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海洋灾害及其防治范文

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海洋灾害及其防治

第1篇

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

第2篇

关键词 海冰;大风;降温;暴雪;黄河气旋

中图分类号 P732.2 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2017)11-0200-02

进入海洋中的大陆冰川(冰山和冰岛)、河冰、湖冰以及咸水冰被统一称为海冰,其盐度比海水低2‰~10‰[1]。海冰等海洋主要灾害对渔业生产等有巨大的危害[2-3]。如1969年发生的“大冰害”,曾经造成海上石油平台损坏。强冷空气是造成暴雪、大风和低温冻害等冬半年影响我国大部分地区和海域的灾害性天气的主要原因。2010年1月上旬开始,受持续强冷空气的影响,渤海湾、莱州湾、黄海北部等山东海域发生海冰灾害,山东省因这次海冰灾害直接经济损失接近27亿元,其中烟台市损失8.78亿元,威海市损失8.96亿元[4]。本文通过对2010年1月上旬的持续强冷空气过程分析,探讨造成海冰对强冷空的响应,以期提高社会的防范意识,减少海洋产业的损失。

1 海冰灾情分析

自2009年11月下旬开始,辽东湾出现大面积初生冰,时间较常年提前15 d左右;至2010年1月上旬,辽东湾海冰发展迅速,浮冰范围迅速增加;至1月中旬,受补充冷空气影响,莱州湾的冰情发展明显,浮冰范围从1月9日的29.632 km迅速增加到1月18日的72.228 km,1月22―24日连续维持在85.192 km,为莱州湾40年来最大海冰范围;辽东湾浮冰范围从1月31日的96.304 km迅速发展到2月13日的200.016 km,最大单层冰厚达50 cm以上。海冰于2010年1月中下旬达到山东省40年同期最严重冰情。

2 天气形势分析

2.1 500 hPa高空环流形势分析

2010年1月上旬的500 hPa高度场上,北半球中高纬以经向环流为主,冷空气经贝加尔湖东移南下。2日,小股冷空气经蒙古和东北地区南下,高原低槽东移,带动低层暖湿气流向北输送。3日,河套地区有低涡生成,北方冷空气和南方暖湿气流在此交汇,引发黄河气旋剧烈发展,在东北路径南下的冷空气垫上抬升,形成明显降雪。4日8:00后,东亚大槽移动到日本海地区,来自极地的冷空气经由贝加尔湖,在高压前部西北气流的影响下不断影响山东半岛地区。地面图上,河套低涡诱发黄河气旋,经黄河下游影响华北到山东半岛的大部分地区。4日8:00,黄河气旋东移到朝鲜半岛地区,冷高压随之南下,冷空气经由贝加尔湖、蒙古东部扩散南下。8日高压中心位于蒙古东部地区,冷空气影响结束。

2.2 暴雪过程分析

黄河气旋引起较强的上升运动和整层的水汽抬升使4日山东半岛多处出现暴雪。随着冷空气不断影响,山东半岛特有的地方性天气――冷流降雪天气不断出现。5日850 hPa半岛降温至-20~-16 ℃,山东半岛多处出现大雪;随着高空冷空气主体的不断东移,山东半岛的冷流降雪强度也逐渐减弱。6日850 hPa为-16 ℃,出现中雪;7日回升至 -16~-12 ℃,出现小到中雪;8日回升至-12 ℃,出现小雪,降雪结束。半岛最大积雪深度达30 cm以上,50%的台站最大积雪深度与历史同期持平,40%的台站降雪日数与历史同期持平。

2.3 低温实况分析

对于这种持续性冷空气影响引起的温度下降,一般分为平流降温和辐射降温2种。3日8:00至4日8:00,以较强冷平流引起的平流降温为主。500 hPa高空较强锋区压在了华北―山东半岛一带(10纬距,4条等温线)。4日8:00―20:00,850 hPa西北气流明显加强,等高线与等温线交角在90°左右,温度平流达到最大值。5日8:00,成山头ΔT24值达到-13 ℃。4日夜间以后,山东半岛南部地区天况转晴,风力减弱,辐射降温作用明显,导致最低气温出现在6日早晨,全市气温均在-9 ℃以下,内陆地区最低气温达-22 ℃。1月上旬平均气温达到1980年以来的最低值。

2.4 大风分析

由于冷高压的前方伴有入海气旋,高压前部较大的气压梯度与地面气旋叠加,造成风力极值出现在1月4日,黄海南部的崆峒岛站最大风力8~9级,阵风10级,陆地6~7级,阵风8级。与之类似的是,1999年11月24日,由于地面冷高压和入海气旋的共同作用,渤海出现7级、阵风10级的偏北大风,发生了震惊全国的“11・24”海难事故。4日后冷空气逐渐扩散南下,地面冷高压经蒙古到河套扩散南下,地面风向以北到西北风为主。与高空冷平流相对应。5日,海岛站最大风力,崆峒岛8级,渤海黄海交界处的长山列岛自动站为6~7级风,沿海地区均为4~5级风。6日,崆峒岛7级风,长山列岛为4~5级风。7日,崆峒岛7级,长山列岛为5~6级风。

3 与1969年海冰灾情对比

在1969年春季,渤海发生特大海冰期间,海冰厚度最大达到54 cm,营口海区、辽河口基本上被固定冰全部覆盖,渤海石油“海一井”(重500T)平台、“海二井”(重550T)平台受到重创,塘沽港有58艘客轮受损。造成这次冰害的主要原因是由于1969年冷空气强度大、频率高,冬季降雪频繁,多因素综合造成1969年大冰害发生。综合1969年和2002年的海冰灾情认为,海冰厚度和范围都与冷空气强度、次数及路径密切相关,海冰的形成与消融与该海区的气象和水文条件有着密切的关系[5-6]。

4 建议

黄河气旋和较强冷平流造成的大风、低温和降雪是造成海冰灾害发生并发展的重要因素,当持续低温出现后,东北风盛行的天气形势下,海冰发生发展的概率较大。冷空气强度、次数及路径等因素影响海冰厚度和范围,气象条件和水文条件与海冰的形成、消融密切相关。因此,预测有海冰发生时,应周密部署,加强督促检查,加强巡查监控,及时预警信息,充分利用VTS、AIS、CCTV等监控手段;加强对海冰区域的动态监控,随时掌握跟踪冰情变化情况。加强多部门联系与合作,健全预警机制,密切关注海冰的发展,及时预警信息;严格落实各项防范措施,及时掌握海域海上冰情,研究分析海冰对涉海作业和水运生产可能造成的影响,制订和完善因海冰影响造成封港、停航和船舶、人员海上被困等突发事件的应急预案,同时要合理布置力量,做好随时应对各类情况的准备。在做好预防工作的基础上,当灾害发生后,对适宜收获的养殖产品及时收获,对养殖池塘要防止发生缺氧,同时对渔业设施加固和增加保温能力,保证养殖品种正常生长,最后要及时对停港渔船进行调度和看管,切实保证渔船安全[7-8]。

5 参考文献

[1] 李志军.渤海海冰灾害和人类活动之间的关系[J].海洋预报,2010(1):8-12.

[2] 陆钦年.我国渤海海域的海冰灾害及其防御对策[J].自然灾害学报,1993(4):53-59.

[3] 徐广远,郐明,张恩鹏,等.海参海冰灾害防治措施[J].新农业,2013(17):60.

[4] 孙劭,苏洁,史培军.2010年渤海海冰灾害特征分析[J].自然灾害学报,2011(6):87-93.

[5] 张方俭,费立淑.我国的海冰灾害及其防御[J].海洋通报,1994(5):75-83.

[6] 马桂山,张哲,王晓娟,等.渤黄海冰情分析与对策思考[J].中国海事,2010(11):43-46.

第3篇

碳金融对我国现代渔业经济发展支持研究

基于辽宁沿海经济带发展战略背景的大连市渔港发展对策

湛江海洋经济发展研究

我国黄海海洋产业发展的机遇与挑战

河蟹产业快速发展实证研究——基于“中国河蟹之乡”江苏兴化永丰镇的调查

水产科研机构管理人员绩效考评体系研究

我国水产加工企业创业历程及成长动力的扎根理论研究

标准化在促进渔业发展中的作用及其实践

基于信息不对称理论的水产品质量安全监管

完善我国水产品质量安全检验检测体系建设的研究与思考

撬动罗非鱼国内销售市场的几点思考

网箱鱼类排泄物收集碳汇系统与生态效能研究

推进淡水养殖业可持续发展的思考

我国渔业水域突发污染事件分析

我国水产养殖业环境污染防治研究

南非发展淡水养殖业需要关注的几个问题

国际海洋生态安全存在的问题及其原因分析

风暴潮灾害损失和经济增长的耦合关系研究

山东半岛蓝色经济区海洋产业与区域经济的耦合关系研究

广东海洋大学海洋经济与管理研究中心揭牌

大连水产学院参加中国航海日各种活动

2009年海峡两岸青年海洋教育文化交流活动在台举行——中国海洋大学、上海海洋大学、浙江海洋学院师生代表参会

我国渔业发展现状、问题及出路

现代渔业公共政策研究的若干思考

农村小额信贷发展的国际经验与中国实践

《环境污染损害责任保险法》之法律构架

我国政策性渔业保险发展探析

我国渔业产业结构优化研究

试论基于社区的渔业管理

从海洋综合管理的视角完善海域使用管理——基于舟山海域的实证考察

IUU捕捞问题之经济学透视

渔业科技成果转化中存在的问题及其对策

常见水产品安全指标在相关标准间的矛盾分析

我国水产品质量安全SWOT分析及战略选择

上海市水域水生生物增殖放流现状和存在问题

水生生物资源增殖的服务功能分析和品种选择

农产品贸易中价值标准设定与量化的探讨——以日本水产品进口情况为案例

海洋灾害经济损失的模糊测定——以风暴潮为例

美国青蛙成蛙健康养殖技术经济评价

以科学发展观为指导努力使渔业发展成为国家生态文明的基础产业

关于建立海洋生态补偿机制的探讨

关于开展水域荒漠化防治工作的几点思考

浅谈渔业水域污染与渔业养殖生产

工厂化养殖循环水处理系统的建造技术及其市场前景

中国渔业生产:计量经济模型的构建与应用

基于需求主体的渔业金融供给路径探讨

税费在东山县单拖渔业捕捞能力控制中作用的实证分析

新渔村建设面临的问题及化解思路

上海市渔民权益保护机制研究

关于转变渔业增长方式促进社会主义新渔区建设的思考

我国远洋渔业亟待国家重点扶持以加快发展

改革开放以来我国海水养殖政策的演变与发展

关于千岛湖发展休闲渔业的思考

新疆渔业发展的现状及展望

中国虾产品出口竞争力分析

基于比较优势的中欧贸易产品结构实证分析

中国金枪鱼供应链物流分析

第4篇

关键词 海洋环境污染 海洋灾害 海洋工程与海洋环境相互作用

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

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

一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究

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

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

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

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

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

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

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

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

三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策

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

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

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

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

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。

第5篇

关键词海洋环境污染海洋灾害海洋工程与海洋环境相互作用

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

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

一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究

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

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

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

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

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

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

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

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

三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策

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

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

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

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

第6篇

关键词:海洋经济 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。

第7篇

关键词 海平面;沿海地区;影响

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.

[2] 张振克.美国东海岸海滩养护工程对中国砂质海滩旅游资源开发与保护的启示[J].海洋地质动态,2002,I8(3):23-27

第8篇

关键词:地质环境;灾害;突出;严重;问题研究;分析

        1  我国地质环境和灾害突出和严重性

        我国环境地质和灾害地质极为突出和严重,而且有日益恶化之势。例如我国在经济调整增长的同时,灾害的损失也日渐增大。1989年,灾害损失525亿元,1990年为616亿元,1991年达1050亿元,占国民生产总值的1/6。如不考虑物价上涨因素,灾害所造成的经济损失增长1990为17.33%,1991年高达70.45%,问题严重,不容忽视。

        要把保护地质环境,减轻地质灾害工作看作是创造财富的工作,其在社会发展中的作用与地矿勘查工作相同。

        水资源的开发利用和合理调配是今后我国值得注意的重大问题。此外,地下水日益短缺,水质不断下降,过量开采还引起地面沉降、海水入侵等一系列地质灾害。土地利用不当,带来了水土流失、石漠化和沙漠化问题。一些跨世纪的重大工程,对区域的生态平衡和环境也存在着巨大的影响。因此,开展地下水资源和地质环境研究对我国经济发展和社会稳定具有重大意义。

        这方面的研究工作:一是要围绕重要经济区和国土整治区、重要城市、重点工程项目、重要交通干线和重点矿山,开展地下水资源合理开发利用和科学管理水资源与环境协调发展、区域地壳稳定性、地质灾害预测与防治、地质—生态环境效应、污染的防治等方面的研究,为合理利用水资源、改善和保护环境、减轻地质灾害、促进经济建设和社会发展服务;二是加强区域地质—地球化学环境、生物地球化学特征、生态效应与系统控制,为人类健康与发展农业服务。

        2  我国地质环境和灾害问题研究分析

        由于我国地质环境和灾害问题突出,除继续密切结合国土开发整治和国民经济建设需要,进行完善地质环境区划和区域评价,加强发展地质环境和地质灾害监控—预报—减轻系统以外,要重点开展以下几个领域的工作:

        2.1 干旱地区水资源的调查开发利用与保护研究  我国干旱区面积占全国面积1/4以上,主要包括新疆大部,内蒙古、甘肃、青海西部、宁夏等,降水量不足200毫米。这里,土地资源、矿产资源飞能源和气候资源都比较丰富,农业、工矿业发展潜力比较大,但发展中的最大制约因素就是水资源问题。因此,加强西北干旱地区水资源的开发利用与保护研究,具有开发西北超前的战略研究意义。

        2.2 我国西南岩溶石山生态环境治理与农业持续发展试验基地研究  我国西南六省岩溶区是世界上最大的联片裸露岩溶区,是我国重要能源和有色金属基地。然而近年来石漠化发展速度很快,生态恶化,人民生活贫困,是我国当前最贫穷的地区之一,严重制约了当地经济、社会发展,甚至还会威胁到长江、珠江中下游的生态平衡和发展。西南岩溶地区又是我国四大生态脆弱带(黄土、沙漠、红壤土、岩溶)之一,过去国家对其它三个类型的研究,已有较大持续的科技投入,有力地推动了对它们的治理。但对岩溶区,仅“六五”期间组织过一次以治水为主题的攻关,而在基础问题上无重大投入。

        为了尽快改变岩溶山区落后面貌,要在这一地区选出的基础问题和应用问题开展多学科、多部门的综合治理试验基地研究,为岩溶石山治理、资源的合理评价开发、促进西南地区持续发展提供可靠的科学基础,对全区乃至全球岩溶石山治理都可起示范作用。

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sp;      ①岩溶地区四层圈之间相互作用规律(碳、水、钙及其它元素环)。②西南岩溶石山的形成演化与人地协调发展关系研究。③岩溶地区资源形成机理和分布规律。④岩溶生态系统的类型、展布规律与经济开发关系。⑤岩溶地区石漠化的形成条件飞机理和演变过程。⑥岩溶石山区人口、粮食、环境、经济持续协调发展战略。

        2.3 东部沿海地区环境与灾害监测、预报和防治系统研究  东部沿海地区作为我国经济改革的窗口,近十几年来获得了迅速的发展,成为我国一个重要而又独特的经济区域。但是,不能不看到,随着沿海经济建设的迅猛发展和对海洋资源的大规模开发,也带来了日益严重的环境问题和灾害的激发,自然环境正在进一步恶化。

        20世纪70年代以前,我国只有零星的地区发生海水入侵。随着沿海开发,大量超采地下水、海水入侵范围不断扩大,辽宁、河北、山东、江苏、广东等省的沿海城市均出现了不同程度的海水入侵。北方城市尤为严重,如胶东湾海水入侵速度已从每年数十米增加到每年401米,入侵范围达627平方公里。海水入侵使陆地上的淡水资源遭到破坏,更加剧了水荒。同时,使大片土地变成盐荒地,仅山东莱州地区因海水入侵造成的工农业损失累计就高达50亿元。

      过量开采地下水造成的另一灾害是地面沉降。我国东部沿海地区已近20座城市出现地面沉降,上海、天津两城市最大累计沉降量达到263厘米左右,位于长江三角洲的苏州、无锡、常州、嘉兴、肖山地区已发展成数千平方公里的沉降带,沧州、保定等地的城市地面沉降达2000平方公里。地面沉降使一些民用建筑破坏,地下管道断裂,加大了海水入侵和内涝积水的危害。

        人工采砂、淡水截流、乱采乱挖珊瑚礁和砍伐红树林造成海岸的侵蚀,如海南清兰港沿岸,近十年来海岸线后退了150~200米。海岸侵蚀使海岸建筑、土地资源、旅游资源遭到破坏,威胁到港口、码头的安全。

        在我国海岸带上的一些城市、港口、海湾出现了不同程度的环境污染,有的地区甚至相当严重,大大超过了国家标准。污染不仅给渔业、盐业、旅游业造成损失,而且诱发赤潮灾害的发生。近年来,我国赤潮发生频率增高,每年数十次,给生态环境、渔业生产带来破坏,也威胁到人民身体健康。

        特别需要指出的是,沿海地区灾害造成的损失有日益增长的势头。据统计,由海洋灾害造成的损失,20世纪50年代平均每年不足1亿元,80年代初期平均每年5亿元,1992年则高达100多亿元。在某种程度上,海洋灾害已成为制约沿海经济发展的因素之一。

        沿海地区在国民经济建设中占有举足轻重的地位,沿海开发正显加速发展态势。而我国海岸带从北向南跨越了不同的古板块,地质环境相当脆弱复杂,一旦遭到破坏,要花很大财力和物力才能恢复。面对这种情况,除了加强对沿海地区开发的综合管理,建立健全资源、环境合理开发、综合利用和保护的法规体系,处理好资源、环境和建设的关系以外,要加强对该区环境与灾害监测、预报和防治系统的研究程度,力求控制重大地质灾害的突然发生和严重危害,减轻地质灾害造成的损失;另一方面,深入研究各类地质灾害的形成机制和发生、发展规律,研制和推广主要地质灾害的调查方面的监测、防治技术。通过这一地区的研究,为全国各地区环境、灾害监测、预报和防治,为减轻地质灾害积累经验提供依据。

        2.4 地表过程与土地的可持续利用研究  最近国际地科联为了参与并推进《21世纪议程》的开展,成立了环境规划和管理地质学专门委员会(cogeoennironment),以便更充分地发挥地质学在环境保护中的重要作用,提高公众和决策者对地学在有效地管理和保护环境及其资源的重要性认识。最近,该委员会向环境问题科学委员会(scope)提出开展《地表过程与土地持续利用》研究的建议,作为地科联参加持续发展工作的一个项目,以便在国土利用和规划中发挥地质学家的作用。

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p;   最近一系列研究表明,地表过程对土地状况有着极大的影响,它们可以限制或增强土地利用变化和工程建设的可能性。据国际地科联主席w.s·法伊夫(1993)研究,全球表层土壤的年损失率达0.7%,水土流失产生严重地质生态后果甚至已超出粮食供应本身的问题。我国不少地区水土流失的情况日趋严重,不仅使土壤厚度变化剧烈,而且造成土壤养分降低,土质变差。为了协调和持续发展,我们应从对各种地表过程研究入手,并定量评价水土流失现状,进而提出地质上的治理措施和方案,以便探索不同类型地区的地表过程与生态系统和农业持续发展的关系,使土地能为人类的繁荣和社会发展而得到持续的发展。

        2.5 城市废物的地质安全处置研究  目前,城市规模不断扩大,人口集居密度不断提高,从20世纪50年代到20世纪80年代,城市人口由0.6亿增加到2.2亿,城市废物迅速增长。据1985年粗略统计,仅我国城市垃圾量年产已达5188万吨,其增长率超过10%,预计现在年产量已达到1亿多吨。我国城市废物排放量大,而且集中,不但至今基本上未得到妥善处置,而且其数量有大幅度增长趋势,对大气、地表水和地下水的污染非常严重。此外,我国核废料的安全地质处置,特别是高放射性核废物的安全隔离还是一项艰巨的任务。为此,地质学家要与其它自然科学家一起,研究城市废物的地质安全处置技术和方法,实现废物的安全处置。

        2.6 化学定时炸弹与人类的生存和健康  人类活动对地球环境的影响日益加剧。因此,协调人地关系,探讨人地作用机理,揭示人类生存与环境之间的内在联系,已成为维护人类继续繁荣和不断发展的关键,并开始成为人类认识地球新的出发点和突破口。

        根据最近国内外的许多研究,人类作为一种重要的地质营力所引起的环境剧变,特别是化学定时炸弹效应,不仅超过自然变率,而且已危及到人类本身的健康和生存发展。许多专家认为,当今人类疾病90%以上与微量元素有关,许多疑难绝症和大面积的地方病都与人体微量元素失衡有关,而人体必需的微量元素只能由体外汲取。因此,地球化学环境背景对人类生存的健康至关重要。对它的研究不仅有理论意义,而且具有非常现实的意义。

第9篇

【关键词】 温州;热带气旋;灾害与防灾

1、引言

热带气旋是发生在热带或副热带洋面上,具有有组织的对流和确定气旋性环流的非锋面性涡旋的统称。包括热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风(强台风和超强台风)的统称。热带气旋灾害主要由热带气旋所带来的狂风、暴雨和风暴潮及其引发的一系列灾害所造成的。

温州处在浙江省的东南沿海地区,东临东海,受季风天气影响强烈,是东南沿海受热带气旋灾害较为严重的地区之一。历年来多次遭受热带气旋的正面袭击或影响,对温州国民经济造成巨大的损失,是我国重要的抗灾减灾地区之一。

2、温州沿海地区受灾情况与分析

温州市地处东南沿海,属亚热季风气候区和东海区,外海缺少岛屿阻挡,西南群山起伏,东北平原流急水高,每年夏秋之间热带气旋影响多,而且影响大,往往热带气旋路径直扑而来,热带气旋夹带暴雨、大潮、洪水经常会给温州市带来严重损失。

张丽佳在《中国东南沿海地区台风危害性评价》中,引入Tzc(台风灾害灾次指数)对中国东南沿海地区台风危险性格局进行了深入地分析,其分析得出,浙江南部沿海、福建、广东大部分地区受台风影响较多。同时,浙江的温州和台州受台风至灾因子影响较大[1]。

据此,我们可知温州地区深受热带气旋及其次生灾害的影响。

2.1、温州沿海地区受灾时空分布特征

据记载,从1949年起至2010年间,共有41次热带气旋在浙江省沿海登陆。而热带气旋在温州沿海登陆的就有17次,平均每年0.3次,其中仅2000年至2010年这10间登陆热带气旋就达7次之多。图1反映了62a温州沿海登陆热带气旋数的年际变化特征。这62a中,48a无热带气旋在温州沿海登陆,14a有1个以上热带气旋登陆,其中1972年、2004年和2007年登陆个数则达2个。

近10a温州沿海热带气旋登陆频次高,共10个,其中有4个在苍南登陆。2007年16号台风“罗莎”于10月7日在浙江省苍南县霞关镇与福建省福鼎市交界处登陆,是当年第二个在苍南登陆的热带气旋,也是近年来在温州登陆最晚的热带气旋。

温州南部的苍南和平阳是温州沿海热带气旋登陆的高频地区,北部以乐清较频繁。每年的6~10月,尤其7~9月更是热带气旋及其引发的灾害最肆虐的时期,也是抗台防灾的关键时期。

2、影响温州的热带气旋特征

2.1、影响类型

直接影响是热带气旋对温州影响的主要形式,影响也最大。这类情况较为复杂,这与热带气旋自身特点及周围环流均有关系。主要影响形式包括:(1)台风登陆温州市,一般把这种影响称为正面袭击。(2)台风沿海北上,或者转向东北方向移动,但经过浙江省沿海时也常出现较强的影响,包括沿海大风、强降水,也有风暴潮发生,与第(1)种情况相比,影响较轻,影响范围也较小。(3)台风在闽中北登陆,有时对温州产生重大影响[2]。

热带气旋对温州的间接影响有两层含义,一是热带气旋在浙江省登陆,除产生大风、暴雨、洪水、风暴潮等影响外,还有如诱发地质灾害、非登陆地大暴雨、台前强对流天气等。

2.2、源地和路径特征

热带气旋登陆地点的变化及危害的范围与热带气旋移动路径有密切的关系。登陆温州的热带气旋发生源地主要为台湾、菲律宾以东的西太平洋海域。由于在太平洋海域生成的热带气旋主要受西太平洋副热带高气压环流引导热带气旋多以偏西路径移动。因此,登陆温州的热带气旋在登陆前有两种情况:1)一次登陆型:自西太平洋海域西北行进入东海后继续西北偏北行,主要登陆温州苍南至乐清的沿海地区。2)一次以上登陆型:自西太平洋海域形成向西北偏西行,岛之后,穿过台湾岛进入台湾海峡继续向西北偏北移动,主要在温州苍南和福建交界处登陆。

温州登陆热带气旋在登陆后表现出不同的情况:1)在当地登陆之后强度逐渐减弱至消失;2)登陆之后以北上为主,最后强度减弱进入海洋并消失;3)继续向西北方向移动进入内陆地区,强度减弱直到消失。

2.3、大风特征

热带气旋是一种气压极低的涡旋,具有强大的气压梯度和旋转力,根据不同的级别会产生大到极大的风速,破坏作用随风速增大而增大。

2.4、降雨特征

热带气旋登陆过程中伴随着强降雨天气。因此热带气旋强降雨是热带气旋一个重要至灾因子。许多极端暴雨记录都与热带气旋活动有关。2006年8号超强台风“桑美”登陆使苍南县平均降雨量达364mm,其中苍南昌禅达到606mm。

3、温州沿海登热带气旋成灾分析

热带气旋本身就是极严重的灾害性天气,热带气旋更是全球发生频率最高、影响最严重的一种灾害。热带气旋灾害在近岸表现为风、浪与风暴潮结合引起的灾害;在内陆则主要表现为风和暴雨灾害以及由暴雨引起的洪水和诱发的滑坡、塌方及泥石流等灾害。

3.1、暴雨灾害

每当西太平洋热带气旋逼近,在副高南侧偏东气流引导下,从洋面上带来充沛的水汽,加之台风剧烈的环流和地形沿坡抬升,加剧形成了温州市以南北雁荡山区的顺溪、桥墩、棣头、曹村和砩头及昌禅等处的特大台风暴雨中心[4]。

热带气旋具有充足的水汽和强烈的空气对流运动,本身就容易形成暴雨。根据国内外学者对暴雨的分析和研究,最强的暴雨常常是由台风或与台风有关的天气系统造成的。据统计,登陆中国的热带气旋几乎都带来了暴雨,60%形成了特大暴雨。台风暴雨的强度主要受台风本身环流、环境条件和下垫面的影响。仅1980~1990年11a间,浙江省发生的较大的洪涝灾害中有19次是由热带气旋引起的。

3.2、狂风灾害

随着经济的发展,台风带来的灾害损失越发严重,而在台风造成的所有灾害之中,风灾的危害仅次于台风暴雨引发的洪涝灾害,诸如船只的翻沉、房屋倒塌等建筑物的毁坏及台风浪、台风潮等灾害均直接取决于台风的大风[5]。

登陆热带气旋风力多达12级或以上,阵风常常达到30m/s,12级及以上的大风在1m2的面积上产生200kg或更大的压力。如此强大的大风造成的破坏性是很大的,它能摧毁房屋,堤岸等建筑物,树木可以被拔去,作物会一扫而空。

在海洋上,热带气旋登陆过程中的强大风力能掀起滔天巨浪,掀翻船只,还往往给海上工程、海上运输、海上军事活动及海洋渔业带来灾害性影响。由于波浪水效应而加大风暴潮侵入陆地的面积,从而给海岸带的种植业、水产养殖业带来巨大损失。这就形成了狂风引起机械性破坏和巨浪的灾害链。

3.3、风暴潮灾害

风暴潮是热带气旋造成重大灾害的又一重要驱动力。如果台风、暴潮与当地天文大潮三者相遇,海面水位将超过当地“警戒水位”,从而酿成巨大的风暴潮灾害。风暴潮能引起海堤决口,造成人员伤亡、田舍淹没;风暴潮引起的增水能引发海水倒灌,导致土地盐碱化等[7]。

1994年8月21日,9417号台风在温州瑞安登陆,登陆时中心附近最大风力超过12级(40m/s)。由于发生风、雨、潮“三碰头”,加之夜间登陆,且登陆地人口稠密,造成全省死亡1126人,直接经济损失177.6亿元。

3.4、人为因素加重灾害

除了由于热带气旋所带来的灾害及次生灾害导致重大人员伤亡和重大经济损失外,人为因素也是重要的因素。比如,民房质量差、抗风力不强;群众防台意识不强,存在麻痹思想; 避风点不规范,安全度不高等等。如0608号超强台风“桑美”登陆期间苍南县全县因灾死亡153人。原因为避难所抗风强度不够,导致群体性伤亡。

4、温州沿海登陆热带气旋灾害预防对策

本文将热带气旋灾害防治对策主要从三个方面出发:完善灾前的预警、预报系统,开展防治措施;加强灾后的重建和修复工作;建立灾害评估系统。

4.1、完善灾前的预警、预报系统,开展防治措施

(1)完善预警预报系统

全面的灾害预警系统能让各部门及民众有充足的时间来防御应对台风灾害,能够大大提高我们预防台风灾害的综合能力;对台风移动方向,登陆地点、时间和暴雨程度,河道、水库水位的预报、预测都起到重要作用。

(2)防灾工程措施

加固房屋,优化结构使房屋能够经受最大的台风等级。开展房屋安全鉴定,为群众提供安全避风场所。就洪水而言,应该要加固堤坝,提高防洪泄洪能力。

(3)加快宣传防灾减灾教育,提高群众防灾意识

利用现有学校教育基地或建立新的教育基地,或者利用电视、网络媒体进行防台抗台知识宣传,加大台风的科普和防台抗台知识的宣传力度,加强全社会尤其是台风多发地、重灾区人民群众的防台抗台宣传教育,提高台风中的自救能力。有关部门要根据法律、法规和规章规定,加强全民防灾减灾意识宣传教育,进一步树立和提高人民群众防灾减灾意识和自救能力。

4.2、加强灾后的重建和修复工作

所有的自然灾害都会或多或少造成一定的经济损失和人员伤亡。我们能做的只能是尽可能将损失减到最低,并且在造成损失后的第一时间就要开始灾后重建。因此在这个方面上应该加强社会保障体系的建设,让每一位受灾群众或受灾地区得到帮助。提高全社会的防灾意识和防灾水平,建立完备的灾害风险转移机制,通过加大灾害的人身财产保险,大力推进灾害保险与再保险事业的发展,加快灾后恢复重建。同时应对超强台风应将“心理干预”和“心理修复”纳入区域救灾体系。

4.3、建立灾害评估系统

建立GIS台风灾害评估系统,进行灾害分级管理。采用遥感、GIS等先进技术建立综合、快速的台风灾害评估系统,采取业务行政部门与地方政府评估相结合的方法,在灾害发生后迅速评估,确定等级。制定分级管理细则,实行分级的抗灾、救灾的科学管理,使我们的救灾管理逐步走向科学化法制化。

参考文献

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[2] 梁必骥,梁经萍,温之平. 中国台风灾害及其影响的研究[J]. 自然灾害学报, 1995, 4(1): 84-91.

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[5] 陈顒,史培军.自然灾害[M].北京师范大学出版社,2008:208

第10篇

一、上年度地质灾害的灾情基本情况

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。

(二)建立地质灾害日常监测预警责任制,明确单位责任和主要责任人,落实监测、报警、防灾责任制,确定可行的应急避灾预案,建立健全信息员和联络员制度。各镇政府、*林场为辖区地质灾害防治工作的责任主体,县国土资源局矿管与地环股为地质灾害防治工作行政管理的日常办公地点,县矿产资源与地质环境监测站为这项工作的监测服务和技术指导部门,各镇国土资源所为地质灾害防治日常监测预警联系机构。形成县镇监测网络,加强联合巡查,跟踪监测,完善灾害速报制度,确保这项工作的落实。

第11篇

关键词:东海县地质灾害防治措施

1、概述

地质灾害指自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。近年来,随着东海县经济社会的快速发展,人类工程活动规模与强度不断加大,滑坡、崩塌等地质灾害时有发生,不但造成一定的经济损失,影响人民群众生命财产安全,而且破坏东海县的地质环境资源,一定程度上影响了东海县的社会安定和国民经济健康发展。因此,对该地区的地质灾害防治方法的研究是有必要的。

2、地质背景

2.1气象水文

东海县气候温和,四季分明,降雨较为丰沛,属暖温带,以海洋性气候为主,兼有大陆性气候特征。多年平均降水量为965.6mm,多年平均气温13.6℃。降水主要集中在早7~8月份,约占全年总量的50%左右。常年平均气温14℃,全年无霜期达225天,年平均日照2394小时,年平均降水913.0mm,主导风向为东南风。

2.2地形地貌

东海县地处沂蒙山脉的延伸部与淮北平原的交界地带。西倚马陵山脉,地势西高东低。西部与北部是丘陵地带,中部是平原坡地,东部是沭南洼地,西部和北部多为岗岭沙土,东部主要为黑淤土,并含有一定的盐、碱成分。境内主要山脉,西北有羽山、北有磨山、南有牛山、安峰山、房山等。地势北、西高,南、东低,地面相对高差最大250.0m,平均坡降约4%~5%,羽山是区内至高点,海拔269.5m,最低处位于温泉镇南缘刘湾一带,海拔23.0m左右。

2.3地质构造

区域构造单元位于扬子地台北部边缘,与华北地台相邻,地处郯庐断裂带东侧,为大别一苏鲁超高压变质带东段南部地区,构造形迹较为丰富。区内无较大断裂通过,未见活断层,地质构造较稳定。

3、地质灾害现状及成因

3.1地质灾害现状

东海县地质灾害类型主要为崩塌和滑坡。截止2011年底,通过现场踏勘,共发现崩塌地质灾害点49处,占地质灾害总数的85.9%,以中小型规模为主,其中中型规模2处,占4.1%。崩塌地质灾害隐患点6处,占10.5%,规模为小型。滑坡地质灾害点2处,占3.5%,规模为小型。从地域上看,主要分布在东海县中西部低山丘陵地区,其中东海县西部的安峰山、房山、平明山、磨山、羽山等地比较密集,涉及乡镇主要有双店、桃林、山左口、洪庄、温泉等。综上统计,东海县地质灾害点具有灾害点分布多、规模小、分布集中、稳定性差、危害程度小等特点。

3.2成因

自然地质环境条件是地质灾害发生的主要控制因素,大气降雨因素、人类工程活动则是地质灾害发生的诱发或触发因素。根据资料显示:东海县境内地质灾害的发生除了受自然地质环境条件(如地质构造、地形地貌、岩土体结构构造条件)影响外,不合理的人类工程活动破坏了原始斜坡的自然平衡,在遇到强降雨等恶劣天气时,引发了地质灾害。据资料统计,东海县地质灾害中,有80%以上的地质灾害与人类工程活动有关。

3.2.1降雨因素

东海县境内地质灾害大部分发生在雨季,主要原因是降雨对地质灾害的发生及其分布具有明显的控制作用,由于长时间的降雨会使得地下水位升高,对岩土体产生浮托作用,同时因降雨形成的坡面流水体不断地冲刷坡脚或浸泡坡脚、削弱坡体支撑,使得土体饱水软化,抗剪强度降低,不利于斜坡的稳定。

3.2.2人类工程活动因素

东海县近年来人类工程活动非常强烈,建房、道路修筑等活动增强,切坡或开挖坡脚现象普遍存在,由此产生大量的高陡边坡,在降雨等作用下易产生边坡失稳的情况。另外东海县中西部低山丘陵地区露天采石现象较普遍,且开采方法落后,采矿形成的采矿区和采石形成的临空面也是产生地面塌陷和崩塌的重要原因。

4、地质灾害防治措施

4.1建立、健全地质灾害防治工作领导责任制

由县政府统一领导,乡(镇)政府、村(居民)委员会层层负责地质灾害防治工作。县国土资源管理部门要有专门常设机构,配备专业管理人员,统一负责管理地质灾害防治工作,建设、交通、水利等相关部门,按照各自分工职责做好本部门的地质灾害防治工作,将地质灾害危险点的监测和防治工作落实到具体单位,明确具体负责人。

4.2搬迁避让与治理工程

对危害公共安全,可能造成人员伤亡和财产损失,破坏地质环境资源,治理或搬迁避让费用远小于预期损失的灾害体,进行有计划、分期、分批实施搬迁避让和治理工程。对东海县域已有崩塌、滑坡地质灾害点及隐患点,都采取相应的治理工作,逐点进行详细勘察,提出具体的治理方案,彻底排除隐患。对一般治理灾害点,可采用较简便的方法,以消除较明显的险情为基本要求。

4.3地质灾害监测预报网络体系建设

4.3.1地质灾害群测群防预警网络建设。根据本县地质灾害发育现状、地质灾害隐患点(区)的危险性和危害性,由地质灾害监测人员,根据地质灾害防御培训宣传掌握的经验、技术和监测设施观测信息,逐级向上级本门每个地质灾害隐患点的预警信息。东海县地质灾害防治中心接收群测群防监测点、乡(镇)府的、受威胁群体的预警信息,逐级。各乡(镇)政府将东海县地质灾害防治中心或下发的预警信息,传输给受地质灾害威胁群体。紧急情况下东海县地质灾害防治指挥中心可直接对受威胁群体预警信息。整个群防群测灾害预警网络要在专家的指导下进行,同时每年根据地质灾害的发展变化,及时调整完善群测群防网络,做好监测网络中所有监测点的维护工作,并根据运行情况,不断进行补充完善。

4.3.2地质灾害气象预警预报系统和应急反应系统建设。建立科学的信息采集、传输、数据处理和智能分析系工作流程,提高预测预报的准确性,使地质灾害防治更具针对性。建立应急反应系统,包括防灾预案制度、险情巡查制度、汛期值班制度、灾害速报制度、应急调查、应急处置制度,并落实相应职责。

4.4地质灾害空间信息系统建设

建立基于GIS系统的地质灾害信息系统,建立数据获取、分析、信息“一条龙”的工作框架,形成完善的全县地质灾害监控空间信息网络系统,提供全方位服务的动态查询、公众自由查询、适时查询信息系统,使各级政府机构及一般民众能够通过互联网查询任何一个小区域的地质环境情况、地质灾害历史和致灾隐患点的分布、危险性和可能的危害范围,并定期向社会及公众地质灾害防治信息。为防灾减灾和决策指挥系统服务。

第12篇

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。

第13篇

1976年的唐山大地震,1998年特大洪灾,2008年汶川大地震,2011年日本地震海啸......

这些大的灾难依然存留在我们的记忆中,有些画面依然能够十分清晰的呈现在我们的眼前,有些人我们依然在缅怀,有些感人的事迹我们依然会为之动容。

我们的周围也会存在或大或小的危急情况。2005年的雨季似乎来得特别的早,6月的一天大暴雨降临在了我所在的小山村;突如其来的大暴雨给了人们一个措手不及,从山间小溪顺势而下的水流迅速涌进河道,不那么宽敞的河道迅速的汇集了来自山坡的水,没一会功夫河流也满了。由于地势的原因,河流中的水迅速的向地势较低的村庄涌入,在很短的时间水漫成河。眼睁睁的看着水从家里的前门进,后门出;道路上的水很急,上面漂浮着不知道从哪里来的拖鞋、扫把等物品。周围的邻居都有点束手无策,不知道该怎么办。

幸亏暴雨来得快去的也快,周围的水位逐渐开始下降,这时我们不禁会思考为什么这样的暴雨就会造成如此严重的积水?幸亏暴雨的时间比较短,如果长时间的降雨又会造成怎样的后果?我们要思考:我们怎样来防灾减灾,怎样在灾难中进行自救呢?

我国是一个自然灾害严重的国家,灾害种类多、分布范围广、发生频率高、灾害损失重。全国有70%以上的城市和50%以上的人口分布在气象、地震、地质和海洋灾害多发、易发地区。各种灾害时刻威胁着我们的生命财产安全和共同生活的美好家园。

从2009年开始,我国政府将每年5月12日设立为国家“防灾减灾日”,目的就是要唤起全民防灾减灾意识,不断增强全社会防灾减灾能力。 国家希望通过这样一种宣传,告诉民众面对突发的灾害怎样及时的进行自救,如何在日常学习和生活中安全避险 ,从而教育民众一旦置身于各种险情、险境时,沉着冷静地应急,机智安全的化解,求的生机,呵护生命。

防灾减灾,在灾害中进行自救已变得刻不容缓,在查阅了相关资料,借鉴了国际防灾减灾的理论和经验之后,对于如何防灾减灾、如何自救我总结了以下几方面的内容:

重视灾前预防,向风险管理转变

面对如此大规模的灾难,等待灾害来临时的灾中救助已为时过晚。国际社会呼吁消除灾难发生的人为隐患,推迟、减缓灾害的发生进程和强度,将环境保护领域的预防原则应用到自然灾害的防减灾中。对于各类灾害的预治,重视从成灾机理入手,消除致灾因素及其耦合作用导致灾害发生的可能,同时提高承灾体的抗灾能力。

综合自然灾害的风险管理强调灾前预测、减轻和早期警报,对可能出现的灾害预先处理,将多种可能发生的灾害消灭在萌芽阶段,从而减少灾害发生的概率。而对于无法避免的灾害,能够预先提出控制措施,当灾害发生时,有充分的准备处置灾害,最大程度减轻损失。

灾前的预防工作也包括了工程上的预防。我们国家在防灾减灾特别是工程抗震设防上,是按最低标准执行的,这与我国的经济实力有关。其实,最低标准的要求是远远不够的,在有经济能力的地区应该适当的提高对防灾减灾工程的执行标准。

重视灾后次生灾害的防治

自然灾害除其本身造成的影响外,还会引发次生灾害,这种灾害有时比原生灾害更严重。从墨西哥湾深海地平线钻井平台爆炸造成的原油泄露导致的海洋生态危机,到今年3月11日日本东北部9级特大地震引发的海啸,以及随后的核泄漏事故,次生灾害造成的危害已远远超过原生灾害本身。

当前,防治次生灾害已经成为减灾防灾的重要内容。今年3月日本东部发生地震,引发海啸,破坏了房屋建筑;但是随后引发的核泄漏事故,导致周围几十公里之内的民众有家不能归,周边地区的农产品产生滞销现象,对已经遭受了地震海啸灾难的民众而言真的是雪上加霜,核泄漏事故的影响范围远比我们想象的大,持续时间也比较长。我们在防灾减灾的过程中应该高度重视对这些灾害的防治,制定各项相关计划和措施,扩大社会各界应对气候变化引发的次生灾害的影响。

提高对突发性灾害的应急能力

对突发性灾害事件的紧急处理是减少灾害损失的重要环节。这里队紧急事件的应急处理能力不仅包括民众对灾难来临时的自救行动,也包括政府对灾害性事件的及时处理。

临时民众的自救行动,如在灾害面前我们如何逃生确保自己的生命和财产受到最小的危害,也包括后期医疗、物品、资金的准备和技术能力的支持。

普通民众需要了解和掌握更多的灾害自救知识,比如遇地震,先躲避,桌子床下找空隙,靠在墙角曲身体,抓住机会逃出去,远离所有建筑物,余震蹲在开阔地;火灾起,怕烟熏,鼻口捂住湿毛巾,身上起火地上滚,不乘电梯往下奔,阳台滑下捆绳索,盲目跳楼会伤身;洪水猛,高处行,土房顶上待不成,睡床桌子扎木筏,大树能拴救命绳,准备食物手电筒,穿暖衣服度险情;台风来,听预报,加固堤坝通水道,煤气电路检修好,临时建筑整牢靠,船进港口深抛锚,减少出行看信号......这些相关的自救知识要做到深入人心,同时有条件的地区可以定期的组织演练,这样才能在灾害来临时从容应对。

政府的需要在灾害发生时及时抢险、后期的医疗、物品、资金的准备和技术能力的支持也十分的重要,这些就要求我们的政府对于一些突发状况要有相应的应急准备,完善相关的机制。当灾害真的来临时,政府能够及时的做出相应的措施,解决灾区最迫切的需求。

重视灾后灾区民众的心理健康

灾害发生时,我们总是在竭尽全力的抢救受灾的民众,医疗救治、食物的提供等;灾后把更多的经历都放在了帮助灾区重建家园上。其实,关注灾后民众的心理健康也是非常重要的一项内容,在心理学上我们称之为“危机干预”。

世界卫生组织专家断言,没有任何一种灾难能像心理危机那样给人们带来持续而深刻的痛苦。一般而言,危机有两个含义:一是指突发事件本身,如地震、水灾、空难、疾病爆发、恐怖袭击、战争等;二是指人所处的紧急状态,当个体遭遇重大灾难后,正常的生活受到干扰,内心的紧张不断积累,进入一种失衡状态,这就是危机状态。一项调查显示,唐山大地震后,约有10%的严重受灾者会发生创伤后应急障碍。

人的心理是有结构的,就像躯体有

结构一样。当灾难性事件发生时,它会突破心理防线,侵入心理结构,并迅速或逐渐瓦解心理结构。当心理结构被瓦解时,人会出现急性的精神症状;而蓄积的心理结构破坏,可以表现为在灾难发生时尚无突出心理问题,但随着事件延长,可能就会出现心理问题。如果一个人在经历危机事件之后,不做心理干预,可能表面上看似度过危机事件了,但还会留下心理创伤,影响以后的社会适应能力。若干年后,有的人仍然会回想起那些场面,出现情绪扰动、从噩梦中惊醒等现象,或被相似的情景重新唤起创伤的记忆,造成创伤的累积。还有一部分人,长期无法度过危机,出现严重心理障碍,比如焦虑、抑郁等。

心理危机干预就是帮助人们加固和重塑心理结构,顺利度过危机,预防创伤后应急障碍,提高心理健康水平,这对人的一生都具有深远影响。

第14篇

一、建立现代化海洋产业体系,促进海洋经济快速发展

据国家海洋局的《2005年中国海洋经济统计公报》显示,我国海洋产业总产值已突破16987亿元,相当于同期国内生产总值的4.0%。其中,海洋渔业总产值4402亿元,占全国主要海洋产业总产值的25.92%;海洋交通运输收入2940亿元,占全国主要海洋产业总产值的17.31%;滨海旅游业收入5052亿元,占全国主要海洋产业总产值的29.7%。滨海旅游业、海洋渔业、海洋交通运输业作为海洋支柱产业,占主要海洋产业的比重近四分之三,其中滨海旅游业位居各主要海洋产业之首。海洋经济总体水平在世界海洋国家中已处于中上水平,一些海洋产业在国际上具有举足轻重的地位,其中海盐总产量和沿海主要港口全年吞吐量蝉联世界第一。同时,我们也应看到2005年我国海洋船舶工业、海洋油气业的产值分别只占到海洋产业总产值的4.81%,4.35%,产业规模不大,增长幅度缓慢;海洋生物医药、海洋电力、海洋化工业、海水综合利用等海洋新兴产业的产值分别只占到海洋产业总产值的0.28%,6.42%,1.72%,1.20%[1]。这些海洋新兴产业规模整体偏小,带动效应不足,产业效率低。要使我国海洋新兴产业获得快速发展,应制定恰当的产业政策,不断优化海洋产业结构,科学、合理地进行产业布局,发展高新技术产业,实现海洋产业的可持续发展。

1、大力扶持新兴海洋产业。要使海洋新兴产业快速发展,必须坚持以结构调整为主线,以市场为导向,以高新技术为支撑,以产业转型升级为重点,着力建设一批海洋产业区和新兴海洋项目,逐步形成各具特色、优势明显的海洋产业带,提升海洋经济整体竞争力。促进海洋产业集中度提高、产业聚集力和带动力增强、产业可持续发展能力全面提升,形成特色鲜明、辐射面广、竞争力强的海洋产业聚集区和产业集群。

2、对新兴海洋产业,国家应在资金投入、税收优惠、科技协作等方面提供支持,以推动海洋经济结构调整和产业升级。

3、采取有效措施开展海洋未来产业技术储备的研究,促进海洋未来产业的发展,逐步开发海洋清洁能源和深海采矿业、海洋信息产业、海水综合利用。不断开拓新兴的海洋空间利用领域,不断形成海洋经济发展的新的增长点。

4、在大力扶持发展海洋新兴产业方面,对海洋第一产业,在保障海洋渔业资源可持续利用与协调发展的同时,海洋捕捞渔业要努力保护近海资源,积极发展远洋和外海渔业,开发高附加值产品,延长水产品加工产业链,促进海洋渔业从产量型向效益型转变。调查开发新的渔业资源,积极推广名优新品种和生态养殖模式,要加强海洋生物技术开发研究,逐步向海洋农牧化发展。

5、积极调整并发展海洋第二产业。着力培育港口运输、临港工业、船舶修造、海洋能源及其利用等主导产业。海洋交通运输业的发展要进行结构调整,优化港口布局。通过优化布局和资源整合,形成布局合理、结构优化、层次分明、功能完善的现代化港口体系。适当加大投资规模,积极吸纳国外和民营资本,加快海洋油气资源的开发步伐,进一步缓解我国能源短缺的压力。

6、继续大力发展海洋第三产业,加强旅游基础设施与生态环境建设,优化滨海旅游资源,培育发展集休闲度假、生态观光、历史文化、都市体验为一体的滨海旅游业,使滨海旅游产业再上新台阶。

二、实施海洋科技创新战略,提高海洋产业的竞争力

随着经济全球化和新科技革命的兴起,海洋科技创新作为高新技术产业发展的重要领域,日益成为世界各国经济与科技竞争的焦点之一。当今,世界绝大多数临海国家都把开发海洋定为基本国策,竞相制定海洋科技“开发规划”、“战略计划”等,把发展海洋科技作为战略性投资,摆在向海洋进军的首要位置,把海洋科技作为世界新技术革命最重要的内容来对待。中国是海洋大国,实施海洋科技创新战略,抓住科技革命和产业革命的机遇,提高海洋产业的竞争力,是当前一项十分紧迫的战略任务,对大力发展海洋经济,维护国家海洋权益和安全,促进国民经济可持续发展具有重大的战略意义。

当前,我国海洋经济科技自主创新能力与海洋经济的快速发展显得不十分协调,这已成为影响海洋经济增长方式转变、制约海洋经济可持续发展的最大障碍。面对世界海洋科技创新的发展趋势,我们应当有计划有目标地实施海洋科技创新战略,大力发展海洋高新技术产业和以高新技术改造传统海洋产业这个中心环节,促进海洋综合开发。通过科技创新,推动海洋经济结构调整和产业的快速升级,提高海洋产业的国际竞争力,实现海洋经济增长方式从海洋资源消耗型向海洋资源节约型的转变,促进经济社会全面、协调、可持续发展。实施海洋科技创新战略的关键:

1、海洋科技创新要高起点发展。要在吸收和采用国际最新的科技成果的基础上,组织技术攻关和技术创新,发展我国的海洋高新技术,特别是在海洋资源开发利用和海洋环境保护;海洋灾害监测预警技术;海洋渔业资源可持续利用和科学养殖技术;海洋能源开发利用、海洋产业循环经济利用技术等方面。为海洋经济的快速发展提供科技支撑。

2、海洋科技创新要面向市场,加大海洋科技成果转化应用。对海洋产业的高新技术成果,要从科学上的可行性,设备、技术和开发的可行性,经济效益的可行性等方面进行研究分析,规范技术交易,加强技术市场的中间环节,建立情报、信息、、风险投资和知识产权保护等中间机构。要面向国内、国际两个市场,根据市场发展对海洋产业和产品的需求,提业发展和产品开发的技术支撑,保证科技成果与市场需求的衔接,促进科技成果产业化、商品化、市场化,推动我国海洋经济的发展。

3、科技创新要突出重点,集中力量,联合攻关。要根据我国海洋资源开发和海洋产业发展的实际需要,以及技术发展、资金投入等方面的能力,确定相关领域和重点发展技术,联合攻关重点海洋科技创新项目,提高海洋科技创新的整体水平。

4、加强海洋科技资源配置和人才培养。实施海洋科技创新战略,人才是关键。应及早研究并采取对策,通过健全海洋教育培训体系,营造让大批优秀的青年海洋科技人才脱颖而出的环境,优化海洋科研人才结构,培养和建立一支高素质的海洋科技队伍。

5、加大对海洋科技创新的资金投入,为海洋科技创新战略的实施,提供雄厚的资金支持。利用市场机制,大力拓展投资渠道,积极推进民间资本、工商资本和外资资本参加开发海洋,增加社会力量对海洋科技的投入,形成多元化的投资格局。

6、加快科技创新机制建设,提高自主创新能力。引进、消化、吸收国内外成熟的海洋科技成果和国际先进的海洋管理理念和手段,扩大国际间的合作与交流,使我国在海洋科技创新的竞争中立于不败之地。

三、完善海洋灾害预警机制建设,走海洋经济可持续发展之路

我国是世界上海洋灾害最严重的国家之一,是台风及风暴潮灾害多发区,近几年来,随着中国沿海地区经济的发展,海洋灾害所造成的直接经济损失,仅次于内陆的洪涝和风沙等灾害。据国家海洋局公布的《2005年中国海洋灾害公报》显示,2005年中国海洋灾害频发,影响范围广,沿海11个省、直辖市、自治区全部受灾,造成直接经济损失332.4亿元,较2004年增加约5倍,为1949年以来最严重的一年[2]。近年来,我国海洋灾害已成为严重制约我国海洋开发和海洋经济可持续发展的重要因素。因此,加快和完善海洋灾害预警机制建设,研究评价海洋灾害对沿海地区经济社会发展的影响;研究各类海洋灾害的特征、分布规律、发生机理,采取积极的措施和对策防御和减轻海洋灾害损失,具有十分重要的战略意义和经济价值。

目前,我国已经建立包括海啸预警在内的海洋灾害预警机制和海洋防灾减灾应急响应系统,该系统在海洋防灾减灾中发挥了重要作用,取得了较好的社会经济效益。当然,我们也应该看到我国现有的海洋防灾、减灾预报系统,与海洋经济可持续发展的要求还有很大的差距,国家应进一步加大投入力度,完善海洋灾害预警预报系统和海洋防灾减灾系统,争取把海洋潜在灾害损失降到最小,为海洋经济快速、健康发展提供全面服务。

1、加大海洋灾害预警预报系统的资金投入。应将海洋灾害预警预报系统纳入国家、地方国民经济发展计划,加大资金投入,使海洋灾害应急机制的日常运作和信息化建设所需经费得到保障。切实做好应对灾害突发事件的人力、物力、财力、交通运输、医疗卫生及通信保障等工作,保证应急救援工作需要和灾区群众的基本生活,以及恢复重建工作的顺利进行。进一步确立海洋预警预报服务系统的指导思想、发展目标、重点建设项目和预报灾种等,使海洋灾害预警预报系统在预防和减轻海洋灾害中发挥更大的作用。

2、完善海洋灾害监测系统、预警系统和海上应急救助系统。国家海洋局应会同有关部门和省、市建立相应的信息交流机制和协调机制,强化对海洋灾害日常的监测和信息报送、,实现海洋灾害预警预报远程会商系统,积极开展多种海洋灾害预警预报方法的开发与应用。通过这些系统,提高海洋灾害的监测技术水平,及时监测海洋灾害的发生、发展、移动和消亡,迅速传递灾害信息,有效地指导防灾和救灾工作。建立网络互联、信息共享、科学有效的防范体系,加强指挥协调,逐步形成统一指挥、功能齐全、反应灵敏、运转高效的应急体系。

3、提高海洋灾害应急预案处置能力和水平。对重点区域,如海滨城市、海滨集镇、沿岸护堤等,应具有完整的地形测绘资料,根据不同灾种和地区制订应急预警实施方案。内容包括应急监测预警报、信息、人员物资转移、组织疏散,应急避难场所及设施的确定,救援队伍的组建,救灾预备、紧急救援支撑体系,灾情调查评估、灾后恢复重建措施等。进一步提高我国的海洋灾害预警预防能力、应急决策能力、应急保障能力、现场处置能力、恢复重建能力;增强公众个体的责任意识和自救、互救能力;提高全社会的防范和应急处置能力。最大程度地减少海洋灾害给经济社会和人民生命财产带来损失。

4、建立和健全海洋防灾、减灾、救灾服务保障体系。海洋灾害破坏力大,造成的损失巨大,人们对海洋灾害的抵御能力和承受能力相对较差,所以,建立海洋灾害的保障体系十分必要。海洋灾害保障体系应是以政府救灾、灾害社会保险和灾害商业性保险为主要力量,以灾害互助保障与灾害社会援助作为辅助力量的多种灾害保障方式并存的灾害保障体系。通过海洋灾害保障体系的建立,达到减少海洋灾害造成的损失,尽快恢复灾后重建。

5、积极开展海洋灾害防治的国际合作与交流。海洋灾害无国界,海洋灾害预警预报系统中的许多方面,如海洋环境监测,灾害信息的全球收集、传输和交换,海洋灾害诊断分析、预报以及海上救助等方面,都需要国际间、地区间的协调与合作。减轻和防御海洋灾害是全人类的事业,有必要增进国际间的合作与交流[3]。

四、强化对海洋资源环境约束,大力发展循环经济

海洋循环经济是循环经济的组成部分,是改变……传统经济增长方式、保护海洋生态环境、促进海洋经济发展的新模式。发展海洋循环经济,不仅是落实科学发展观的重要举措,而且是实现海洋经济可持续发展的必由之路。近年来,随着我国海洋经济的快速发展,海洋经济对环境、资源的负效应也日益显现出来,沿海地区水资源短缺、能源短缺,海洋环境污染,海洋资源过度消耗的问题越来越突出,这些问题已成为沿海地区经济社会可持续发展的最大瓶颈之一,已严重影响了人民的正常生活和经济社会的发展。所以,强化对海洋资源环境约束,有效配置海洋资源,大力发展循环经济,对加快海洋经济发展具有重大意义。新晨

当前,发展海洋循环经济就是要以海洋资源的高效与循环利用为核心,依托循环经济技术,用循环经济理念指导产业结构调整和布局,形成海陆大循环的经济发展模式。应主要解决以下几个方面的问题:

1、建立健全发展海洋循环经济的促进机制。国家应出台发展海洋循环经济的政策措施,应从海洋产业结构调整、培育海洋新兴产业、降低能源消耗、清洁生产、保护海洋环境等方面,认识发展海洋循环经济的重要性,制定发展海洋循环经济的战略规划,大力发展循环经济。

2、发展海洋循环经济应有重点、有层次推进。海洋循环经济的重点应放在总体污染排放中所占比例比较大,资源消耗多的行业和具有较为成熟的海水循环利用资源技术、资源再生技术的产业领域。我国海水综合利用经过多年技术攻关,已具备产业化发展的条件,沿海缺水城市应在海水的综合利用方面优先推进。重点发展海水直接利用和海水淡化技术,降低成本,扩大海水综合利用的产业规模,推动海水资源产业化的全面发展,改变我国沿海地区水资源结构,促进沿海经济社会的全面发展。

3、支持和鼓励海洋循环经济技术创新。政府应及时向社会有关海洋循环经济的技术创新、管理和政策等方面的信息,支持循环经济关键技术的研究开发,开展信息咨询、技术推广、宣传培训等。加快循环经济法规标准体系建设,设立海洋循环经济科学评价指标体系和海洋循环经济核算体系。

第15篇

海洋环境科研要为提高海洋环境管理和宏观决策、实现碧海行动计划目标和实现经济、社会可持续发展服务。其任务是:进行基础理论研究,探索污染物在海洋环境中迁移转化的规律,为制定海洋环境保护法规、标准和控制海洋污染提供科学依据,为应用技术开发提出理论依据和方法;进行应用技术研究,在改善经济结构过程中,寻求对污染实行源头和全过程控制的最佳模式和高效、低耗污染防治方法;开展海洋环境综合性、预测性研究,从发展战略上,进行人口、资源、发展与环境的关系研究,为制定海洋环境保护规划和海洋经济和海洋环境的宏观决策,提供科学依据。

实施碧海行动计划的技术支持涉及的内容包括环境监控的软件建设、污染治理及生态恢复工程的实用技术和设备的筛选、重大环境问题的研究等。其核心是利用高新技术的力量使碧海行动计划顺利实施,采取科学有效的措施改善及恢复海域的生态环境。

第一节*-*年的技术支持行动计划

一、海洋环境监测能力建设计划

(一)监测站位方案

根据国家海洋监测规范(GB17378-1998)和《山东省近岸海域监测站位布设原则》的要求,山东省沿海7市地共设立101个监测点位,覆盖各个环境功能区,基本能够控制和反应山东近海环境质量状况。山东省环境监测中心站将着眼于山东近海环境质量监测,结合近岸海域环境功能区划和确定的污染治理重点区、生态保护区和敏感区,本着内密外疏的原则,合理布设和优化山东近岸海域环境监测点位。

(二)监测能力建设

1.不断完善沿海市、县两级海域监测体系,全面开展全省近岸海域水质、沉积物和海洋生物等有关项目的监测分析工作。

2.随着海水水质监测工作的开展,有计划地培养海洋环境监测专业人员,及具备相应技术指导和技术监督能力的人员。

二、建立山东近岸海域环境管理信息系统

为了合理利用海洋资源,保护海洋环境质量,提高海岸和海洋工程环境影响评价的质量和工作效率,山东省环保局于1997年1月下达了《山东近岸海域环境管理信息系统》课题,由山东省环保局和青岛海洋大学共同承担,建立了《山东省近岸海域环境管理信息系统》。“信息系统”作为一种现代化手段,将使环境管理部门及时了解山东近岸海域环境质量状况、变化趋势、现存和潜在的环境问题等,有助于科学管理和正确决策。“山东近岸海域环境管理信息系统”包括环境基础信息数据库系统、环境基础信息空间数据库系统和数值模型库系统,有助于山东海洋环保工作总体工作水平的提高。应进一步完善改进“信息系统”,使其更便于操作,更具实用性。

三、筛选支持示范工程的实用技术和设备

以推广啤酒废水处理技术为重点,筛选并推广化工、制药、染料等行业废水处理技术和设备。

由于海洋污染主要是T-N、T-P污染,山东省拟推广以下实用技术和设备。

(一)氮肥企业的稀氨水回收

1、生产尿素但无碳氨生产装置的企业

采用深度水解技术,将尿素解吸残液水解为NH3和CO2,与稀氨水一起经解吸塔解吸出NH3和CO2,用于尿素生产。

2、具有碳氨生产装置的企业

将各车间、工段产生的稀氨水(含氨2-3%),集中于氨回收罐,经处理,塔顶气冷凝后得到含氨>20%的浓氨水,用于生产碳酸氢铵。

3、硝酸铵及硫酸铵生产企业

采用膜分离技术,将NH3从稀氨水中分离出来,用稀硝酸或稀硫酸吸收后,用于生产。NH3脱出率可达99%。

(二)推广磷肥行业清洁生产技术,废水不外排

(三)城市污水处理厂采用高效脱氮、脱磷工艺技术

四、建设海洋环境自动监测系统与赤潮灾害监测系统

充分利用“十五”期间的海洋环境保护科研成果,以环保和海洋部门为主,基本建成海上溢油与赤潮灾害监测系统。

在莱州湾、胶州湾等赤潮高发地区设置海洋水质与赤潮观测站,增加监视次数,在赤潮发生期间,进行赤潮跟踪监测。建立环境要素数据库,建立赤潮发生次数、赤潮生物种类、赤潮发生面积和持续时间、藻毒素分布等数据库。适时开展赤潮预测预报研究,建立环境状况与赤潮灾害发生模型,进行环境状况与赤潮灾害发生变化趋势的预报预测。

五、建立包含氮、磷等非保守物质的水质预测模型,开展水质预测(氮、磷)和估算容量总量

建立海域水质模型是一项研究污染物迁移、转化规律和进行污染物控制以及保护海域水质的重要手段。通过水质模型,定量计算水体的负荷量与水质的关系,可以对污染源进行有效的控制。“十五”期间,水质模型的研究要在保守物质的输运扩散模型研究的基础上,以氮、磷等非保守物质为研究对象,在胶州湾、莱州湾等重点海域开展生态动力学模型(富营养化模型)研究;开展非点源污染物通量研究,建立入海污染物与海域水质的输入响应模型,为实现氮、磷的容量总量控制提供科学依据。

六、面源(地表、地下径流)和河口污染控制技术研究

面源污染控制由农业部门和环保科研部门共同承担,主要研究农业中使用的化肥、农药等未利用部分在地表水、地下水中的迁移转化规律及最终入海量,为海域环境管理提供依据。

入海河口污染控制技术由水利部门和环境科研、设计部门共同承担,主要研究在保证河口的水利作用条件下,河水及底泥的入海污染控制技术。

七、养殖自身污染控制技术研究

建立完善养殖系统自身污染的监测体系。重点开展自养(贝藻)与异养(鱼虾)复合养殖系统的研究,水产废弃物的综合利用研究(包括水产废弃物在养殖动物饲料中的应用及水产废弃物中生物活性物质的提取等),养殖饵料改良、提高饵料利用率研究,养殖废水处理、养殖场底泥消化处理研究等。

第二节*-2015年的技术支持行动计划

一、海域受损生态系统恢复工程研究

建立近海海域环境污染损失估算与分配模型,进行地区环境污染、生态系统恢复研究。在已有研究成果及其应用效果总结的基础上,通过实验室内模拟试验和海域小规模试验研究,提出并研究设计受损生态系统恢复工程建设体系,工程建设内容,工程投资及工程建成后效益评估预测方法。

二、大气沉降控制工程研究

在已有研究成果基础上,研究大气沉降污染发生、迁移、沉降、污染机理和规律,通过对国内外已有大气沉降污染研究成果的收集与分析,筛选控制大气沉降污染的技术和方法。通过对这些技术、方法的试验研究及结果分析,提出并设计控制海域大气沉降污染的工程。研究陆源污染产生的SO2、NOx、TSP等的污染防治和及其在大气中的迁移、转化、沉降规律,以及最终入海量,找出大气沉降与海水污染的相关性,提供大气污染沉降入海的防治措施、投资估算和预测评估工程建成的环境效益及经济效益分析。

三、面源和河口污染控制工程研究

在山东省近岸海域几条主要入海河流的入海口之前建立城市污水处理厂,并进行提高氮、磷去除效果的工艺和管理技术的研究,有效削减市政污水中氮和磷对海域的污染影响,对近岸海域水质的改善将发挥重要作用。