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海洋灾害及其防治范文

时间:2023-11-15 11:16:03
海洋灾害及其防治

第1篇

1.1海陆关联工程防灾减灾的定位

我国海陆关联工程经过10多年的建设发展,在推动地方经济社会发展中成为必不可少的一部分,但从防灾减灾角度,并未被有关管理部门所重视。海陆关联工程防灾减灾是在沿海地区实现可持续发展中的一个极其重要问题,海陆关联工程数量的增加及灾害频率和强度的增大与经济社会的发展不相适应,正成为我国沿海地区的严峻挑战,同时也使其在综合风险管理方面成为大有可为的新领域。目前沿海地区的经济快速发展,但由于规划、设计、施工和管理不当,石化工业园区、核电站、交通设施等重大海陆关联工程本身也可能成为潜在环境致灾因子,所带来的次生灾害相比自然灾害本身可能更为直接和严重。因此,海陆关联工程防灾减灾的主要任务,一方面是最大限度地减少海洋自然灾害的损失;另一方面又要避免造成的新的次生灾害。

1.2灾害应急管理与综合灾害风险管理

全面认识和恰当评价海洋灾害给海陆关联工程造成的风险,既是我国海洋防灾减灾工作的基础环节,也是沿海经济社会可持续发展的迫切需要[2]。海陆关联工程的防灾减灾就是防止或减少灾害发生、减轻灾害损失,包括灾害测报、防灾、备灾、抗灾、救灾、灾害恢复发展各个环节,而围绕整个减灾过程所进行的管理即是灾害管理。传统的灾害管理强调应急管理,其实质是危机管理,单纯应对某个单独事件,关注灾害事件本身,强调灾害后的救济和恢复,轻视灾前的预防和准备,即重救轻防,综合管理力度不够。相比之下,风险管理是指采用科学、系统、规范的方法,对海陆关联工程所遇到的风险进行识别、处理的过程,以最低的成本实现最大的安全保障或最大可能地减少损失的科学管理方法。其强调在灾害发生前着手进行准备、预测、减轻和早期警报等工作,对可能出现的灾害预先处理,将许多可能发生的灾害消灭在萌芽或成长的状态,尽量减轻灾害出现的概率。综合灾害风险管理是指人们对可能遇到的各种灾害进行风险识别、估计和评价,并在此基础上综合运用法律、行政、经济、技术、教育与工程手段,通过整合的组织和社会协作,通过全过程的灾害管理,提升政府与社会灾害管理和防灾减灾的能力,以有效地预防、减轻各种灾害,从而保障公共利益以及生命财产安全,实现社会正常运转和可持续发展[2]。这种综合管理就是创造一种环境和条件来协调各方面工作,从而完成将损失降到最低的目标。这种条件包括管理机制、运行机制、法规体系、技术体系和能力建设五大支持系统。综合灾害风险管理强调的是灾害应急管理工作的关口前移,要求重视做好日常的应急准备,预备和预警等基础性工作,通过提高企业和政府的突发事件的事件预警和防范能力,充分实现日常预防与应急处置、常态管理与非常态管理的有机结合。

2海陆关联工程综合灾害风险管理实施中的问题分析

尽管国内海陆关联工程的发展在海洋灾害风险管理上提出了新的形势与要求,但在海陆关联工程综合灾害风险管理实施中的存在诸多不足,尚不能为管理提供有效的支持。特别是与我国陆地大型工程青藏铁路工程、三峡大坝工程、南水北调工程以及西气东输工程的防灾减灾研究与管理相比,差距比较巨大,其综合风险研究与管理远远不能满足现实的需要。

2.1相关理论研究滞后

从全国范围看,不仅缺少海陆关联工程防减灾的规范研究框架,综合灾害风险管理的应用研究也不足。目前对大型海洋工程的灾害风险研究,多是借鉴甚至套用灾害风险的一般理论,没有充分结合和体现海陆关联工程的特殊性,停留在比较肤浅的层次上,既缺乏风险管理体系建设方面的研究,也对典型灾害机理机制研究不足。国内学者多从宏观层面研究海洋工程的防减灾问题,对微观工程主体的关注较少,普遍注重静态的工程灾害的防治,轻视动态灾害减轻过程;重灾中和灾后的评价,轻灾前的预警,以描述现象或政策性研究的规范性成果较多,定量实证性研究不多。对各类工程灾害的形成的机理机制、预防、监测、预报、识别、测定、控制、应急预案和事发时的快速反应研究,是这一领域重要的研究方向,也期望能成为新的研究热点之一。在研究内容上,需要加强各类灾害对各类工程的致灾形成机理,工程灾害评估和风险控制、防护对策,目前对防灾减灾的体系结构、系统模型、运行机理、调控预警手段等研究少,特别是对能源类海陆关联工程在灾害发生过程后可能出现的次生灾害问题。此外,以单一灾害的职能部门减灾应急为主,综合性的灾害管理模式和方法研究还停留在较低的层次,从海陆关联工程防灾减灾的实质内涵来说,这方面的研究更有意义。在研究方法上,综合灾害风险是一项综合自然科学、社会科学、工程技术专家、产业界、管理者为一体的跨学科综合性的前沿研究科学,需要在方法上进一步探索。

2.2科技支撑力量不足

防灾减灾体系建设需要以准确的灾害风险成果为基本依据,用风险的理念认识和管理灾害,最大限度地减灾海洋致灾因子对海陆关联工程的影响,谋求社会经济的可持续发展[2]。在减灾的科技进步领域,无论人为还是自然灾害防御。中国与发达国家相差仍甚远,安全科技在中国尚未形成完善的支撑体系,技术与队伍均显不足,从而导致应急响应与风险管理技术落后,缺少减灾成套技术与减灾科技的投入;在综合应急与风险管理上,国家缺乏综合减灾科技平台,导致一些减灾科技设施建设重复,不能发挥综合灾害风险管理的作用[5]。

2.3海洋灾害监测能力不足

与美国日本等发达国家相比,海洋观测能力建设与国际发达国家相比差距较大。例如,美国对海洋的研究经费达到13亿美元外,还有6.5亿~7.5亿美元的海洋观测专项经费,同时建造了一系列新型观测设施,其目的是保持美国在海洋领域的领先地位。美国、加拿大联合正在东北太平洋海底建设的深海长期观测网———海王星(NEPTUNE)计划最具代表性,它布设在水下约3000m海床上,覆盖海域约500万km2,可以长期观测海洋内部和海底各种物理、化学、生物、地质过程,进行几十年的海洋学和板块地壳构造过程研究。在日本列岛东部海域沿日本海沟的跨越板块边界,日本建设了长约1500km,宽约200km的光/电缆连接的深海地震观测网(ARENA)。ARENA主要监测地震,目前正向地震、海洋学和生物学等多学科观测和研究方向发展[6]。

2.4相关法律法规及标准滞后

灾害风险管理中的法律和政策具有重要作用,并应将减轻灾害风险战略纳入到国家和区域的发展目标规划中。然而,一方面,国家层面的环保法、安全生产法等法规更新速度慢,没有形成整体的安全环保法规体系,不能满足现实的需要,另一方面,专门灾害风险管理的法律制定和政策不健全,针对综合灾害风险管理的相关法规很少,更多是以单一灾种的评估制度呈现,如《防震减灾法》、《地质灾害防治条例》,缺少层级较高的上位法规范[7]。行业法规不健全,在工程建设各阶段缺乏国家强制性标准的建立与执行等。

2.5规划保障措施不力

在现有区域或产业规划中,减灾规划不到位,例如,在沿海的各类经济社会发展规划布局、重大基础设施的建设过程中,普遍缺乏海洋灾害风险的评估内容,这带来了很大的安全隐患;有的规划中都对防灾减灾进行了布置,但在实际工作中,往往不能尽如人意,没有将规划中设置的防灾减灾用地落到实处,各类灾害防御措施不协调。“综合”仅限于救灾,而未能贯穿于减灾涉及“测、报、防、抗、救、援”的整个过程中。另一方面,规划制定对可能产生的各类灾害风险考虑不足。目前风险管理还主要集中在自然灾害、事故灾难等传统的风险领域,对工程决策失误等带来的风险关注不足。

3有关政策建议

海陆关联工程综合防灾减灾进行综合灾害风险管理,从根本上提高各类大型工程的防灾减灾能力;加强防灾减灾体制、机制及法制研究,实现综合防灾减灾的良性互动;加强自然灾害形成机理的研究,提高自然灾害综合管理水平;加强科学技术的应用研究,使其在监测预警、分析评估、应急保障及指挥决策方面发挥更大的作用。

3.1成立综合性常设机构

成立类似国家防汛抗旱总指挥部办公室的常设机构,专门针对海陆关联工程进行综合风险管理,统一协调交通运输部、海洋局、环保部、国家安监局等工程管理部门和企业,以及中央和地方政府间的关系,整合相关资源,部署与领导减灾规划和灾害的预防、救助等工作。

3.2研究制定相关政策和法规

将海陆关联工程综合风险管理的关键环节和基本框架、主要内容、对策措施等以政策和法规的形式确定下来。加快完善灾害分类分级、风险预防、监测预警、应急准备、信息等方面的具体制度,解决单一法规政策存在的操作性不强,衔接不畅、相互脱节等问题,充分发挥法规政策在灾害风险管理中的引导、规范、保障、促进作用。可以借鉴日本的做法,如日本在综合灾害风险管理体系中,以《灾害对策基本法》和《大规模地震对策特别措置法》为依据,专门针对某一类型灾害进行立法或特别规定,如用于日常风险管理的《台风易发地带灾害防治等相关措施特别法》、《密集地区建立防灾街区的促进相关法》等;用于应急风险管理的《原子能灾害对策特别措施法》、《石油基地等灾害防治法》等。

3.3建设海陆关联工程综合灾害风险管理体系

对灾害预警、预报,灾害评价、灾害风险区划与规划,灾害应急处置(应急预案、求援队伍等)进行系统和综合管理;同时合理地组织与协调不同管理部门和利益主体在灾害风险管理中的作用,以充分发挥各减灾主体的作用。开展海陆关联工程灾害风险识别与监测体系,建立相应的数据库、评估指标和模型,结合海洋功能区划、土地利用规划等区划规划编制灾害风险图及专门区划。实施综合风险调查,加强风险隐患排查。统筹协调、优化结构、整合资源,全面加强灾害应急预案体系建设、灾情信息管理系统建设、灾害应急指挥体系建设、灾害处置队伍建设、物资装备储备体系建设、科技支撑平台建设等。

3.4加强海洋海岸带灾害观测预报体系建设

加强海洋观测预报体系建设,完善国家与地方结合的海洋观测预报服务体系,进一步完善海洋观测网络,加大海洋观测站的改造和升级力度。进一步提升海洋预报和服务的精细化水平,提高海洋灾害预警报产品的针对性和有效性,不断丰富预警报产品,拓展海洋灾害预警报信息的范围。努力实现大范围、全天候、全天时、精细化、动态化的海洋海岸带灾害监测保障。

3.5启动重大科研专项

第2篇

关键词:海洋灾害 风暴潮灾害 措施对策

中图分类号:[TE991.5]文献标识码: A 文章编号:

引言

中国有漫长的大陆海岸线,沿海人口众多,伴随沿海社会经济的快速发展,重大海洋自然灾害对社会经济发展和人民生命财产的威胁也日益严重[1]。中国大陆沿海11个省市不同程度地遭受风暴潮、海浪、赤潮、海岸侵蚀、海冰、等海洋自然灾害的影响,其风引起的风暴潮灾害造成的损失最为严重。根据国家海洋局最近十年来的海洋灾害公报资料[2],本文对近十年来沿海地区的风暴潮灾害进行了初步分析。

1、我国海洋灾害概况

海洋灾害种类繁多,我国沿海是海洋灾害多发的区域,主要包括有风暴潮,海浪,海冰,赤潮。近年来更是增添了新的海洋灾害,包括有浒苔灾害,海岸侵蚀,海水入侵与土壤盐渍化和咸潮入侵等。每年的海洋灾害给我国带来了数以百亿的经济损失,研究海洋灾害的变化可利于我国的海洋灾害监测和预防。

从表一看出,我国主要海洋自然灾害中造成人口损失的是风暴潮灾害和海浪灾害,海浪造成的人口损失比重最大。在经济损失方面,以风暴潮灾害为主,其余海洋灾害的经济损失较小。综合两者得出风暴潮是我国现阶段最主要,破坏力最的海洋自然灾害。

表一 2001—2010年我国海洋自然灾害损失

数据来源:2001年-2010年《中国海洋灾害公报》

2、我国风暴潮灾害的时空变化特征

风暴潮是指由强烈的大气扰动(台风和温带风暴)引起的海面异常升高现象[3],具体分为由热带气旋引起的风暴潮和由温带气旋引起的风暴潮两种类型。我国地处东亚季风气候区,沿海风暴潮灾害发生多和台风有关。北方海域的风暴潮灾害多与温带气旋引起的寒潮大风有关,主要影响渤海和北黄海沿岸地区,灾害损失较小,南方海域的风暴潮灾害与热带气旋密不可分。有的年份在我国东部沿海,温带气旋和热带气旋一同影响沿岸气流和潮水运动,总体上来看风暴潮灾害带来的损失由东南向北减少。

2.1 风暴潮的时间变化

我国的风暴潮灾害主要由热带气旋和温带气旋两部分引起,有时还会出现叠加现象,在时间上看,春夏季多发生有温带气旋引起的风暴潮,夏秋季多以热带气旋引起的风暴潮为主。由于数据缺失等问题,先根据已有的2003-2010年的风暴潮类型整理出下图(图一)。将我国的风暴潮依照形成原因分为两种类型,一为热带风暴潮,一为温带风暴潮。我国沿海热带风暴潮发生的数次数远远高于温带风暴潮发生的次数,温带风暴潮的发生次数年际间变化不大,而热带风暴潮的发生次数年际变化浮动较大。由于受到热带风暴潮的年际浮动较大的影响,我国2003-2010年风暴潮的总体变化趋势和热带风暴潮的变化趋势较为一致。

结合图一得出我国风暴潮的时间分布特点:纵向看来,我国风暴潮发生次数年际间总体变化浮动较大。其中,热带风暴潮发生次数变化较为剧烈,温带风暴潮发生次数的年际变化较为平缓。横向看来,每年我国的风暴潮发生以热带风暴潮为主,温带风暴潮发生次数一般均低于热带风暴潮的发生次数。时间上看来,夏秋季节发生的热带风暴潮次数较多,冬春季节发生的温带风暴潮次数较少。

不是每一次的风暴潮都会形成风暴潮灾害。自然灾害是指对人类生命财产安全带来损失的。图一所显示的风暴潮发生次数是从风暴潮的发生角度来看的,并没有涉及致灾与否。将八年间致灾的风暴潮次数和总次数进行对比,可以发现不论是热带风暴潮还是温带风暴潮,给人类的生命财产带来损害的仅是一小部分。据统计,温带风暴潮致灾比率仅12%,热带风暴潮致灾比率62%。虽然温带风暴潮的次数远多于热带风暴潮,但是温带风暴潮的致灾可能性而热带风暴潮的破坏力较大。

图一2003-2010年我国风暴潮类型

2.2 风暴潮的空间变化特征

我国受风暴潮灾害影响较为严重的海域主要集中在浙江温州沿海、闽江口、珠江口和海南沿海等地区。根据每次风暴潮灾害发生的地理位置及其造成的直接经济损失,将10年内的年来每次风暴潮灾害定位到图六中不同位置以分析风暴潮灾害的空间分布。

从图二看出我国沿海13个省市自治区中除去香港澳门台湾的数据不全不与统计,河北省和江苏省的风暴潮灾害发生次数为最少,10年间只出现了一次风暴潮灾害;广东省和福建省的风暴潮灾害发生次数在13个省市自治区中风暴潮灾害发生次数最多,十年中风暴潮灾害的发生次数均在10次之上,广东省的风暴潮灾害发生次数甚至达到了20次。按照图二所示,我国沿海各省市自治区的风暴潮发生次数为:广东省>福建省>浙江省>海南省=山东省>辽宁省>天津市>广西区>河北省=江苏省。其中辽宁省、河北省、天津市、山东省大部分的风暴潮灾害属于温带风暴潮灾害,其余的多为热带风暴潮灾害。

3、风暴潮灾害的监测预警和防护

由上面的分析可以看出,风暴潮灾害对我国经济和民众的人身安全都构成了较大威胁,因此,对风暴潮的监测和预警必不可少。鉴于风暴潮时间和空间布局的特点,加强对气象因子尤其是气旋和台风的监测,及时风暴潮消息是降低风暴潮损失的必要手段。可以采取以下措施应对风暴潮:

(1)加强修建防灾设施,提高海堤建设要求。

(2)建设完善海洋灾害的预报、预警体系。

(3)健全沿海的防风暴潮体系,加强管理,提高防御水平。

(4)加强沿岸生态环境的保护。

(5)严格控制沿海地区地下水开采,控制地面沉降,防止地质灾害。

(6)加大对风暴潮灾害的宣传力度,增强自我保护能力。

(7)制订海洋防灾减灾法规和风暴潮防灾减灾标准体系。

(8)充分利用灾害保险机制,减轻损失。

参考文献

[1].. 国家海洋局.中国海洋灾害与减灾[J].中国减灾,2000,10(4):13-17.

[2]国家海洋局.中国海洋灾害公报2001-2010.

[3]包澄澜.海啸及风暴潮灾害简介[J].东北地震研究.2005,21(02):9-15.

[3]冯士笮,李凤岐,李少菁.海洋科学导论[M].北京:高等教育出版社,1999:228.

[5]赵领娣,王亮.风暴潮灾害经济预警指标体系研究[J].海洋预报.2011,28(06):11-16.

第3篇

第一条为了加强海洋观测预报管理,规范海洋观测预报活动,防御和减轻海洋灾害,为经济建设、国防建设和社会发展服务,制定本条例。

第二条在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域从事海洋观测预报活动,应当遵守本条例。

第三条海洋观测预报事业是基础性公益事业。国务院和沿海县级以上地方人民政府应当将海洋观测预报事业纳入本级国民经济和社会发展规划,所需经费纳入本级财政预算。

第四条国务院海洋主管部门主管全国海洋观测预报工作。

国务院海洋主管部门的海区派出机构依照本条例和国务院海洋主管部门规定的权限,负责所管辖海域的海洋观测预报监督管理。

沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门主管本行政区毗邻海域的海洋观测预报工作。

第五条国家鼓励、支持海洋观测预报科学技术的研究,推广先进的技术和设备,培养海洋观测预报人才,促进海洋观测预报业务水平的提高。

对在海洋观测预报工作中作出突出贡献的单位和个人,给予表彰和奖励。

第二章海洋观测网的规划、

建设与保护

第六条国务院海洋主管部门负责编制全国海洋观测网规划。编制全国海洋观测网规划应当征求国务院有关部门和有关军事机关的意见,报国务院或者国务院授权的部门批准后实施。

沿海省、自治区、直辖市人民政府海洋主管部门应当根据全国海洋观测网规划和本行政区毗邻海域的实际情况,编制本省、自治区、直辖市的海洋观测网规划,在征求本级人民政府有关部门的意见后,报本级人民政府批准实施,并报国务院海洋主管部门备案。

修改海洋观测网规划,应当按照规划编制程序报原批准机关批准。

第七条编制海洋观测网规划,应当坚持统筹兼顾、突出重点、合理布局的原则,避免重复建设,保障国防安全。

编制海洋观测网规划,应当将沿海城市和人口密集区、产业园区、滨海重大工程所在区、海洋灾害易发区和海上其他重要区域作为规划的重点。

第八条海洋观测网规划主要包括规划目标、海洋观测网体系构成、海洋观测站(点)总体布局及设施建设、保障措施等内容。

第九条海洋观测网的建设应当符合海洋观测网规划,并按照国家固定资产投资项目建设程序组织实施。

海洋观测站(点)的建设应当符合国家有关标准和技术要求,保证建设质量。

第十条国务院海洋主管部门和沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门负责基本海洋观测站(点)的设立和调整。

有关主管部门因水利、气象、航运等管理需要设立、调整有关观测站(点)开展海洋观测的,应当事先征求有关海洋主管部门的意见。

其他单位或者个人因生产、科研等活动需要设立、调整海洋观测站(点)的,应当按照国务院海洋主管部门的规定,报有关海洋主管部门批准。

第十一条海洋观测站(点)及其设施受法律保护,任何单位和个人不得侵占、毁损或者擅自移动。

第十二条国务院海洋主管部门、沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门,应当商本级人民政府有关部门按照管理权限和国家有关标准划定基本海洋观测站(点)的海洋观测环境保护范围,予以公告,并根据需要在保护范围边界设立标志。

禁止在海洋观测环境保护范围内进行下列活动:

(一)设置障碍物、围填海;

(二)设置影响海洋观测的高频电磁辐射装置;

(三)影响海洋观测的矿产资源勘探开发、捕捞作业、水产养殖、倾倒废弃物、爆破等活动;

(四)可能对海洋观测产生危害的其他活动。

第十三条新建、改建、扩建建设工程,应当避免对海洋观测站(点)及其设施、观测环境造成危害;确实无法避免的,建设单位应当按照原负责或者批准设立、调整该海洋观测站(点)的主管部门的要求,在开工建设前采取增建抗干扰设施或者新建海洋观测站(点)等措施,所需费用由建设单位承担。

第三章海洋观测

与资料的汇交使用

第十四条从事海洋观测活动应当遵守国家海洋观测技术标准、规范和规程。

从事海洋观测活动的单位应当建立质量保证体系和计量管理体系,加强对海洋观测资料获取和传输的质量控制,保证海洋观测资料的真实性、准确性和完整性。

第十五条海洋观测使用的仪器设备应当符合国家有关产品标准、规范和海洋观测技术要求。

海洋观测计量器具应当依法经计量检定合格。未经检定、检定不合格或者超过检定周期的计量器具,不得用于海洋观测。对不具备检定条件的海洋观测计量器具,应当通过校准保证量值溯源。

第十六条国家建立海上船舶、平台志愿观测制度。

承担志愿观测的船舶、平台所需要的海洋观测仪器设备由海洋主管部门负责购置、安装和维修;船舶、平台的所有权人或者使用权人应当予以配合,并承担日常管护责任。

第十七条从事海洋观测活动的单位应当按照国务院海洋主管部门的规定,将获取的海洋观测资料向有关海洋主管部门统一汇交。

国务院海洋主管部门和沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门应当妥善存储、保管海洋观测资料,并根据经济建设和社会发展需要对海洋观测资料进行加工整理,建立海洋观测资料数据库,实行资料共享。

海洋观测资料的汇交、存储、保管、共享和使用应当遵守保守国家秘密法律、法规的规定。

第十八条国家机关决策和防灾减灾、国防建设、公共安全等公益事业需要使用海洋观测资料的,国务院海洋主管部门和沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门应当无偿提供。

第十九条国际组织、外国的组织或者个人在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域从事海洋观测活动,依照《中华人民共和国涉外海洋科学研究管理规定》的规定执行。

国际组织、外国的组织或者个人在中华人民共和国领域和中华人民共和国管辖的其他海域从事海洋观测活动,应当遵守中华人民共和国的法律、法规,不得危害中华人民共和国的国家安全。

第二十条任何单位和个人不得擅自向国际组织、外国的组织或者个人提供属于国家秘密的海洋观测资料和成果;确需提供的,应当报国务院海洋主管部门或者沿海省、自治区、直辖市人民政府海洋主管部门批准;有关海洋主管部门在批准前,应当征求本级人民政府有关部门的意见,其中涉及军事秘密的,还应当征得有关军事机关的同意。

第四章海洋预报

第二十一条国务院海洋主管部门和沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门所属的海洋预报机构应当根据海洋观测资料,分析、预测海洋状况变化趋势及其影响,及时制作海洋预报和海洋灾害警报,做好海洋预报工作。

国务院海洋主管部门和沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门所属的海洋预报机构应当适时进行海洋预报和海洋灾害警报会商,提高海洋预

报和海洋灾害警报的准确性、及时性。

第二十二条海洋预报和海洋灾害警报由国务院海洋主管部门和沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门所属的海洋预报机构按照职责向公众统一。其他任何单位和个人不得向公众海洋预报和海洋灾害警报。

第二十三条国务院有关部门、沿海地方各级人民政府和沿海县级以上地方人民政府有关部门应当根据海洋预报机构提供的海洋灾害警报信息采取必要措施,并根据防御海洋灾害的需要,启动相应的海洋灾害应急预案,避免或者减轻海洋灾害。

第二十四条沿海县级以上地方人民政府指定的当地广播、电视和报纸等媒体应当安排固定的时段或者版面,及时刊播海洋预报和海洋灾害警报。

广播、电视等媒体改变海洋预报播发时段的,应当事先与有关海洋主管部门协商一致,但是因特殊需要,广播电视行政部门要求改变播发时段的除外。对国计民生可能产生重大影响的海洋灾害警报,应当及时增播或者插播。

第二十五条广播、电视和报纸等媒体刊播海洋预报和海洋灾害警报,应当使用国务院海洋主管部门和沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门所属的海洋预报机构提供的信息,并明示海洋预报机构的名称。

第二十六条沿海县级以上地方人民政府应当建立和完善海洋灾害信息平台,根据海洋灾害防御需要,在沿海交通枢纽、公共活动场所等人口密集区和海洋灾害易发区建立海洋灾害警报信息接收和播发设施。

第二十七条国务院海洋主管部门和沿海省、自治区、直辖市人民政府海洋主管部门应当根据海洋灾害分析统计结果,商本级人民政府有关部门提出确定海洋灾害重点防御区的意见,报本级人民政府批准后公布。

在海洋灾害重点防御区内设立产业园区、进行重大项目建设的,应当在项目可行性论证阶段,进行海洋灾害风险评估,预测和评估海啸、风暴潮等海洋灾害的影响。

第二十八条国务院海洋主管部门负责组织海平面变化和影响气候变化的重大海洋现象的预测和评估,并及时公布预测意见和评估结果。

沿海省、自治区、直辖市人民政府海洋主管部门应当根据海洋灾害防御需要,对沿海警戒潮位进行核定,报本级人民政府批准后公布。

第五章法律责任

第二十九条国务院海洋主管部门及其海区派出机构、沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门,不依法作出行政许可或者办理批准文件,发现违法行为或者接到对违法行为的举报不予查处,或者有其他未依照本条例规定履行职责的行为的,对直接负责的主管人员和其他直接责任人员依法给予处分;直接负责的主管人员和其他直接责任人员构成犯罪的,依法追究刑事责任。

第三十条国务院海洋主管部门及其海区派出机构、沿海县级以上地方人民政府海洋主管部门所属的海洋预报机构瞒报、谎报或者由于导致重大漏报、错报、迟报海洋灾害警报的,由其上级机关或者监察机关责令改正;情节严重的,对直接负责的主管人员和其他直接责任人员依法给予处分;直接负责的主管人员和其他直接责任人员构成犯罪的,依法追究刑事责任。

第三十一条未经批准设立或者调整海洋观测站(点)的,由有关海洋主管部门责令停止违法行为,没收违法活动使用的仪器设备和违法获得的海洋观测资料,并处2万元以上10万元以下的罚款;符合海洋观测网规划的,限期补办有关手续;不符合海洋观测网规划的,责令限期拆除;逾期不拆除的,依法实施,所需费用由违法者承担。

第三十二条违反本条例规定,有下列行为之一的,由有关海洋主管部门责令停止违法行为,限期恢复原状或者采取其他补救措施,处2万元以上20万元以下的罚款;逾期不恢复原状或者不采取其他补救措施的,依法强制执行;造成损失的,依法承担赔偿责任;构成犯罪的,依法追究刑事责任:

(一)侵占、毁损或者擅自移动海洋观测站(点)及其设施的;

(二)在海洋观测环境保护范围内进行危害海洋观测活动的。

第三十三条违反本条例规定,有下列行为之一的,由有关主管部门责令限期改正,给予警告;逾期不改正的,处1万元以上5万元以下的罚款:

(一)不遵守国家海洋观测技术标准、规范或者规程的;

(二)使用不符合国家有关产品标准、规范或者海洋观测技术要求的海洋观测仪器设备的;

(三)使用未经检定、检定不合格或者超过检定周期的海洋观测计量器具的。

违反本条第一款第二项、第三项规定的,责令限期更换有关海洋观测仪器设备、海洋观测计量器具。

第三十四条从事海洋观测活动的单位未按照规定汇交海洋观测资料的,由负责接收海洋观测资料的海洋主管部门责令限期汇交;逾期不汇交的,责令停止海洋观测活动,处2万元以上10万元以下的罚款。

第三十五条单位或者个人未经批准,向国际组织、外国的组织或者个人提供属于国家秘密的海洋观测资料或者成果的,由有关海洋主管部门责令停止违法行为;有违法所得的,没收违法所得;构成犯罪的,依法追究刑事责任。

第三十六条违反本条例规定海洋预报或者海洋灾害警报的,由有关海洋主管部门责令停止违法行为,给予警告,并处2万元以上10万元以下的罚款;构成违反治安管理行为的,依法给予治安管理处罚;构成犯罪的,依法追究刑事责任。

第三十七条广播、电视、报纸等媒体有下列行为之一的,由有关主管部门责令限期改正,给予警告;情节严重的,对直接负责的主管人员和其他直接责任人员依法给予处分:

(一)未依照本条例规定刊播海洋预报、海洋灾害警报的;

(二)未及时增播或者插播对国计民生可能产生重大影响的海洋灾害警报的;

(三)刊播海洋预报、海洋灾害警报,未使用海洋主管部门所属的海洋预报机构提供的信息的。

第六章附则

第三十八条本条例下列用语的含义是:

(一)海洋观测,是指以掌握、描述海洋状况为目的,对潮汐、盐度、海温、海浪、海流、海冰、海啸波等进行的观察测量活动,以及对相关数据采集、传输、分析和评价的活动。

(二)海洋预报,是指对潮汐、盐度、海温、海浪、海流、海冰、海啸、风暴潮、海平面变化、海岸侵蚀、咸潮入侵等海洋状况和海洋现象开展的预测和信息的活动。

(三)海洋观测站(点),是指为获取海洋观测资料,在海洋、海岛和海岸设立的海洋观测场所。

(四)海洋观测设施,是指海洋观测站(点)所使用的观测站房、雷达站房、观测平台、观测井、观测船、浮标、潜标、海床基、观测标志、仪器设备、通信线路等及附属设施。

(五)海洋观测环境,是指为保证海洋观测活动正常进行,以海洋观测站(点)为中心,以获取连续、准确和具有代表性的海洋观测数据为目标所必需的最小立体空间。

第三十九条中国人民的海洋观测预报工作,按照中央军事委员会的有关规定执行。

第4篇

今年以来,我国自然灾害频繁,特别是部分地区连续遭受强台风和超强台风袭击,人民群众生命财产受到重大损失,一些地区还遭遇了历史罕见的特大干旱,给人民生活和工农业生产造成了较大影响。面对严重的自然灾害,各地区、各部门认真贯彻落实党中央、国务院的部署,积极开展抗灾救灾工作,灾区干部群众团结一致,人民、武警官兵和公安干警在危难关头始终奋战在抗灾救灾最前线。通过各方面的共同努力,最大程度地减轻了灾害损失。

会议指出,目前,我国还处于自然灾害易发时期。汛期和台风季节尚未过去,许多地区气温偏高,干旱灾害加剧,森林火灾易发,防灾抗灾形势仍然严峻。各级政府要以对人民群众高度负责的精神,扎扎实实做好抗灾救灾的各项工作。(一)进一步加强对抗灾救灾工作的组织领导。全面落实地方政府行政首长责任制,主要负责同志要深入一线,靠前指挥,科学部署。有关部门要按照职责分工,密切配合,通力合作。要认真分析查找防灾抗灾中的薄弱环节,制定各项应急预案,狠抓工作落实。(二)全面落实各项灾害防御措施。要切实加强天气形势、水情变化和地质灾害、森林火灾的监测预报,及时预警信息。要着力做好防秋汛和防台风的准备。完善应急预案,精心组织好大江大河洪水调度,加强查险和抢险,及时排除重点堤段和病险水库的隐患和险情,确保安全度汛,做好台风引发的次生灾害的防范工作。对易遭受山洪灾害的中小水库要进行专项治理,确保安全。要进一步抓好抗旱工作。把保障城乡居民饮水安全作为抗旱工作的首要任务,抓紧对现有供水和灌溉设施进行维修、配套和改造,因地制宜兴建一批小型蓄水、引水、提水、集雨等应急抗旱设施,加强水资源的统一管理和调度。(三)全力做好灾害救助和恢复生产、重建家园工作。要妥善安排受灾群众生活,确保他们有饭吃,有干净水喝,有衣穿,有住处,有病能医治。加大帮扶力度,积极组织和帮助受灾群众开展自救互救,指导有条件的地区抓紧补种改种,争取全年粮食有较好收成,鼓励受灾群众发展多种经营,开展劳务输出,千方百计增加农民收入。加快实施倒塌民房和水、电、路、通讯、校舍等基础设施的恢复重建。秋季开学在即,要把受损中小学校舍的恢复重建作为重中之重,抓紧组织实施,确保灾区学校正常开课。加强对灾后重建尤其是提高农村房屋抗灾能力的指导,科学规划,注意选址安全,提高农村房屋建筑质量。

会议要求,国务院有关部门要派出工作组深入灾区,帮助指导抗灾救灾工作,及时解决灾区面临的困难和问题。中央和地方各级政府都要加大对抗灾救灾工作的投入。要充分动员社会各界力量,关心灾区,帮助灾区,形成抗灾救灾的合力。高度重视防灾减灾宣传教育,大力普及预防避险和自救互救知识,提高公众防灾减灾的意识和能力。广泛宣传灾区干部群众与灾害作斗争的顽强精神和感人事迹,振奋精神,激励斗志,夺取抗灾救灾的胜利。

会议还研究了其他事项。

* * *

8月30日,总理主持召开国务院常务会议,审议并原则通过《全国农村饮水安全工程“十一五”规划》、《防治海洋工程建设项目污染损害海洋环境管理条例(草案)》。

会议指出,实施农村饮水安全工程,是社会主义新农村建设的重要任务,对于保障广大农民群众身体健康和生命安全,改善农村人居环境,提高农村生活质量,加快实现全面建设小康社会目标,具有重要意义。党和政府对农村饮水安全问题高度重视,不断加大工作力度,各地干部群众自力更生、共同努力,到“十一五”期末,已累计解决2.8亿多农村人口的饮水困难问题。

会议指出,目前一些农村地区饮水不安全的问题仍然比较突出,不少地方供水方式落后,局部地区饮用水严重不足。各级政府要把解决农村饮水安全问题摆到优先位置,加快实施饮水安全工程规划,让农民群众早日喝上干净水。一要明确目标,突出重点。“十一五”期间要解决1.6亿农村人口的饮水安全问题。重点解决饮用水高氟、高砷、苦咸、污染及微生物病害等严重影响身体健康的水质问题,以及局部地区的严重缺水问题,优先解决人口较少民族、水库移民、血吸虫病区和农村学校的饮水安全问题。二要防治结合,综合治理。切实保护好饮用水源,特别要防治采矿、工业等引起的污染。加强农村环境卫生综合整治,引导农民科学施用化肥、农药,搞好废污水、垃圾处理,减少面源污染。建立水质监测体系,保障供水安全。三要因地制宜,注重实效。工程建设要充分考虑水资源条件,做好论证。有条件的地方可发展集中式供水,提倡饮用水和其他生活用水分质供水。加强水资源调度,合理安排生活与生产用水,优先保证生活用水。四要建管并重,完善机制。改进农村饮水项目建设和管理办法,确保工程质量,落实管理主体和责任,提高资金使用效率,形成良性运行机制。农村饮水安全工程以政府投资为主,吸引社会力量参与,鼓励农民投工投劳,但要防止加重农民负担。要加强健康教育,宣传普及饮水安全知识,大力提倡节约用水。

会议认为,为了更好地执行《中华人民共和国海洋环境保护法》,加强对海洋工程污染损害海洋环境的防治,维护海洋生态平衡,保护海洋资源,制定《防治海洋工程建设项目污染损害海洋环境管理条例》十分必要。会议决定,该草案经进一步修改后,由国务院公布施行。

会议还研究了其他事项。

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9月6日,总理主持召开国务院常务会议,听取对中央企业监督检查情况的汇报,审议并原则通过《风景名胜区条例(草案)》。

会议听取了国资委关于监事会2005年对中央企业监督检查情况的汇报。会议认为,一年来,国有重点大型企业监事会依法履行职责,较好地完成了对中央企业的监督检查任务。监事会要进一步完善监督职责,改进监督工作方法,不断增强监督的权威性和有效性,促进中央企业深化改革,规范管理,防范风险,确保国有资产保值增值。会议指出,必须高度重视国有企业的改革和监管工作:一要进一步健全公司法人治理结构、投资风险控制机制和内部监督管理机制。二要规范企业改制、国有产权转让和经营行为。三要严格财务管理,加大高风险业务的清理和管理力度。四要加强对垄断性行业和亏损企业的监管。五要研究建立国有资本经营预算制度,加强对国有企业收入分配的监督,用好国有资本收益,继续推进国有经济布局的战略性调整,加快国有企业结构调整和技术进步创新。六要加强企业领导班子建设。

会议认为,为了更好地保护和合理利用风景名胜资源,有效制止破坏风景名胜资源的违法行为,有必要对1985年6月国务院公布施行的《风景名胜区管理暂行条例》进行修订,并制定新的《风景名胜区条例》。会议决定,《风景名胜区条例(草案)》经进一步修改后,由国务院公布施行。

第5篇

关键词:海洋环境污染海洋灾害

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。

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。

第6篇

关键词:海洋环境污染海洋灾害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,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。

第7篇

关键词:海洋环境污染海洋灾害

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

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。