究,且由于試驗(yàn)條件的限制,國(guó)內(nèi)外對(duì)此方面的試驗(yàn)研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個(gè)新領(lǐng)域。
以下的一些研究?jī)?nèi)容將是為解決海洋工程設(shè)施抗震措施中的關(guān)鍵技術(shù)所必需考慮的,如近海環(huán)境地震危險(xiǎn)性分析,設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)和頻譜特性,強(qiáng)震海底多維地震動(dòng)及其空間分布規(guī)律,地震波傳播特性及地震動(dòng)輸入機(jī)理;海域中大型海上水工建筑物在地震作用下,考慮周圍水介質(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞機(jī)理、振動(dòng)控制、地震動(dòng)時(shí)頗聯(lián)合分析模型和輸入機(jī)制、非線性動(dòng)力分析和動(dòng)力破壞試驗(yàn);核電站海域工程建筑物抗地震性能,海洋采油平臺(tái)及地下輸油管線與地基土動(dòng)力相互作用,碼頭及護(hù)岸建筑物地震穩(wěn)定性;海域中水工建筑物的性能設(shè)計(jì)和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等。
海上水工建筑物在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中健康狀況逐漸惡化,其損傷主要來自兩個(gè)方面:其一是結(jié)構(gòu)的老化、疲勞、超載、內(nèi)部損傷(裂縫)、地基沉降變形以及環(huán)境的物理化學(xué)損傷(低溫、凍融、大氣侵蝕)等;其二是設(shè)計(jì)不周或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低,施工質(zhì)量差,原材料不合格,管理維護(hù)不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成重大的影響。
關(guān)鍵詞海洋環(huán)境污染海洋災(zāi)害海洋工程與海洋環(huán)境相互作用
隨著沿海經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，近海海域遭到越來越嚴(yán)重的污染，使海域環(huán)境質(zhì)量明顯下降，生態(tài)環(huán)境日趨惡化，并對(duì)生物資源和人體健康產(chǎn)生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國(guó)，特別是象我國(guó)這樣具有相當(dāng)長(zhǎng)的海岸線和眾多海灣的國(guó)家所共同關(guān)心的環(huán)境問題。海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還面臨嚴(yán)酷的海洋自然環(huán)境，海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)模、速度和效益，精確預(yù)報(bào)海洋災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展和應(yīng)該采取何種防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)工程措施，也成為嚴(yán)重關(guān)注的環(huán)境問題。為了開發(fā)海洋中的空間、礦產(chǎn)、漁業(yè)、能源等物質(zhì)資源，需要在海上進(jìn)行各類工程建設(shè)，在目前科技日益發(fā)展的情況下，工程建設(shè)的規(guī)模日益巨大，這些大規(guī)模的工程建設(shè)和海洋環(huán)境之間的相互作用也將是開發(fā)海洋中的一個(gè)應(yīng)引起特別關(guān)注的重要問題。為了適應(yīng)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，海洋環(huán)境的日益惡化，海洋災(zāi)害的頻發(fā)和海洋工程向大型化發(fā)展，近海石油氣田的開發(fā)，以及海岸帶開發(fā)過程中的后效問題的研究需要，針對(duì)我國(guó)重大海洋環(huán)境與保護(hù)問題開展研究是十分必要和迫切的。
在這方面，重點(diǎn)需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環(huán)境特征對(duì)各類污染物作用的機(jī)理和規(guī)律研究，第二類課題是海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)研究，第三類課題是海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用吸防治措施與對(duì)策。
一、海洋環(huán)境特征對(duì)各類污染物的作用機(jī)理和規(guī)律研究
以海洋流體動(dòng)力對(duì)各類污染物遷移、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究為基礎(chǔ)，考慮各種自然環(huán)境因素（浪、流、風(fēng)、光、溫度、濕度）、物理因素（擴(kuò)散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放）、化學(xué)因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運(yùn)動(dòng)及演變規(guī)律，并建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型。此外，近年來，在我國(guó)沿海海域，赤潮頻發(fā)嚴(yán)重。因此，除了加強(qiáng)赤潮的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)外，也應(yīng)加強(qiáng)在建立赤潮生長(zhǎng)機(jī)理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項(xiàng)研究應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、物理模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模擬研究相結(jié)合的方法來進(jìn)行。由于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數(shù)據(jù)往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對(duì)某一水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型進(jìn)行檢驗(yàn)其可行性和精度的一個(gè)實(shí)例。
用數(shù)學(xué)模擬方法來建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型是一個(gè)較為有效的方法。目前，在這方面國(guó)內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型，這些水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數(shù)學(xué)模型；波浪數(shù)學(xué)模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。
在水流數(shù)學(xué)模型研究方面，對(duì)于較大范圍的海域，通常可采用深度平均的潮流教學(xué)模型，對(duì)于紊動(dòng)影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對(duì)于湍流效應(yīng)顯著的區(qū)域，如排污口近區(qū)，則應(yīng)考慮湍流效應(yīng)。此外，采用坐標(biāo)變換，可建立一種能夠考慮復(fù)雜地形和套流效應(yīng)的三維潮流數(shù)學(xué)模型，這樣才能夠較好地重現(xiàn)實(shí)際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數(shù)學(xué)模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎(chǔ)，針對(duì)水溫和鹽度分層流的流動(dòng)特性，考慮浮力對(duì)紊動(dòng)的影響，建立用于模擬同時(shí)存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數(shù)學(xué)模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對(duì)兩相本身的湍流輸運(yùn)規(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進(jìn)行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學(xué)模型。
在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面，可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組，以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā)，可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學(xué)模型。通過引入弱非線性波色散關(guān)系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應(yīng)。對(duì)高階Boussinesq方程的進(jìn)一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達(dá)到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計(jì)算較深水域波浪的非線性特征。
針對(duì)帶自由表面的波浪場(chǎng)問題，通過把能有效模擬自由面形態(tài)的N—S方程和波能平衡方程的結(jié)合，可導(dǎo)出一個(gè)能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個(gè)方程可模擬規(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學(xué)模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，對(duì)于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對(duì)于強(qiáng)流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺?yīng)力的計(jì)算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來，建立一種輻射應(yīng)力計(jì)算的新方法，用該方法可對(duì)較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬。
在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場(chǎng)模型，可對(duì)非對(duì)稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分?jǐn)?shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)系統(tǒng)作為目標(biāo)，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，針對(duì)近海海域水污染的特點(diǎn)，從三維湍流模型出發(fā)，在動(dòng)量方程中引入表面風(fēng)應(yīng)力、底部切應(yīng)力以及柯氏力的作用；在輸運(yùn)方程中引入反映物理、化學(xué)、生物等作用的源、匯項(xiàng)，可建立一個(gè)統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)模型，它可為環(huán)境評(píng)價(jià)、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計(jì)等提供重要的科學(xué)依據(jù)；同時(shí)對(duì)確定水域環(huán)境容量，從而制定水域環(huán)境保護(hù)策略，也具有十分重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。
應(yīng)該指出，在海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型研究方面，數(shù)學(xué)模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學(xué)模型，其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵，直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測(cè)能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學(xué)模型本身來取得的，有些可以通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)來得到，但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過基本機(jī)理的研究才能得到，在這方面物理模型實(shí)驗(yàn)研究將是一個(gè)有效的手段。
能模擬海洋動(dòng)力因素的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，現(xiàn)代化的量測(cè)儀器和測(cè)試系統(tǒng)是開展物理模型實(shí)驗(yàn)研究的必備條件。進(jìn)一步完善PIV和LIF的濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)同步測(cè)量系統(tǒng)，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結(jié)構(gòu)，獲得流場(chǎng)中水質(zhì)點(diǎn)速度的空間分布和時(shí)間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場(chǎng)的空間及時(shí)間變化過程，可用以分析定量污染物團(tuán)在波浪及波流相互作用下擴(kuò)散的基本特征和擴(kuò)散系數(shù)。
二、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報(bào)及海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)的研究
海洋災(zāi)害主要包括風(fēng)暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來，我國(guó)海洋災(zāi)害所造成的損失每年達(dá)上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費(fèi)用很高，一旦發(fā)生破壞，將會(huì)造成重大的人員傷亡和巨額財(cái)產(chǎn)損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺(tái)，1989年風(fēng)暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺(tái)風(fēng)翻沉等）。當(dāng)前我國(guó)海洋能源開發(fā)與海洋空間利用的絕大部分活動(dòng)是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設(shè)施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴(yán)酷和復(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國(guó)東臨西北太平洋，每年出現(xiàn)的臺(tái)風(fēng)數(shù)目占全球的38%，其中對(duì)我國(guó)可能造成災(zāi)害的臺(tái)風(fēng)每年有7—8個(gè)。每當(dāng)臺(tái)風(fēng)在我國(guó)登陸或接近我國(guó)沿海通過時(shí)，都會(huì)在沿岸局部地區(qū)產(chǎn)生風(fēng)暴潮，形成風(fēng)暴潮災(zāi)害。
在我國(guó)北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰嚴(yán)重的年份則出現(xiàn)冰害。若對(duì)這些海洋災(zāi)害估計(jì)不足將會(huì)帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結(jié)構(gòu)物以強(qiáng)大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動(dòng)作用，也會(huì)給海洋平臺(tái)的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù)，至今尚未進(jìn)行過深入的研究。對(duì)近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會(huì)引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺(tái)，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結(jié)構(gòu)型式，冰排對(duì)錐體結(jié)構(gòu)的冰荷載及與其的動(dòng)力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學(xué)的研究中，除進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬外，實(shí)驗(yàn)研究也是一個(gè)重要的手段。在實(shí)驗(yàn)研究中，模型冰可采用凍結(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來進(jìn)行，它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)展這兩種技術(shù)是海冰力學(xué)研究中的一個(gè)課題。
我國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家，海域中時(shí)有地震發(fā)生。強(qiáng)烈的地震將有可能是海上工程設(shè)施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結(jié)構(gòu)物（海洋平臺(tái)、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發(fā)生破壞，除其直接經(jīng)濟(jì)損失極大外，其次生災(zāi)害——火災(zāi)、環(huán)境污染等的后果也不堪設(shè)想。
近年環(huán)太平洋地區(qū)地震的頻度和強(qiáng)度都在上升，造成重大災(zāi)害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災(zāi)的基本原理和減震技術(shù)措施需要認(rèn)真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應(yīng)和振動(dòng)破壞機(jī)理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發(fā)的巨浪共同作用對(duì)水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴(yán)重。水工建筑物的這類破壞機(jī)理，至今國(guó)內(nèi)外對(duì)此都很少研究，且由于試驗(yàn)條件的限制，國(guó)內(nèi)外對(duì)此方面的試驗(yàn)研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個(gè)新領(lǐng)域。
以下的一些研究?jī)?nèi)容將是為解決海洋工程設(shè)施抗震措施中的關(guān)鍵技術(shù)所必需考慮的，如近海環(huán)境地震危險(xiǎn)性分析，設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)和頻譜特性，強(qiáng)震海底多維地震動(dòng)及其空間分布規(guī)律，地震波傳播特性及地震動(dòng)輸入機(jī)理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞機(jī)理、振動(dòng)控制、地震動(dòng)時(shí)頗聯(lián)合分析模型和輸入機(jī)制、非線性動(dòng)力分析和動(dòng)力破壞試驗(yàn)；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺(tái)及地下輸油管線與地基土動(dòng)力相互作用，碼頭及護(hù)岸建筑物地震穩(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計(jì)和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等。
海上水工建筑物在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個(gè)方面：其一是結(jié)構(gòu)的老化、疲勞、超載、內(nèi)部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環(huán)境的物理化學(xué)損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設(shè)計(jì)不周或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工質(zhì)量差，原材料不合格，管理維護(hù)不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成重大的影響。
因此，發(fā)展以下的一些技術(shù)和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環(huán)境荷載在幅值。時(shí)間及方向上的隨機(jī)性所導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下，對(duì)現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康診斷和評(píng)估剩余可靠度的理論；結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測(cè)的新技術(shù)和新方法；結(jié)構(gòu)病害治理用的新材料、新技術(shù)和新方法；海洋工程結(jié)構(gòu)在多種復(fù)雜海洋環(huán)境條件下（風(fēng)、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優(yōu)化理論研究，設(shè)計(jì)與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu)；研究和設(shè)計(jì)使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。
為了及時(shí)掌握海洋環(huán)境的風(fēng)云變幻和災(zāi)害的可能來臨，發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報(bào)技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng)，如建立由近海到遠(yuǎn)海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報(bào)與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準(zhǔn)備和各類應(yīng)急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景，進(jìn)行重點(diǎn)研究，建立數(shù)字化的海洋環(huán)境信息系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu)；以及建立海岸和近海工程設(shè)施防災(zāi)減災(zāi)數(shù)字信息系統(tǒng)，將海岸和近海工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，建立數(shù)學(xué)物理模型，通過多媒體技術(shù)，形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機(jī)理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過程，建成智能化的防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)。
三、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施與對(duì)策
為了充分利用海洋空間，現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運(yùn)輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機(jī)場(chǎng)、海底隧道和海底倉(cāng)儲(chǔ)的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計(jì)海上生產(chǎn)、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)和海底工程，估計(jì)到21世紀(jì)，可能出現(xiàn)能容納10萬人的海上人造城市。我國(guó)澳門和日本已經(jīng)在海上建成了人工島海上機(jī)場(chǎng)。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經(jīng)于99年8月在東京灣用6塊380米長(zhǎng)，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機(jī)場(chǎng)。
由此可見，隨著海洋資源與空間的開發(fā)利用，各類海上工程建筑物數(shù)量不斷增多、規(guī)模日益復(fù)雜和龐大，保證這些海上工程設(shè)施的安全運(yùn)行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動(dòng)力因素最復(fù)雜的地區(qū)，但同時(shí)又是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)，海上工程建設(shè)如果考慮不當(dāng)將會(huì)在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動(dòng)態(tài)平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會(huì)改變海岸的形態(tài)，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對(duì)含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當(dāng)則會(huì)造成二次污染。海上石油生產(chǎn)中的溢油事故將對(duì)海洋環(huán)境造成極其嚴(yán)重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)施如果不及時(shí)處理也將會(huì)逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災(zāi)減災(zāi)的任務(wù)是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災(zāi)害帶來的報(bào)失，另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。
隨著人類對(duì)海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護(hù)與人類生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題，主要內(nèi)容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運(yùn)及其疏浚物拋放對(duì)海洋環(huán)境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結(jié)構(gòu)的環(huán)境和生態(tài)影響；破波帶及其附近水域沿岸流對(duì)物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護(hù)和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護(hù)及開發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動(dòng)力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。
隨著沿海大、中型城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城平建設(shè)中的污水深海排放技術(shù)，感潮水域污水多點(diǎn)排放漂移擴(kuò)散研究，天然海灣、人工湖及人工運(yùn)河的水質(zhì)交換能力，人工沙灘的保護(hù)措施，灘涂圍墾對(duì)水域環(huán)境的影響等，都將是需要認(rèn)真解決的問題。
