海洋灾害及其防治模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇海洋灾害及其防治，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

1、营口市经济概况

1961年，营口市被开辟成为通商口岸，被人们称为是“关外上海”享有“东方贸易总汇”的美誉。作为最早兴办近现代工业的民族工业发祥地之一，营口市在我国的纺织工业和冶金石化装备制造工业都占据着一定的地位。近年来，营口市将建设成为沿海经济强市为目标，大胆的推进改革并不断的进行科技创新，旨在推进本市社会经济的快速发展。

2、创新科技，推动经济社会各方面的发展

2.1发展能源新技术，提高能源对经济与社会发展的保障程度将能源节约技术作为工作的重心进行重点的研究和开发，加大能源综合利用技术以及回收利用技术的推广力度，并在其过程中进行优化控制，利用先进的科学技术进行能源结构的优化，为能源安全提供更加坚实的保障，使得能源的供给能够更加的多元化。2.1.1能源节约技术。学习借鉴国内外先进的科学技术，优化现有的工业生产节能技术和工艺，提高镁质材料、石化等能源的综合利用率。2.1.2常规能源开发与利用。开展中小型锅炉低成本污染控制技术和烟气污染控制技术，开发火电机组先进控制、故障诊断计算机仿真技术，提高煤炭利用效率，减少环境污染。2.1.3完善自然灾害监控预报系统，并加强对自然灾害治理方法的研究，在预防自然灾害的基础上，提高城市的抵抗自然灾害的能力。将先进的技术运用于自然灾害的预测监控平台，建立自然灾害预警系统和防汛抗旱指挥系统，在高新技术与理论的支撑下实现科学的防汛抗旱，增强与自然灾害抗衡的能力。2．2大力开发生态保护与资源循环利用技术，构建资源节约型社会按照“减量化、再利用、资源化”的原则，将资源的持续利用率大幅度的提高，降低废弃污染物的排放，从而减轻对自然环境和人类及生物健康的危害。2.2.1环境污染综合防治技术研究。改革污水治理以及资源化利用技术，重点完善对于大气污染的治理技术以及固态废弃物的处理技术，加强对废弃物品重复利用的研究，重点研发特种危险废物资源化、无害化处理技术，农村及小城镇污染综合防治技术，使全市环境得到明显改善。2.2.2建立环境预警体系。开展采样与分析技术、重点污染源和污染物排放连续自动监测系统的技术；区域环境质量地面自动监测、预报与预警。技术的研究，开发环境监测技术研究及仪器设备，构建环境污染预警体系。2.3发展海洋科技，加速海洋开发重点研究海洋相关技术，合理的开发利用海洋资源，提高海洋资源的利用率，提升海洋技术的科技水平，为海洋经济的建设与发展提供有力的技术支持。2.3.1海水综合利用。重点加强对于包括盐和苦卤等在内的海水化工产品的研发，探索先进的技术利用先进的设备应用于对海水的淡化，增强日海水淡化的能力。2.3.2海洋生物资源的开发与利用。加强对海洋生物资源开发以及利用的研究，突破海洋生物活性筛选和海水种苗选育繁育技术；研究海洋天然产物活性物质的提取、分离、纯化的技术和海洋功能食品的生产关键技术研究，开发海洋生物材料、微生物发酵及其天然产物在工业、农业、环保、水产养殖业中的应用技术。2.3.3海洋渔业资源开发、利用与保护。重点攻克渔业增养殖生物种质资源与遗传改良技术、高效规模化、集约化、标准化、产业化、品牌化养殖模式和养殖生态安全技术、安全水产养殖与养殖生物疾病防治体系及绿色渔药研发技术；发展碳汇渔业、设施渔业、休闲渔业和水产品精深加工产业，开展“营养利用性”海洋水产养殖品种的增养殖，并进行浅海生物资源修复与增殖技术的研究。2.3.4现代海洋运输与物流数字化技术将信息技术及网络技术应用于海洋运输行业和物流行业中，开发决策辅助系统以及能够保障运输及物流中船只航行安全的保障系统，大力的生产和研发大型的运输工具，真正的实现在货物运输过程中的无缝隙的中转以及零距离的旅客换乘。在科学技术水平不断提高的今天，营口市将借助国家创新型城市建设这一难得的契机，加强对科技的创新能力，利用先进的科学技术来带动整个城市社会经济的发展，加快对城市的创新改革。合理的调整城市发展的规划，做到与国家科技发展战略的良好的对接，争取做到各产业创新能力的持续提升。建立起循环经济和节约型社会的技术发展模式，有效地缓解能源、资源与环境对经济社会发展的巨大压力。利用科技的创新推动全市经济增长以及社会的进步，引领经济社会实现全面协调可持续发展。

作者：陈曦 单位：辽宁营口市生产力促进中心

篇2

随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。

在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。

一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究

以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。

此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。

用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。

在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。

在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。

针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。

在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。

应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。

能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。

二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究

海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。

在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。

我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。

近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。

以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。

海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。

因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。

为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。

三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策

为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。

由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。

随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。

篇3

海洋工程与海洋环境相互作用随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。

在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。

一、海洋环境特征

对各类污染物的作用机理和规律研究以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。

此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。

用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。

在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。

在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。

针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。

在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。

应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。

能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。

二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。

90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。百事通

在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。

我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。

近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。

以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。

海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。

因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。

为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。

三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。

人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。

由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。

随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。新晨

篇4

随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。

在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。

一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究

以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。

此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。

用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。

在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。

在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。

针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N— S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。

在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。

应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。

能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。

二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究

海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。

在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。

我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。

近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。

以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。

海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。

因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。

为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。

三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策

为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。

由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。

随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。

随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。

篇5

海洋工程与海洋环境相互作用随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。

在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。

一、海洋环境特征

对各类污染物的作用机理和规律研究以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。

此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。

用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。

在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。

在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。

针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。

在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。

应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。

能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。

二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。

90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。

在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。

我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。

近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。

以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。

海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。

因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。

为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。

三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。

人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。

由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。

随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。

篇6

随着沿海经济的迅猛发展,近海海域遭到越来越严重的污染,使海域环境质量明显下降,生态环境日趋恶化,并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国,特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境,海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益,精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施,也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源,需要在海上进行各类工程建设,在目前科技日益发展的情况下,工程建设的规模日益巨大,这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展,海洋环境的日益恶化,海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展,近海石油气田的开发,以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要,针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。

在这方面,重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究,第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究,第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。

一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究

以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础,考虑各种自然环境因素(浪、流、风、光、温度、湿度)、物理因素(扩散、挥发、沉降、吸附、释放)、化学因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律,并建立海洋水质预测预报模型。此外,近年来,在我国沿海海域,赤潮频发严重。因此,除了加强赤潮的监测和预报外,也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。

此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大,且受到许多客观条件的限制,所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用,很难将其中的单因素影响分离出来,因此,往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。

用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前,在这方面国内外已有不少水质预测预报模型,这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型:水流数学模型;波浪数学模型;液流相互作用模型;近海海域污染物迁移转化数学模型。

在水流数学模型研究方面,对于较大范围的海域,通常可采用深度平均的潮流教学模型,对于紊动影响不显着的海域,可不考虑湍流影响,而对于湍流效应显着的区域,如排污口近区,则应考虑湍流效应。此外,采用坐标变换,可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型,这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域,水流数学模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型为基础,针对水温和盐度分层流的流动特性,考虑浮力对紊动的影响,建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k-(单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念,分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟,建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。

在波浪数学模型研究方面,可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组,以提高求解效率。从水波发展方程出发,可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系,可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究,可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度,并提高方程的非线性精度,可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。

针对带自由表面的波浪场问题,通过把能有效模拟自由面形态的N— S方程和波能平衡方程的结合,可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程,用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型,可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面,对于弱流情形,可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型;对于强流情形,可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来,建立一种辐射应力计算的新方法,用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。

在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型,可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标,在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上,针对近海海域水污染的特点,从三维湍流模型出发,在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用;在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项,可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型,它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据;同时对确定水域环境容量,从而制定水域环境保护策略,也具有十分重要的理论价值和应用前景。

应该指出,在海洋水质预测预报模型研究方面,数学模拟无疑是一种十分有效的手段,但不论是何种数学模型,其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键,直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模 型本身来取得的,有些可以通过现场观测来得到,但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到,在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。

能模拟海洋动力因素的先进实验设备,现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统,可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构,获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程;并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程,可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。

二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究

海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来,我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币,是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高,一旦发生破坏,将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失(如1969年渤海冰推倒“海二井”平台,1989年风暴潮损失超6亿元,1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等)。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏,面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋,每年出现的台风数目占全球的38%,其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时,都会在沿岸局部地区产生风暴潮,形成风暴潮灾害。

在我国北方海域(渤海和北黄海),冬季由于受寒潮影响,沿岸地区每年都有结冰现象,结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成,不但可给结构物以强大的冰压力,而且由于冰激引起的振动作用,也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术,至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂,断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台,为了抵抗冰害,往往建成正、倒锥体的结构型式,冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用,也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中,除进行理论分析和数值模拟外,实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中,模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行,它们各有其优缺点,发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。

我国是一个多地震的国家,海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物(海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等)发生破坏,除其直接经济损失极大外,其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。

近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升,造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性,特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明,地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理,至今国内外对此都很少研究,且由于试验条件的限制,国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。

以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的,如近海环境地震危险性分析,设计地震动参数和频谱特性,强震海底多维地震动及其空间分布规律,地震波传播特性及地震动输入机理;海域中大型海上水工建筑物在地震作用下,考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验;核电站海域工程建筑物抗地震性能,海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用,码头及护岸建筑物地震稳定性;海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。

海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化,其损伤主要来自两个方面:其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤(裂缝)、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤(低温、冻融、大气侵蚀)等;其二是设计不周或设计标准偏低,施工质量差,原材料不合格,管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。

因此,发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下,对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论;结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法;结构病害治理用的新材料、新技术和新方法;海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下(风、浪、流、冰、地震等)的可靠度和优化理论研究,设计与建造新型抗灾工程结构;研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度,而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。

为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临,发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统,如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统;以主要海域和海岸带区域经济发展为背景,进行重点研究,建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构;以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统,将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合,建立数学物理模型,通过多媒体技术,形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程,建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。

三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策

为了充分利用海洋空间,现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外,正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程,估计到21世纪,可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等,日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长,60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。

由此可见,随着海洋资源与空间的开发利用,各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大,保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区,但同时又是经济活动最为发达的地区,海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡,影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态,破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地,若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失,另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。

随着人类对海洋资源的不断开发和利用,海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题,主要内容包括:航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响,深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响;破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究;大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变;海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论,如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。

篇7

献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）01（b）-0000-00

海平面变化与社会经济和人类生活休戚相关。我国是个海洋大国，拥有约300万平方公里的管辖海域，6500多个沿海岛屿，1.8万公里长的大陆海岸线和1.4万公里长的岛屿岸线[1]，沿海地区集中了全国约70%以上的大中城市和50%以上的人口。2012年我国海洋生产总值已达5万亿元以上，占国内生产总值9.6%，海洋蓝色经济对我国经济可持续发展做出重要贡献。然而随着海平面的上升，沿海地区的风暴潮、海岸侵蚀、海水入侵等海洋灾害逐渐加剧，这使得沿海地区经济社会发展成果的脆弱性加大，影响了可持续发展和人们生活的安定。

1海岸侵蚀

海岸侵蚀是指海岸线位置的后退、岸滩下蚀的现象。我国主要有基岩海岸、珊瑚礁海岸、砂质海岸、淤泥质海岸四种类型，几乎所有类型的海岸都有可能遭到侵蚀的威胁，砂质海岸侵蚀最为严重，淤泥质海岸侵蚀次之[2]。

全球气候变暖引起的海平面上升是导致我国海岸侵蚀发展的主要因素。海平面上升引发波浪和潮流动力作用增强，在波浪掀沙、水流输沙的动力作用下海岸侵蚀不断加剧。海平面上升使得海岸与海洋动力条件发生改变，海岸物质平衡和稳定性受到破坏，从而加大海岸侵蚀灾害。

在我国海岸侵蚀呈加剧趋势，主要表现为侵蚀岸段增加和岸滩下蚀加剧两个方面。1.江苏省废黄河三角洲附近侵蚀岸段有所增加，二十世纪六十年代其侵蚀岸段的南边界在还在射阳港以北，现在已经延伸至射阳盐场。2.在修建人工堤防的沿海岸段，由于岸线被固定，海水对堤防底部进行淘刷，使得海岸下蚀严重。厦门岛东南海岸潮间带最大下蚀速率接近500毫米/年，海岸侵蚀导致海堤基础被掏空，海岸呈严重侵蚀状态。

海岸侵蚀破坏沿海各种设施，造成岸防工程被冲毁、近岸建筑倒塌、滨海公路塌陷；使得岸线后退，潮滩面积减小，破坏海洋鱼类索饵场和产卵场；导致海水浴场退化、破坏旅游资源；加剧海水入侵，造成海岸带生态系统退化。

2海水入侵与土壤盐渍化

海水入侵指的是滨海地区地下水的运动发生变化，使得海水与淡水之间的平衡状态遭到破坏，导致海水向陆地方向入侵的现象。土壤盐渍化是指由于发生海水入侵，土壤中聚集盐、碱超过正常耕种水平，导致作物不能正常生长的现象。

海水入侵与土壤盐渍化受地面径流和海平面高度共同影响。地下水需要地面径流渗透来补给，如果气候持续干旱，降雨量减少，地下水得到的补充也将减少。同时全球气候变暖导致海平面上升，抬高了海水的水位，使得咸淡水分界面向陆地一侧移动，加剧了海水入侵。

我国首先于1964年在大连市发现海水入侵，以后随着工农业快速发展，对地下水开采量的逐渐增加，海水入侵面积持续上升。20世纪70年代后期，又在莱州湾发现海水入侵；进入80年代，海水入侵现象又发现多处，且海水入侵范围逐渐扩大、入侵速度逐年加快、危害越来越严重。国家海洋局于2007年启动了海水入侵与土壤盐渍化监测工作。监测结果表明我国土壤盐渍化比较严重的区域主要分布在黄河以北的沿海地区，辽宁、河北、天津和山东的滨海平原地区是灾害多发区。江苏连云港和盐城海水入侵距离一般在距岸10公里以内，属于轻度海水入侵。东海和南海滨海地区盐渍化范围比较小，入侵距离距岸2～3公里以内。

3咸潮入侵

咸潮是入海河流河道里的水变咸的现象。涨潮流把高盐度的海水向河流上游推进，咸淡水混合造成上游河道水体变咸，就形成了咸潮。咸潮的严重程度以每升水所含氯化物浓度来衡量。按照农田灌溉水质与地表水环境质量标准，灌溉水源和水厂供水水源氯度上限为250mg/L，若超过此标准，就不能满足供水水质标准，影响城镇生活、工业供水及农业灌溉。

在高海平面期、天文大潮期和上游径流枯水期易发生咸潮入侵灾害。近几十年来海平面逐渐上升，使得咸潮活动频繁、持续时间增加、上溯影响范围扩大、强度趋于严重[3]。有研究表明：海平面上升1米，咸水将向内陆上推20公里。

咸潮入侵对长江口的农业用水、居民生活用水乃至城市工业生产及其发展都有相当大的影响。1978年冬至1979年春，长江口遭遇咸潮袭击，咸潮入侵至黄浦江，影响上海市供水近100天；1998年冬至1999年春，咸潮期持续近24天，长江取水口氯度最高达到2000mg/L；2011年4月至5月，长江口发生了三次大规模咸潮，且持续时间均超过6天。

4 滨海湿地退化

滨海湿地是指低潮时水深浅于6米的水域及其沿岸浸湿地带，包括沿海低地、潮间带和水深不超过6米的永久性水域。我国滨海湿地主要包括浅海水域、河口水域、红树林、珊瑚礁、海草床、滩涂、盐沼。

沿海湿地是一种重要的生态系统，主要表现在：1.蕴藏着丰富的动植物资源。2.能有效调节大气组分，能够吸收大量的二氧化碳气体，并释放出氧气。3.可以调节维持区域水平衡，避免水旱灾害。4.可以净化水体，吸收氮、磷等营养元素以及重金属元素，降低其在水体中的浓度。5.调节局部小气候，保持当地的湿度和降雨量，有利于当地人民的生活和工农业生产。6.湿地中生长着多种多样的植物，可以抵御海浪、台风的冲击，保护海岸堤防[4]。

海平面上升会使得沿海湿地向陆地方向推移，在近岸低洼的地方营造出新的湿地，使得近岸陆地生态景观逐渐向湿地生态景观演替。但是大多数海岸都有护岸工程，湿地内移的幅度有限。在我国近年来因海平面上升加剧了辽东湾、莱州湾、海州玩和其他沿海低洼湿地的消失。

5 风暴潮灾害加剧

风暴潮是指由热带气旋、温带气旋、冷空气等强烈大气扰动引起的海面异常升降的现象。根据诱发风暴潮的天气系统特征，通常将风暴潮分为温带风暴潮和台风风暴潮两大类。

风暴潮灾害的致灾程度主要与风暴潮自身强度和发生风暴潮时的基础水位有关。海平面上升抬高了风暴潮的基础水位，同时使得波浪和潮流的作用增强，加大了致灾程度。

2010年10月，福建沿海海平面高于常年同期174毫米。在此期间，台风“鲇鱼”在天文大潮期间登录福建漳浦，异常高海平面叠加与风暴增水，造成了严重的灾害，致使60多万人受灾，直接经济损失超过26亿元。

6 结语

海平面上升已经给我国沿海地区带来了不可忽视的影响，我们应当加强海平面上升理论的研究、加强海平面变化的监测、加强减灾技术的研究、加强风险区划工作的研究，从多个方面入手，减轻海平面上升对我国带来的影响。

参考文献

[1] 徐勇.中国海岸城市带的形成与发展规划――兼论其地缘战略与文化意义[J].战略与管理.2000.2.16-26.

篇8

一、充分认识加强气象灾害防御工作的重要意义

我市地处南北气候过渡带和海陆气候过渡带，天气气候复杂，气象灾害频繁。近年来，气象灾害及其引发的次生、衍生灾害，对全市经济社会发展、人民群众生产生活以及生态环境造成较大影响。随着全球气候持续变暖，各类异常天气将不断增多，重大气象灾害频繁发生，气象灾害成为制约全市经济社会发展的重要因素之一。

防御气象灾害关系到各行各业和千家万户，加强气象灾害防御工作，提高全社会防御气象灾害的能力和水平，对防止和减轻灾害损失，保障人民群众生命财产安全，促进经济社会可持续发展，具有十分重要的意义和作用。做好气象灾害防御工作，是贯彻落实以人为本的科学发展观，保障经济社会实现跨越发展的迫切需要，也是维护公共安全、维护正常社会生产生活秩序、构建和谐社会的重要举措。各地各部门要充分认识加强气象灾害防御工作的重要性，坚持以人为本、预防为主、防治结合的方针，依靠科技、依靠法制、依靠群众，统筹规划、分类指导，制定和实施气象灾害防御规划，加快我市各级防灾减灾体系建设，强化防灾减灾基础，切实增强气象灾害的监测预警、综合防治、应急处置和救助能力，提高全社会防灾减灾水平，最大程度减轻灾害损失，促进全市经济社会持续和谐发展。

二、努力提高气象灾害监测预警水平

（一）加强气象灾害综合监测和预测预报体系建设。要按照合理布局、有效利用的原则，组织建立和完善国家与地方综合气象监测网络，重点加强沿海、沿河、沿库、沿路灾害性天气监测网和中小尺度天气加密观测系统建设，提高站网密度。气象部门要组织跨地区、跨部门的联合监测，并会同有关部门和单位加快气象信息共享平台建设。农林、水利、水文、海洋与渔业、环保等部门要向气象信息共享平台提供与之相关的大气、水文、海洋、环境、生态等数据信息，尽快实现监测信息共享。要不断完善市、县两级气象灾害预测预报体系，建设分灾种气象灾害预报业务系统，延伸乡镇和村级气象灾害服务平台。建设和完善海洋及港口气象灾害监测预警服务系统，提高对海洋气象灾害的预报预警能力。加强灾害性天气的会商分析，做好灾害性、关键性、转折性重大天气预报和趋势预测，重点加强台风、暴雨、大雾等灾害及其影响的中短期精细化预报和雷电、龙卷风、冰雹等强对流天气的短时临近预报，实现对各种灾害性天气事件的实时动态分析、风险分析和预测预警。

（二）完善气象灾害预警信息渠道。灾害性天气气候警报由气象部门统一。各类新闻媒体和信息服务单位要按有关规定，及时、准确传播气象部门提供的适时气象信息或气象预报节目。具备实时传播能力的新闻媒体和信息服务单位，在接到重大或突发性天气警报后，要即时增播或插播，确保受影响群体及时知晓，为采取防御或避让措施赢取时间，各地要加快突发气象公共事件预警信息体系建设，在学校、医院、社区、高速公路、车站、码头、体育场馆等人员密集场所规划设置或利用现有电子显示屏、公众广播、警报器等具备及时播发气象灾害预警信息功能的设施。要进一步完善气象手机短信预警系统，扩充城乡电子显示屏系统和专业信息网站功能，与社会公共媒体、有关部门和行业内部信息渠道相结合，及时各类气象灾害预报预警信息及简明的防灾避灾办法，进一步畅通农村、海上等预警信息渠道，努力扩大预警信息覆盖面。

三、切实增强气象灾害应对能力

（一）加快制定和实施气象灾害防御规划和应急预案。各县区要结合当地气象灾害特点，依法编制和实施气象灾害防御规划，明确气象灾害防御工作的主要任务、措施、工作机制和部门职责，优化、整合各类资源，统筹规划防范气象灾害的应急基础工程建设。要进一步制定和完善气象灾害应急预案，明确各灾种的应对措施和处置程序。气象部门及易受灾害影响的部门、单位要根据实际情况及当地政府的防御规划和预案，制定相应的气象灾害应急预案。各地及相关部门、单位要加强预案的动态管理和演练，促进各单位的协调配合和职责落实。

（二）加强气象灾害应急队伍建设。要进一步加强各类气象灾害防范应对专业队伍和专家队伍建设，明确学校、医院、车站、码头、体育场馆等公共场所气象灾害应急联系人。要积极创造条件，逐步建立乡村气象灾害义务信息员队伍；研究制定动员和鼓励志愿者参与气象灾害应急救援办法，进一步加强志愿者队伍建设。对相关人员要定期开展相关知识和技能培训，及时更新和补充技术装备，提高应急人员和队伍的整体素质，不断增强应对气象灾害的能力。

（三）强化气象灾害防御基础设施建设。各地、各有关部门要结合实际，建设和完善海堤、水库、城市排水设施、避风港口、紧急避难场所等应急基础设施。要认真组织开展气象灾害隐患排查，深入查找抗灾减灾工程、设施等方面存在的隐患和薄弱环节，特别要加强对学校、医院、敬老院、监狱及其他公共场所、人群密集场所的隐患排查，制定整改计划，落实整改责任和措施，保证工程设施防灾抗灾作用的有效发挥。各级气象部门要按国家规定的防雷标准和设计、施工规范，加强对新建、扩建、改建的建（构）筑物、设施或场所防雷装置的设计审核、施工监督和竣工验收，完善建筑物、设施和场所防雷装置，并定期检测。

（四）积极开展气象灾害普查及气候可行性论证工作。各县区要按照国家、省防灾减灾有关规划和要求，组织气象、民政等部门认真开展气象灾害风险普查，调查收集本地发生的气象灾害的种类、频次、强度、损失以及引发的次生、衍生灾害情况，建立气象灾害风险数据库。加强区域灾害分析评估，逐步建立气象灾害风险区划，有针对性制定和完善防灾减灾措施。市、县气象部门要依法开展对城市规划、重大基础设施建设、公共工程建设、重点领域发展建设规划的气候可行性论证，加强对沿海风能及太阳能等气候资源的探测及评估工作。要积极开展气候变化及其引发的极端天气气候事件对水资源、粮食生产、生态环境等的影响评估和应对措施研究。有关部门和单位要严格执行气候可行性论证制度，在规划编制和项目立项中要统筹考虑气候可行性和气象灾害的风险性，避免和减少气象灾害、气候变化对重要设施和工程的影响。市发展和改革部门要会同气象部门加快制定气候可行性论证的范围和程序。

（五）切实增强气象灾害抗灾救灾能力。要根据防灾减灾需要，建立统一协调的指挥和作业体系，及时开展人工增雨、消雹、降温节能、改善生态环境、森林灭火等人工影响天气作业。市、县气象部门要根据需要，充分利用有利的天气条件，及时开展人工影响天气工作，并积极开展人工影响天气科学技术研究，加快苏北人工增雨消雹试验基地建设，努力提高人工影响天气的防灾减灾效果。各地、各有关部门在气象部门灾害性天气预报、警报后，及时分析预警灾害对本地区、本领域的影响，按规定适时启动相关应急预案，避免和减轻人民生命财产损失。气象部门要会同有关部门及时对重、特大气象灾害作出评估，确定气象灾害等级、性质及发展趋势，为组织减灾救灾工作提供决策依据。

四、进一步加强对气象灾害防御工作的组织领导

（一）全面落实气象灾害防御责任制。各级各有关部门要加强对气象灾害防御工作的领导，将气象灾害防御工作纳入本地国民经济和社会发展规划，列入年度工作目标管理和考核。逐步建立健全气象灾害应急处置责任制，进一步健全防灾减灾工作协调机制，形成政府组织领导、部门协作配合、全社会共同参与的格局。各级减灾协调机构要认真履行气象灾害防御的综合协调职责，进一步完善灾害信息共享互通机制，加强灾害应对工作的协调联动，形成防灾减灾工作合力。气象、农林、水利、海洋与渔业、建设、交通、安监、公安、民政、卫生、广电、环保、国土资源、海事等部门及单位，要按照各自职责分工，共同做好气象灾害防御有关工作。

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中图分类号： P62 文献标识码： A

1. 引言

我国地域辽阔，地质、地貌条件复杂，地质灾害的种类众多、发生频繁。随着建设事业的发展，地质灾害对城市、厂矿、交通和能源等重大工程建设及其正常运行的危害日益严重；随着人类工程活动的加剧，同时也诱发和加剧了多种地质灾害，并引起了灾害的连锁反应。这些灾害已经危及人类的生存环境，制约了经济建设的发展速度。各种地质灾害均属不同的地质事件。它们是在地壳运动、地面发展演变，以及人类活动过程中，发生的灾害性地质事件。其发生发展分别受到各种地质作用的控制和制约，在地壳运动和地面演化的发展进程里，分别具有各自的时序和空间展布规律。显示出地壳表层不同地区的活动程度（强弱）不同，地质灾害的严重程度也有差异。

2．地质灾害的分类及活动特征

地质灾害是由内、外动力地质作用和人类工程活动及其相互作用下，在地壳运动和地质、地貌发展演化过程中出现的灾害性地质事件，它直接危害着工程建设与人类生命财产的安全。我国地质灾害可以分为4个大的类型（表1～4），即内动力地质作用为主的地质灾害；外动力地质作用为主的地质灾害；不良介质条件造成的工程病害；人类活动诱发的地质灾害等。

（1）内动力地质作用形成地质灾害

内动力地质作用由于地球内部能而产生，主要在地球的深部圈层进行，包括使岩石圈变形变位的构造运动、变质作用和岩浆作用。各种内动力地质灾害实质都是现今地壳运动直接或间接表现形式之一。尽管它们都具有各自的运动形式和表现特征，可以呈块体的升降、带状的错位、缓慢的形变、突发的冲击和骤然的爆发等多种形式，但它们大都是在地应力作用下的表现。

（2）外动力地质作用形成地质灾害

外动力地质作用起源于太阳能为主的地球外部能，表现为岩石圈表层和其外包圈层―大气圈、水圈、生物圈的相互作用。地面的运动和地形、地貌的变迁具有长期性和普遍性，这是自然发展变化的规律。不能把上述的运动和变迁都简单的列为地质灾害范畴以内，关键在于区别运动量和变迁速度是否达到形成灾害的程度，是否达到影响和损坏工程建筑的程度，或者将要达到灾害的临界程度。

表1 内动力地质作用形成的地质灾害

内动力地质作用

形成的地质灾害类型 灾害发生与地壳运动的关系 防治能力

与情况

主要动力原因 地壳运动特征

地面升降或掀斜 地应力 缓慢 避让

活动断裂的位移

地裂缝活动 地应力

地应力 缓慢

缓慢 避让

避让

高

应

力及能量集中 坑道变形及高边坡失稳

坑道部分突水、突泥

坑道煤、瓦斯突出

岩爆

地震

海啸（地震诱发的）

地下热害 地应力

地应力

地应力

地应力

地应力

地应力是部分原因 缓慢

突发

突发

突发

突发

突发

缓慢 可部分治理

可部分治理

可部分治理

可部分治理

避让

避让

避让

火山活动 岩浆活动 突发 避让

表2外动力地质作用形成的地质灾害

外动力地质作用

形成的地质灾害类型 灾害与主要的外动力地质作用 防治能力

与情况

主要作用过程 主要营力

土石的斜坡运移

（崩塌、滑坡、泥石流） 搬运作用 重力与水 避让与可部分治理

水土流失 搬运作用 重力与水 可部分治理和制止发生

冲刷和堆积 侵蚀与沉积作用 流水

风沙与沙漠化 风化剥蚀作用 风与干旱

土地盐渍化、沼泽化、冷浸田、管涌、浸没、渗漏 潜水面升降作用为主 地下水

地面沉降 人类工程活动为主 地下水

地下海水入侵 人类工程活动为主 地下水

岩溶与塌陷 侵蚀作用与人类工程活动 地下水 避让与部治理

地下水污染 搬运作用与人类工程活动 地下水 制止发生与治理

海岸变迁 侵蚀、搬运、沉积 海水 较难治理

海洋地质灾害 侵蚀、搬运、沉积 海水 较难治理

其它（如煤炭地下燃烧） 风化作用 氧化 较难治理

（3）不良介质条件（岩体、土体）造成的工程病害

介质条件具体指岩体、土体条件，以及其中夹有破裂面、软弱面、不均匀层、胀缩层、可变层、振动液化层等。这些条件都可以导致工程病害。如果没有可靠的现场定量化的测试数据作为地基承载能力的计算依据，就不能满足重大工程和高层建筑设计的需要。

（4）由于人类活动对地质灾害的影响

人类在创造财富，建设和改造环境的过程中，必然从事大量的工程活动。过量的和不合理的人类工程活动，往往是诱发和导致有关地质灾害加剧的重要原因之一，有时甚至成为灾害的直接肇事者。应该着重指出：我国地质灾害损失总值的65%左右，均与人类活动的影响和参与有关。目前，这种损失仍有上升趋势。因此，及时控制人类工程的不合理活动，已经具有明显的迫切性。

表3由于不良介质条件造成的工程病害

工程中的不良介质条件造成的病害 工程病害的特征和原因 防治能力

与情况

工程地质特征 力学特征 地基承载力

岩体 软弱夹层 容易形成滑脱面 软弱 弱 可以有效的查清和防治，防治效益是很大的

破裂面 容易发生位移 不连续面 不稳

破碎带中的破裂物质 强度低不均匀 弱、不均匀 不均匀

洞穴及不均匀块体 承载力弱不均匀 弱、不均匀 不均匀

不良工程的岩石 具有胀缩性等 变化 变化不定

土体 淤泥类软土 疏松软弱 软弱 不稳 可以有效的查清和防治，防治效益是很大的

黄土类土（部分） 湿陷性 湿陷 不稳

红粘土 收缩性、不均匀 收缩 较不稳

膨胀土 膨胀性 胀缩 不稳

盐渍土 可变形 变化 不稳

冻土 可变形 变化 不稳

饱和粉土（部分）

饱和粉细砂 液化性 震动液化 震动失稳

表4 人类活动诱发的地质灾害

地质灾害类型 人类活动的主导原因 灾害的特征 防治能力

与情况

地下水污染 人类排污 缓慢 可以有效制止

水土流失 人类破坏植被 缓慢

风沙及沙漠化 人类破坏植被 缓慢

冲刷和淤积 人类不合理工程 缓慢

人工填土 人工堆积 缓慢

地面沉降 人类过量开采地下水 缓慢 进行合理的工程活动可以减轻灾害损失

土石的斜坡运移

（崩塌、滑坡、泥石流） 人类工程活动 缓慢

塌陷 矿产开采，抽水振动 缓慢

地裂缝 过量开采地下流体 缓慢

工程活动诱发的高应力及能量集中 高应力及能量集中 人类工程活动 突发

坑道变形及高边坡失稳 人类工程活动 缓慢

坑道突水、突泥 人类工程活动 突发

坑道煤、瓦斯突出 人类工程活动 突发

岩爆 人类工程活动 突发

矿爆 人类工程活动 突发

诱发地震（水库、注水等） 人类工程活动 突发

地下热害 人类工程活动 缓慢

3．地质减灾对策

目前，对它们的各自研究水平和防治能力各不相同，防治难度也相差很大，因此，需要分别采取不同的对策。

（1）对内动力地质作用为主的地质灾害，目前的研究和预测的水平相对较低，治理能力也很差，主要采取避让的办法，少数可以部分超前避让减轻灾害的严重程度。例如地震灾害，目前虽进行了不少工作，但实现地震预报还是未来的长远目标，即使能准确进行地震短临预报，也难以阻止地震发生，只能减少生命的伤亡和部分财产的损失，房屋和其他建筑物还可能照样倒塌。从工程建设角度考虑问题，就产生了要求研究减轻地震灾害的对策问题。以内动力地质作用为主的各种地质灾害，均与地震灾害有类似特点，现在对其危险区段圈定的可靠性，比起中近期预报和短临预报的成功率要高。因此，超前研究区域地壳稳定性，觅找相对稳定地段，即地质灾害相对较轻的地段，开展安全建设，并对建筑物提出合理加固和预防措施，是减轻损失的可靠办法；其次才是对灾害危险区的前兆台网监测和有关基础研究工作的部署。所以，适当加强构造稳定性评价研究，增加其灾前经费投入，可以避免更大损失，已成为当前减灾的战略指导方针之一。

（2）外动力地质作用为主的各种地质灾害，虽然对少数具有一定的治理能力，但花费巨大，现在绝大部分的灾害仍以避让为主。目前的研究水平已经能够可靠的或者较为可靠的圈定它们的危险区段，因此，加强地面稳定性评估工作，在经费上超前投入，是提高减灾效益的最好办法之一。同时也要加强系统地动态监测，对灾害的临界程度进行分析和判断，预报灾害的发生和对灾害作防治处理等。

（3）不良介质条件（岩体、土体）造成的工程病害损失，在我国许多地区多起因于宏观决策失误。例如，由于工程选址前期缺少必要的工程地质调查和地质勘察，以致造成不合理的工程选址，往往会大大增加工程地基的建设投资，因而浪费了建设资金。如果按照常规地质工作程序，超前进行介质条件的稳定性勘查评价研究，获得可靠的现场定量化的测试数据为工程设计提供依据，这部分损失大都可以避免或减少。

（4）人类活动对地质灾害的影响日益增大，我国每年平均由地质灾害造成的直接损失估计可达200亿元以上，其中130亿元均与人类活动具有一定的联系。因此，了解人类工程的合理指标，制止人类不合理的工程活动，合理规划开发和整治土地，对减轻地质灾害的损失，具有重要意义。

4．结语

为了避让地质灾害的侵扰，合理规划、整治和开发利用土地，觅找相对安全、经济的建设场区，确定合理的工程加固措施，以保证工程建筑场地的安全和最大的经济效益，从而达到综合防灾、减灾的目标。

参考文献：

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〔3〕郭希哲,1991,中国地质灾害与防治,北京:地质出版社.

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〔5〕蒋溥等,1991,中国地质灾害及其宏观成因环境,地质灾害与防治,Vol.2,No,1.

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〔7〕李兴唐等,1987,区域地壳稳定性研究理论及方法,地质出版社.

〔8〕刘国昌,1979,区域稳定性与地震,水文地质工程地质, Vol.46,No,2.

〔9〕刘国昌,1993,区域稳定工程地质, 长春:吉林大学出版社.

篇10

我县气候属亚热带海洋性气候，春夏多雨，地质灾害多发的重点时期为每年4月至9月。在主汛期，台风频起，若是连降暴雨、大暴雨，极易引发山体崩塌、滑坡、泥石流等突发性地质灾害。

近几年来，较严重的地质灾害分别发生在*年7月19日、*年5月17日、*年5月20日和*年4月27日。*年度全县累计发生地质灾害12宗，由于预警及时，未造成人员伤亡的灾难。地质灾害具有渐变性和突发性，同时也具有难以抗拒的破坏力等特点，致灾的诱发动力有天然的，也有人为的。自然地质灾害发生的地点、规模和频度，受自然地质条件控制，而人为地质灾害受人类工程开发活动影响，常随社会发展而日益增多。因此，防治人为地质灾害发生是本方案的一个侧重方面。

二、地质灾害重点防范区域

（一）危险区

1.县城*公园南面县自来水有限公司供水二厂。该区域内的开发工程未经必要的地质灾害危险性评估，厂区及其周边山体潜在的地质异常仍有进一步孕育的可能，由于此处西、南面下方均有较密集的民居，危险因素显而易见，是个重点防治的地质灾害危险区。县政府去年*县自来水有限公司必须迅速依法进行地质灾害危险性评估，并根据评估结果采取相应的防治措施，制定有针对性的防灾避险预案。

2.*矿排土场。该矿的主采场虽不在本县辖区内，但其排弃的泥土、废石大量长期倾倒于*凡水坑一侧，日积月累形成了地质灾害源，每遇连续降雨时期，大量排弃物自上而下随水而流，引发多次规模各异的山体滑坡、泥石流等地质灾害。如不及时治理，大面积经济林将遭受不同程度的损毁。

3.*镇*采子山铁矿。此处经多年采挖，矿区周边已经形成陡峭的采矿边坡，采场东北面上方出现3条明显的裂缝，长度20米至40米不等，宽约10至20厘米。裂缝北侧边有一条*——新丰迴龙的公路，此路段下方路基已被蚕食破坏，对交通运输和过往行人造成重大威胁，如不及时进行有效治理，危险源极有可能进一步扩大。

（二）隐患区

1.*林场龙集工区水浸洞。此处曾于*年发生过山体滑坡，*年、*年均有小规模滑坡现象，当地进行过简单治理，重大威胁及当地村民不安的情绪暂时得到缓纾，但是由于当地的地质条件比较特殊，不确定因素仍然存在，因此处民居集中，必须进行地质灾害危险性评估并根据评估结果进行彻底有效的治理。

2.坝仔镇群辉滑坡群。灾害影响区域为胡竹坝一带，此地曾经是省国土资源厅特别关注的地质灾害重点防治区域，并对局部组织进行了必要的治理，很大程度上降低了主要地段的滑坡隐患。当地的地质条件异常复杂，崩塌、滑坡、泥石流等灾害的威胁依然未完全消除。未经地质灾害危险性评估，不得进行用地审批、切坡建房。

3.*镇*小学。*年地质灾害排查工作中，发现该教学点存在地面塌陷的隐患，校区建于洪积扇构造堆积层之上，地表1米以下多为砂砾和鹅卵石，极具松散透水性，如果计划兴建三层以上的建筑，必须先经过地质灾害危险性评估。

4.*镇*矿区。由于多年乱采滥挖，露天采场已形成不规则异常陡峭的采矿边坡，又因排土场未经规划，随意排弃，松散的土方量比较大，已对附近居住的村民造成威胁，若遇特殊天气，极有可能引发崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害。

5.*镇*村*村。*年汛期，此地曾发生颇具破坏力的泥石流灾害，汛期要加强巡查监测，同时要教育村民慎重选择建房地点，尽量不要在排洪水渠沿线、不稳定的山体边坡下等地域修建房舍。

6.翁城镇富陂村温张屋。*年此处局部耕地发生地面塌陷灾害，使经济作物遭受一定的损毁。据初步监测，灾害发生地为古河道区域，地表4—5米以下土质疏松、透水，甚至可能存在地下暗流，应加强巡查监测，确保人民群众生命安全。

7.主要公路沿线。特别是国道106线凉沙公路和**塅，公路两侧常因连续降雨引发山体滑坡、崩塌等地质灾害，公路主管部门应在汛期加强巡查，及时清淤，确保道路畅通。

8.*林场龙体工区新山至凡水坑区域。多年来乱采滥挖已造成让人触目惊心的地下采空区，与之相邻的凡洞一侧于上世纪九十年代初曾发生过大面积地面沉降灾害，由于此采空区上方压力依然存在，隐患尚未消除，在此区域作业的*铁矿从业人员和林业生产、管理人员的生命安全受到威胁，应及早进行地质灾害危险性评估，必要时采取避让措施。

三、防灾基本措施

（一）认真贯彻执行国务院《地质灾害防治条例》以及有关法律法规，结合具体情况，制定相应的防治办法和应急措施，各镇人民政府及*林场要制定地质灾害防灾应急预案。