欢迎您访问大河网,请分享给你的朋友!

当前位置 : 首页 > 范文大全 > 实用范文

深海环境的特点(6篇)

来源:收集 时间:2024-08-17 手机浏览

深海环境的特点篇1

中国生态文明研究与促进会常务副会长祝光耀、广东省环境保护厅副厅长陈敏、珠海市人民政府副市长潘明,以及其他政府部门领导和专家学者共六十多人出席了本次盛会。在会上,专家学者们一致认为:尽管得天独厚的自然条件为珠海提供了“天生丽质”的基础,但珠海后天努力也是可圈可点。珠海始终把坚持生态优先作为一条不可逾越的底线,对生态环境保护采取的种种措施,已然成为这个城市为彰显“生态兴则文明兴”的发展理念,锤炼的最基本、最扎实的深厚内功。

作为全国首批国家环境保护模范城市,珠海先后荣获国际改善居住环境最佳范例奖、国家园林城市、中国十大最具幸福感城市等荣誉,2014年入选全国首批中欧低碳生态城市,在中国可持续发展城市综合排名中居首位,连续两年在“中国宜居城市排行榜”中名列第一,被央视新闻联播誉为“生态文明实验田”。珠海践行生态文明、建设宜居城市的成效,正受到越来越广泛的关注和肯定。

近年来,珠海紧紧围绕建设“生态文明新特区科学发展示范市”的发展定位,大力实施“蓝色珠海科学崛起”战略,以创建全国生态文明示范市为重要抓手,通过完善机制、空间管制、产业升级等方式,实现了经济和环境的双赢。

加大环境污染的治理力度,深入实施“天更蓝、水更清、城更美、环境更安全”四大重点工程,开展以前山河、三灶中心河、黄杨河、白藤湖为重点的水环境综合整治,逐步淘汰黄标车并执行大气污染物特别排放限值……珠海坚持多措并举为市民提供安全的生态环境。

通过生态创建工作,全市生态环境质量全面提升,2014年,珠海空气质量位居全国前列,PM2.5、PM10年均浓度同比下降10%,国内生产总值(GDP)同比增长10%,增速居珠三角首位。2015年1-9月,珠海市按照国家环境空气质量新标准进行监测,158天优良,空气质量达标率为92.5%,较2014年上升0.2个百分点。珠海于2014年通过了环保部的国家生态市的现场评估与验收,今年5月通过了命名前公示。

珠海还大力贯彻落实“气十条”、“水十条”,全面实施环境综合整治,污水处理厂实现全覆盖,污水处理能力提升了13.7%,污水集中处理率达90%以上,实施了260MW火电机组脱硫脱硝设施建设及技术改造,水环境和大气环境质量保持良好优势,是2014年全国重点城市中8个大气环境质量全面达标城市之一。

专家声音

常纪文【国务院发展研究中心副所长、教授】

这次会议在理念、理论、实践方面都有所提升。我认为,目前珠海的生态文明建设主要体现出了以下三个特点:一是有定力。起初珠海的生态发展可能是被动的,在地理位置上临近澳门也决定了珠海必须注重生态保护。但慢慢地,珠海探索了适合自己的道路,化被动为主动,把生态发展变成一种常态。

二是有创新。在机制、体制方面,不断完善生态文明机制,比如在顶层推动机制方面,成立了以市委书记为组长的生态文明示范市创建工作领导小组,联合印发了《关于率先创建全国生态文明示范市的决定》等。在议事协调机制方面,与北京大学共建了全国首个地级市生态文明研究机构――生态文明珠海研究院,筹建了全省首个环境宜居委员会,为市政府提供生态环境宜居建设事项的议事咨询意见。

三是有实施力。在执行国家政策方面,珠海反应迅速,措施果断,积极完善以生态文明建设为核心的法规体系,先后制定了生态环境相关的17件地方性法规和12件政府规章。2014年又出台了十后全国首部生态文明地方性法规《珠海经济特区生态文明建设促进条例》。

而在创新方面,珠海还是要坚持走新型工业化道路,通过创新,提高科技含量,提高GDP。根据生态文明的要义,只有生产发展、生活富裕、生态良好三方面均有所具备才是真正的生态文明,所以就要求城市发展必须具备可持续性。现在华北地区雾霾非常严重,其他地区也出现各种各样的环境问题,我觉得他们可以来珠海学习一下,珠海在生态保护方面的定力值得学习,没有定力是不可能保持健康发展的。

叶文虎【北京大学环境科学与工程学院教授,原北京市政协副主席】

从实际上说,珠海成立生态文明研究院这是个非常有前瞻性的决策。因为作为一个城市来说,做这种动作的并不多,有些地方就是挂一块牌子,并没有什么实质性的行动,但珠海却把它落实到位了,这点非常好。

生态文明研究院研究的是文明,人类迄今为止经历过三大文明,原始文明、农业文明和工业文明。我们要知道,农业文明从原始文明里继承了哪些东西,然后又扬弃了哪些东西,转变了哪些东西?同样生态文明又从工业文明里继承和扬弃哪些内容?生态文明建设的前提就是人类走向生态文明的新时代,这是个基本判断。必须明确生态文明时代的生活和工业文明时代的以及农业文明时代的有什么不同?如果说完全一样,最多不过是工业文明的继续,或者充其量是后工业文明。

现在的研究还普遍存在一些误区,其中一个误区就是经常将生态文明和环境科学几乎划等号,这是不对的。环境科学是一个学科,而文明建设是一种社会进步,它具有综合性的整体性质。还有一个误区就是现在一讲环保工作就是环保局的工作,我们国家的环境建设,变成了环保局的事,这其中当然离不开环保局,但是只局限在环保局就有问题了,靠环保局单打独斗是根本解决不了全部问题的。建设生态文明必须依靠全社会的共同努力。

深海环境的特点篇2

【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3

关键词:环境地质学;专业特色;启发式教学;案例教学

Explorationincharacteristicteachingpatternofenvironmentalgeology

SunHongfu

Chinauniversityofminingandtechnology,Beijing,100083,China

Abstract:Theteachingofenvironmentalgeologyfacesalotofchangeswiththedevelopingofitscontent,methodsandtechnology.Thecharacteristicteachingpatternofenvironmentalgeologyhadgraduallyformedthroughexploringteachingmethodsandidea.

Keywords:environmentalgeology;characteristicteaching;heuristicteaching;caseteaching

环境地质学是研究人类活动和地质环境相互作用的新兴学科,是地质学的一个分支,也是环境科学的一个组成部分。环境地质学研究自然和人为引起的地质环境问题,以及人类工程建设和资源开发引起的地质环境问题[1]。环境地质学已经成为地质学、地理学、环境科学等专业的必修课或者选修课。环境地质学是一门综合性的科学,内容涉及灾害地质学、环境工程学、地球化学、地质工程学、城市环境地质学、矿山环境地质学、农业环境地质学、海洋地质学等多个学科。如何为不同专业、不同年级的学生更好地讲授环境地质学课程,成为一个新的挑战。笔者在环境地质学的教学过程中,结合环境地质学的课程特点、学生的知识结构和专业特色,积极探索教学方法改革,不断总结经验和心得,逐步形成了具有鲜明特色的教学方法,取得了良好的教学效果。

1强调人地和谐理念和可持续发展观

环境地质学课程最重要的目标之一,就是让学生树立人地和谐的理念和可持续发展观。首先要认识到,地球是人类目前可以生存的唯一场所,地质环境容量是有限的,人类活动和地质环境是相互制约的,过度地索取必然会引起地质环境的恶化,甚至出现灾难。要达到人地关系的和谐,必须以科学的人地观为指导,培养全球性、长远性和差异性的环境意识,珍视和充分利用环境质量与自净能力,减少环境损失,防止环境污染和生态破坏;培养广义性、有限性和稀缺性的资源意识,坚持节约利用、综合利用和持续利用原则,充分发挥资源的多重功能,提高资源利用效率和水平;科学的人口意识、合理的生产意识、适宜的消费意识和正确的文化意识同样非常重要[2]。另外,危害人类的自然灾害始终存在,人类一定要充分认识这些自然灾害(如洪水、滑坡、崩塌、泥石流、地震和火山活动),尽量避开或降低它们对人类生命财产造成的威胁。

2体现专业特色

环境地质学涉及的内容非常广泛,每个章节都可以单独作为一门课程来讲授。但由于课时的限制,不可能对每个章节都进行非常详细、深入地讲解,必须根据学生的专业特色和学校的特色,有选择、有侧重地讲授环境地质学的各个章节。对于矿业类院校的地质工程专业学生,侧重讲解自然灾害、矿产资源开发、能源开发和利用、表生地球化学异常与人体健康、环境地质调查等章节,用地质构造和地质演化的理论讲解地震和火山的发生规律和分布特征,用矿床学理论讲解矿产资源的成矿规律和矿石特征,用地球化学的理论讲解地方病的发病机理和分布规律,将地质学的理论和方法融入到各章节的讲解中。自然地理学专业要侧重自然资源开发、土地利用、房地产开发等内容;人文地理专业侧重城市规划、旅游管理等章节。

3结合学生的知识体系

环境地质学是一门拓展学生知识面、培养学生兴趣点的课程,适宜安排在第一学年。但是,由于各种条件所限,环境地质学有可能被安排在许多专业课之后的第二学年或者第三学年。由于某些专业课的内容与环境地质学的部分章节或知识点相同,势必会增加环境地质学的讲授难度。因此,教师在讲授环境地质学课程之前,必须考虑不同年级学生在知识结构上的差异,有针对性地调整各章节的内容和深度。遇到与前期专业课相同的知识点,教师既可以有针对性地温习之前学过的重要知识点,补充新的教学内容,也可以在相同知识点上增加深度,激发学生的求知欲望。在为地质工程大三本科生上环境地质学时,环境地质学中的自然灾害章节与学生前期学过地球科学概论中的知识点重复,此时,教师需要增加新的知识点,并增加难度。比如讲到火山灰,不仅要讲火山灰对人类和动植物的危害,对全球气候的影响等基本知识点,还可以拓展到火山灰在层序地层学中的应用,火山灰具有延展性、瞬时性和等时性的特点,可以构成发育良好的区域等时面,许多含煤地层普遍发育火山灰,可以作为煤层对比的重要依据,能够有效弥补生物带法、常规标志层和沉积旋回法在煤层对比中的不足[3]。在讲到河流类型的时候,可以与能源地质学中的煤炭沉积环境知识点结合起来,让学生思考,哪种河流类型能够形成巨厚型的煤田,还有哪些典型的河流地貌非常适宜煤炭的沉积等。只有紧密结合学生的知识体系,才能将环境地质学课程讲得更生动,并且将课程内容的广度和深度有机结合起来。

4启发式教学

环境地质学不仅普及知识、让学生记住一些基本概念和知识点,更重要的是要培养学生独立思考、全面思考以及应用所学知识解决问题的能力。随着世界人口剧增、城市化不断推进,各种环境地质问题不断出现,这些环境地质问题的解决方法往往没有标准答案,需要学生主动思考,积极查找相关资料,对问题不断探索。比如许多化学合成杀虫剂(如DDT)在害虫杀灭、粮食增产和疟疾预防等方面功不可没,但同样导致了严重的生态危机,危害人类健康,并毒死了大量鸟类、鱼类和益虫。现代农业到底能否离开化学合成杀虫剂?化学合成杀虫剂到底是毒药还是仙丹?这些问题的答案都需要学生发挥独立思考的精神去探索。

河流具有强大的侵蚀和搬运作用,能够导致河流上游不同程度的水土流失,但我们不能就此否定河流的侵蚀和搬运作用。因为河流携带的泥沙会在下游形成三角洲和冲积平原,造福人类,入海口堆积的泥沙还能有效抵御海水入侵。因此,要通过教师的讲解启发和培养学生全面思考的能力。

5案例分析

20世纪初,美国哈佛大学法学院创造了经典的案例教学法,之后在法学、企业管理、医学等学科的教学中得到广泛应用。环境地质学中也有很多经典的人地危机和人地和谐的案例,也可以借鉴这种成功的教学方式。从实际案例出发,提出问题、分析问题、解决问题,通过师生的共同努力使学生做到融会贯通,能举一反三,理论联系实际,从而增强知识,提高能力和水平。在选择案例的时候,要尽量选择一些影响范围广、贴近学生生活、绝大多数学生都了解的近期发生的经典案例,这样更容易激发学生的兴趣,提高案例分析的教学效果。例如,通过学生对美国墨西哥湾漏油事件和我国大连漏油事件的分析,更深刻地理解能源开发和运输中可能导致的生态和环境危机,并且深入思考如何正确面对和处理这种生态危机。在讲海洋公约中“海域”的定义时,可以对中日领海纠纷案例进行分析,通过该案例的分析,不仅能够让学生更深刻地了解领海基线、专属经济区和大陆架等概念的真正含义,还可以让学生认识到联合国海洋公约在解决领海纠纷方面的不足,同时提高学生的海洋意识。

6结合科研动态和学科发展

环境地质学也是一门应用科学,它应用掌握的地质信息来解决实际的问题,减少环境的恶化,增加人类利用和改造自然的有利条件[4]。但是,由于撰写时间有限,大多数环境地质学教材中的某些知识点存在明显的滞后和不足,特别是关于各种环境地质问题防治方法的相关内容,而该部分内容又是学生需要重点掌握的内容。因此,非常有必要将与环境地质学相关的最新科研动态、热点研究问题和学科发展动态引入到课堂教学中。在此过程中,也可以将自己和学院其他教师与教学内容相关的科研工作和科研成果介绍给学生。比如在讲到土壤污染内容时,大多数教材都没有涉及如何治理和修复被污染土壤的内容,这就需要教师在备课的时候查阅相关的书

(下转页)

(上接页)

籍和文献,查找传统和最新的土壤修复技术,以及各个修复技术的优缺点和这些土壤修复技术的应用情况。这样,才能让学生全面了解土壤污染和修复技术,同时激发学生的科研兴趣。

7多媒体教学

环境地质学中的许多内容需要借助图片、视频等多媒体才能达到更好的教学目的和教学效果。图片具有直观明了的特性,可以根据教学目的进行实时添加,比如在讲解露天开采对地表的破坏的时候,很多学生对露天矿了解很少,仅仅用文字讲述露天矿的占地面积等破坏程度,不能让学生体会露天矿的巨大破坏性,如果将世界十大露天矿的图片展示给学生,学生就能真正理解什么是“地球表面的巨大伤疤”了。

视频也是环境地质学非常重要的教学手段,视频能更直观、全面地展示环境地质学内容,但是比较占用课时,所以课前要对平时收集的教学视频进行精挑细选。教学视频要画质清晰、客观全面、贴近生活、震撼心灵、引人思考。教学视频的画质清晰程度直接影响观看者的情绪和兴趣,高清晰的教学视频能够引起学生的观看欲望,达到更好的教学效果;教学视频的内容必须客观全面,否则容易误导学生,因此必须对视频内容仔细筛选。介绍环境地质问题的教学视频,最好有思想碰撞,学生看后能够震撼心灵,并且引发学生深层次的思考。比如中央电视台制作的“垃圾围城困局”视频就可以作为关于城市垃圾的教学视频,该视频介绍北京在城市垃圾处理过程中遇到的现实问题,通过视频可以了解不同立场人(包括主张和反对垃圾焚烧的学者、垃圾焚烧厂附近的居民和城市管理者)的观点和思想,该视频能够让学生深切体会到,城市垃圾处理既是一个刻不容缓的问题,又是一个很难解决的技术问题和管理问题,引发学生对城市垃圾问题的深入思考。

参考文献

[1]朱大奎,王颖,陈方.环境地质学[M].北京:高等教育出版社,2001.

[2]潘懋,李铁峰.环境地质学[M].北京:高等教育出版社,2006.

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

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6

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。