深海环境的特点篇1
[关键词]海洋环境监测海洋渔业
[中图分类号]X832[文献标识码]a[文章编号]1003-1650（2013）07-0231-01
海洋环境污染问题，直接影响着海洋经济的快速、稳定发展。辽宁省的庄河地区，为了发展好本地区的海洋渔业，各级政府相关部门非常重视海洋环境的监测工作，力图营建安全、环保的蓝色海洋。庄河地区的水产技术推广部门，为当地海洋渔业的发展保驾护航。
一、加强海洋环境监测工作
海水养殖的重点内容就是海洋环境的水质监测，辽宁省庄河地区的海洋和渔业监测中心，有着世界上比较先进的监测仪器。比如，为了更好的监测海洋中的重金属含量和药物的残留状况，就从国外引进了国际上最先进的iCpmS仪器。利用这种仪器监测海水中重金属的含量，监测限比较低，基本上能达到微克的程度。
1.设置疫病防治测报点
庄河地区的海水养殖产品中，主抓海参的防治监测，当然也不放松对海蜇和虾的监测工作。基本上是每月监测养殖户的养殖池塘两次。检测的内容有酸碱度、溶解氧、盐度、水温、硝酸盐氮、氨氮以及浮游植物等。当疫病防治测报点发现问题或者有养殖户发现水质有不好苗头时，水产技术推广站的专业人员就会马上到发现问题的水域，及时的帮助养殖户解决水质指标异常现象，以及海蜇或者海参在养殖中出现的生长缓慢、腐皮综合症等问题。同时，监测站的专家还认真的指导海产品养殖户，对养殖池内水质环境的管理和调节。
2.建成无人机航空检测基地
2012年的时候，我国的国家海洋局提出在沿海省市建立无人机航空监测基地，辽宁省的海洋和渔业厅研究决定，在大连庄河的蛤蜊岛建设无人机航空检测基地。无人机航空检测基地建成后，当沿海地区突发事件时，有关的专业人员就会第一时间奔赴海域现场。这种现代化的海洋监测管理手段，对治理修复海岸线资源，开发利用、保护海岛，都起到了重要的作用。同时，对海洋环境的保护，以及快速的发现和了解海面溢油和海冰状况，都可以进行实时的监测，提高了海洋环境监测工作的效率。
二、大力发展海洋渔业
由于庄河地区加强了海洋环境的监测工作，实时对存在的问题进行消除，因而周边地区的海域海水各项指标都很正常，非常适合海洋渔业的大力发展。2009年的时候，曾提出：“要大力发展海洋经济，科学开发海洋资源，培育海洋优势产业。”庄河地区这几年，不断发展自己的现代化特色渔业，提出打造东北海洋城的构想，并且做深做活海洋渔业，开拓欧美国际市场。
1.发展现代特色渔业，打造东北海洋城
我国地区经济发展的重要产业就是沿海地区的渔业发展。在我国的东北地区，有个以发展现代化特色渔业的海滨城市，那就是辽宁省大连的庄河了。这些年，庄河市正在营建都市型的现代化渔业经济，就是集品牌、生态和特色为一体的渔业经济。若想做到这点，就得从以下几点着手：首先，水产品养殖户在苗种培育阶段，一定要保证苗种的无公害。其次，养殖户一定要时刻关注养殖池的环境建设，疫病防治站的监测人员，免费定时定点的对养殖户的养殖池进行监测。最后，在水产品的流通环节方面，力图达到保质保量，这是渔业生产的关口。同时，庄河市在海洋渔业发展中，广泛推广科技的创新技术，总之，庄河市的渔业龙头企业是海参的养殖，在海参养殖业的带动下，庄河地区的渔业经济正蒸蒸日上。在此基础上，庄河市市政府的相关部门，打算在庄河建成辽宁省的海洋产业区，并把庄河市打造成现代渔业的海洋城。
2.做深做活海洋渔业，开拓欧美国际市场
庄河海洋渔业的主打品牌是贝类养殖，这些年，贝类养殖业逐步由浅海向深海过渡，渔业产品的加工行业也由最初的加工业向终极商品转变。庄河市政府的相关部门提出了“走海洋渔业可持续发展战略”。为了解决养殖户棘手的贝类人工育苗技术，庄河特意建立了一座世界上最大的贝类育苗室，恢复了庄河地区贝类养殖的优势资源，同时，庄河市还下大力气，投入近千万元，用于当地海洋环境的治理。在渔业发展方面，庄河市重视科技的创新把浅滩的杂色蛤养殖推向深海，实现贝类养殖技术的重大转变。以往的浅滩养殖有很多弊端，比如，贝类的抗风力较弱，病虫害也多，贝类的死亡率比较高。而深海养殖，就可以避免这些缺点。深海养殖的好处很多，比如，不怕自然风暴的侵扰，水质没有受到任何的污染，非常有利于贝类的生长，另外，深海养殖贝类，还可以把赤潮现象消灭掉。那是因为，养殖在深海的贝类，把赤潮中的生物当作了自己的食物。这样一来，赤潮中的生物反而促进了贝类的生长繁殖。可见，深海养殖贝类，不仅净化了海域的水质，还改变着海洋的环境，起到了环境保护的作用。因而，这些年，庄河海域里的鱼和虾逐渐的丰富了起来，随之而来的就是水产品加工业的繁荣发展。庄河的河豚鱼罐头和调味杂色蛤等品牌食品，深受国内外顾客的欢迎。目前，庄河的渔业产品已经打开了欧美国际市场。
三、结语
广阔的蓝色海洋，孕育了丰富的可用资源，海洋渔业是国家经济发展主产业之一，加强海洋环境的监测工作，可以保护海洋的环境，为海洋渔业的发展提供保障。辽宁省的渔业经济大市庄河，在发展海洋渔业、进行海洋环境监测方面，做出了表率的作用，也取得了很好地经济效益。
参考文献
[1]练兴常；整治陆源污染净化海洋环境[J]；海洋开发与管理；2006年01期.
[2]廖再文，保护海洋环境建设和谐海洋[J]；中国远洋航务，2008年02期.
深海环境的特点篇2
与港口和海湾等近岸海域相比，离岸深水海区开展污损生物群落研究的工作还不多，是一个新兴的研究方向和热点，有关研究理念和分析手段均需进一步完善和提高，如数量分析方法已在海洋生物群落结构、功能和生物多样性研究中得以广泛应用，但在污损生物群落研究中除了在意大利亚得里亚海和英国北海油田等近海离岸海区开展过相关工作外，其它离岸海域尚未见报道。
由于近海离岸深水海区的环境状况完全不同于近岸水域，其污损生物群落的演替变化过程和结局可能存在较为明显的差异。另外，在沿海近岸水域，人类各种活动极为频繁，而且海洋环境状况也易受到径流和降雨等多种因素的影响而发生变化。因此，在近岸水域开展污损生物群落形成发展规律研究，更易遭受各种突发的人为或自然因素干扰和影响。
然而，在近海离岸深水海区，各种环境因子相对较为稳定，不易遭受偶发因素的干扰和影响，具有沿岸海域所不具备的优势，如开展污损生物生态学研究，则在相对稳定的环境里观察生物群落的演替变化过程，排除多种偶发人为因素和环境因子的干扰和影响，找到更具有普遍适用性的海洋污损生物群落演替发展规律。因此，近海离岸深水海区不仅是开展生态研究的最佳地点，而且也是探讨海洋恢复生态学相关理论和假说最为理想的对象和模型。
我国海洋污损生物调查始于20世纪60年代，随着海洋经济开发活动从近岸向近海发展，污损生物生态的研究也由沿海主要港口和海湾向近海离岸深水海区延伸，而调查研究对象也从船舶、码头、浮筏、航标、水产养殖网箱等设施扩展到近海油气平台，然而，迄今为止，多数工作仅着重于种类组成、数量大小、分布状况和季节变化等方面的探讨，尚未见有关多变量分析在污损生物生态研究中的应用。
另外，国内以往所有在近海离岸深水海域开展的污损生物研究(包括浮标挂板调查和对大型固定式海洋设施的原位采样分析)，均从工程角度出发，仅侧重于对污损生物种类组成、数量大小、分布状况和季节变化等方面的内容，从未运用过统计分析方法系统地探讨各海区污损生物群落的结构格局、多样性特点、区系划分等方面内容，更不要说深入研究污损生物群落时空变化状况及其与海洋设施类型、布设时间、离岸距离、地理位置、温度、盐度和深度等制约因子之间的相互关系。
近海污损生物生态研究是综合叉前沿领域，相关成果一方面可为经济建设服务，另一方面还可促进相关基础研究工作的深入。然而，作为新兴的研究方向和热点，有关研究理念和分析手段仍需进一步发展和完善。
在离岸深水海域开展科研工作的难度、费用和风险极大，而且污损生物生态研究还具有特殊性、专一性、长期性和复杂性等特点。如要揭示热带海域污损生物群落结构特点、演替变化规律及其对环境响应机制，探讨其共性和建立相关数学模型，必须投入基础研究经费予以支持。
深海环境的特点篇3
【关键词】海洋功能区划环渤海区域遥感技术空间分析
海洋功能区划是我国在20世纪80年代末期提出的一项海洋管理基础性工作，是指根据海域及相邻陆域的自然资源条件、环境状况和地理区位，并考虑到海洋开发利用现状和经济社会发展的需要，而划定的具有特定主导功能、有利于资源的合理开发利用、能够发挥最佳效益的区域[1]。海洋区划的目的是控制和引导海域的使用方向，保护和改善海洋生态环境，促进海洋资源的可持续利用。以此为依据并结合环渤海区域的地理特征，我们利用现代地理信息技术手段对环渤海地区进行了海洋功能区划。
一、研究区域的地理特点和资源禀赋
（一）地理特点
渤海是我国的内海，其海岸带自辽东半岛南端的老铁山角至山东半岛的蓬莱角，环渤海海岸线总长约3784km。沿岸包括辽宁省（部分）、河北省、天津市和山东省（部分），渤海水体容积1385km3，海域面积约为7.7km2，其中滩涂面积5123km2，面积在500m2以上的岛屿有406个[2]。渤海海域平均水深18m，小于10m水深的浅海面积约占总面积的26%；最大水深86m，位于渤海海峡北部的老铁山南部的冲蚀谷底。渤海按照海区特征分为辽东湾、渤海湾、莱州湾、渤海中部和渤海海峡；按照全国海洋功能区划，渤海可划分为辽东半岛西部、辽河口邻近海域、辽西-冀东海域、天津-黄骅海域、莱州湾及黄河口毗邻海域、庙岛列岛及邻近海域、渤海中部7个重点海域。环渤海区域主要包括辽河流域、海河流域、黄河流域。
（二）资源禀赋
由于渤海的特殊地理位置，也是渤海形成了独特地自然生态特征，入海三大水系分别注入辽东湾、渤海湾、莱州湾，形成了辽河三角洲湿地、海河口三角洲湿地、黄河三角洲湿地。渤海的主要海洋资源包括渔业资源、港口资源、石油及矿产资源、海盐资源、景观资源和滩涂资源[3-6]。
1.渔业资源。渤海平均水深比较浅，盐度低，水质肥沃，主要经济渔业资源以暖温性种类为主，占海区渔业捕获量的70%以上。其中渔业资源种类有44科，102种，盛产小黄鱼、带鱼、鲈鱼、鲐鱼、鲅鱼、青鳞鱼等海洋经济鱼类；产有对虾、海参、鲍鱼、海胆等海珍品。
2.港口资源。渤海拥有大量的基岩港湾岸段，水深较大，宜建港岸，部分岸段可建万吨级深水大港。环渤海地区5000多千米的海岸线上分布着40多个各类港口，港口密度是我国四大海区中密度最高的一个。其中主要的港口有大连、营口、锦州、秦皇岛、京唐、黄骅、天津、龙口、蓬莱，码头总长度超过10万米占全国海港码头总长度的1/3。
3.石油与矿产资源。环渤海地区油气资源十分丰富，也是我国最早进行海洋油气探测、开发的海区。海上油田与陆上的胜利、大港、辽河三大油田连成一片，共有油气区64个，是我国第二大产油区。其他矿产资源主要有金、金刚石、钻石、金红石、铁、煤、菱铁矿、滨海砂矿、滑石等，全区有23个固体矿产区。
4.海盐资源。渤海沿岸共有16个盐田区，是我国最大的盐业生产基地。近20年来盐田的总面积基本保持在30万hm2，占全国比重的65%-80%左右，而且渤海的滨海平原还分布着着数量很大的卤水资源。
二、研究方法与指标体系
（一）研究方法
本文研究渤海海洋区划为目的，以遥感技术为手段，在分析渤海海洋经济区分布特征的基础上进行海洋区划。通过enVi软件对2010年环渤海的tm影像进行解译，采用数据收集、室内分析、野外调查相结合的研究方法，利用地理学、生态学、经济学、海洋科学等多学科交叉的综合方法，借鉴相关学科的理论与实践成果。
（二）指标体系
海洋功能分区是指彼此相对独立的区域分区。在资料分析和调查的基础上，要综合考虑地理单元的相对完整性和生态系统的相对独立性，全面分析海域使用现状及各单项资源分区资料，并综合分析区域经济的发展方向。区域的自然资源、自然环境和地理区位等自然属是功能区划的基础，是划定功能区的首要因素。
三、结论
渤海海域自然属性、社会属性和生态环境属性以及空间数据信息可以通过地理信息系统进行直观表达。利用遥感技术可以通过建立系统参数模型，对海洋信息管理和区划提供技术支持，使传统复杂困难的大尺度空间数据的深层次分任务变得简单。aRCGiS是功能强大、直观的桌面地图信息系统，它具有空间信息可视化表达功能，可以将抽象的海域属性信息和空间信息以可视化地图的形式表现出来，可以在海洋功能区划中发挥重要的作用。利用GiS进行区划可以提高海洋资源信息的管理水平，存储大量的基础地理空间数据、海洋高分辨率遥感影像，为支撑研究海洋区划提供便利。
因此，在开发利用渤海资源的同时要高度重视利用现代地理信息技术对海洋功能进行区划研究，结合新兴的地理信息技术实现对海洋资源的合理开发和生态环境的有效保护，真正实现海岸带区域可持续发展战略。
参考文献：
[1]GB17108-1997.海洋功能区划技术指导[S].1997
[2]张宏声.全国海洋功能区划概要[m].北京：海洋出版社.2003
[3]刘容子，吴珊珊.环渤海地区海洋资源对经济发展的承载力研究[m].北京：科学出版社.2009
[4]李长义，苗丰民.辽宁省海洋功能区划[m].北京：海洋出版社.2006
[5]天津市人民政府.天津市海洋功能区划[R].天津：天津市人民政府，2008
[6]国家海洋局.2008年中国海洋经济统计公报[R].北京：国家海洋局，2009
[7]国家海洋局.2009年中国海洋统计年鉴[m].北京：海洋出版社，2010
[8]国家海洋局.2009年渤海区海洋环境质量公报[R].北京：国家海洋局，2009
深海环境的特点篇4
关键词：预警系统；生态系统；红树林；指标体系
一、引言
近年来我国经济发展迅速，但人们在注重经济增长的同时，却忽视了环境保护与环境价值。面对日益严重的资源破坏与环境问题，建立自然保护区成为了人类保护资源环境的重要措施。本文以深圳福田红树林自然保护区为研究对象进行研究，与国内外其他大规模湿地生态系统相比，福田红树林自然保护区因其面积小，湿地生态系统的生态健康更加脆弱，迫切需要构建湿地动态监测、生态健康评估及预警系统来支撑其保护、管理工作。首先在广泛查阅资料的基础上构建福田红树林自然保护区湿地生态系统指标体系；其次构建湿地动态监测、生态健康评估及预警系统来支撑其保护、管理工作，为了解、掌握湿地生态系统的健康信息，实时监测和诊断生态系统健康状况，及时的采取科学的防范措施；最后结合福田红树林自然保护区的数据进行实证分析，分析了福田红树林自然保护区近几年的发展趋势，并针对福田红树林自然保护区最大的现实问题即外来物种入侵进行了重点分析。
二、近年来福田红树林生态发展情况分析
福田保护区地处北回归线以南，水热条件好，适合红树林生长。保护区红树林总面积为lll.lha，福田保护区内有真红树植物4科5属5种，半红树植物5科5属5种。保护区内除缺少榄李（Lumnitzeraracemosa）外，分布有大陆上所有的红树林种类。受半日潮周期淹浸，形成深厚的淤泥，土壤没有结构，表层土壤（0-3ocm）含盐量14.5，pH值为5.3；中层土壤（30-60cm）含盐量18.2，pH值为6.6；底层土壤（60-90cm）含盐量19.3，pH值为7.1，显示为蓝灯处于安全警状态。
红树林湿地生态系统由红树植物、其它陆地植被、鸟类、两栖爬行动物、昆虫、底栖动物、浮游生物等生物以及其赖以生存的土壤、大气、海水等环境要素共同组成，通过物质循环和能量转换发挥生态功能。福田红树林湿地生态系统受城市扩张和环境污染影响较为严重，红树林湿地面积不断缩减，滩涂淤积导致海床升高、高楼林立阻断鸟类迁飞通道、水环境污染导致鱼虾死亡、外来物种海桑疯狂扩散已然构成生物入侵、虫害频繁爆发导致红树植物白骨壤不能自然繁殖等生态问题日益突出，整个生态系统在空间结构与生态过程、自我调节与更新能力以及对外部胁迫的恢复能力等方面，均呈现出不稳定性和不可持续性征兆。
三、福田红树林最大的问题及警情分析
近年来，红树林生态系统受到胁迫而导致食虫鸟类的种类和个体数目大大下降，使害虫特别是鳞翅目害虫缺少天敌。20世纪90年代以来，福田红树林虫害日趋严重，红树林主要树种秋茄、白骨壤、桐花树等都受到不同程度的危害，特别是白骨壤受害情况更为显著。白骨壤出现大面积虫害，平均枯萎面积达到26%，大于18%，显示红灯，处于重警状态。
八点广翅蜡蝉在红树林寄主较为广泛，通过对林区主要红树上枝条是否产卵以及产卵数量发现，八点广翅蜡蝉对秋茄危害较为严重，平均每30cm枝条上可有83.8个卵；其次为白骨壤、海桑、木榄和桐花，平均每30cm枝条上的卵量为22.6～26.4个之间；老鼠{和海漆上的卵量较少，分别为3.9个/30cm枝条和9.0个/30cm枝条。八点广翅蜡蝉对红树林的危害处于重警状态。
该虫以成、若虫群集在嫩枝、叶背和嫩芽上吸食汁液，使植株营养不良，树势衰弱，常导致落花落果，严重时枝条死亡其排泄物（蜜露）可诱发霉污病，影响叶片的光合作用。
海桑和原产于孟加拉国的无瓣海桑做为外来物种，是1993年10月下旬从海南引进到福田红树林保护区试验性种植，目的是为开展外来物种研究，增加生物多样性和红树植物品种，改善区内生态环境，在沿海推广红树林优良品种的种植。引种后经过多年的观察，海桑和无瓣海桑表现出与本地品种不同的一些特点，如耐适应、易成活、生长快、树躯高、抗风浪等诸多生理生态学特性都有良好的表现，尤其在幼树成长阶段这些特性表现的更加明显，同时，也能与本地秋茄、木榄等多个品种相伴而生、和平共处，完全达到了当初引种时对无瓣海桑树种的期待。这对后来在深圳西部沿海推广种植红树林防护林工程建设发挥了很好的作用。它作为深圳沿海造林的优选先锋树种，已在宝安区沿海一带种植了数十公顷，取得了显著的生态效益、经济效益与社会效益。
随着海桑和无瓣海桑对深圳湾生境的适应，至2006年夏季以后，在保护区观鸟屋两侧均发现大片幼苗的扩散和暴发，超出1600株/hm2，显示红灯处于重警状态。海桑和无瓣海桑的爆发导致天然林和海桑林下的生物多样性有所降低。目前，海桑和无瓣海桑已经成为西乡、宝安等区域的优势种，对本地红树种的生长造成了一定的威胁。2007年冬季深圳遭遇持续多日的冻害性天气，超出了海桑和无瓣海桑的生理承受限度，随之发生枯枝、落叶的现象。直到2008年5月份以后，海桑和无瓣海桑才逐渐恢复生机，最终极少量海桑和无瓣海桑树枯死。所以红树林迫切需要预警系统，持续监测观察虫害信息和红树林树种生长情况，一旦出现虫害或物种失衡，才能及时进行治理。
特区经济的高速发展造成了严重的城市污染，城市内各种特有污染物的排放给保护区的发展带来了巨大的压力。水污染：深圳湾沿岸的部分城市排污口尚未纳入市政管网，水污染状况严重，而且河口明渠段穿越保护区的凤塘河仍然有部分城市污染源无法截流，干流的水体基本全部黑臭，这种情况导致了深圳湾红树林滩涂处于中度以上污染状态，而红树林内的铜、汞等重金属含量，均超出国家地表水V类水质标准，水环境质量的下降严重影响到河口湿地的生长发育以及底栖生物和鸟类的生存，红树林生境已经受到威胁和破坏；大气污染：城市大气中硫氧化物以及氮氧化物等污染物的浓度较高，一定程度上影响了红树林生态系统正常的生存和发展，对区内动植物构成危害；噪声污染：滨海大道和广深高速等快速路上车辆行驶和人类活动所产生的城市噪声污染程度较强，鸟类的迁徙、觅食和栖息都受到干扰；光污染：保护区周边的车辆、路灯以及建筑物等所排放的光污染也日趋严重，即将成为影响红树植物和鸟类正常生长活动的重要因素。（作者单位：吉林财经大学）
参考文献：
深海环境的特点篇5
深圳市城市污水海洋处置工程是国内首先实施的一项大型城市污水处理工程,该工程的处理水量为73.6万m扮d。服务范围东起福田区皇岗路,西至南山区前海、妈湾的特区中西部区域,服务面积io3kmZ,服务人口122万。该项工程源于“六五”国家科技攻关课题—清华大学的研究成果《深圳市城市水污染控制系统规划研究》(简称《研究》)。《研究》详细分析了特区水环境的承受能力及市政发展规划,建议建设贯穿特区中、西部的截污干管,将市政污水经一级处理后采用海底扩散器排入珠江口的伶仃洋。研究结论认为此工程的建设,具有明显的社会、环境、经济效益。深圳市政府采纳了该项研究成果,由南昌有色冶金设计研究院(设计总承包单位)、深圳市市政工程设计院和中国船舶工业第九设计院承担该项目的设计工作,并由深圳市给水排水工程建设指挥部组织建设实施。
2系统组成
福田区皇岗路以西的污水经截流后,分别由滨河泵站和新洲泵站提升汇集至凤塘泵站;由凤塘泵站提升并沿途截流污水至后海泵站;污水再经后海泵站提升,经自流管渠并沿途截流污水分别至登良路泵站及前海泵站;最后由该两座泵站提升,经两条污水自流渠并沿途截流污水至南山污水处理厂。污水经一级处理后通过排海泵房压力输送至妈湾的工作井,再经海洋放流管的海底扩散器排人珠江口伶仃洋。
考虑到未来珠江口可能对排海污水水质有更高要求,南山污水处理厂已预留二级处理用地,以便将来必要时污水经二级处理排海。
3工艺流程
登良路泵站和前海路泵站来水分别进人南山污水处理厂的第一套系统及第二套系统。经总提升泵房格栅截污,并由潜水泵提升经细格栅进人曝气沉砂池,污水曝气沉砂后,经流量计,再通过配水井配水至两组护sm辐流式沉淀池。沉淀池污泥静压排出,用污泥泵提升至消化池,消化污泥脱水外运处置,消化池产生的沼气送至储气罐,并供给用户或余气燃烧。近期生污泥直接用卧式螺旋离心机和带式压滤机脱水,泥饼送下坪垃圾填埋场填埋。沉淀池出水由排海泵房加压输送至海洋放流管工作井,经海洋放流管的扩散器排入珠江口海底。
4进水水质和去除率
污水厂近期进水水质和去除率见表1。
5海洋放流的效果
目前污水收集系统、南山污水处理厂第一套系统(处理能力35万m3/d)、海洋放流管和海底扩散器已投产。2003年实际污水处理量已达第一套设计规模,雨季由于西丽湖水源保护区、新洲河、福田河截排合流污水的进人,来水量可达4o万m3/d以上,三年来运行良好。
经一级处理后的放流污水,在喷口附近设计初始稀释度约50倍,形成的云团将埋在水下,并迅速扩散。经深圳市环境监测站连续数年在排放口附近布点取样,未发现超出背景浓度的样品,达到预期效果。
深海环境的特点篇6
一、女性人才环境评价有关概念的界定
为了建立一套科学规范的女性人才环境的评价指标体系，首先要对女性人才环境的有关概念进行界定。借鉴人才环境的相关概念，女性人才环境是指女性人才赖以生存和得以发展的政治、经济、社会、文化、科技、自然等环境，包括影响女性人才成长的各种外部要素的总和。具体来说，既包括硬环境，也包括软环境；既包括物质环境，也包括精神环境；既包括宏观环境，也包括微观环境。
女性人才环境评价是指对上述归纳的影响女性人才成长的各因素条件进行综合评价，主要是通过选择反映女性人才环境质量的显性变量，并基于这些变量构造能够综合反映女性人才环境质量指数，最后基于构建的指数来对女性人才环境进行评价分析。
二、女性人才环境综合评价体系的构建原则
构建评价指标体系是为了把复杂的女性人才环境系统转化成方便计量、可作比较的数据，来为女性人才环境的量化评价提供依据。由于女性人才的培养和发展涉及多方面，而且每一方面又涉及多重因素和变量，所以它不仅是一个内在关系极其复杂的大系统，同时也必然是一个理论含量十分丰富的逻辑体系。因此，要处理这样一个复杂系统，首先需要确定指标选取的原则。构建女性人才环境评价指标体系应遵循以下原则：
（一）系统性和层次性相结合原则。影响女性人才发展的各种自然、政治、经济、社会、文化、科技等因素构成了一个综合的系统，因此首先指标体系的建立要能准确体现整个系统的情况，从对一个系统进行描述的角度来遴选能代表系统内部结构和反映系统整体功能的部分作为评价系统的指标；同时还要从不同的层次上来考虑对系统进行表征，所以构建的指标体系本身需要具有一定的层次结构，可分解为不同的层次等级，用以全面反映女性人才环境大系统的特征。
（二）科学性和可操作性相结合原则。女性人才环境综合评价指标体系是在充分认识和研究其特征的基础上建立起来的，单个指标概念的内涵和外延以及其与大环境系统的关系需要明确，能够科学准确地度量和反映女性人才环境的主要特征和关键问题。同时，评价指标体系必须具有可操作性，必须考虑指标数据的可获得性和评价的可实行性，这样才能使研究成果在现实生活中能得到广泛的应用和推广，为创造合理的女性人才环境以及优化女性人才资源配置提供科学的指导。
（三）动态性和稳定性相结合原则。女性人才环境是一个不断发展变化的系统，不同时间具有不同的主要矛盾，对不同发展阶段的状况进行具体分析应该采用动态的指标体系。同时，应考虑到评价在不同时期的可比性和女性人才环境中相对稳定的自然环境部分，评价指标体系又应该在一定时间内具有相对稳定性。
（四）普遍性与特殊性相结合原则。一方面，女性人才也属于人才的范畴，因此，在构建女性人才环境综合评价指标体系时，要考虑到人才环境的复杂内涵，表现在评价描述的指标体系要具有全面性和涵盖面以更好地反映人才环境的各个方面；另一方面，女性人才作为有别于一般人才的特殊群体，有其特殊性，因此在构建相应的评价指标体系时，必须充分考虑女性的特殊性，使得评价体系的构建以及最终的评价结果能较好地反映出女性人才环境的真实情况。
三、女性人才环境评价指标体系的构建
女性人才环境作为一个复杂的系统，涉及到自然、政治、经济、社会、文化、科技和性别因素等各个方面。本文基于对女性人才环境内涵的把握，在遵循以上指标设计原则的基础上结合现有的相关研究成果以及人才专家的意见，并综合考虑上海建设全球科技创新中心的新背景以及女性人才区别于男性人才的特有因素将上海女性人才环境（总指标）分为自然环境F1、经济环F2、人文社会环境F3、科技环境F4、人才就业环境F5、人才生活环境F6、创新与创业环境F7以及性别环境F8类，即八个一级评价指标Fi。八个一级评价指标中的每一个分指标都是一个复杂的系统，因此在这八个一级指标下又划分出相应的二级指标Fi，j，每一个二级指标又是由若干个可以直接测量的三级指标Fi，j，i合成而来。具体的各级指标之间的对应关系见表1所示，由于三级指标的指标数量太多，故在此不一一列出。
所有三级指标在计算之前都进行了标准化处理使其变为无量纲数据，这里的标准化方法为指数法，即将该指标除以该指标取值中的最大值。
四、上海市女性人才环境评价结果的计算与分析
为了全面了解上海市的女性人才环境的发展状况，本文根据前面的女性人才环境的评价指标体系收集了2007年与2013年的上海市女性人才环境的三级指标的数据，并为了明确上海女性人才环境在全国城市中的地位，本文选择了香港、北京、深圳、广州四座一线城市作为对比城市，数据所属年份同样为2007年与2013年，所有数据均来源于中国社会科学院的中国城市与竞争力指数数据库以及北京大学的中国家庭追踪调查数据库。
基于实际收集的数据，按照女性人才环境评价指标体系可以计算出2007年以及2013年上海市以及其他几座国内一线城市的女性人才环境的八项分环境的环境指数得分以及女性人才综合环境指数得分。
1.上海市人才总体环境与女性人才环境发展的基本状况
为了对上海市人才总体环境以及女性人才环境的发展概况有一个整体的了解，本文分别绘制了2007年以及2013年上海市以及国内其他几座一线城市的人才总体环境指数与女性人才环境指数柱状图，分别如图1和图2所示。
从图1和图2可以得出以下几个结论：第一，女性人才环境指数总体低于相应的人才总体环境指数，这说明女性人才相对男性人才来说，会在一定程度上受到性别上的不公正待遇，即具有一定的性别歧视性；第二，从2007年至2013年这六年中，上海的人才总体环境指数以及女性人才环境指数都在上升，这表明上海的人才总体环境以及女性人才环境在逐步改善，尤其是在2013年，上海的人才总体环境与女性人才环境都超过了北京，仅次于香港位列全国第二，这为上海建立全球科技创新中心提供了一定的实力基础；第三，从2007年至2013年间，香港、上海以及深圳的人才总体环境以及女性人才环境都在改善，而北京以及广州的人才环境却在恶化，这种下降为上海提供了警醒；第四，从五座城市的人才总体环境以及女性人才环境的排名来看，女性人才环境的排名与人才总体环境的排名几乎无差异，这表明人才总体环境对于女性人才环境的好坏具有决定性的意义；第五，从五座城市的两项指标的排名来看，香港稳居第一，北京与上海难分伯仲，深圳位列其后，而广州则位列末位；第六，虽然上海在2007至2013年间不论是在人才总体环境还是女性人才环境上都超越了北京位列全国第二，但是与排名第一的香港相比，不论是人才总体环境还是女性人才环境上都存在较大的差距，两项指数的差距都达到10%以上，这说明上海的人才环境和香港这样的全球城市相比还存在着一定的差距，若与纽约、巴黎、伦敦这样的全球一线城市相比差距会更大。
2.上海市女性人才环境中各项子环境的基本状况
前面分析了上海市人才总体环境与女性人才环境的基本状况，指出了上海市女性人才环境在国内一线城市中所处的位置，但是并不能探索出上海市女性人才环境的具体短板所在，无法为女性人才环境的建设提供具体的、可操作性的政策建议，因此必须从女性人才环境的具体子环境入手，逐项分析各项的子环境具体发展才能明确上海市女性人才环境的具体优势与劣势所在。
图3是国内五座一线城市在2007年与2013年八项女性人才子环境的排名的热力图，图中每一个方块对应一座城市在一年中一个分项人才子环境，方块的颜色的深浅表明该城市该年的该项子环境在所有城市中的排名顺序，数值越小表明该项子环境越好，热力图中颜色就越深，如“1”代表该项子环境的排名为第一位，该项环境最好。
从图3中可以看出，从左至右颜色逐渐由深到浅，这表明在整体上从左至右排名是逐渐下降的。从人才总体环境以及女性人才环境的排名分布可以看出，在2007年至2013年，这两项指标的排名的唯一变化就是上海超越了北京从第三位晋升为第二位，而香港第一位、深圳第四位、广州第五位的位置稳定不变。
观察各分项环境指标的颜色可以看出，香港除了在科技环境位列第三名之外，其余所有环境都位列前茅，尤其是在人文社会环境、生活环境、就业环境、创新与创业环境这四项环境更是稳居首位，这些都是上海所不具备的。在所有的各项子环境中上海只有性别环境与科技环境两项超越了香港，这说明了上海在人才环境方面和香港差距较大，八项子环境中足足有六项不及香港；但是上海在科技环境上却优于香港，这说明上海具有良好的科技实力基础，这有利于上海科技创新中心的建设与实现；同时，值得注意的是上海的性别环境相对其他城市较高，这表明上海女性人才相对于其他城市的女性人才具有较高的和较公平的社会地位，因此上海对于女性人才具有较强的吸引力，这一结论的发现与“上海男人疼老婆”的民间通俗说法相一致，因此可以说，上海市是女性人才工作与就业的福地，这些都有利于吸引女性人才为建设和建成上海市的全球科技创新中心贡献出自己的力量。
上海全球科技创新中心目标的实现不仅仅需要雄厚的科技基础，优越的人才科技环境，更需要良好的创新与创业环境，但是上海的创新与创业环境却不及深圳，只名列第三位，这对激发上海市大众创新、万众创业的活力来建设上海全球科创中心是极为不利的。
图4反映了五座城市从2007年至2013年间，各项人才环境指标排名的变化情况，图中每个方块中的数字表示该指标在该年的城市排名中所处位数的变化，“0”表示排名不变，负数表示排名下降，正数表示排名上升。从图中可以看出，只有香港的各项指标没有发生下降，而其他城市都或多或少的有指标发生下降。上海的人才环境虽然总体进步表现良好，但是其经济环境指数排名却下降了两位，由第二位跌至了第四位，这和上海建设全球经济与金融中心的战略规划相背离，也和上海建设全球科技创新中心的目标相背离，值得提高警惕。
人才与资本等其他要素资源一样，在空间上具有很强的流动性，因此相邻地区或者级别相近地区的人才环境的改善必然会降低本地区留住人才的能力以及对人才的吸引力。从图4可以看出，北京的女性人才环境的各项子环境以及综合环境在2007年至2013中虽然表现不尽于人意，但是深圳的众多子环境都进步很快，其人文与社会环境更是由第五位蹿升至第二位，这都对上海形成了一定的竞争之势，对上海对吸引来自全国以及全世界的人才构成了一定的威胁。
3.上海市女性人才环境中各子环境与国内领先城市间的距离
通过前面的分析可以知道，上海在众多人才环境指标上与香港都存在一定的差距，在某些指标上与北京也存在一定的差距，因此上海在建设全球科技创新中心的过程中首先要以香港与北京作为参照物，只有缩小了同香港与北京的差距才能缩小同欧美发达国家的全球城市之间的差距，而且香港与北京同属中国，其各项人才环境的建设路径都值得上海市去借鉴和学习。
从图5的2013年三座城市的各项人才环境的雷达图可以看出，上海除了在科技环境上较香港有较大的优势之外，其在就业环境、创业与创新环境以及人文社会环境三个方面与香港差距较大，这些指数的差距都在0.3以上，而在生活环境、经济环境以及自然环境三个方面虽然与香港存在一定的差距，但是差距不大，因此未来上海在建设科技创新中心的过程中需要着力推进人文社会环境、就业环境以及创业与创新环境三个方面的建设。
对比图5中的上海与北京的情况可以看出，上海除了在科技环境方面稍微逊色于北京之外，其在其他几项子环境中都超越了北京，也正是因为如此，上海的女性人才总体环境超越了北京进入第二位，但是从图中也可以看出虽然上海在众多子环境上领先于北京，但是领先优势却不明显，只有性别环境一项具有一定的显著优势。
五、上海市女性人才环境综合评价总结
通过前文对建设全球科创中心新形势下上海市女人才环境评价的分析和评价，可以概括出如下几点主要的结论：
（一）上海市女性人才环境在国内一线城市中排名第二，仅次于香港，但各项子环境与香港之间存在较大差距；
（二）上海市在2007年至2013年间女性人才环境与人才总环境超越北京，成为大陆地区女性人才环境最优越的城市，但是其相对于北京的优势并不明显；
（三）上海是国内一线城市中性别环境最优秀的城市，因此在建设科技创新中具有其他城市所无法比拟的吸引女性人才的性别平等优势，可以说上海是全国乃至全球的女性人才就业与工作的绝佳城市之一；
（四）上海的就业环境、人文社会环境尤其是创业与创新环境与香港这样的全球化城市之间存在着较大的差距，这是未来上海在打造全球科技创新中心过程中吸引人才包括女性人才中必须解决的短板，也是未来发展潜力较大的着力点。
深海环境的特点篇7
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以n－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用Bi—CGStaB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能
够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的n—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于n一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善piV和LiF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。转随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。
鉴于黄河三角洲海岸线不断依退所带来的国土面积减少、陆上设施受到威胁甚至破坏、对黄河三角洲湿地自然条件的毁灭性破坏等一系列问题，也是非常迫切需要研究的课题。此外，长江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸开发、滩涂围垦和岸滩保护及整治工程对水域影响所引起的环境问题及其对策，也切枰?重点研究的课题??BR>以主要经济发达的河口和海岸带地区以及主要海域的经济发展为背景，建立一个数字化的区域经济发展模拟系统。与防灾、抗灾和减灾决策支持系统一样，将环境工程、水利工程、土木工程与网络技术、计算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立模型，通过多媒体技术，形象化地针对经济发展规划，预测由于发展经济带来的海域环境水污染的恶化、海洋自然灾害（台风、巨浪、风暴潮、地震、冰害、地质灾害）频发的情况。人类活动特别是大规模工程建设所引起的海洋环境的变迁和海岸演变，以及它们之间的相互作用，用数字手段统一地加以处理，建立智能化的决策支持系统，以促进国民经济持续、健康地发展，将会是决策部门进行宏观决策和具体规划时的一个十分有
效的手段。
三、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
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。
深海环境的特点篇8
关键词：海洋经济海洋环境环境保护海洋灾害
前言
随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世 界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以n－s方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用bi—cgstab法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能
够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的n—s方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于n一s方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善piv和lif的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。
鉴于黄河三角洲海岸线不断依退所带来的国土面积减少、陆上设施受到威胁甚至破坏、对黄河三角洲湿地自然条件的毁灭性破坏等一系列问题，也是非常迫切需要研究的课题。此外，长江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸开发、滩涂围垦和岸滩保护及整治工程对水域影响所引起的环境问题及其对策，也切枰?重点研究的课题??br>以主要经济发达的河口和海岸带地区以及主要海域的经济发展为背景，建立一个数字化的区域经济发展模拟系统。与防灾、抗灾和减灾决策支持系统一样，将环境工程、水利工程、土木工程与网络技术、计算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立模型，通过多媒体技术，形象化地针对经济发展规划，预测由于发展经济带来的海域环境水污染的恶化、海洋自然灾害（台风、巨浪、风暴潮、地震、冰害、地质灾害）频发的情况。人类活动特别是大规模工程建设所引起的海洋环境的变迁和海岸演变，以及它们之间的相互作用，用数字手段统一地加以处理，建立智能化的决策支持系统，以促进国民经济持续、健康地发展，将会是决策部门进行宏观决策和具体规划时的一个十分有
效的手段。
三、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年db29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
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。
深海环境的特点篇9
关键词：海洋经济 海洋环境 环境保护 海洋灾害
前言
随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世 界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以n－s方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用bi—cgstab法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能
够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的n— s方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于n一s方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善piv和lif的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。
鉴于黄河三角洲海岸线不断依退所带来的国土面积减少、陆上设施受到威胁甚至破坏、对黄河三角洲湿地自然条件的毁灭性破坏等一系列问题，也是非常迫切需要研究的课题。此外，长江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸开发、滩涂围垦和岸滩保护及整治工程对水域影响所引起的环境问题及其对策，也切枰?重点研究的课题??br>以主要经济发达的河口和海岸带地区以及主要海域的经济发展为背景，建立一个数字化的区域经济发展模拟系统。与防灾、抗灾和减灾决策支持系统一样，将环境工程、水利工程、土木工程与网络技术、计算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立模型，通过多媒体技术，形象化地针对经济发展规划，预测由于发展经济带来的海域环境水污染的恶化、海洋自然灾害（台风、巨浪、风暴潮、地震、冰害、地质灾害）频发的情况。人类活动特别是大规模工程建设所引起的海洋环境的变迁和海岸演变，以及它们之间的相互作用，用数字手段统一地加以处理，建立智能化的决策支持系统，以促进国民经济持续、健康地发展，将会是决策部门进行宏观决策和具体规划时的一个十分有
效的手段。
三、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年db29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
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。
深海环境的特点篇10
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。
鉴于黄河三角洲海岸线不断依退所带来的国土面积减少、陆上设施受到威胁甚至破坏、对黄河三角洲湿地自然条件的毁灭性破坏等一系列问题，也是非常迫切需要研究的课题。此外，长江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸开发、滩涂围垦和岸滩保护及整治工程对水域影响所引起的环境问题及其对策，也是需要重点研究的课题。