海洋灾害及其防治大全11篇
时间：2023-08-16 17:13:06绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇海洋灾害及其防治范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。
篇（1）
基于辽宁沿海经济带发展战略背景的大连市渔港发展对策
湛江海洋经济发展研究
我国黄海海洋产业发展的机遇与挑战
河蟹产业快速发展实证研究——基于“中国河蟹之乡”江苏兴化永丰镇的调查
水产科研机构管理人员绩效考评体系研究
我国水产加工企业创业历程及成长动力的扎根理论研究
标准化在促进渔业发展中的作用及其实践
基于信息不对称理论的水产品质量安全监管
完善我国水产品质量安全检验检测体系建设的研究与思考
撬动罗非鱼国内销售市场的几点思考
网箱鱼类排泄物收集碳汇系统与生态效能研究
推进淡水养殖业可持续发展的思考
我国渔业水域突发污染事件分析
我国水产养殖业环境污染防治研究
南非发展淡水养殖业需要关注的几个问题
国际海洋生态安全存在的问题及其原因分析
风暴潮灾害损失和经济增长的耦合关系研究
山东半岛蓝色经济区海洋产业与区域经济的耦合关系研究
广东海洋大学海洋经济与管理研究中心揭牌
大连水产学院参加中国航海日各种活动
2009年海峡两岸青年海洋教育文化交流活动在台举行——中国海洋大学、上海海洋大学、浙江海洋学院师生代表参会
我国渔业发展现状、问题及出路
现代渔业公共政策研究的若干思考
农村小额信贷发展的国际经验与中国实践
《环境污染损害责任保险法》之法律构架
我国政策性渔业保险发展探析
我国渔业产业结构优化研究
试论基于社区的渔业管理
从海洋综合管理的视角完善海域使用管理——基于舟山海域的实证考察
IUU捕捞问题之经济学透视
渔业科技成果转化中存在的问题及其对策
常见水产品安全指标在相关标准间的矛盾分析
我国水产品质量安全SWOT分析及战略选择
上海市水域水生生物增殖放流现状和存在问题
水生生物资源增殖的服务功能分析和品种选择
农产品贸易中价值标准设定与量化的探讨——以日本水产品进口情况为案例
海洋灾害经济损失的模糊测定——以风暴潮为例
美国青蛙成蛙健康养殖技术经济评价
以科学发展观为指导努力使渔业发展成为国家生态文明的基础产业
关于建立海洋生态补偿机制的探讨
关于开展水域荒漠化防治工作的几点思考
浅谈渔业水域污染与渔业养殖生产
工厂化养殖循环水处理系统的建造技术及其市场前景
中国渔业生产:计量经济模型的构建与应用
基于需求主体的渔业金融供给路径探讨
税费在东山县单拖渔业捕捞能力控制中作用的实证分析
新渔村建设面临的问题及化解思路
上海市渔民权益保护机制研究
关于转变渔业增长方式促进社会主义新渔区建设的思考
我国远洋渔业亟待国家重点扶持以加快发展
改革开放以来我国海水养殖政策的演变与发展
关于千岛湖发展休闲渔业的思考
新疆渔业发展的现状及展望
中国虾产品出口竞争力分析
基于比较优势的中欧贸易产品结构实证分析
篇（2）
海洋工程与海洋环境相互作用随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征
对各类污染物的作用机理和规律研究以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，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结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。
90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。百事通
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。
人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。新晨
篇（3）
海洋工程与海洋环境相互作用随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征
对各类污染物的作用机理和规律研究以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N— S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，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结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。
90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。
人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
篇（4）
前言
随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世 界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能
够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N— S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，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结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。
鉴于黄河三角洲海岸线不断依退所带来的国土面积减少、陆上设施受到威胁甚至破坏、对黄河三角洲湿地自然条件的毁灭性破坏等一系列问题，也是非常迫切需要研究的课题。此外，长江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸开发、滩涂围垦和岸滩保护及整治工程对水域影响所引起的环境问题及其对策，也切枰?重点研究的课题??BR>以主要经济发达的河口和海岸带地区以及主要海域的经济发展为背景，建立一个数字化的区域经济发展模拟系统。与防灾、抗灾和减灾决策支持系统一样，将环境工程、水利工程、土木工程与网络技术、计算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立模型，通过多媒体技术，形象化地针对经济发展规划，预测由于发展经济带来的海域环境水污染的恶化、海洋自然灾害（台风、巨浪、风暴潮、地震、冰害、地质灾害）频发的情况。人类活动特别是大规模工程建设所引起的海洋环境的变迁和海岸演变，以及它们之间的相互作用，用数字手段统一地加以处理，建立智能化的决策支持系统，以促进国民经济持续、健康地发展，将会是决策部门进行宏观决策和具体规划时的一个十分有
效的手段。
三、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
篇（5）
随着沿海经济的迅猛发展,近海海域遭到越来越严重的污染,使海域环境质量明显下降,生态环境日趋恶化,并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国,特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境,海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益,精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施,也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源,需要在海上进行各类工程建设,在目前科技日益发展的情况下,工程建设的规模日益巨大,这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展,海洋环境的日益恶化,海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展,近海石油气田的开发,以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要,针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面,重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究,第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究,第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础,考虑各种自然环境因素(浪、流、风、光、温度、湿度)、物理因素(扩散、挥发、沉降、吸附、释放)、化学因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律,并建立海洋水质预测预报模型。此外,近年来,在我国沿海海域,赤潮频发严重。因此,除了加强赤潮的监测和预报外,也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大,且受到许多客观条件的限制,所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用,很难将其中的单因素影响分离出来,因此,往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前,在这方面国内外已有不少水质预测预报模型,这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型:水流数学模型;波浪数学模型;液流相互作用模型;近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面,对于较大范围的海域,通常可采用深度平均的潮流教学模型,对于紊动影响不显着的海域,可不考虑湍流影响,而对于湍流效应显着的区域,如排污口近区,则应考虑湍流效应。此外,采用坐标变换,可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型,这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域,水流数学模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型为基础,针对水温和盐度分层流的流动特性,考虑浮力对紊动的影响,建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k-(单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念,分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟,建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面,可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组,以提高求解效率。从水波发展方程出发,可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系,可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究,可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度,并提高方程的非线性精度,可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题,通过把能有效模拟自由面形态的N— S方程和波能平衡方程的结合,可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程,用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型,可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面,对于弱流情形,可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型;对于强流情形,可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来,建立一种辐射应力计算的新方法,用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型,可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标,在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上,针对近海海域水污染的特点,从三维湍流模型出发,在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用;在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项,可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型,它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据;同时对确定水域环境容量,从而制定水域环境保护策略,也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出,在海洋水质预测预报模型研究方面,数学模拟无疑是一种十分有效的手段,但不论是何种数学模型,其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键,直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模 型本身来取得的,有些可以通过现场观测来得到,但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到,在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备,现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统,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结构,获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程;并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程,可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来,我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币,是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高,一旦发生破坏,将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失(如1969年渤海冰推倒“海二井”平台,1989年风暴潮损失超6亿元,1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等)。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏,面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋,每年出现的台风数目占全球的38%,其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时,都会在沿岸局部地区产生风暴潮,形成风暴潮灾害。
在我国北方海域(渤海和北黄海),冬季由于受寒潮影响,沿岸地区每年都有结冰现象,结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成,不但可给结构物以强大的冰压力,而且由于冰激引起的振动作用,也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术,至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂,断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台,为了抵抗冰害,往往建成正、倒锥体的结构型式,冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用,也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中,除进行理论分析和数值模拟外,实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中,模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行,它们各有其优缺点,发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家,海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物(海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等)发生破坏,除其直接经济损失极大外,其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升,造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性,特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明,地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理,至今国内外对此都很少研究,且由于试验条件的限制,国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的,如近海环境地震危险性分析,设计地震动参数和频谱特性,强震海底多维地震动及其空间分布规律,地震波传播特性及地震动输入机理;海域中大型海上水工建筑物在地震作用下,考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验;核电站海域工程建筑物抗地震性能,海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用,码头及护岸建筑物地震稳定性;海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化,其损伤主要来自两个方面:其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤(裂缝)、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤(低温、冻融、大气侵蚀)等;其二是设计不周或设计标准偏低,施工质量差,原材料不合格,管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此,发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下,对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论;结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法;结构病害治理用的新材料、新技术和新方法;海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下(风、浪、流、冰、地震等)的可靠度和优化理论研究,设计与建造新型抗灾工程结构;研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度,而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临,发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统,如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统;以主要海域和海岸带区域经济发展为背景,进行重点研究,建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构;以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统,将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合,建立数学物理模型,通过多媒体技术,形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程,建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间,现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外,正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程,估计到21世纪,可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等,日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长,60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见,随着海洋资源与空间的开发利用,各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大,保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区,但同时又是经济活动最为发达的地区,海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡,影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态,破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地,若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失,另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用,海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题,主要内容包括:航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响,深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响;破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究;大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变;海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论,如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
篇（6）
1、概述
海洋管理也可称为海洋综合管理，是各级海洋行政主管部门代表政府履行的一项基本职责。它的核心内容包括：海域使用管理、海洋环境管理以及海洋权益管理，协调机制。《中国海洋21世纪议程》关于海洋综合管理问题的定义是：“海洋综合管理应从国家的海洋权益、海洋资源、海洋环境的整体利益出发，通过方针、政策、法规、区划、规划的制定和实施，以及组织协调、综合平衡有关产业部门和沿海地区在开发利用海洋中的关系，以达到维护海洋权益，合理开发海洋资源，保护海洋环境，促进海洋经济持续、稳定、协调发展的目的。
当前我国海洋管理的业务化工作中海洋灾害应急监测、海域使用测量、入海排污口监测、海岸带调查等工作仍然以人工现场采样、调查船走航监测为主。这就造成了日常管理效率低、管理滞后、灾害发现不及时、应急反应速度慢等问题。
随着卫星遥感技术的日益成熟以及卫星海洋学的发展，遥感中的大量高新技术被应用到海洋日常管理中来，成为获取和更新空间数据的强有力手段。不仅可进行一次性的资料调查和环境监测，通过多时相信息的综合开发与利用，将遥感系统与地理信息系统有机整合，能够实现资源与环境的快速检测和预报。
2、遥感在海洋管理的应用
2.1 海洋灾害预警
我国大陆海岸线长，海岸带人口众多，经济发达，发生海洋灾害时往往损失巨大。我国沿海常见的海洋灾害包括：赤潮、台风、风暴潮、海岸侵蚀、海洋溢油和海水污染等。当灾害发生时，常规监测方法无法给出全面的灾情评估。
在赤潮监测中，应用最为广泛的卫星数据为美国的SeaWiFS资料，其空间分辨率为1Km，时间分辨率为1-2天。SeaWiFS被称为第二代水色传感器，拥有比前代传感器更多的波段、更高的信噪比（SNR）与更好的大气校正算法，在计算生物量、叶绿素a浓度和水体透明度等方面有更可靠的生物光学算法。如果采用补偿悬浮物散射的大气校正算法和适合当地的叶绿素算法，SeaWiFS能很好的估算叶绿素浓度数据，进而预测赤潮的发生。雷达是近年来溢油探测中十分重要的传感器，用于溢油探测的雷达主要有两种，即合成孔径雷达（SAR） 和侧视机载雷（ SLAR）。通过气象卫星也可以对台风的风速、气压、影响范围和移动路径等情况有比较准确的了解。通过陆地卫星如我国发射的HJ-1A/B以及资源三号卫星，可以对海岸带环境变化情况给出比较可靠的分析.
遥感技术是获得海洋信息的重要手段。由于卫星遥感技术具有实效性、大尺度、成本低、快速和长时间连续监测等其他方法不能比拟的优点，利用遥感技术建立全天候多层次立体海洋环境监测是海洋灾害监测、预警工作开展的基础，它也能够对我国沿岸海区的异常和灾害的发生提供足够多的基础观测资料，对改善我国现有海洋环境监测技术水准，减轻海洋灾害，促进我国海洋经济发展具有重要意义。
2.2 海域使用动态监管
当前我国海域管理自动化程度低，管理和各种业务数据分散，如何将复杂多样的海洋数据如功能区划、基础地理、海域使用、资源、环境、规划以及其它专题数据有机的管理起来，是海洋管理部门最关心的问题。
在海域使用管理系统中，利用遥感影像作为背景资料，叠加上海域使用数据，可以更加直观的显示和反映信息。如在遥感影像上叠加不同时期的海岸线，可以明显地看出海岸线的冲瘀变化情况，对岸线进行监测。通过遥感影像，可以确定新审批的填海面积，并根据该面积进行有计划的填海活动。同时还可以监测岸边的围垦活动以及河口地区冲瘀的变化情况。
目前，卫星数据被广泛应用在海域使用管理领域，如SPOT、LandSAT、我国资源三号卫星等。LandSAT卫星属于美国NASA的陆地卫星（Landsat）计划（1975年前称为地球资源技术卫星 ― ERTS ），从1972年7月23日以来， 已发射8颗（第6颗发射失败）。目前Landsat1―4均相继失效，Landsat 5仍在超期运行（从1984年3月1日发射至今）。 Landsat 7于1999年4月15日发射升空。Landsat8于2013年2月11日发射升空，经过100天测试运行后开始获取影像。
2.3 海洋环境参数反演
海洋环境参数包括：海表面温度，海流、海面风场、波浪、海面高度等.利用卫星数据可以对这些海洋环境参数进行反演，提高对海洋环境现状的认识，同时可以对海洋灾害如台风、海啸等进行预警.
目前最广泛使用的传感器包括：AVHRR、JASON-1、TOPEX/POSEIDON以及QickSCAT等。
AVHRR原本是为气象研究设计的，但其第3、4、5通道用于探测亮温数据，其数据经反演可得到海表温度。由于其具有重访周期短、可靠性高、成本低并有长时间序列的存档数据等特点，在气象之外的环境遥感应用领域中得到了很大的发展。由于NOAA卫星不断有后续卫星发射，因此用AVHRR进行海温反演的研究从未间断，并建立了丰富的模型与算法。1992年8月10日发射的TOPEX/ Poseidon卫星是NASA、美国航天局、法国国家空间研究中心以及法国航天局联合完成的卫星任务，其目的是用于地图海洋表面地形。
3、总结
海洋遥感技术对海洋资源管理和环境监测领域的影响日益增强，为研究、开发、利用和保护海洋提供了丰富的资料，成为人类认识海洋的关键技术。随着遥感技术的发展及其与GIS技术结合的日臻紧密，遥感技术在各个领域中的应用必将更加广泛。2I世纪是海洋的世纪，将遥感技术中的科技生产力转化为海洋管理部门的现实生产力，提高涉海部门的管理水平，增强办事效率，满足社会需求，是全体海洋工作者的责任和义务。相信通过海洋部门和其它部门的共同努力，我国海洋管理的科学化、信息化和网络化指日可待。
参考文献
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1、引言
热带气旋是发生在热带或副热带洋面上，具有有组织的对流和确定气旋性环流的非锋面性涡旋的统称。包括热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风（强台风和超强台风）的统称。热带气旋灾害主要由热带气旋所带来的狂风、暴雨和风暴潮及其引发的一系列灾害所造成的。
温州处在浙江省的东南沿海地区，东临东海，受季风天气影响强烈，是东南沿海受热带气旋灾害较为严重的地区之一。历年来多次遭受热带气旋的正面袭击或影响，对温州国民经济造成巨大的损失，是我国重要的抗灾减灾地区之一。
2、温州沿海地区受灾情况与分析
温州市地处东南沿海，属亚热季风气候区和东海区，外海缺少岛屿阻挡，西南群山起伏，东北平原流急水高，每年夏秋之间热带气旋影响多，而且影响大，往往热带气旋路径直扑而来，热带气旋夹带暴雨、大潮、洪水经常会给温州市带来严重损失。
张丽佳在《中国东南沿海地区台风危害性评价》中，引入Tzc（台风灾害灾次指数）对中国东南沿海地区台风危险性格局进行了深入地分析，其分析得出，浙江南部沿海、福建、广东大部分地区受台风影响较多。同时，浙江的温州和台州受台风至灾因子影响较大[1]。
据此，我们可知温州地区深受热带气旋及其次生灾害的影响。
2.1、温州沿海地区受灾时空分布特征
据记载，从1949年起至2010年间，共有41次热带气旋在浙江省沿海登陆。而热带气旋在温州沿海登陆的就有17次，平均每年0.3次，其中仅2000年至2010年这10间登陆热带气旋就达7次之多。图1反映了62a温州沿海登陆热带气旋数的年际变化特征。这62a中，48a无热带气旋在温州沿海登陆，14a有1个以上热带气旋登陆，其中1972年、2004年和2007年登陆个数则达2个。
近10a温州沿海热带气旋登陆频次高，共10个，其中有4个在苍南登陆。2007年16号台风“罗莎”于10月7日在浙江省苍南县霞关镇与福建省福鼎市交界处登陆，是当年第二个在苍南登陆的热带气旋，也是近年来在温州登陆最晚的热带气旋。
温州南部的苍南和平阳是温州沿海热带气旋登陆的高频地区，北部以乐清较频繁。每年的6～10月，尤其7～9月更是热带气旋及其引发的灾害最肆虐的时期，也是抗台防灾的关键时期。
2、影响温州的热带气旋特征
2.1、影响类型
直接影响是热带气旋对温州影响的主要形式，影响也最大。这类情况较为复杂，这与热带气旋自身特点及周围环流均有关系。主要影响形式包括：（1）台风登陆温州市，一般把这种影响称为正面袭击。（2）台风沿海北上，或者转向东北方向移动，但经过浙江省沿海时也常出现较强的影响，包括沿海大风、强降水，也有风暴潮发生，与第（1）种情况相比，影响较轻，影响范围也较小。（3）台风在闽中北登陆，有时对温州产生重大影响[2]。
热带气旋对温州的间接影响有两层含义，一是热带气旋在浙江省登陆，除产生大风、暴雨、洪水、风暴潮等影响外，还有如诱发地质灾害、非登陆地大暴雨、台前强对流天气等。
2.2、源地和路径特征
热带气旋登陆地点的变化及危害的范围与热带气旋移动路径有密切的关系。登陆温州的热带气旋发生源地主要为台湾、菲律宾以东的西太平洋海域。由于在太平洋海域生成的热带气旋主要受西太平洋副热带高气压环流引导热带气旋多以偏西路径移动。因此，登陆温州的热带气旋在登陆前有两种情况：1）一次登陆型：自西太平洋海域西北行进入东海后继续西北偏北行，主要登陆温州苍南至乐清的沿海地区。2）一次以上登陆型：自西太平洋海域形成向西北偏西行，岛之后，穿过台湾岛进入台湾海峡继续向西北偏北移动，主要在温州苍南和福建交界处登陆。
温州登陆热带气旋在登陆后表现出不同的情况：1）在当地登陆之后强度逐渐减弱至消失；2）登陆之后以北上为主，最后强度减弱进入海洋并消失；3）继续向西北方向移动进入内陆地区，强度减弱直到消失。
2.3、大风特征
热带气旋是一种气压极低的涡旋，具有强大的气压梯度和旋转力，根据不同的级别会产生大到极大的风速，破坏作用随风速增大而增大。
2.4、降雨特征
热带气旋登陆过程中伴随着强降雨天气。因此热带气旋强降雨是热带气旋一个重要至灾因子。许多极端暴雨记录都与热带气旋活动有关。2006年8号超强台风“桑美”登陆使苍南县平均降雨量达364mm，其中苍南昌禅达到606mm。
3、温州沿海登热带气旋成灾分析
热带气旋本身就是极严重的灾害性天气，热带气旋更是全球发生频率最高、影响最严重的一种灾害。热带气旋灾害在近岸表现为风、浪与风暴潮结合引起的灾害；在内陆则主要表现为风和暴雨灾害以及由暴雨引起的洪水和诱发的滑坡、塌方及泥石流等灾害。
3.1、暴雨灾害
每当西太平洋热带气旋逼近，在副高南侧偏东气流引导下，从洋面上带来充沛的水汽，加之台风剧烈的环流和地形沿坡抬升，加剧形成了温州市以南北雁荡山区的顺溪、桥墩、棣头、曹村和砩头及昌禅等处的特大台风暴雨中心[4]。
热带气旋具有充足的水汽和强烈的空气对流运动，本身就容易形成暴雨。根据国内外学者对暴雨的分析和研究，最强的暴雨常常是由台风或与台风有关的天气系统造成的。据统计，登陆中国的热带气旋几乎都带来了暴雨，60%形成了特大暴雨。台风暴雨的强度主要受台风本身环流、环境条件和下垫面的影响。仅1980～1990年11a间，浙江省发生的较大的洪涝灾害中有19次是由热带气旋引起的。
3.2、狂风灾害
随着经济的发展，台风带来的灾害损失越发严重，而在台风造成的所有灾害之中，风灾的危害仅次于台风暴雨引发的洪涝灾害，诸如船只的翻沉、房屋倒塌等建筑物的毁坏及台风浪、台风潮等灾害均直接取决于台风的大风[5]。
登陆热带气旋风力多达12级或以上，阵风常常达到30m/s，12级及以上的大风在1m2的面积上产生200kg或更大的压力。如此强大的大风造成的破坏性是很大的，它能摧毁房屋，堤岸等建筑物，树木可以被拔去，作物会一扫而空。
在海洋上，热带气旋登陆过程中的强大风力能掀起滔天巨浪，掀翻船只，还往往给海上工程、海上运输、海上军事活动及海洋渔业带来灾害性影响。由于波浪水效应而加大风暴潮侵入陆地的面积，从而给海岸带的种植业、水产养殖业带来巨大损失。这就形成了狂风引起机械性破坏和巨浪的灾害链。
3.3、风暴潮灾害
风暴潮是热带气旋造成重大灾害的又一重要驱动力。如果台风、暴潮与当地天文大潮三者相遇，海面水位将超过当地“警戒水位”，从而酿成巨大的风暴潮灾害。风暴潮能引起海堤决口，造成人员伤亡、田舍淹没；风暴潮引起的增水能引发海水倒灌，导致土地盐碱化等[7]。
1994年8月21日，9417号台风在温州瑞安登陆，登陆时中心附近最大风力超过12级（40m/s）。由于发生风、雨、潮“三碰头”，加之夜间登陆，且登陆地人口稠密，造成全省死亡1126人，直接经济损失177.6亿元。
3.4、人为因素加重灾害
除了由于热带气旋所带来的灾害及次生灾害导致重大人员伤亡和重大经济损失外，人为因素也是重要的因素。比如，民房质量差、抗风力不强；群众防台意识不强，存在麻痹思想； 避风点不规范，安全度不高等等。如0608号超强台风“桑美”登陆期间苍南县全县因灾死亡153人。原因为避难所抗风强度不够，导致群体性伤亡。
4、温州沿海登陆热带气旋灾害预防对策
本文将热带气旋灾害防治对策主要从三个方面出发：完善灾前的预警、预报系统，开展防治措施；加强灾后的重建和修复工作；建立灾害评估系统。
4.1、完善灾前的预警、预报系统，开展防治措施
（1）完善预警预报系统
全面的灾害预警系统能让各部门及民众有充足的时间来防御应对台风灾害，能够大大提高我们预防台风灾害的综合能力；对台风移动方向，登陆地点、时间和暴雨程度，河道、水库水位的预报、预测都起到重要作用。
（2）防灾工程措施
加固房屋，优化结构使房屋能够经受最大的台风等级。开展房屋安全鉴定，为群众提供安全避风场所。就洪水而言，应该要加固堤坝，提高防洪泄洪能力。
（3）加快宣传防灾减灾教育，提高群众防灾意识
利用现有学校教育基地或建立新的教育基地，或者利用电视、网络媒体进行防台抗台知识宣传，加大台风的科普和防台抗台知识的宣传力度，加强全社会尤其是台风多发地、重灾区人民群众的防台抗台宣传教育，提高台风中的自救能力。有关部门要根据法律、法规和规章规定，加强全民防灾减灾意识宣传教育，进一步树立和提高人民群众防灾减灾意识和自救能力。
4.2、加强灾后的重建和修复工作
所有的自然灾害都会或多或少造成一定的经济损失和人员伤亡。我们能做的只能是尽可能将损失减到最低，并且在造成损失后的第一时间就要开始灾后重建。因此在这个方面上应该加强社会保障体系的建设，让每一位受灾群众或受灾地区得到帮助。提高全社会的防灾意识和防灾水平，建立完备的灾害风险转移机制，通过加大灾害的人身财产保险，大力推进灾害保险与再保险事业的发展，加快灾后恢复重建。同时应对超强台风应将“心理干预”和“心理修复”纳入区域救灾体系。
4.3、建立灾害评估系统
建立GIS台风灾害评估系统，进行灾害分级管理。采用遥感、GIS等先进技术建立综合、快速的台风灾害评估系统，采取业务行政部门与地方政府评估相结合的方法，在灾害发生后迅速评估，确定等级。制定分级管理细则，实行分级的抗灾、救灾的科学管理，使我们的救灾管理逐步走向科学化法制化。
参考文献
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中图分类号： P62 文献标识码： A
1. 引言
我国地域辽阔，地质、地貌条件复杂，地质灾害的种类众多、发生频繁。随着建设事业的发展，地质灾害对城市、厂矿、交通和能源等重大工程建设及其正常运行的危害日益严重；随着人类工程活动的加剧，同时也诱发和加剧了多种地质灾害，并引起了灾害的连锁反应。这些灾害已经危及人类的生存环境，制约了经济建设的发展速度。各种地质灾害均属不同的地质事件。它们是在地壳运动、地面发展演变，以及人类活动过程中，发生的灾害性地质事件。其发生发展分别受到各种地质作用的控制和制约，在地壳运动和地面演化的发展进程里，分别具有各自的时序和空间展布规律。显示出地壳表层不同地区的活动程度（强弱）不同，地质灾害的严重程度也有差异。
2．地质灾害的分类及活动特征
地质灾害是由内、外动力地质作用和人类工程活动及其相互作用下，在地壳运动和地质、地貌发展演化过程中出现的灾害性地质事件，它直接危害着工程建设与人类生命财产的安全。我国地质灾害可以分为4个大的类型（表1～4），即内动力地质作用为主的地质灾害；外动力地质作用为主的地质灾害；不良介质条件造成的工程病害；人类活动诱发的地质灾害等。
（1）内动力地质作用形成地质灾害
内动力地质作用由于地球内部能而产生，主要在地球的深部圈层进行，包括使岩石圈变形变位的构造运动、变质作用和岩浆作用。各种内动力地质灾害实质都是现今地壳运动直接或间接表现形式之一。尽管它们都具有各自的运动形式和表现特征，可以呈块体的升降、带状的错位、缓慢的形变、突发的冲击和骤然的爆发等多种形式，但它们大都是在地应力作用下的表现。
（2）外动力地质作用形成地质灾害
外动力地质作用起源于太阳能为主的地球外部能，表现为岩石圈表层和其外包圈层―大气圈、水圈、生物圈的相互作用。地面的运动和地形、地貌的变迁具有长期性和普遍性，这是自然发展变化的规律。不能把上述的运动和变迁都简单的列为地质灾害范畴以内，关键在于区别运动量和变迁速度是否达到形成灾害的程度，是否达到影响和损坏工程建筑的程度，或者将要达到灾害的临界程度。
表1 内动力地质作用形成的地质灾害
内动力地质作用
形成的地质灾害类型 灾害发生与地壳运动的关系 防治能力
与情况
主要动力原因 地壳运动特征
地面升降或掀斜 地应力 缓慢 避让
活动断裂的位移
地裂缝活动 地应力
地应力 缓慢
缓慢 避让
避让
高
应
力及能量集中 坑道变形及高边坡失稳
坑道部分突水、突泥
坑道煤、瓦斯突出
岩爆
地震
海啸（地震诱发的）
地下热害 地应力
地应力
地应力
地应力
地应力
地应力是部分原因 缓慢
突发
突发
突发
突发
突发
缓慢 可部分治理
可部分治理
可部分治理
可部分治理
避让
避让
避让
火山活动 岩浆活动 突发 避让
表2外动力地质作用形成的地质灾害
外动力地质作用
形成的地质灾害类型 灾害与主要的外动力地质作用 防治能力
与情况
主要作用过程 主要营力
土石的斜坡运移
（崩塌、滑坡、泥石流） 搬运作用 重力与水 避让与可部分治理
水土流失 搬运作用 重力与水 可部分治理和制止发生
冲刷和堆积 侵蚀与沉积作用 流水
风沙与沙漠化 风化剥蚀作用 风与干旱
土地盐渍化、沼泽化、冷浸田、管涌、浸没、渗漏 潜水面升降作用为主 地下水
地面沉降 人类工程活动为主 地下水
地下海水入侵 人类工程活动为主 地下水
岩溶与塌陷 侵蚀作用与人类工程活动 地下水 避让与部治理
地下水污染 搬运作用与人类工程活动 地下水 制止发生与治理
海岸变迁 侵蚀、搬运、沉积 海水 较难治理
海洋地质灾害 侵蚀、搬运、沉积 海水 较难治理
其它（如煤炭地下燃烧） 风化作用 氧化 较难治理
（3）不良介质条件（岩体、土体）造成的工程病害
介质条件具体指岩体、土体条件，以及其中夹有破裂面、软弱面、不均匀层、胀缩层、可变层、振动液化层等。这些条件都可以导致工程病害。如果没有可靠的现场定量化的测试数据作为地基承载能力的计算依据，就不能满足重大工程和高层建筑设计的需要。
（4）由于人类活动对地质灾害的影响
人类在创造财富，建设和改造环境的过程中，必然从事大量的工程活动。过量的和不合理的人类工程活动，往往是诱发和导致有关地质灾害加剧的重要原因之一，有时甚至成为灾害的直接肇事者。应该着重指出：我国地质灾害损失总值的65%左右，均与人类活动的影响和参与有关。目前，这种损失仍有上升趋势。因此，及时控制人类工程的不合理活动，已经具有明显的迫切性。
表3由于不良介质条件造成的工程病害
工程中的不良介质条件造成的病害 工程病害的特征和原因 防治能力
与情况
工程地质特征 力学特征 地基承载力
岩体 软弱夹层 容易形成滑脱面 软弱 弱 可以有效的查清和防治，防治效益是很大的
破裂面 容易发生位移 不连续面 不稳
破碎带中的破裂物质 强度低不均匀 弱、不均匀 不均匀
洞穴及不均匀块体 承载力弱不均匀 弱、不均匀 不均匀
不良工程的岩石 具有胀缩性等 变化 变化不定
土体 淤泥类软土 疏松软弱 软弱 不稳 可以有效的查清和防治，防治效益是很大的
黄土类土（部分） 湿陷性 湿陷 不稳
红粘土 收缩性、不均匀 收缩 较不稳
膨胀土 膨胀性 胀缩 不稳
盐渍土 可变形 变化 不稳
冻土 可变形 变化 不稳
饱和粉土（部分）
饱和粉细砂 液化性 震动液化 震动失稳
表4 人类活动诱发的地质灾害
地质灾害类型 人类活动的主导原因 灾害的特征 防治能力
与情况
地下水污染 人类排污 缓慢 可以有效制止
水土流失 人类破坏植被 缓慢
风沙及沙漠化 人类破坏植被 缓慢
冲刷和淤积 人类不合理工程 缓慢
人工填土 人工堆积 缓慢
地面沉降 人类过量开采地下水 缓慢 进行合理的工程活动可以减轻灾害损失
土石的斜坡运移
（崩塌、滑坡、泥石流） 人类工程活动 缓慢
塌陷 矿产开采，抽水振动 缓慢
地裂缝 过量开采地下流体 缓慢
工程活动诱发的高应力及能量集中 高应力及能量集中 人类工程活动 突发
坑道变形及高边坡失稳 人类工程活动 缓慢
坑道突水、突泥 人类工程活动 突发
坑道煤、瓦斯突出 人类工程活动 突发
岩爆 人类工程活动 突发
矿爆 人类工程活动 突发
诱发地震（水库、注水等） 人类工程活动 突发
地下热害 人类工程活动 缓慢
3．地质减灾对策
目前，对它们的各自研究水平和防治能力各不相同，防治难度也相差很大，因此，需要分别采取不同的对策。
（1）对内动力地质作用为主的地质灾害，目前的研究和预测的水平相对较低，治理能力也很差，主要采取避让的办法，少数可以部分超前避让减轻灾害的严重程度。例如地震灾害，目前虽进行了不少工作，但实现地震预报还是未来的长远目标，即使能准确进行地震短临预报，也难以阻止地震发生，只能减少生命的伤亡和部分财产的损失，房屋和其他建筑物还可能照样倒塌。从工程建设角度考虑问题，就产生了要求研究减轻地震灾害的对策问题。以内动力地质作用为主的各种地质灾害，均与地震灾害有类似特点，现在对其危险区段圈定的可靠性，比起中近期预报和短临预报的成功率要高。因此，超前研究区域地壳稳定性，觅找相对稳定地段，即地质灾害相对较轻的地段，开展安全建设，并对建筑物提出合理加固和预防措施，是减轻损失的可靠办法；其次才是对灾害危险区的前兆台网监测和有关基础研究工作的部署。所以，适当加强构造稳定性评价研究，增加其灾前经费投入，可以避免更大损失，已成为当前减灾的战略指导方针之一。
（2）外动力地质作用为主的各种地质灾害，虽然对少数具有一定的治理能力，但花费巨大，现在绝大部分的灾害仍以避让为主。目前的研究水平已经能够可靠的或者较为可靠的圈定它们的危险区段，因此，加强地面稳定性评估工作，在经费上超前投入，是提高减灾效益的最好办法之一。同时也要加强系统地动态监测，对灾害的临界程度进行分析和判断，预报灾害的发生和对灾害作防治处理等。
（3）不良介质条件（岩体、土体）造成的工程病害损失，在我国许多地区多起因于宏观决策失误。例如，由于工程选址前期缺少必要的工程地质调查和地质勘察，以致造成不合理的工程选址，往往会大大增加工程地基的建设投资，因而浪费了建设资金。如果按照常规地质工作程序，超前进行介质条件的稳定性勘查评价研究，获得可靠的现场定量化的测试数据为工程设计提供依据，这部分损失大都可以避免或减少。
（4）人类活动对地质灾害的影响日益增大，我国每年平均由地质灾害造成的直接损失估计可达200亿元以上，其中130亿元均与人类活动具有一定的联系。因此，了解人类工程的合理指标，制止人类不合理的工程活动，合理规划开发和整治土地，对减轻地质灾害的损失，具有重要意义。
4．结语
为了避让地质灾害的侵扰，合理规划、整治和开发利用土地，觅找相对安全、经济的建设场区，确定合理的工程加固措施，以保证工程建筑场地的安全和最大的经济效益，从而达到综合防灾、减灾的目标。
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一、海洋环境特征
对各类污染物的作用机理和规律研究以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，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结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。
90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。
人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
篇（10）
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能
够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，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结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。转随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。
鉴于黄河三角洲海岸线不断依退所带来的国土面积减少、陆上设施受到威胁甚至破坏、对黄河三角洲湿地自然条件的毁灭性破坏等一系列问题，也是非常迫切需要研究的课题。此外，长江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸开发、滩涂围垦和岸滩保护及整治工程对水域影响所引起的环境问题及其对策，也切枰?重点研究的课题??BR>以主要经济发达的河口和海岸带地区以及主要海域的经济发展为背景，建立一个数字化的区域经济发展模拟系统。与防灾、抗灾和减灾决策支持系统一样，将环境工程、水利工程、土木工程与网络技术、计算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立模型，通过多媒体技术，形象化地针对经济发展规划，预测由于发展经济带来的海域环境水污染的恶化、海洋自然灾害（台风、巨浪、风暴潮、地震、冰害、地质灾害）频发的情况。人类活动特别是大规模工程建设所引起的海洋环境的变迁和海岸演变，以及它们之间的相互作用，用数字手段统一地加以处理，建立智能化的决策支持系统，以促进国民经济持续、健康地发展，将会是决策部门进行宏观决策和具体规划时的一个十分有
效的手段。
三、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
篇（11）
中图分类号：P331 文献标识码： A
1 我国地质环境和灾害突出和严重性
我国环境地质和灾害地质极为突出和严重，而且有日益恶化之势。例如我国在经济调整增长的同时，灾害的损失也日渐增大。1989年，灾害损失525亿元，1990年为616亿元，1991年达1050亿元，占国民生产总值的1/6。如不考虑物价上涨因素，灾害所造成的经济损失增长1990为17．33％，1991年高达70．45％，问题严重，不容忽视。
要把保护地质环境，减轻地质灾害工作看作是创造财富的工作，其在社会发展中的作用与地矿勘查工作相同。
水资源的开发利用和合理调配是今后我国值得注意的重大问题。此外，地下水日益短缺，水质不断下降，过量开采还引起地面沉降、海水入侵等一系列地质灾害。一些跨世纪的重大工程，对区域的生态平衡和环境也存在着巨大的影响。因此，开展地下水资源和地质环境研究对我国经济发展和社会稳定具有重大意义。
2 我国地质环境和灾害问题研究分析
由于我国地质环境和灾害问题突出，除继续密切结合国土开发整治和国民经济建设需要，进行完善地质环境区划和区域评价，加强发展地质环境和地质灾害监控—预报—减轻系统以外，要重点开展以下几个领域的工作：
2.1 干旱地区水资源的调查开发利用与保护研究 我国干旱区面积占全国面积1/4以上，主要包括新疆大部，内蒙古、甘肃、青海西部、宁夏等，降水量不足200毫米。这里，土地资源、矿产资源飞能源和气候资源都比较丰富，农业、工矿业发展潜力比较大，但发展中的最大制约因素就是水资源问题。因此，加强西北干旱地区水资源的开发利用与保护研究，具有开发西北超前的战略研究意义。
2.2 我国西南岩溶石山生态环境治理与农业持续发展试验基地研究 我国西南六省岩溶区是世界上最大的联片岩溶区，是我国重要能源和有色金属基地。西南岩溶地区又是我国四大生态脆弱带（黄土、沙漠、红壤土、岩溶）之一，过去国家对其它三个类型的研究，已有较大持续的科技投入，有力地推动了对它们的治理。但对岩溶区，仅“六五”期间组织过一次以治水为主题的攻关，而在基础问题上无重大投入。
为了尽快改变岩溶山区落后面貌，要在这一地区选出的基础问题和应用问题开展多学科、多部门的综合治理试验基地研究，为岩溶石山治理、资源的合理评价开发、促进西南地区持续发展提供可靠的科学基础，对全区乃至全球岩溶石山治理都可起示范作用。
①岩溶地区四层圈之间相互作用规律（碳、水、钙及其它元素环）。②西南岩溶石山的形成演化与人地协调发展关系研究。③岩溶地区资源形成机理和分布规律。④岩溶生态系统的类型、展布规律与经济开发关系。⑤岩溶地区石漠化的形成条件飞机理和演变过程。⑥岩溶石山区人口、粮食、环境、经济持续协调发展战略。
2.3 东部沿海地区环境与灾害监测、预报和防治系统研究 东部沿海地区作为我国经济改革的窗口，近十几年来获得了迅速的发展，成为我国一个重要而又独特的经济区域。但是，不能不看到，随着沿海经济建设的迅猛发展和对海洋资源的大规模开发，也带来了日益严重的环境问题和灾害的激发，自然环境正在进一步恶化。
20世纪70年代以前，我国只有零星的地区发生海水入侵。随着沿海开发，大量超采地下水、海水入侵范围不断扩大，辽宁、河北、山东、江苏、广东等省的沿海城市均出现了不同程度的海水入侵。海水入侵使陆地上的淡水资源遭到破坏，更加剧了水荒。同时，使大片土地变成盐荒地，仅山东莱州地区因海水入侵造成的工农业损失累计就高达50亿元。
过量开采地下水造成的另一灾害是地面沉降。我国东部沿海地区已近20座城市出现地面沉降，上海、天津两城市最大累计沉降量达到263厘米左右，位于长江三角洲的苏州、无锡、常州、嘉兴、肖山地区已发展成数千平方公里的沉降带，沧州、保定等地的城市地面沉降达2000平方公里。地面沉降使一些民用建筑破坏，地下管道断裂，加大了海水入侵和内涝积水的危害。
人工采砂、淡水截流、乱采乱挖珊瑚礁和砍伐红树林造成海岸的侵蚀，如海南清兰港沿岸，近十年来海岸线后退了150～200米。海岸侵蚀使海岸建筑、土地资源、旅游资源遭到破坏，威胁到港口、码头的安全。
在我国海岸带上的一些城市、港口、海湾出现了不同程度的环境污染，有的地区甚至相当严重，大大超过了国家标准。污染不仅给渔业、盐业、旅游业造成损失，而且诱发赤潮灾害的发生。近年来，我国赤潮发生频率增高，每年数十次，给生态环境、渔业生产带来破坏，也威胁到人民身体健康。 特别需要指出的是，沿海地区灾害造成的损失有日益增长的势头。据统计，由海洋灾害造成的损失，20世纪50年代平均每年不足1亿元，80年代初期平均每年5亿元，1992年则高达100多亿元。在某种程度上，海洋灾害已成为制约沿海经济发展的因素之一。
沿海地区在国民经济建设中占有举足轻重的地位，沿海开发正显加速发展态势。而我国海岸带从北向南跨越了不同的古板块，地质环境相当脆弱复杂，一旦遭到破坏，要花很大财力和物力才能恢复。面对这种情况，除了加强对沿海地区开发的综合管理，建立健全资源、环境合理开发、综合利用和保护的法规体系，处理好资源、环境和建设的关系以外，要加强对该区环境与灾害监测、预报和防治系统的研究程度，力求控制重大地质灾害的突然发生和严重危害，减轻地质灾害造成的损失；另一方面，深入研究各类地质灾害的形成机制和发生、发展规律，研制和推广主要地质灾害的调查方面的监测、防治技术。通过这一地区的研究，为全国各地区环境、灾害监测、预报和防治，为减轻地质灾害积累经验提供依据。
2.4 地表过程与土地的可持续利用研究 最近国际地科联为了参与并推进《21世纪议程》的开展，成立了环境规划和管理地质学专门委员会（COGEOENNIRONMENT），以便更充分地发挥地质学在环境保护中的重要作用，提高公众和决策者对地学在有效地管理和保护环境及其资源的重要性认识。最近，该委员会向环境问题科学委员会（SCOPE）提出开展《地表过程与土地持续利用》研究的建议，作为地科联参加持续发展工作的一个项目，以便在国土利用和规划中发挥地质学家的作用。
最近一系列研究表明，地表过程对土地状况有着极大的影响，它们可以限制或增强土地利用变化和工程建设的可能性。据国际地科联主席W．S·法伊夫（1993）研究，全球表层土壤的年损失率达0．7％，水土流失产生严重地质生态后果甚至已超出粮食供应本身的问题。我国不少地区水土流失的情况日趋严重，不仅使土壤厚度变化剧烈，而且造成土壤养分降低，土质变差。为了协调和持续发展，我们应从对各种地表过程研究入手，并定量评价水土流失现状，进而提出地质上的治理措施和方案，以便探索不同类型地区的地表过程与生态系统和农业持续发展的关系，使土地能为人类的繁荣和社会发展而得到持续的发展。
2.5 城市废物的地质安全处置研究 目前，城市规模不断扩大，人口集居密度不断提高，从20世纪50年代到20世纪80年代，城市人口由0．6亿增加到2．2亿，城市废物迅速增长。据1985年粗略统计，仅我国城市垃圾量年产已达5188万吨，其增长率超过10％，预计现在年产量已达到1亿多吨。我国城市废物排放量大，而且集中，不但至今基本上未得到妥善处置，而且其数量有大幅度增长趋势，对大气、地表水和地下水的污染非常严重。此外，我国核废料的安全地质处置，特别是高放射性核废物的安全隔离还是一项艰巨的任务。为此，地质学家要与其它自然科学家一起，研究城市废物的地质安全处置技术和方法，实现废物的安全处置。
2.6 化学定时炸弹与人类的生存和健康 人类活动对地球环境的影响日益加剧。因此，协调人地关系，探讨人地作用机理，揭示人类生存与环境之间的内在联系，已成为维护人类继续繁荣和不断发展的关键，并开始成为人类认识地球新的出发点和突破口。
