時(shí)間：2023-10-16 10:34:09
導(dǎo)語：在保護(hù)海洋環(huán)境的方法的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
海洋污染是指人類改變了海洋原來的狀態(tài),使海洋生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞。造成海洋污染的主要原因是:陸地污染源流入海中、石油污染、人類無節(jié)制的捕撈活動(dòng)等。
海洋污染的特點(diǎn)是:污染源廣,污染物質(zhì)種類多,影響范圍大,危害深遠(yuǎn),控制復(fù)雜,治理難度大。
1.1 陸源污染
陸源污染是指陸地上產(chǎn)生的污染物進(jìn)入海洋后對(duì)海洋環(huán)境造成的污染及其他危害。人類長(zhǎng)期以來不可持續(xù)的生產(chǎn)、消費(fèi)與生活方式使海洋環(huán)境遭受嚴(yán)重污染,其中,陸源污染成為全球海洋環(huán)境持續(xù)惡化的罪魁禍?zhǔn)住Ｂ?lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署在為蒙特利爾環(huán)境部長(zhǎng)會(huì)議預(yù)備的一份報(bào)告中指出,80%的海洋污染源于陸源污染。
《防止陸源物質(zhì)污染海洋公約》中對(duì)陸源污染的界定:陸源污染是:1)通過水道;2)源于海岸,包括通過地下水或其他管道的引入;3)源于公約所適用區(qū)域內(nèi)一締約方管轄內(nèi)所鋪設(shè)的人造設(shè)施對(duì)海洋區(qū)域所造成的污染[1]。
隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,工業(yè)污水大量排入近海水域,成為陸源污染的主因;而農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,也將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用的化肥和農(nóng)藥,通過地表徑流或者河流流入沿海水域;人類生活水平的提高,產(chǎn)生的生活垃圾和生活污水也成為主要的污染物。隨著大量的陸源污染物流入海洋,致使海水中重金屬含量升高,直接導(dǎo)致海產(chǎn)品重金屬超標(biāo)。
1.2 石油污染
隨著我國(guó)石油進(jìn)口量和海上運(yùn)輸量的逐年增長(zhǎng),我國(guó)近海石油污染日益嚴(yán)重,對(duì)海洋環(huán)境造成了嚴(yán)重的危害。據(jù)統(tǒng)計(jì),全球每年生產(chǎn)的32×108t石油中,約有320×104t進(jìn)入海洋環(huán)境[2]。
石油流入海洋的途徑包括:
1)海底油井開采開采過程中溢漏和井噴;
2)油船運(yùn)輸中泄漏或發(fā)生事故;
3)煉油廠含油的廢水直接流入海洋。
石油污染海洋環(huán)境,危害海洋資源,破壞生態(tài)平衡。通常1t石油可在海上形成覆蓋12km2范圍的油膜,油膜會(huì)使透入海水的太陽輻射減弱,從而影響光合作用;油膜影響海水復(fù)氧,石油的分解,會(huì)消耗海水中的溶解氧,使海水缺氧,據(jù)研究,1kg石油形成的浮在水面的油膜完全氧化需要消耗40×104L海水中的溶解氧[3],造成海洋中藻類和微生物死亡,破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈,導(dǎo)致海洋生態(tài)系統(tǒng)失衡;石油流入海洋后,會(huì)產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng),生產(chǎn)綑、酮、酚、酸、硫的氧化物等,危害海洋生物[4]。
1.3 過度捕撈
過度捕撈是指捕撈超過系統(tǒng)能夠承擔(dān)的數(shù)量的魚,使整個(gè)系統(tǒng)退化。捕撈了太多的某種魚類,讓它們的數(shù)量不足以繁殖和補(bǔ)充種群數(shù)量。
據(jù)《中國(guó)區(qū)域海洋學(xué)——海洋環(huán)境生態(tài)學(xué)》書中指出:近海的過度捕撈正造成一個(gè)惡性循環(huán):生態(tài)系統(tǒng)中價(jià)值高、個(gè)體大的種類被過度捕撈后,人們的捕撈目標(biāo)必然轉(zhuǎn)向其他一些價(jià)值較低的物種,而當(dāng)這些價(jià)值較低的物種生物量枯竭后,捕撈目標(biāo)隨之又轉(zhuǎn)向價(jià)值更低的種類,這樣依次將使生態(tài)系統(tǒng)的所有物種都被過度利用,造成漁業(yè)資源的系列性枯竭和物種品種的退化[5]。
隨著人們物質(zhì)生活水平的提高,海鮮成為了我國(guó)百姓餐桌上常見的美味,為了滿足人們餐桌上的需求,人類大肆從海洋中捕獲漁業(yè)資源,現(xiàn)代漁業(yè)捕獲的海洋生物已經(jīng)超過生態(tài)系統(tǒng)能夠平衡彌補(bǔ)的數(shù)量,導(dǎo)致整個(gè)海洋生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞。
2海洋環(huán)境保護(hù)
治理海洋環(huán)境污染的關(guān)鍵前提是要求我們?cè)鰪?qiáng)對(duì)海洋環(huán)境的保護(hù)意識(shí)。海洋環(huán)境的污染,制約了人類經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,海洋環(huán)境污染范圍的擴(kuò)大,已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的嚴(yán)重障礙,如何保護(hù)海洋環(huán)境,成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重中之重。
2.1加強(qiáng)法制建設(shè),完善法制體系,保護(hù)海洋環(huán)境
《聯(lián)合國(guó)海洋法公約》第207條規(guī)定:各國(guó)應(yīng)制定法律和規(guī)章,以防止、減少和控制陸源污染,包括河流、河口灣、管道和排水口結(jié)構(gòu)對(duì)海洋環(huán)境的污染,同時(shí)考慮到國(guó)際上議定的規(guī)則、標(biāo)準(zhǔn)和建議的辦法及程序[6]。
在海洋環(huán)境保護(hù)法制建設(shè)中,我國(guó)先后頒布實(shí)施了《中華人民共和國(guó)海洋環(huán)境保護(hù)法》、《中華人民共和國(guó)防治陸源污染物污染損害海洋環(huán)境管理?xiàng)l例》和《中華人民共和國(guó)防治海岸工程建設(shè)項(xiàng)目污染損害海洋環(huán)境管理?xiàng)l例》。通過法律的形式,堅(jiān)持把陸源污染防治放在更加突出的位置,進(jìn)行重點(diǎn)規(guī)劃。嚴(yán)格海洋環(huán)境的監(jiān)督管理,嚴(yán)厲打擊破壞海洋環(huán)境的違法行為。
2.2 多管齊下防治沿海城市工業(yè)、農(nóng)業(yè)和生活污染
隨著沿海城市經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,對(duì)沿岸海域環(huán)境壓力加劇,我們采取一系列措施防治海洋污染:
1)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì);
2)制定排污指標(biāo),嚴(yán)格控制污染源排放總量,實(shí)行誰污染,誰治理的原則;
3)加強(qiáng)截污和污水處理廠建設(shè),加強(qiáng)對(duì)重點(diǎn)污染源的治理;
4)加強(qiáng)沿海城市防護(hù)林建設(shè),保護(hù)濱海濕地;
5)強(qiáng)化污染物的資源化再利用,治理工業(yè)廢棄物,減少海洋環(huán)境的污染。
2.3 突出科技手段,加強(qiáng)海洋石油污染的防治
目前對(duì)海洋石油污染的處理主要包括:
1)物理方法。包括圍油欄、吸油物質(zhì)(如麥稈、泥炭、聚苯乙烯等)、沉降和磁性分離等;
2)化學(xué)方法。包括投放化學(xué)處理劑(如乳化分散劑、凝油劑、集油劑等)、燃燒處理等;
3)生物方法。通過投放噬油微生物,進(jìn)行人工石油烴類生物降解。
其中,生物降解是當(dāng)前研究的重點(diǎn),具有迅速、無殘毒、低成本的優(yōu)點(diǎn)。據(jù)研究,海洋中存在大量能夠降解石油的微生物,目前能夠降解海洋石油污染物的微生物有200多種。
2.4 保護(hù)海洋漁業(yè)資源,防止過度捕撈
海洋漁業(yè)資源是可再生資源,但是要科學(xué)利用,如果過度捕撈會(huì)導(dǎo)致資源匱乏,最終無魚可捕撈。防止過度捕撈,保護(hù)漁業(yè)資源,促使?jié)O業(yè)資源可持續(xù)發(fā)展。
1)漁業(yè)法規(guī)需要被重視起來,要加大宣傳這方面 教育的工作力度,增強(qiáng)漁民依法興漁的法律意識(shí),提高廣大漁民的自覺性;另外還需要治理水產(chǎn)品的銷售市場(chǎng),要擴(kuò)大宣傳面,讓社會(huì)廣大群眾都能認(rèn)知到保護(hù)漁業(yè)資源的重要意義,并參與保護(hù)市場(chǎng),共同抵制違法水產(chǎn)品的銷售;
2)制定休漁期。我國(guó)每年的6至9月,相關(guān)部門會(huì)對(duì)從事海洋捕撈作業(yè)的漁民實(shí)行2到3個(gè)月不同的休漁期,以此來保證海洋水產(chǎn)資源正常繁殖、生產(chǎn)與發(fā)育;
3)規(guī)定漁網(wǎng)最小網(wǎng)目尺寸、可捕標(biāo)準(zhǔn)、幼魚比例,限制對(duì)幼魚的捕撈是漁業(yè)資源養(yǎng)護(hù)與管理的最基本措施[7]。
3 結(jié)論
摘要：指出了我國(guó)在海洋經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速的同時(shí)，隨之產(chǎn)生的海洋環(huán)境問題也越來越多，重點(diǎn)分析了近年我國(guó)面臨的化肥與農(nóng)藥污染、放射性污染、溢油與泄漏污染等海洋環(huán)境問題，并提出了相應(yīng)的保護(hù)對(duì)策，以期提供參考。
關(guān)鍵詞：海洋；環(huán)境污染；治理；保護(hù)
1引言
我國(guó)是一個(gè)海洋大國(guó)，擁有1．8萬km的大陸海岸線，管轄總面積約300萬km2的海域。在國(guó)家政策的有力扶持下，許多的沿海新區(qū)海洋經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展。但是，海洋經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速的同時(shí)，隨之產(chǎn)生的海洋環(huán)境問題也越來越多。各種污染物的排放以及海洋資源的過度獲取已經(jīng)對(duì)海洋中各種功能的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生了阻礙，海洋環(huán)境岌岌可危，甚至有可能面臨失去作用的威脅。因此，應(yīng)當(dāng)將海洋環(huán)境保護(hù)放在重點(diǎn)，從政府、群眾、科學(xué)研究等方面綜合治理海洋環(huán)境，以海洋環(huán)境的基本規(guī)律為基礎(chǔ)，為保證海洋生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展提出切實(shí)可行的治理海洋環(huán)境問題的方法。
2海洋環(huán)境污染的種類
2．1重金屬
重金屬一般是指密度超過5g／cm3的化學(xué)元素，主要通過天然來源、陸源輸入和大氣沉降三種途徑進(jìn)入海洋。其中，陸源輸入是最主要的途徑，通過重工業(yè)生產(chǎn)的大量含有重金屬物質(zhì)的廢水大量的排入大海，這些重金屬物質(zhì)入海后會(huì)不斷遷移轉(zhuǎn)化，或者隨食物鏈不斷的積累。就拿汞在海洋中的遷移、轉(zhuǎn)化來說，汞經(jīng)過甲基化產(chǎn)生的高神經(jīng)毒劑———甲基汞，便造成了極其惡劣的影響：在20世紀(jì)50年代，日本因甲基汞污染而不同程度受害的居民不在少數(shù)，這便是著名的“水俁病事件”。在我國(guó)，海洋重金屬污染問題日益嚴(yán)重。2009年，我國(guó)局部海域沉積物受到重金屬污染，江河污染物入海量1367萬t，其中重金屬3．8萬t。2010年，我國(guó)江河污染物入海量超過1760萬t，較2009年增加28．7％，其中重金屬4．6萬t，較2009年增加21．1％，除鉛、鎘的入海量有小幅減少外，各主要重金屬入海量均增加。
2．2農(nóng)藥
我國(guó)由于人口眾多而耕地有限，為了能夠保證糧食能夠滿足不斷增長(zhǎng)的人口需要，除了優(yōu)化農(nóng)作物的產(chǎn)量、改善耕地的條件之外，最直接且最有效的方法就是施用農(nóng)藥與化肥。但是同時(shí)，化肥與農(nóng)藥中的部分成分也必定會(huì)通過地下水或地表水的形式流向大海，對(duì)海洋環(huán)境造成一定的污染。而這樣的后果是嚴(yán)重的，農(nóng)藥、化肥中含有的大量的有機(jī)物及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流入大海，使得近岸水體中的浮游生物大量繁殖，從而引發(fā)赤潮災(zāi)害。赤潮災(zāi)害的后果十分嚴(yán)重，不但會(huì)影響近岸居民獲取水生資源，還會(huì)造成大量的生物死亡，直接或間接的經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)幾十億元。而受到赤潮影響的生物若是讓人類食用，也會(huì)危害人類的健康，產(chǎn)生不利影響。
2．3有機(jī)物質(zhì)
由于生活污水（如食品殘?jiān)?、排泄物、洗滌劑等）、農(nóng)田化肥、工業(yè)污水（如食品、釀造工業(yè)、造紙工業(yè)、化肥工業(yè)等）以及海水養(yǎng)殖廢水流入海洋，當(dāng)中難降解的有機(jī)污染物會(huì)導(dǎo)致海水富營(yíng)養(yǎng)化，引發(fā)赤潮災(zāi)害，這無論是對(duì)水質(zhì)還是生物都將造成無法預(yù)計(jì)的災(zāi)難。2．4固體廢棄物影響海洋環(huán)境的固體污染物主要是工業(yè)和城市垃圾、船舶廢棄物、工程渣土和疏浚物等。這些固體廢棄物會(huì)影響沿岸景觀的美觀，破壞海洋生態(tài)環(huán)境，不僅對(duì)人類造成了經(jīng)濟(jì)上的損失，而且對(duì)海洋生物也造成了致命的威脅。
3近年中國(guó)面臨的主要海洋環(huán)境問題
3．1化肥與農(nóng)藥污染
農(nóng)藥及其降解產(chǎn)物（如DDT的降解產(chǎn)物DDD、DDE）在海洋環(huán)境中所造成的污染，其危害程度因其數(shù)量、毒性及化學(xué)穩(wěn)定性的不同而存在著很大的差異。如有機(jī)氯農(nóng)藥（主要是DDT、六六六等），其化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，極易在海洋環(huán)境里分解，所以成為了污染海洋環(huán)境的主要農(nóng)藥。即便如此，我國(guó)的農(nóng)藥使用也仍舊得不到有效的遏制。比如說在80年代，我國(guó)就已經(jīng)頒布了對(duì)于禁止使用一些有機(jī)氯農(nóng)藥的法令，但至今，在河口與近岸沉積物中仍然可以檢測(cè)出這些農(nóng)藥的殘留。這些農(nóng)藥的殘留經(jīng)常不經(jīng)過處理，通過地下水等方式流入海洋，對(duì)海洋水質(zhì)及生物都造成了難以估計(jì)的傷害。
3．2放射性污染
放射性污染與其他污染相比，其程度不受外在環(huán)境的影響，僅遵循各核素的衰變規(guī)律，可在海洋存留相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，約103～104年。因此，一旦其流入海洋，就將會(huì)對(duì)其造成難以估計(jì)的破壞。目前人工放射性物質(zhì)進(jìn)入海洋的主要途徑為以下4種：①衛(wèi)星的組件從空間進(jìn)入海洋；②海上核動(dòng)力船只；③沿海核動(dòng)力電廠；④傾倒入海的核廢料。就以核物質(zhì)為例，現(xiàn)在海域中存在的放射性物質(zhì)，幾乎大部分是由核爆炸試驗(yàn)產(chǎn)生的，而這些放射性核物質(zhì)對(duì)于海洋生態(tài)環(huán)境的危害也同樣是不可估量的。根據(jù)馬樹森［4］通過研究魚類受放射性物質(zhì)的影響可知，放射性物質(zhì)會(huì)嚴(yán)重影響海洋生物的生存，對(duì)海洋生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞，同時(shí)對(duì)人類的健康以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也會(huì)產(chǎn)生間接的影響。
3．3溢油與泄漏污染
如果說油庫(kù)起火爆炸的發(fā)生極其少見，那么各種船舶失事造成的油料外泄事故就很頻繁了。就像1989年青島市黃島油庫(kù)因遭雷擊發(fā)生的油罐爆炸事故，造成近千噸原油外泄，這些原油附著在海灘、礁石上，無論是對(duì)海洋環(huán)境還是賴以生存的生物都造成了極大的危害。石油進(jìn)入海洋后對(duì)于海洋環(huán)境的影響是巨大的。對(duì)于海洋生態(tài)而言，溢油會(huì)阻礙海洋內(nèi)的水氣交換，使太陽光輻射透入海水的能力減弱，海洋當(dāng)中的浮游植物光合作用大大減弱，從而造成海洋浮游植物的死亡，影響到整個(gè)生態(tài)環(huán)境的發(fā)展；對(duì)于沿?；顒?dòng)而言，溢油會(huì)嚴(yán)重污染沿岸線資源，影響海洋環(huán)境與觀光旅游業(yè)，同時(shí)制約人類社會(huì)與海洋環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，造成一系列的經(jīng)濟(jì)損失。
3．4養(yǎng)殖廢水污染
現(xiàn)如今，隨著我國(guó)對(duì)海洋的探索與研究不斷的加深，我國(guó)的海水養(yǎng)殖已發(fā)展壯大。但是在養(yǎng)殖過程中，為了能夠提高動(dòng)植物的抵抗力，某些添加劑（如維生素、殺菌劑等）的添加必不可少，同時(shí)投入的大量餌料也不能充分地利用，這些物質(zhì)會(huì)沉積在水中，并且經(jīng)常不加處理的直接排入大海，對(duì)海洋環(huán)境的破壞很大。而這些廢水中含有的大量有機(jī)物質(zhì)會(huì)造成海水的富營(yíng)養(yǎng)化，造成赤潮現(xiàn)象。
4海洋環(huán)境問題的保護(hù)對(duì)策
4．1政府組織，規(guī)劃管理
對(duì)于海洋環(huán)境的治理，政府部門起到了決定性的作用。各地的有關(guān)部門應(yīng)認(rèn)真了解相關(guān)管理海域內(nèi)的環(huán)境情況，清楚了解海域內(nèi)海洋污染物的種類、生態(tài)環(huán)境的變化以及海洋物種的狀況，根據(jù)所了解的情況提出具體的規(guī)劃，及時(shí)作出相關(guān)對(duì)策，更好地解決相應(yīng)的海洋環(huán)境問題。此外，還要通過立法明確公共財(cái)產(chǎn)的所有權(quán)，或者在所有使用者之間達(dá)成限制自己使用公共財(cái)產(chǎn)行為的協(xié)議。只有建立資源性資產(chǎn)管理體制，才能確保國(guó)家所有權(quán)經(jīng)濟(jì)利益得以實(shí)現(xiàn)，才能更加有效的進(jìn)行對(duì)海洋環(huán)境的相關(guān)保護(hù)工作，更好的保護(hù)海洋環(huán)境。
4．2群眾參與，群策群力
作為國(guó)家的一員，保護(hù)海洋環(huán)境既是責(zé)任，又是義務(wù)，因此應(yīng)該做到以下幾點(diǎn)。（1）大力宣傳和普及海洋生物生態(tài)環(huán)境保護(hù)知識(shí)，提高公民海洋保護(hù)意識(shí)，要向自己身邊的人多多宣傳環(huán)保節(jié)約知識(shí)，營(yíng)造一個(gè)良好的保護(hù)環(huán)境的風(fēng)氣。（2）減少海灘餐飲業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖所產(chǎn)生的的污染，嚴(yán)禁將未經(jīng)處理的污水隨意排放至河流、湖泊、海洋中，禁止向海洋及沙灘丟棄垃圾。使用無磷洗衣粉，不要將洗衣等生活廢水排入陽臺(tái)雨水管道。（3）不肆意獲取海洋資源，捕殺瀕危海洋生物，同時(shí)拒絕購(gòu)買受保護(hù)的海洋生物制品。
4．3強(qiáng)化研究，科學(xué)治理
為了深入解決我國(guó)的海洋環(huán)境問題，必須積極開展有關(guān)海洋環(huán)境保護(hù)的科學(xué)研究工作，以便為保護(hù)海洋環(huán)境提供科學(xué)依據(jù)。目前需深入開展的研究領(lǐng)域有：中國(guó)近海自凈能力和納污能力的研究；重點(diǎn)海域污染物總量控制模式研究；中國(guó)近海環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)研究；近岸養(yǎng)殖海域污染控制研究機(jī)制研究；中國(guó)近海污染物生物及生態(tài)效應(yīng)研究；赤潮發(fā)生機(jī)理及防治技術(shù)研究；近岸生境保護(hù)、整治與恢復(fù)技術(shù)研究。
5總結(jié)和展望
我國(guó)是一個(gè)海洋大國(guó)，管轄面積巨大。因此，保護(hù)海洋環(huán)境是大家共同的責(zé)任。由于科學(xué)技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)于海洋的污染也隨之增多，解決海洋問題便擺到了一個(gè)更高的層次上，在全世界人民的研究及努力之下，海洋環(huán)境日漸改善。從研究的角度上來看，保護(hù)海洋環(huán)境的責(zé)任涉及到了社會(huì)的各個(gè)層面，因此在研究保護(hù)海洋環(huán)境的對(duì)策時(shí)，應(yīng)當(dāng)把整體性的理念貫徹到底，提出一系列切實(shí)可行的制度和方法。相信在不久的未來，一定能面對(duì)一個(gè)蔚藍(lán)、生機(jī)勃勃的大海，為子孫后代留下一個(gè)生生不息的海洋環(huán)境。
參考文獻(xiàn)：
［1］夏娜娜，王軍，史云娣，等．海洋重金屬污染防治的對(duì)策研究［J］．中國(guó)人口•資源與環(huán)境，2012，22（5）：343～346．
［2］李明．海洋污染來源及防治對(duì)策［J］．科技、經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)，2011（8）：69～71．
［3］市川龍資．海洋的放射性污染［J］．海洋科技資料，1972（2）：16～21．
［4］馬樹森．海洋放射性污染對(duì)魚類的影響及與人類的關(guān)系［J］．環(huán)境科學(xué)叢刊，1983，4（5）：22～27．
［5］楊昊煒，柴田．淺談溢油污染對(duì)海洋環(huán)境的危害［J］．天津航海，2007（4）：13～15．
［6］王琪．海洋環(huán)境問題及其政府管理［J］．青島海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2002（4）：91～96．
［7］杜碧蘭．21世紀(jì)中國(guó)面臨的海洋環(huán)境問題［J］．海洋開發(fā)與管理，1999（4）：67～72．
【關(guān)鍵詞】海洋環(huán)境；責(zé)任保險(xiǎn)；制度設(shè)計(jì)
一、開展海洋環(huán)境責(zé)任險(xiǎn)具有重要意義
隨著我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，目前我國(guó)正處于海洋環(huán)境污染事故的高發(fā)期。一些涉海企業(yè)如康菲公司海洋污染事故頻發(fā)，嚴(yán)重污染海洋環(huán)境，危害漁業(yè)生產(chǎn)、海洋生態(tài)及群眾身體健康和社會(huì)穩(wěn)定，特別是一些污染事故受害者如漁民得不到及時(shí)賠償，引發(fā)了很多社會(huì)矛盾。開展海洋環(huán)境污染責(zé)任保險(xiǎn)，利用保險(xiǎn)工具來參與海洋環(huán)境污染事故處理，有利于分散涉海企業(yè)經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，促使其快速恢復(fù)正常生產(chǎn)；有利于發(fā)揮保險(xiǎn)機(jī)制的社會(huì)管理功能，利用費(fèi)率杠桿機(jī)制促使企業(yè)加強(qiáng)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)管理，提升環(huán)境管理水平；有利于使受害人及時(shí)獲得經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，穩(wěn)定社會(huì)經(jīng)濟(jì)秩序，減輕政府負(fù)擔(dān)，促進(jìn)政府職能轉(zhuǎn)變。國(guó)際經(jīng)驗(yàn)表明，實(shí)施海洋環(huán)境污染責(zé)任保險(xiǎn)是維護(hù)污染受害者合法權(quán)益、提高防范海洋環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的有效手段。
二、海洋環(huán)境責(zé)任險(xiǎn)的探索
海洋環(huán)境責(zé)任險(xiǎn)是環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)的重要組成部分，環(huán)境責(zé)任險(xiǎn)又有“綠色保險(xiǎn)”之稱，其定義各國(guó)不盡相同。參照2007年國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局與中國(guó)保監(jiān)會(huì)聯(lián)合出臺(tái)的《關(guān)于環(huán)境污染責(zé)任保險(xiǎn)工作的指導(dǎo)意見》中環(huán)境污染責(zé)任保險(xiǎn)的概念[1]，海洋環(huán)境責(zé)任險(xiǎn)可定義為“以企業(yè)發(fā)生海洋污染事故對(duì)第三者造成的損害依法應(yīng)承擔(dān)的賠償責(zé)任為標(biāo)的的保險(xiǎn)”。一般認(rèn)為，海洋環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)是以被保險(xiǎn)人因玷污或污染海洋，依法應(yīng)承擔(dān)的賠償責(zé)任作為保險(xiǎn)對(duì)象的保險(xiǎn)。當(dāng)然，這種玷污和污染是有嚴(yán)格限制的。另外，目前保險(xiǎn)公司只對(duì)突然的、意外的污染事故承擔(dān)保險(xiǎn)責(zé)任，而對(duì)故意的、惡意的污染視為除外責(zé)任，也不涉及累積性的環(huán)境影響。
關(guān)于船舶環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)的施行情況。我國(guó)于1999年成為《〈1969年國(guó)際油污損害民事責(zé)任公約〉1992年議定書》的締約國(guó)，該議定書于2000年1月5日對(duì)我國(guó)生效。同時(shí)，2010年國(guó)家交通運(yùn)輸部《中華人民共和國(guó)船舶油污損害民事責(zé)任保險(xiǎn)實(shí)施辦法》（2010年10月1日起施行），該實(shí)施辦法第二條指出，在中華人民共和國(guó)管轄海域內(nèi)航行的載運(yùn)油類物質(zhì)的船舶和1000總噸以上載運(yùn)非油類物質(zhì)的船舶，其所有人應(yīng)當(dāng)按照本辦法的規(guī)定投保船舶油污損害民事責(zé)任保險(xiǎn)或者取得相應(yīng)的財(cái)務(wù)擔(dān)保。 同時(shí)要求中國(guó)籍船舶應(yīng)當(dāng)向經(jīng)國(guó)家海事管理機(jī)構(gòu)確定并公布的保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)投保船舶油污損害民事責(zé)任保險(xiǎn)，或者取得經(jīng)國(guó)家海事管理機(jī)構(gòu)確定并公布的保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)以及境內(nèi)銀行等金融機(jī)構(gòu)所出具的保函、信用證等其他財(cái)務(wù)保證。
關(guān)于海上石油勘探和開采的環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)的施行情況。在國(guó)外，海上石油勘探和開采的事故保險(xiǎn)已經(jīng)有一定的經(jīng)驗(yàn)。比如，2010年4月20日發(fā)生火災(zāi)的位于墨西哥灣的“深海地平線”這一鉆井平臺(tái)發(fā)生爆炸并引發(fā)大火事故。這一平臺(tái)屬于瑞士越洋鉆探公司，由英國(guó)石油公司租賃。瑞士越洋鉆探公司向英國(guó)勞合社和其他一些保險(xiǎn)商投保了7億美元的保單。在世界主要石油保險(xiǎn)市場(chǎng)，英國(guó)勞合社占據(jù)了市場(chǎng)份額60%～65%[2]。中國(guó)人民保險(xiǎn)公司從1980年開始開辦石油保險(xiǎn)業(yè)務(wù)，第一張石油保險(xiǎn)單承保了法國(guó)道達(dá)爾石油公司在南中國(guó)海進(jìn)行的鉆井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。但總體而言發(fā)展遠(yuǎn)未達(dá)到期望的程度。
此外，關(guān)于陸上企業(yè)的環(huán)境責(zé)任險(xiǎn)。2008年以來，我國(guó)江蘇、湖南、云南、深圳等一些省市試點(diǎn)開辦環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)，然而實(shí)際情況是企業(yè)參保意愿薄弱、保險(xiǎn)受益覆蓋面小、賠償金額不足以彌補(bǔ)污染侵害后果。
從我國(guó)實(shí)踐看，目前海洋環(huán)境責(zé)任險(xiǎn)僅在船舶油污責(zé)任、海上石油勘探和開采責(zé)任保險(xiǎn)方面，其涉及面十分狹窄，深度也很不夠，海洋遭受的損害并不僅僅限于油污染，還有諸如工業(yè)污水排放、海洋工程、固體廢物污染等，急需健全完善海洋環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)制度。
三、拓展海洋環(huán)境責(zé)任險(xiǎn)的建議
1.推動(dòng)海洋環(huán)境責(zé)任險(xiǎn)的立法
海洋環(huán)境污染責(zé)任保險(xiǎn)盡管在《海洋環(huán)境保護(hù)法》、《海洋石油勘探開發(fā)環(huán)境保護(hù)管理?xiàng)l例》、《1969年國(guó)際油污損害民事責(zé)任公約》等法律或參加的國(guó)際公約中有所涉及，但是一部法律的個(gè)別條文顯然不能支撐整個(gè)海洋環(huán)境污染責(zé)任保險(xiǎn)制度。另外，2007年12月，國(guó)家環(huán)保總局與中國(guó)保監(jiān)會(huì)聯(lián)合出臺(tái)的《關(guān)于環(huán)境污染責(zé)任保險(xiǎn)工作的指導(dǎo)意見》也僅是一個(gè)政策性的“指導(dǎo)意見”。因此，應(yīng)當(dāng)在《海洋環(huán)境保護(hù)法》、《環(huán)境保護(hù)法》、《保險(xiǎn)法》中加入海洋環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)的條款，并進(jìn)一步進(jìn)行包括海洋環(huán)境在內(nèi)的環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)的專門立法。
2.運(yùn)用行政手段，完善海洋環(huán)境責(zé)任險(xiǎn)制度
政府在建立環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)制度中，應(yīng)當(dāng)明確各個(gè)主體的權(quán)利與義務(wù)，以政策文件或法規(guī)的形式予以確定。同時(shí)，政府在環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)制度中，對(duì)企業(yè)污染情況進(jìn)行監(jiān)督，監(jiān)管保險(xiǎn)公司對(duì)污染事件的賠付情況。要加緊出臺(tái)有關(guān)技術(shù)指南，國(guó)家海洋局于2007年出臺(tái)了《海洋溢油生態(tài)損害評(píng)估技術(shù)導(dǎo)則》，但這些尚不足以支撐環(huán)境損害的評(píng)估和鑒定，需要加緊出臺(tái)相關(guān)的技術(shù)評(píng)定細(xì)則；要盡快出臺(tái)《第三方環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估機(jī)構(gòu)管理辦法》和《第三方環(huán)境損害評(píng)估機(jī)構(gòu)管理辦法》，規(guī)范第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)的職責(zé)；要提供專項(xiàng)資金支持，專家的引進(jìn)、第三方海洋環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)估機(jī)構(gòu)、海洋環(huán)境損害評(píng)估機(jī)構(gòu)的建立以及專業(yè)技術(shù)人員的定期或不定期培訓(xùn)等都需要專項(xiàng)資金作保障，政府應(yīng)當(dāng)安排一定的專項(xiàng)資金予以支持。
3.引導(dǎo)建立第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)
海洋環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的劃分、海洋環(huán)境事故中損害的評(píng)估，需要專家的指導(dǎo)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的支持。因此，一要建立第三方服務(wù)機(jī)構(gòu)，包括：引進(jìn)專業(yè)技術(shù)人員，組建專家團(tuán)隊(duì)，為環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分、環(huán)境損害評(píng)估以及環(huán)境污染責(zé)任保險(xiǎn)推行提供技術(shù)咨詢和指導(dǎo)。
4.保險(xiǎn)企業(yè)要拓展保險(xiǎn)范圍與項(xiàng)目，實(shí)行差別保險(xiǎn)費(fèi)率
從我國(guó)率先展開環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)試點(diǎn)工作的幾個(gè)城市來看，企業(yè)參保積極性不高。由于環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)的賠付率普遍較低，不僅低于國(guó)內(nèi)其他一般的商業(yè)保險(xiǎn)，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)外的高達(dá)70%―80%的賠付率。與賠付率低不相適應(yīng)的是保險(xiǎn)費(fèi)率較高，我國(guó)目前實(shí)行的環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)費(fèi)率最低為2.2%，最高為8.0%，而其他險(xiǎn)種的保險(xiǎn)費(fèi)率都在千分之幾[2]。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下，賠付率過低和保險(xiǎn)費(fèi)率高的矛盾必然造成企業(yè)參保積極性不高；另外，保險(xiǎn)公司積極性不高，試點(diǎn)企業(yè)普遍經(jīng)營(yíng)污染危險(xiǎn)性較大的業(yè)務(wù)，容易對(duì)周邊環(huán)境造成嚴(yán)重環(huán)境污染，這對(duì)保險(xiǎn)公司來說風(fēng)險(xiǎn)太大。
由此，保險(xiǎn)企業(yè)：一要拓展保險(xiǎn)范圍與項(xiàng)目。海洋環(huán)境污染事故可以分為突發(fā)性的環(huán)境污染事故和累積性的環(huán)境污染事故，相應(yīng)的責(zé)任保險(xiǎn)的保險(xiǎn)范圍也應(yīng)包括這兩個(gè)方面，當(dāng)然，這方面可以采取“分步走”的戰(zhàn)略。另外，海洋環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)項(xiàng)目應(yīng)該有：油污責(zé)任保險(xiǎn)、流域環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)、海洋工程責(zé)任保險(xiǎn)、海洋傾廢責(zé)任保險(xiǎn)四大塊；二要實(shí)行差別保險(xiǎn)費(fèi)率，避免逆選擇和道德風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。由于所屬行業(yè)的不同，企業(yè)對(duì)環(huán)境造成污染的可能性和污染的程度都是不同的。比如石油、化工等行業(yè)就比港口行業(yè)更可能對(duì)海洋環(huán)境造成污染，而且一旦造成污染，其危害程度都比較嚴(yán)重。因此，我國(guó)海洋環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)制度應(yīng)確立“高風(fēng)險(xiǎn)、高保費(fèi)、高賠付；低風(fēng)險(xiǎn)、低保費(fèi)、低賠付”的原則，要運(yùn)用科學(xué)的方法，對(duì)不同行業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，在此基礎(chǔ)上，實(shí)行有差別的保險(xiǎn)費(fèi)率；三要要避免道德風(fēng)險(xiǎn)問題的發(fā)生，可實(shí)行“優(yōu)惠費(fèi)率”政策，對(duì)那些在保險(xiǎn)期限內(nèi)發(fā)生保險(xiǎn)事故較少的被保險(xiǎn)人，在續(xù)保時(shí)可享受相對(duì)較低的優(yōu)惠費(fèi)率；對(duì)于那些在保險(xiǎn)期限內(nèi)發(fā)生保險(xiǎn)事故較多的被保險(xiǎn)人，在續(xù)保時(shí)需要承擔(dān)相對(duì)較高的保險(xiǎn)費(fèi)率。此外，保險(xiǎn)公司還可以通過突擊檢查來監(jiān)測(cè)被保險(xiǎn)人安全防護(hù)設(shè)施的可靠性，及時(shí)警示被保險(xiǎn)人的安全隱患。保險(xiǎn)公司還可以通過對(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的由于故意或重大疏忽引起的保險(xiǎn)事故拒賠保險(xiǎn)金，以及對(duì)有此情況發(fā)生的企業(yè)拒絕承保等方式來避免逆選擇和道德風(fēng)險(xiǎn)的發(fā)生。
5.建立巨災(zāi)共保機(jī)制
鑒于海洋環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)的高賠付率、損害后果的巨大性、保險(xiǎn)人利益的風(fēng)險(xiǎn)性等特殊性，政府可以出面促使我國(guó)海洋環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)建立承保主體的共保機(jī)制。該機(jī)制要由保監(jiān)會(huì)聯(lián)合推動(dòng)，設(shè)立由多家公司組成的共保體，通過分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)，可以提高整體賠付能力。共保體按照約定的比例分?jǐn)偙ＹM(fèi)、承擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、享受政策，實(shí)施對(duì)海洋環(huán)境責(zé)任險(xiǎn)的承保、理賠、結(jié)算等，共同提供服務(wù)。
6.規(guī)范海洋環(huán)境責(zé)任險(xiǎn)的模式
目前，發(fā)達(dá)國(guó)家環(huán)境責(zé)任險(xiǎn)主要有三種模式：一是以美國(guó)和瑞典為代表的強(qiáng)制保險(xiǎn)的制度；二是以德國(guó)為代表的強(qiáng)制責(zé)任保險(xiǎn)與財(cái)務(wù)保證或擔(dān)保相結(jié)合的制度；三是以英國(guó)和法國(guó)為代表的自愿保險(xiǎn)為主、強(qiáng)制責(zé)任保險(xiǎn)為輔的制度[3]?？紤]我國(guó)海洋污染狀況，可針對(duì)不同行業(yè)、不同企業(yè)層次性地操作。首先是污染嚴(yán)重、生態(tài)損害風(fēng)險(xiǎn)較大的企業(yè)適用強(qiáng)制責(zé)任保險(xiǎn)，如濱?；?、石油、印染、核燃料生產(chǎn)、有毒危險(xiǎn)廢棄物的處理、大規(guī)模的海岸工程等。而對(duì)環(huán)境的危害呈現(xiàn)出漸進(jìn)的、持續(xù)危害的企業(yè)的承保機(jī)構(gòu)，可采取美國(guó)式的專門保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，由國(guó)家財(cái)政予以支持。其次是污染嚴(yán)重、規(guī)模不大的企業(yè)適用強(qiáng)制責(zé)任保險(xiǎn)。因?yàn)檫@些企業(yè)規(guī)模不大，技術(shù)和設(shè)備方面又缺乏足夠的安全保障，很容易造成疏忽和意外，而一旦發(fā)生事故，囿于其財(cái)力，無法獨(dú)自承擔(dān)損害后果。第三是其他污染較輕的企業(yè)適用任意責(zé)任保險(xiǎn)，如餐飲、娛樂、商業(yè)等行業(yè)。任意責(zé)任保險(xiǎn)模式在對(duì)受害第三人的保障力度上明顯地弱于強(qiáng)制責(zé)任保險(xiǎn)模式，但是，這種模式比較自由和寬松，對(duì)國(guó)家的依靠力也比較小，可以由商業(yè)性保險(xiǎn)公司承保，由其自由決定一些除外責(zé)任和保險(xiǎn)費(fèi)率，體現(xiàn)一種市場(chǎng)化運(yùn)作。
四、結(jié)語
作為海洋環(huán)境損害賠償?shù)摹暗诙乐匾葷?jì)防線”的海洋環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)制度有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，雖然我國(guó)的海洋環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)制度走過一些歷程，總體水平不高，但我們已經(jīng)看到了一些積極的有益嘗試。我國(guó)應(yīng)當(dāng)在綜合國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，盡快健全完善我國(guó)的海洋環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)制度。
參考文獻(xiàn)：
[1]國(guó)家環(huán)?？偩?，關(guān)于環(huán)境污染責(zé)任保險(xiǎn)工作的指導(dǎo)意見（環(huán)發(fā)〔2007〕189號(hào)）
[2]鄭冬梅,海洋環(huán)境責(zé)任保險(xiǎn)制度邊界與運(yùn)行機(jī)制，保險(xiǎn)研究，2007(9)：22-25
關(guān)鍵詞：海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)；實(shí)驗(yàn)室污染；防治
1引言
海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室的樣品包含海水、生物體、沉積物等，組成復(fù)雜，檢測(cè)項(xiàng)目多。在樣品的分析檢測(cè)過程中，會(huì)大量使用化學(xué)藥品，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生廢水、廢氣、固體廢物，對(duì)環(huán)境造成污染，其在監(jiān)測(cè)海洋環(huán)境狀況的同時(shí)，本身也成為了一個(gè)典型的污染源。隨著人們環(huán)保意識(shí)和法律意識(shí)的增強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)室的污染問題備受關(guān)注。本文分析了海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室的主要污染來源，并提出了相應(yīng)的防治措施。
2污染來源及危害
2.1廢液污染
海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢液分為三類，即實(shí)驗(yàn)原廢液、一般實(shí)驗(yàn)廢水、生活廢水，來源于多余的樣品、標(biāo)準(zhǔn)曲線及樣品分析殘液、失效的貯藏液和洗液、大量的洗滌水等。幾乎所有的常規(guī)分析項(xiàng)目都不同程度存在著廢液污染問題。這些廢液成分復(fù)雜，包括最常見的有機(jī)物、強(qiáng)酸堿廢液、重金屬離子和有害微生物及相對(duì)少見的氰化物、細(xì)菌、藥殘等[1]。目前，我國(guó)部分海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室未具備良好的廢液處理?xiàng)l件，甚至有直接排放的現(xiàn)象，對(duì)環(huán)境造成污染。
2.2廢氣污染
海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢氣主要集中在樣品試劑、分析過程中產(chǎn)生的中間產(chǎn)物、有機(jī)溶劑的揮發(fā)及標(biāo)氣的泄漏等。室內(nèi)空氣污染物的種類較多，成分復(fù)雜，排放具間歇性，主要有有機(jī)氣體和無機(jī)氣體兩大類，如酸霧、甲烷、正己烷、乙醚、鹵化氫等有害氣體。這些氣體若直接排放到大氣當(dāng)中，會(huì)對(duì)人體健康和環(huán)境質(zhì)量造成危害。
2.3固體廢棄物污染
海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的固體廢物主要來自多余樣品、分析產(chǎn)物、殘留失效的化學(xué)試劑、消耗或破損的實(shí)驗(yàn)用品等。這些固體廢物成分復(fù)雜，涵蓋各類化學(xué)、生物污染物，尤其是不少過期失效的化學(xué)試劑，處理稍有不慎，即容易危害土壤以及地下水環(huán)境，導(dǎo)致較嚴(yán)重的污染事故。
3防治措施
3.1建設(shè)污染防治設(shè)施
《環(huán)境保護(hù)法》規(guī)定：“建設(shè)項(xiàng)目中防治污染的設(shè)施，應(yīng)當(dāng)與主體工程同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)使用?！睘榱私档蛯?shí)驗(yàn)室對(duì)環(huán)境的污染，應(yīng)把實(shí)驗(yàn)室環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)納入實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)與建設(shè)中，使之成為實(shí)驗(yàn)室建設(shè)必不可少的一部分，從而有利于貫徹落實(shí)各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境污染的防治措施[2]。建設(shè)廢水處理系統(tǒng)，一般實(shí)驗(yàn)廢水和生活廢水應(yīng)綜合運(yùn)用物理、化學(xué)、生物等方法，通過酸堿中和、混凝沉淀、次氯酸鈉氧化處理、生物接觸氧化等工藝措施處理后達(dá)標(biāo)排放。建設(shè)實(shí)驗(yàn)室廢氣處理系統(tǒng)，具體根據(jù)實(shí)驗(yàn)室廢氣的特點(diǎn)來選擇處理方法，如建設(shè)酸霧凈化塔，采用濕法處理實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的酸性廢氣，建設(shè)活性炭吸附裝置，采用干法處理實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的有機(jī)氣體。建設(shè)專門分類存放點(diǎn)，用于貯存、管理固體廢棄物。
3.2妥善收集、貯存、處置實(shí)驗(yàn)室廢棄化學(xué)品
實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的原廢液、固體及可收集的氣體等廢棄化學(xué)品應(yīng)遵循科學(xué)的收集技術(shù)規(guī)范[3]。實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的廢棄化學(xué)品分為無機(jī)濃酸溶液及其相關(guān)化合物、有機(jī)酸、有機(jī)堿、自燃物質(zhì)、遇水反應(yīng)的物質(zhì)等19類。執(zhí)行廢棄化學(xué)品分類的人員應(yīng)熟悉其物理、化學(xué)、毒害等特性，并做好分類。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)在合適位置明示《實(shí)驗(yàn)室廢棄化學(xué)品分類表》，以方便相關(guān)操作人員正確分類識(shí)別和棄置廢棄化學(xué)品，并做好標(biāo)識(shí)。如需對(duì)廢棄化學(xué)品進(jìn)行混合收集，收集前應(yīng)明確其成分，以確保它們之間的相容性，使當(dāng)兩種以上廢棄化學(xué)品混合，或與收集容器、材料接觸時(shí)不會(huì)發(fā)生放熱、著火、爆炸、有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生等反應(yīng)。在進(jìn)行相關(guān)操作時(shí)，應(yīng)做好個(gè)體防護(hù)。盛裝廢棄化學(xué)品的包裝容器應(yīng)張貼規(guī)范的標(biāo)簽，貯存設(shè)施或區(qū)域應(yīng)設(shè)立醒目的警告標(biāo)志。若無妥善處理的技術(shù)設(shè)施，應(yīng)將廢棄化學(xué)品收集交給具有相應(yīng)處理資質(zhì)的經(jīng)營(yíng)者進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)、處理處置，對(duì)不明廢棄化學(xué)品不得擅自處理，嚴(yán)禁擅自傾倒、排放或交未取得經(jīng)營(yíng)資格的單位進(jìn)行處理處置。
3.3推行清潔實(shí)驗(yàn)
將清潔生產(chǎn)的先進(jìn)理念引入實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)檢測(cè)過程中，以綜合預(yù)防的環(huán)境保護(hù)策略，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室廢棄物減量化，以期減少對(duì)環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。一般一個(gè)項(xiàng)目的檢測(cè)方法有多種，在保證監(jiān)測(cè)質(zhì)量的前提下，適當(dāng)減少和調(diào)整化學(xué)藥品的用量，選擇污染較小的分析方法，優(yōu)先選擇無毒害、無污染或低毒害、低污染的試劑，保證好用藥的順序，對(duì)于其中即將過期的一些化學(xué)試劑，必須優(yōu)先使用。積極采用先進(jìn)的檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)和儀器設(shè)備，替代傳統(tǒng)的化學(xué)試劑法，減少化學(xué)試劑的用量[4]。在滿足檢測(cè)需求的前提下，合理安排采樣，控制多余樣品的廢棄量。
3.4強(qiáng)化監(jiān)管力度
將實(shí)驗(yàn)室的污染防治工作納入實(shí)驗(yàn)室管體體系，形成《環(huán)境保護(hù)管理程序文件》和制度，將該項(xiàng)工作貫穿實(shí)驗(yàn)室整個(gè)管理過程，以對(duì)檢測(cè)活動(dòng)中產(chǎn)生的廢棄物處理進(jìn)行控制，保障實(shí)驗(yàn)室安全、衛(wèi)生、整潔有序，保證廢棄物處理符合環(huán)保和安全要求。對(duì)實(shí)驗(yàn)室廢棄物的處理情況要詳細(xì)記錄，廢棄物處理過程要填寫設(shè)計(jì)好的《實(shí)驗(yàn)室廢棄物處理記錄表》，做好臺(tái)賬，使每批廢棄物從產(chǎn)生、收集、轉(zhuǎn)運(yùn)、處置情況可追溯。
3.5提高環(huán)保意識(shí)，培養(yǎng)良好的工作習(xí)慣
應(yīng)使實(shí)驗(yàn)室全體工作人員牢固樹立自己是環(huán)境保護(hù)工作的踐行者，不是環(huán)境的破壞者的意識(shí)，在工作中自覺地按相關(guān)規(guī)定適量取用藥品和試劑，規(guī)范操作，不隨意傾倒實(shí)驗(yàn)廢液，不隨意丟棄固體廢棄物，及時(shí)妥善的處置好實(shí)驗(yàn)廢棄物，養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)和工作習(xí)慣。充分考慮實(shí)驗(yàn)室工作中的各個(gè)環(huán)節(jié)是否實(shí)現(xiàn)了資源的合理利用，是否對(duì)環(huán)境的危害降到最低，杜絕對(duì)環(huán)境造成二次污染。
4結(jié)語
海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室作為保護(hù)海洋環(huán)境的重要技術(shù)支撐機(jī)構(gòu)，其不應(yīng)該反而成為一個(gè)典型的環(huán)境污染源。采取積極措施，妥善處理好實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的“三廢”污染，減排控污，最大限度的減小對(duì)環(huán)境的破壞，是其貫穿海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)工作的基本要求。
參考文獻(xiàn)：
[1]廖京勇.環(huán)境監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境污染分析及防治探討[J].廣東化工,2015(42):194～195.
[2]黃家聲,譚錦春.實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)與建設(shè)指南[M].北京:中國(guó)水利水電出版社,2011:102～105.
[3]GB/T31190-2014.實(shí)驗(yàn)室廢棄化學(xué)品收集技術(shù)規(guī)范[S].
海洋生物活性物質(zhì)獲取用海
從國(guó)內(nèi)幾家從事海洋生物醫(yī)藥研究的科研院所了解到，所涉及的海洋生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)幾乎都以養(yǎng)殖、捕撈作為產(chǎn)品原料來源，而且原料多數(shù)為常見、成本低廉的海洋生物及衍生物。例如，中科院海洋所以蝦、蟹殼為原料提取殼聚糖，制成海洋生物保健品，主要用來提高機(jī)體免疫力；提取水母毒素用以研究水母蜇傷；從海帶、紅藻、綠藻、褐藻中提取藻類多糖用來治療慢性腎衰；從卡拉膠藻中提取卡拉膠，主要功效是抗腫瘤。而單獨(dú)申請(qǐng)某一片海域作為原料供給的案例很少，從調(diào)研情況來看，只了解到中科院南海海洋研究所為提取海馬體內(nèi)生物活性物質(zhì)和養(yǎng)殖螺旋藻而申請(qǐng)海域。
由于海洋生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的原料來源幾乎都取自海水養(yǎng)殖和捕撈，備擇性相對(duì)較大，對(duì)用海要求也就相對(duì)較低。從某種意義上說，能夠進(jìn)行海水養(yǎng)殖和捕撈的海域也就都能夠滿足相關(guān)海洋生物醫(yī)藥的原料供給。海洋環(huán)境因素對(duì)海洋生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)影響主要是水體中重金屬的含量對(duì)生物資源的影響。海洋水體中重金屬含量超標(biāo)，會(huì)影響海洋生物個(gè)體生長(zhǎng)，從而影響到體內(nèi)生物活性物質(zhì)的生成。例如，卡拉膠藻的生長(zhǎng)會(huì)受重金屬影響，但可以在富含氮和磷的水環(huán)境中生長(zhǎng)，和魚類、貝類混養(yǎng)會(huì)吸收水體中的氮、磷元素，防止水體富營(yíng)養(yǎng)化，而且釋放能夠殺死致病弧菌的物質(zhì)。但通過一定的化學(xué)方法可以將重金屬?gòu)幕钚晕镔|(zhì)中分離，從而得到含量較純的活性物質(zhì)。
海洋生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)用海應(yīng)參考海水養(yǎng)殖、捕撈用海的管理政策，保證該海域的海洋環(huán)境質(zhì)量，要禁止圍填海等嚴(yán)重影響海洋生態(tài)環(huán)境的開發(fā)活動(dòng)，濱海城鎮(zhèn)的生活污水、垃圾處理和工業(yè)廢水處理設(shè)施建設(shè)，污水排放口位置要嚴(yán)格論證，保持海洋生物物種豐富，生態(tài)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。
此外，也要加強(qiáng)養(yǎng)殖用海自身廢水排放的監(jiān)督、控制和管理。某些海洋生物活性物質(zhì)在提取、合成和制備過程中會(huì)對(duì)附近海域環(huán)境造成一定程度的影響。例如，從蝦、蟹殼中提取甲殼素，其生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生污染物排入海洋。
針對(duì)此類情況，應(yīng)該要求這種生產(chǎn)過程嚴(yán)格執(zhí)行相應(yīng)的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)標(biāo)排放，做到對(duì)海域環(huán)境影響最小。在開發(fā)和利用海洋生物資源時(shí)，要充分考慮海洋環(huán)境的承載能力，堅(jiān)持海洋生物資源可持續(xù)利用的理念。海洋生物活性物質(zhì)大多含量甚微，如果大規(guī)模提取、純化進(jìn)行商品化生產(chǎn)，有可能破壞海洋生物資源的生態(tài)平衡，以至于對(duì)環(huán)境造成不可逆的惡性影響。
罕見基因種質(zhì)資源獲取用海
某些海洋生物活性物質(zhì)的提取和研發(fā)要應(yīng)用一些特定海洋生物的基因資源和特殊活性物質(zhì)，而這些海洋生物只生存在某一特定環(huán)境下的海域，這些海域往往是海洋自然保護(hù)區(qū)或特殊海洋環(huán)境類型的海域。對(duì)于這種用海，除了應(yīng)考慮保證周邊海域海洋環(huán)境質(zhì)量，還應(yīng)該考慮與省級(jí)海洋功能區(qū)劃的結(jié)合，將該海域設(shè)定為海洋保護(hù)區(qū)或保留區(qū)，海洋保護(hù)區(qū)需嚴(yán)格執(zhí)行保護(hù)區(qū)的相關(guān)管理規(guī)定，嚴(yán)格執(zhí)行Ⅰ類海水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
有計(jì)劃地對(duì)重要經(jīng)濟(jì)魚蝦越冬、產(chǎn)卵場(chǎng)投放人工魚礁，嚴(yán)格控制陸源污染物超標(biāo)向近海水域排放，對(duì)重要魚蝦產(chǎn)卵場(chǎng)的水質(zhì)要嚴(yán)格檢測(cè)，保護(hù)魚蝦類的正常繁殖生長(zhǎng)，保護(hù)該海域的特殊基因種質(zhì)資源。
海洋生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)用海應(yīng)全面規(guī)劃、合理布局
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?？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?？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。
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，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。
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－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。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，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。
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
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，也是需要重點(diǎn)研究的課題。
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。