海洋空间资源的优缺点范文

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一 引言

海洋具有巨大的发展潜力，在未来发展中具有至关重要的地位。目前，我国海洋经济取得的成就显著。在“十一五”期间，我国海洋经济年均增长为13.5%，持续高于同期国民经济的增速。海洋经济已经成为拉动国民经济发展的重要引擎。同时，我国沿海地区产业集聚水平显著提高，涌现出很多沿海地区增长极，海洋经济的规模效益明显提升。国务院印发的《全国海洋经济发展“十二五”规划》中提出了积极优化海洋经济总体布局的目标，目的是形成层次清晰、定位准确、特色鲜明的海洋经济空间开发格局。充分发挥环渤海、长江三角洲和珠江三角洲三个经济区的经济引领作用，推进我国建成北部、东部和南部三个海洋经济圈。

目前，我国海洋产业空间布局存在^域间发展不协调及发展同构化明显等问题。因此，测度海洋产业的集聚程度以及对三大海洋经济圈经济发展的带动作用，提出优化海洋产业结构的相应对策，对实现海洋产业优化发展具有重要的理论和实践意义。

二 研究综述

（一）海洋产业区域发展不均衡的相关文献综述

张耀光，魏东岚等（2005）应用分析区域空间差异的方法，对各省（市、区）海洋产业以及海洋三次产业结构的空间集聚与扩散程度进行了分析，揭示了海洋经济形成的机制和规律：1995-2001年对各海洋产业而言，集聚与分散趋势表现不同；但海洋产业整体在地区分布上大多都表现出较高的集聚程度。任博英（2010）以山东半岛为研究对象，通过对集中系数的计算，揭示出山东半岛海洋第一、二产业集群己经形成，第三产业在2006年之后也逐渐显示出专业化优势，但整体态势不明显，通过对海洋集聚产业和地区分布的评估，得出半岛地区的海洋产业集聚发展不均衡。

（二）海洋产业集聚影响因素的相关文献综述

影响海洋产业集聚的因素有很多，主要包括区域经济差异、海洋资源禀赋、海洋资源环境约束以及海洋相关政策。对于我国沿海区域经济的发展来说，可以通过提高海洋产业集聚水平来实现区域竞争力的提升。李青、张落成 （2010）利用赫芬达尔-赫斯曼指数，研究了江苏沿海地区各海洋产业的集中化程度，用专业化指数分析了不同海洋产业在不同地区的集聚变动情况，得出导致空间集聚变动的主要原因是资源禀赋、发展基础和发展条件的变化。

（三）海洋产业集聚与区域经济发展关系的相关文献综述

海洋产业集聚与区域经济发展关系的研究越来越受到重视。韩增林、王茂军等（2003）利用基尼系数、变异系数、加权变异系数等指标，分析了上世纪90年代海洋经济发展的地区差距及海洋产业空间集聚的变动趋势，得出结论：90年代我国单一海洋产业的集聚与多种海洋产业的集聚呈现出相反的动向；90年代我国多种海洋产业在同一地区的空间集聚程度减弱，其中1995-2000年多种海洋产业的空间集聚加剧；我国海洋经济地区差异与多种海洋产业的同一空间集聚表现出相同的变动过程。以此推出，单一海洋产业的空间集聚缩小地区差距，而多种海洋产业的空间急剧扩大地区差距。韩增林，许旭（2007）以沿海11个省、自治区、直辖市为研究对象，对区域海洋经济差异的构成进行来源分解，并分析空间差异的成因和作用机制。研究表明，属于特定资源的产业集聚程度较高，属于遍在资源的产业和滨海旅游业集聚程度较低；海盐业、海洋交通运输业、海洋造船工业等集聚程度属于中间；产业的空间集聚是产生区域经济差异的动力机制。黄瑞芬（2009）在博士毕业论文中以环渤海经济圈为研究对象对其海洋产业集聚度进行了定量分析，认为该区域各产业集聚程度较低，第二、三产业集聚程度差异较大。傅远佳（2010） 分析了海洋产业集聚区与区域经济的藕合协调关系，以北部湾经济区为研究对象，利用藕合度和藕合协调度方法，得出北部湾经济区存在着海洋产业集聚，但总体上来看海洋产业集聚程度不高，同环渤海、长三角、珠三角相比没有优势。

本文与以上研究的区别在于从计量实证的角度分析海洋三次产业的集聚程度与北部、东部和南部三个海洋经济圈经济发展的关联效应。本文从一个新的视角，以北部、东部、南部三个海洋经济圈为研究对象，用格兰杰因果关系检验测度其三次产业的集聚程度与其经济发展的关联效应，并提出相应的对策建议。

三 海洋产业集聚与沿海地区经济发展关系格兰杰检验

根据《全国海洋经济经济发展“十二五”规划》，我国将沿海区域划分为北部、东部、南部三个海洋经济圈。北部海洋经济圈包括辽东半岛、渤海湾和山东半岛沿岸及海域，即包括山东四省。东部海洋经济圈包括江苏、上海、浙江沿岸及海域。南部海洋经济圈包括福建、珠江口及其两翼、北部湾、海南岛沿岸及海域，即福建、广东、广西、海南四省。本文中采用人均GDP代表各海洋经济圈的发展水平，计算方法为各海洋经济圈的国民生产总值和人口数之比。

根据三次产业分类法，把海洋产业分为第一产业、第二产业和第三产业。海洋第一产业的特征是生产活动直接利用海洋生物资源；第二产业特征是生产活动对海洋资源的加工和再加工；第三产业特征是生产活动提供非物质财富，包括海洋运输业、海洋旅游业、海洋公共服务业等。

（一）沿海经济区海洋产业集聚水平测度

测度海洋产业集聚程度的指标有很多，主要有空间基尼系数、区位商、赫芬达尔-赫斯曼指数等，结合本文研究需要及各种方法的优缺点，本文采用区位商为指标，计算三大海洋经济区三次产业的集聚程度。计算公式为：

di为某海洋经济圈三次产业的产值，Di为某地区的产业总值。即以三大海洋经济圈的海洋一、二、三次产业产值占全国该海洋产业产值的比重作为分子，以该地区整个海洋产业产值占全国海洋产业产值的比重为分母，得出两者之比即为区位商。

通过以上方法计算出的海洋三次产业的区位商如下：

通过表1可看出，北部和南部海洋经济圈海洋第一产业的区位商大于1，表明海洋第一产业形成了一定的集聚规模，东部海洋经济圈的区位商小于1，表明海洋第一产业集聚程度偏低。

通过表2可看出，只有北部海洋经济圈海洋第二产业的区位商大于1，即海洋第二产业形成一定的集聚规模，但是集聚程度不显著。东部和南部海洋经济圈海洋第二产业的区位商小于1，海洋第二产业的集聚程度偏低。

通过3可看出，东部和南部海洋经济圈海洋第三产业的区位商大于1，说明海洋第三产业形成了一定的规模，但是集聚程度不显著。北部海洋经济圈第三产业集聚程度偏低。

（二）海洋产业集聚与区域经济发展关系的格兰杰因果关系检验

本章研究海洋产业集聚与三大海洋经济圈经济发展的互动关系。首先，分析海洋产业集聚程度和人均GDP变化的趋势。

由图1可知，各区域的人均国民生产总值处于不断上升的趋势，表明各海洋经济圈的经济平稳较快发展。图2、3、4表明三大海洋经济圈的三次产业集聚程度的变化趋势。从图初步判断，海洋产业集聚与三大海洋经济圈经济发展的互动关系不明显。

本文使用格兰杰因果关系检验来进一步验证海洋产业集聚与三大海洋经济圈经济发展的互动关系。由于统计年鉴数据统计口径不一致，文本可利用的数据只有2006年到2012年的数据，样本数量过少，检验结果可能不可靠，本文提供的格兰杰因果关系检验结果只能作为参考。以下是各海洋经济圈的三次产业与其人均国民生产总值的格兰杰检验结果。

格兰杰因果关系检验的结果表明，在5%的显著性水平下，只有北部海洋经济圈的人均国民生产总值能促进海洋产业集聚，其他地区的三次产业与区域经济发展没有相互促进的因果关系。

四 结论及政策建议

（一）结论分析

格兰杰因果关系检验的结果表明，海洋产业集聚与三大海洋经济圈的相互带动作用十分不明显，主要原因有如下几点：

（1）各海洋经济圈都没有形成显著的集聚规模。在表1、表2、表3中，各产业的区位商都没有超过1.2，集聚优势不显著。这与文中选取的三大海洋经济圈为研究对象有一定的关系。

（2）各海洋经济圈三次产业发展不均衡。以北部海洋经济圈为例，其第一、第二产业形成了一定的集聚规模，但是第三产业集聚程度低。这就表明此地区过度依赖某一产业，被依赖的产业虽然初步具有了规模优势，但是集群内上下游企业间没有形成良性互动的分工与合作关系，致使集群内的知识溢出效应不能很好实现，导致技术创新能力不足、创新效率低下等问题，因而也不能有效促进当地区域经济发展。

（3）海洋产业集群作为一个整体需要政府的扶持和适当干预才能充分发挥作用。在海洋产业集群的形成和发展过程中，如果与沿海区域经济的协调匹配存在问题，而政府未能及时制定相关的海洋产业政策、进行配套基础设施建设来吸引更多的涉海生产要素等，会导致海洋产业集群不能充分带动沿海区域经济的发展。

（二）政策建议

当地区域经济发展没有带动产业的集聚，从侧面表明了当地的区域经济政策与经济发展不协调匹配。根据本文的结论，给出如下几个建议：

（1）各海洋济区应结合当地资源环境等状况，发挥海洋主导产业优势，形成经济发展的增长极，带动其他产业的发展。合理做好海洋产业的分工，避免产业雷同。

（2）因地制宜统一规划海陆一体化。海洋经济不能单一发展，必须依存于当地的产业发展。因此，必须将海陆资源作为一个整体，共同制定发展路线，在一致的方针政策下实现同一个目标。首先，保护海洋生态环境，避免陆地污染物大量排入海洋；其次，合理规划海陆产业结构，形成产业间联动，进而创建产业链；第三，设置专门的管理部门和人员，统一规划海陆经济发展，重视海洋经济发展。

（3）加大海洋投资，充分利用民营资本。我国海洋产业发展起步较晚，海洋科技水平总体落后，海洋开发成本过高，大量核心技术需进口。因此，为最大程度的利用海洋资源，需要扩宽融资渠道，广泛吸收民营资本。

参考文献：

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[2]张耀光，魏东岚，王国力等.中国海洋经济省际空间差异与海洋经济强省建设[J].地理研究，2005，24（1）：46-56

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[8]黄瑞芬.环渤海经济圈海洋产业集聚与区域环境资源耦合研究[D].博士论文.中国海洋大学，2009.

篇2

FPSO（Floating Production Storage and Offloading），即浮式储油卸油装置，可对原油进行初步加工并储存，被称为"海上石油工厂"。它集生产处理、储存外输及生活、动力供应于一体，在其生产和生活设施上需要大量的海水，对其动力系统、空调系统、生产工艺流程上的冷却作用。

开发海洋石油资源,须清除两大障碍:金属在海洋环境中的腐蚀及海洋污损生物的附着问题。渤海地区7 月8月是海生物生长最为旺盛的季节。海生物的迅速繁殖严重影响了设备的正常运行，这些生物常常附着在管壁，换热设备的换热面，海水滤清的过滤网及内壁等。严重影响设备的正常换热。导致设备运行温度过高而产生关断和生产工艺设备的处理温度达不到要求，影响油气水的分离效果。另一方面加剧设备腐蚀主要体现在：1钢板表面的微生物加剧了。均匀腐蚀2一些微生物附着在金属表面涂层上，在生长过程中穿透漆膜，导致金属而腐蚀。3附着在金属表面的牡蛎，藤壶等石灰质外壳的生物覆盖在金属表面改变了金属表面局部供氧，形成氧浓差而加速腐蚀。

目前海上浮式生产储油卸油装置(FPSO)、海上钻采平台及海洋船舶等海水系统，主要的防治方法1、涂刷法治涂料 2、电解法 3、人工机械清洁法 4、超声波法

防污涂料是由防污剂，颜料、高分子材料。溶剂和助剂防污剂是最重要的组成成分。防污漆的主要作用是防污剂不断从漆膜中渗出。在结构表面形成一个有毒薄层。排除或杀死附着在涂层的有毒生物。防腐后涂层形成光滑的内壁，在有一定流速的液体冲刷下构成海生物难以附着的外界环境。

电解法是根据海水中有大量的氯离子，向海水中通入直流电，将海水电解生成次氯酸钠，海水中低浓度的次氯酸钠就能将微生物的细胞组织破坏，使幼虫卵袍子死亡，或死去附着能力。3电解重金属方法许多电解质都是有毒的，目前FPSO应用的铜铝合金作为阳极。被保护的海底门及其管线作为阴极。电解铜得到的铜离子具有毒性，与海水混合形成有毒的环境，电解AL形成AL3+与阴极产生的OH-形成AL(OH)3此种AL(OH)3包封着铜离子，随海水流动被保护的物体通过。它具有很高的吸附性。会散布开来。进入海生物生长海水流动较缓的区域，抑制了海生物的生长。

人工机械清洁法，此种方法需要对设备进行有效的隔离。可以利用铲刀，也可以利用压力较高的水进行冲洗，从而将附着的海生物清除。

超声波法：超声波防海生物就是基于超声波的空化效应(当液体中的微小气泡核在超声波作用下被激活,表现为气泡的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列的动力学过程)。液体中的气泡在破裂的瞬间产生超过几百个大气压和上千摄氏度的高温,能够使海生物的附着迅速剥落并击碎海生物的表皮细胞,从而达到防海生物的目的。

篇3

国际贸易中较多商品采用的运输方式为海运、空运来进行空间上的转移。不同的运输方式有着不同的特点，海运运输的成本较低，其对运输体积较大与重量较大的物品有着良好的效果，但也存在着一些缺点，就是运输的速度较慢。航空运输能够运用于不同的国际贸易商品种类的运输，比如，生鲜农产品一般都采用航空运输的方式。另外，对于一些产品周期较短，且需求波动比较大，如果采用海运运输的方式完成空间上的转移，那么将导致产品供给与实际需求不相符的现象发生，以此在获利方面增加成本的支出。航空运输则能够使企业将产品的生产与配送推迟到企业掌握了更多的市场需求信息之后，以此有效降低成本。最后，航空运输还具有一定优点，就是能使跨国公司在全球范围内采用高效率的生产系统，这对丰富国际贸易方式发挥重要作用。因此，运输方式的选择将直接关系DOA国际贸易与公司全球运作的状况。本文就对国际贸易运输方式选择的影响因素进行分析。

1.货物运输方式定义

货物运输方式通过有效的方法来实现货物的运输，为了完成货物的运输而采取有效的运输工具，不同的交通线路需要采用不同的运输方式，同时还会受到货物的因素采取合适的运输方式。国际贸易运输方式主要采用航运与空运，其中空运具有一定的优点，其速度较快，且可靠性高，能够保证货物的安全性与完整性，其对于远程地区的运输有着良好的效果，但也存在弊端之处，其费用较高，且货物受到一定限制；海洋运输是在国际贸易中使用较广泛，具有成本低廉，运量不受限制的优点，但该运输方式还受到天气与港口条件的影响，同时航期较长。不同运输方式所具有不同的优缺点，运输方式的选择在实际中应用中需要注意的问题，比较分析两种运输方式的优缺点，并国际贸易运输方式选择的影响因素，以此采取合适的运输方式，为促进国际贸易稳定运作奠定良好基础。

2.实证分析

本文采用日本海关详细的HS9位数产品数据，对中日机电产品贸易的运输方式进行实证研究。

2.1需求不确定性影响

不确定性的存在是国际供应链面临一个重要挑战，本文主要对市场需求的不确定性进行深入考察。每种产品都不可能面临恒定的需求，产品需求发生影响的因素包括多种，其中有消费者需求偏好、竞争对手策略以及宏观经济形势，等等，其都会影响产品需求。比如，快速消费电子、时尚产品等创新产品比其他产品面临的不确定性更高。不确定性的因素对增加企业运作的难度，企业一般会采用措施，比如，通过采用快速配送方式、增加库存等方法来应对运作中的不确定性。这两种方法对增加了企业的运作成本，采用快速配送方式增加了企业的运输成本，通过增加库存增加了企业的库存成本。

借鉴Hummels和Schaur的方法，特定产品的需求不确定性用一定时间内该种产品需求的变异系数CV来表示。其中STDEV和AVG分别表示需求的标准差与平均需求。

CV=STDEC/AVG

日本海关提供的原始数据包含HS9位数的月度贸易信息，可以计算出需求的标准差。与Hummels和Schaur的方法相同，主要采用产品的价格波动表示需求的不确定性。

2.2国际分散化生产

东亚地区的贸易往来遵循传统比较优势的理念，也就是说，资源密集型与劳动密集型产品即为发展中国家出口，而资本密集型与技术密集型产品为发达国家日本出口。然而，东亚地区贸易模式并没有发生变化，产业内贸易在东亚地区迅速发展，尤其对于产业内贸易十分突出。产业内贸易又可以分为不同类型的产业贸易，如垂直产业贸易、水平产业贸易。在东亚贸易包括中日贸易中，零部件等中间产品贸易为主的垂直产业内贸易占有重要地位。

对于中日贸易的分类，本文借鉴Ando的方法。首先，按公式Min（Xkj，Mkj）/Max（Xkj，Mkj）将总贸易量分解为产业内贸易与产业间贸易。其中X表示出口，M表示进口，k表示国家，j表示产品。当公式成立时，k国的j产品贸易就是产业间贸易，反之就是产业内贸易。

在同一供应链的不同生产阶段中可能存在着垂直产业贸易，也可能发生质量存在差异的相同产品的交易过程。所以，垂直产业内贸易对于国际分散化生产程度无法准确表示。

结论

当前产品市场需求不确定性与之前相比越来越高，同时国际分散化生产也越来越普及，采取哪种方法来应对这种环境，使国际竞争贸易竞争力得到提升成为当前最关键的部分。本文通过对不确定性与国际分散化生产给运输方式选择带来的影响进行分析，并通过对中日两国贸易数据的分析得知，航空运输方式的选择受到较多因素的影响，航空运输具有的快速性的优点对应对市场需求不确定性有着良好效果，而且为了使国际供应链畅通得到保障，避免出现中断市场的现象，使产品能够及时放入市场，在国际分散化生产环境下，选择运输方式过程中，航空运输具有的快速性的优点，在企业中广泛得到运用。

参考文献：

[1]齐军领，范爱军.国际贸易运输方式选择的影响因素分析[J].统计与决策，2015，09：152-155.

[2]陈彬彬.我国运输服务贸易国际竞争力影响因素灰色关联分析[J].改革与开放，2015，23：10-12.

[3]杨莹.国际贸易支付和结算方式对运输方式选择的影响[J].经营管理者，2016，10：170.

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中图分类号：TP39 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）10-14-03

Integrated application research of Photoshop and GIS

Gao Minqin

（Dept.of Information technology，Fujian Vocational College of Agriculture， Fuzhou， Fujian 350000， China）

Abstract： GIS has powerful graphics editing analysis and data processing function. Photoshop image processing software is widely used in various fields. They both have advantages and disadvantages in terms of making 3d graphics. GIS software and Photoshop software are integrated to make DEM layered 3d graph. The figure 3d effect is more intuitive， the overall effect is more clear. The terrain is expressed more accurate. The research results has been directly applied to coastal development and port construction， which has important scientific value.

Key words： GIS； Photoshop； DEM； Yangkou port

0 引言

Photoshop图像处理软件已被广泛应用于各个领域，它能够对图像和图形进行合理科学的处理，操作简单易懂，性能良好，为用户的操作使用提供了便利，大大提高图像处理效率，且效果显著[1]。地理信息系统（GIS）是具有多层次数据结构，多功能综合分析能力的空间型信息系统[2]。计算机和GIS技术的快速发展使GIS软件具有了强大的图形编辑分析和数据处理功能，水下地形图数字化和数字高程模型 （DEM） 的生成与叠合分析成为水下地形分析的一种趋势[3-6]。

应用GIS软件的空间数据处理与分析功能，将海图资料数字化后建立DEM，可以直观地展示洋口港的地形、地貌，同时为各种地形特征的定量、定性分析以及不同类型专题图的制作提供基本数据。由于海图测量资料存在一定的误差，以及空间数据内插方法误差的影响[7]，DEM在地形信息精度方面存在一定的误差，在不同程度上影响洋口港地形分析的精度，因此，仅由地理信息相关软件插值生成的DEM不能完整、准确地表达出洋口港的地形、地貌等特征。为了能够更加直观、清晰准确地表示洋口港的地形变化特征，本文在使用GIS软件插值生成DEM并按地形、地貌特点分层设色后，结合Photoshop图形处理软件制作洋口港区域的立体效果图。应用此方法制作而成的立体效果图不仅可以更加清晰地表现出洋口港区域的地形变化特点，其制作过程较之常规的立体图制作方法也更加的简便。

1 研究区域概况

洋口港位于江苏省南通市如东县东部沿海地区，是中国沿海中部惟一一个能建20万吨级的天然深水良港。上世纪80年代初期，南京大学等科研单位对江苏海岸带进行资源综合调查时，发现了一条天然深水航道，这是三万年前古长江的入海通道，这就是如东烂沙洋水道[8]。烂沙洋水道自然条件优越，是天然的从外海伸向沿岸浅滩的深水通道，可直通太平洋国际主航道。水道附近有一面积近6平方公里的半潜式沙洲，当地称为西太阳沙。西太阳沙可构筑人工岛，建设港口仓储区和堆场，依托人工岛可建设大型深水码头。西太阳沙附近水道宽阔，自然形成了一个面积近10平方公里，水深在17-25米，可供10-30万吨以上海轮进出天然港池[9]。水道两侧有天然沙洲掩护，外海的波浪经过沙洲后自然消减，无需再建防波堤。以上要素，构成了洋口港不可多得的自然禀赋。长期多项研究表明，烂沙洋不受淤积阻塞，深水航道稳定，在西太阳沙建设人工岛也是稳定的[10]。洋口港区域示意图如图1所示。

图1 洋口港地形图（根据2006年水深资料）

2 数字高程模型（DEM）构建

2.1 数字高程模型（DEM）介绍

随着计算机信息技术的快速发展，纸质地图已无法满足工程中自动化设计的要求，制约了地图制图自动化以及3S技术的应用进程。DEM（Digital Elevation Model）是3S（GIS，GPS，RS）技术应用成果主要产品之一，它是一定区域范围内规则格网点平面坐标及其高程的数据集或者是经度、纬度和海拔的数据集[11]。该数据集从数学上描述了区域的地貌形态空间分布，通过计算机的算法，可以很方便地将DEM数据转换为等高线图、坡度图、晕渲图等各种专题图产品；也可按用户需求计算出体积、空间距离、表面覆盖面积等工程数据以及统计数据。通过DEM还可进一步产生坡度、坡向、沟谷、山脊、地表粗糙度等十多个地形要素。通过利用这些地表信息与植被、土壤、人文要素的相关性，可以建立不同的地学应用模型[12]。

2.2 数字高程模型（DEM）构建

数字高程模型（DEM）构建流程如图2所示。

[海图扫描及预处][创建Personal Geodatabase][创建等深线及水深点shapefile文件][等深线屏幕跟踪矢量化][对水深点进行屏幕跟踪矢量][等深线标赋深度值][对水深点标赋深度值][创建数据集][接边及查错][导入shapefile文件至数据集中][TIN表面][栅格表面][DEM模型]

图2 数字高程模型（DEM）构建流程图

2.2.1 纸质海扫描与预处理

纸质海图扫描是为了获得数字化的栅格底图文件，扫描时要兼顾采样精度和微处理能力。基于现有海图的质量以及等深线的密集程度，用专业扫描仪扫描成栅格图，以.TIF格式存储。地形图在矢量化之前必须进行几何精度校正，以避免产生数字化的结果与原有地形图位置不相重合的问题。预处理主要是处理网纹和亮度、对比度以及色彩调整等简单处理工作。

2.2.2 创建Shapefile文件和Geodatabase数据库

Shapefile和Geodatabase是ArcGIS的数据组织的两种方式。Shapefile文件由存储空间数据的shape文件、存储属性数据的dBase表以及存储空间数据与属性数据关系的.shx文件这三大类文件组成；Geodatabase是面向对象的数据模型，能够表示要素的自然行为与要素之间的关系，并按照层次型的数据对象来组织地理数据，主要包括对象类、要素类和要素数据集[13]。

本文中矢量化工作主要包括以下几个方面：①等深线屏幕矢量化；②等深线标赋深度值；③水深点屏幕矢量化；④水深点标赋深度值。矢量化过程是以栅格图为底图，用GIS软件对底图上的等深线及水深点等要素进行矢量化工作。对等深线过于密集的区域可以采用简化等深线的方式进行矢量化，即只勾绘能够反映地形变化的等深线或者每隔数条矢量化一条等深线。矢量化后结合原有海图对数字化结果赋以正确的属性值。

2.2.3 数字高程模型（DEM）的生成

通过以下步骤生成所需要的DEM模型数据。①以包含等深线和水深点的数据集作为矢量数据源进行TIN表面创建。通过ARC/INFO的Create Tin命令来创建TIN表面，使整个研究区域都含有深度值。②将TIN表面数据转换为栅格（grid）表面数据，并对数据进行进一步检查，以减少误差。最终生成的DEM数据还需要进一步检查，即将DEM数据内插生成的等深线与海图扫描影像进行分色叠合显示，检查有无偏移或超限。若有不合格的地方，需检查原因并修改直至无误。

3 应用Photoshop软件呈现数字高程模型的立体效果

前人已尝试了多种方式来实现利用平面图形表示三维立体的视觉效果，如地貌晕渲制图法、等高线分层设色法、明暗等高线法以及粗细等高线法等，但这些方法都存在一定的缺点：地貌晕渲制图法虽然可以形成较好的视觉立体效果，直观生动，但无法定量地表现地形起伏特征；等高线法虽能详细刻画地貌特征、便于图上测量等，但它所表示的地形立体感不强；等高线分层设色法又往往干扰对其他要素的表示，在应用中也有一定的限制[14～15]；明暗等高线法和粗细等高线法虽然克服了以上两个缺点，但制作过程较为繁琐，不够简便。本文结合图像处理软件Photoshop实现的立体效果，在较好的视觉立体效果基础上，定量地表现出地形的起伏特征，同时不干扰其他要素的表示，它的缺点是立体效果不能根据需要进行调节，只能以固定的量值表示地形变化。虽然如此，经过不断的比较，在制作区域效果图时，结合photoshop软件制作而成的立体图仍然比以往几个方法制作而成的效果更为理想，更便于使用。

数字高程模型（DEM）构建后，叠加根据海图资料矢量化后的等深线数据，提取水深0m、5m、10m、15m、20m、25m的等深线，根据洋口港区域的地形变化特点分层设色，保存为Photoshop中可识别的图片格式。首先应用Photoshop软件的色彩范围命令，分别提取水深0m、5m、10m、15m、20m、25m各层色彩，并分别存储为图层；接着用图层样式中的斜面和浮雕命令，初步实现图层的立体效果；最后分别叠加所有斜面和浮雕效果后的图层，即可实现研究区域的立体效果图。为了更好地展现洋口港的区域特点，笔者叠加了部分江苏省沿海行政区域范围，最终效果图如图3所示。

图3 洋口港区域立体效果图

4 研究意义

图形数据采集与编辑以及各种专题图的制作是地理信息系统的主要功能之一，从制图技术角度而言，在图形数据采集、数字地形模型制作以及图像管理等方面，应用GIS软件制图具有其他制图软件无法比拟的优点，其缺点在于软件过于专业，不适合普通用户操作，具有一定的专业局限性。相比而言，Photoshop作为图形图像处理领域的专业软件，其强大的功能为用户提供了非常广阔的创作空间，用户可通过界面上的工具及命令直接对图像进行绘制、编辑修复以及效果显示等操作，在界面操作方面更加直观、简便，普通用户均可操作，专业局限性较小。综合二者的优缺点，本文以洋口港为例，结合GIS软件以及Photoshop软件来制作DEM分层设色立体图，由此制作而成的地形图立体效果更加明显，整体地形更加直观，地形表达更加准确。

应用成果表明，综合运用Photoshop软件和GIS软件来制作立体地形图制图方法简便、立体成图效果显著、地形表达准确，熟练掌握该制图方法可批量制作各种立体地形图，应用性强。该制图方法可直接应用于沿海开发与港口建设工作，同时还可制作其他各种专题地形立体图，具有重要的科学价值。不足之处在于GIS软件专业性较强，普通用户使用会受到专业局限。

参考文献：

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篇5

经济新常态下，我国经济发展步入缓慢上升阶段。然而，我国产业结构不合理仍然是阻碍国家和地区经济发展的关键问题之一，采取措施着力于国家和地区产业结构转型和优化升级已是今后经济发展的必然选择。一个国家或地区经济发展的重要任务是促进国民经济各部门之间的协调均衡发展，但因资源的稀缺性，任何一个国家或地区均不能顾及所有生产部门的经济发展。而且，稀缺资源通常是从高消耗、低产值的生产部门向低消耗、高产值的生产部门流动。所以，在经济发展的过程中，我们应该将资源优先分配给对国民经济发展最重要的部门，该部门就是某一国家或地区的主导产业。正确选择地区主导产业，将有利于该地区制定最适宜当地经济发展的目标规划和产业政策，使得稀缺资源优先分配到关乎地区经济发展的主导产业上，然后带动其他产业共同发展，从而整体推进地区经济发展。

国内对主导产业相关理论的研究起源于上世纪八十年代，刚开始的研究对象局限于国家层面。然而，步入九十年代，国内主导产业相关理论研究逐步由国家层面转向地区层面。我国于1994年出台《90年代国家产业政策》，明确指出优先发展石化、机电、汽车、建筑业四大国民支柱产业。各省（自治区、直辖市）在国家制定“九五”计划和2010年远景纲要之后纷纷提出优先发展本地区的主导产业。随后，各县市的经济发展规划和产业政策中也明确提出发展本地区主导产业的构想。

优先发展地区主导产业，首先应该明确主导产业的基础概念。本文借鉴国外学者的相关研究，引出主导产业概念的理论渊源，进而归纳区域主导产业概念的形成路径。其次是如何选择地区主导产业，由此产生地区主导产业选择基准的问题。本文首先讨论国外学者对地区主导产业选择基准的相关理论，在此基础上引出我国学者结合我国国情、地方特点提出的一些选择基准理论。紧接着是地区主导产业选择的评价方法，本文分析了国内外对地区主导产业选择的各种评价方法的优缺点，指出需针对地区的特定经济发展背景建立适宜的综合评价方法体系。最后，本文对国内外区域主导产业选择理论进行了评价，认为部分学者对区域主导产业内涵的认识不过全面，忽略了区域主导产业时间与空间两重属性的差异性，区域主导产业选择基准所需数据往往难以获得且指标测算体系过于简单，区域主导产业选择体系的各指标内在联系研究不够，因此提出完善区域主导产业选择理论体系的相关建议。

一、区域主导产业的基础概念

（一）主导产业的理论渊源

美国经济学家罗斯托于1960年在其著作《经济成长阶段》一书中明确指出主导产业的概念，他将国民生产部门分成三类：主导增长部门、辅助增长部门和派生增长部门。他还认为主导增长部门应该具有高创新能力、较强的其他产业发展带动能力以及持续的高增长率。罗斯特提出的主导产业概念获得了绝大多数学者的认同和支持，这为今后的主导产业研究奠定了良好的理论基础。国内学者对主导产业的概念大多也源于罗斯特给出的定义。

（二）区域主导产业的概念

一般认为，区域主导产业概念的定义方法主要有两种：一是以西方经济学的区位理论为依据，将区域生产部门分为专业化部门与非专业化部门，其中专业化部门又被再次细分为一般部门和主导部门，而这里的主导部门就是区域主导产业，它在专业化部门中能够对区域经济发展起着导向和带动作用。二是以产业经济学的主导产业理论为依据，将国家层面的主导产业理论直接应用于区域层面，从而形成区域主导产业的概念。然而，以上两种定义方法均有缺陷，第一种方法忽略了与主导产业理论的联系，而第二种方法则片面地将国家层面的主导产业概念引入区域层面。因此，定义区域主导产业的概念必须考虑空间属性和产业属性。

二、区域主导产业的选择基准

国外最具代表性的主导产业选择基准理论有四个：李嘉图比较优势基准理论、罗斯托基准理论、赫希曼产业关联度基准理论、筱原两基准理论。

（一）李嘉图比较优势基准

古典经济时期，大卫・李嘉图提出比较优势理论，他认为某一产业部门如果具有相对优势，那么其可以成为推动经济发展的中心部门，然后带动周围产业部门的发展，这一原理后来发展成为主导产业的比较优势基准。该基准包括静态比较优势基准和动态比较优势基准，静态比较优势基准是以当前产业结构的相对优势选择主导产业，优先发展具有相对优势的产业部门，根据其与周围产业部门的经济关系，带动周围产业部门的发展，进而形成地区经济共同体。动态比较优势基准是指当前处于比较劣势，但未来可形成比较优势，进而成为带动地区产业结构高级化演进的新兴产业作为主导产业。

（二）罗斯托产业扩散效应基准

罗斯托于 1960 年在其著作 《经济增长阶段》中提出主导产业的概念，他在书中提出主导产业对经济增长的前向效应、后向效应及旁侧效应原理，即产业扩散效应理论。该理论认为主导产业的扩散效应理应最大，因为主导产业可以将其产业优势向外扩散到其他产业，促进产业结构的升级和优化，推动区域经济的全面、快速发展。然而，罗斯托产业扩散效应基准并没有明确指出具有可实际操作的基准判断方法，这是罗斯托产业扩散效应的不足。

（三）数据往往难以获得且指标测算体系过于简单

区域主导产业选择的研究不同于国家层面，因为国家层面的经济数据容易获得，而省（自治区、直辖市）、市、县的经济数据往往难以获得甚至是缺失，而且定量分析往往需要长时间且连续的经济数据，而这无疑加剧了数据获取的难度。另外，当前的区域主导产业选择理论存在指标测算体系过于简单化，而这显然不适用于复杂的经济发展现状。因此，须考虑引入图论、动态投入产出模型、计算机语言程序等进行主导产业的选择研究。

（四）各指标的内在联系研究不够

国内外学者对区域主导产业的选择基准和评价方法的研究存在较大的差异性，如何寻找这些研究的共同点和不同点成为我们理解所有区域主导产业选择理论的关键。分析各指标体系，我们发现关联度系数、技术进步率、需求收入弹性等指标是大部分指标体系的核心指标，其中技术进步率强调了供给，需求收入弹性强调了需求，关联度系数则同时强调供给和需求。另外，还有许多其他指标，如规模指标里的产值规模、增加值规模等。需要注意的是，不同指标体系的选择与构建需要因地适宜，与时俱进，也就是需要根据本区域的现行经济发展现状选择合适的区域主导产业选择理论，以求正确、合理地选择区域主导产业。

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篇6

传统的教学方式侧重于知识的传授,局限了广大教师及学生自身创造性的发挥,他们将大量宝贵时光浪费于重复性的、机械的劳动中,创新的灵感被磨灭。在网络环境下,广大教师的教学方式发生了变革,教师在设计教学的过程中可以突破传统教学模式的束缚,学习和吸收先进的教育理念,利用信息技术创造出异彩纷呈,既能反映学科特点,又能展现个人风格的各种教学模式来。总的来说,网络为教学提供了如下方便。

一、网络提供资源环境,让学生体验主动探索的乐趣

随着互联网技术的飞速发展,网络资源可以说是数不胜数。在设计教学活动的过程中,教师可以通过搜集、整理和利用网上已有的资源和软件,将其应用到教学中。这种教学突破了书本是知识主要来源的限制,充分利用相关资源来打破封闭的、孤立的传统课堂教学模式,最大限度地扩充学生的知识量,使学生开阔思路,体味百家思想。与此同时,学生也可以有机会在Internet这样的信息海洋中找到自己所需的学习材料。苏霍姆林斯基说过,兴趣的形成有赖于课前的搜集。当学生对学习的内容产生兴趣,使学习成为自己的愿望和需求时,他们便能带着一种高昂的情绪投入到学习中,在学习中意识和感觉到自己的智慧力量,从而体会到成功的快乐,并且在这个过程中也正好能培养学生信息能力中分析信息、加工信息的能力。如:上地理课时,可以让学生在网上自由遨游,选择祖国山河的壮丽一景,了解不同地域、不同时代各具特色的名胜,而后再让他们运用文字加以介绍交流,这种学习体现了让学生自主学习的乐趣,那份在快乐中学习所得到的知识远远超过了老师硬传输的知识。可以说,这种网络环境下的课堂教学,真正把学生推上了主体地位。学生可自由阅读,互相切磋,与教师共同参与教学过程,真正体现了学生的主体地位。

但需要注意的是,网络虽然给我们提供了大量的信息,但是由于网络上的资源良莠不齐,因而我们应把重心放在如何提高学生辨析网上信息的能力上,引导他们养成良好的适应网络化教学的学习态度和方法。让学生明白网络作为获取资料的一种方式,和其他传统的方式同等重要,只有合理运用各种方法才能达到更为理想的效果。

二、网络可以作为组织与管理的工具,营造自主合作的学习氛围

基于网络环境的教学,以及网络传递信息的多元性、快捷性,我们可以创设一个自由民主、生动活泼而又宽松和谐的学习氛围。例如,我们可以利用网上的论坛、聊天室、博客等让学生自由地发言,在老师的单独指导下更好地对自己的学习进行建构主义的思考,进行协作学习,从而提高学习效率。例如在一堂作文课中,教师可以引导学生借助网络教学平台,围绕作文题参阅有关资料,进行讨论交流,而后“敲出”习作,传到网上,让学生之间相互评点。这样的教学课突破了传统模式,使所有学生成为了“网上邻居”,大家可以自主地参与学习、交流看法,通过不同观点的相互交锋、补充、修正,从而获得新的见解与发现。每个人都渴望得到别人的评价,传统的作文评价一般只是任课老师给出,而如今学生在博客发表的作文习作,老师、同学、家长及许多慕名者都有可能在第一时间点击浏览。如果学生能接收各方面的建议、赞扬、批评,那么他将获得一种类同于“发表”的成就感,从而激发更大的写作热情。还有一些理科教学,很简单的一个习题课,在常规教学中,总是老师在黑板上带着全体学生,一道题一道题地演练、解释,有的还要利用一些时间来抄写题目,一堂课下来,最多能讲五六道题。而在网络环境下,教师就可把试题装到机器上,在网络教室中,每个学生用计算机解答这张卷子。教师在控制台上及时了解每个学生解题的进展情况,学生哪个地方出了问题,及时告诉老师,老师可通过单机与他进行联系。这种以多媒体和网络通讯技术为代表的现代信息技术建构起了一种理想的学习环境,这种环境可以实现多种多样的情境创设、不受时间和空间限制的资源共享、灵活快速的信息获取、丰富多样的交互方式、打破地域界限的协作交流,有利于培养学生创造性地自主发现和自主探索,使学生的主体地位得以充分的体现。

三、网络可提供更广阔交流的空间,有利于促进师生间的关系

苏霍姆林斯基说:“情感如同肥沃的土地,知识的种子就播在这个土壤上。”在教学中,教师与学生存在着三个方面的沟通:情感沟通、管理沟通、知识导航与传授的沟通。人与人之间的交流成为教学的重要一环,对教学成败也起着关键的作用。在传统方式下,我们有意无意地隔断了师生间的那种友谊。而“网络技术作为交流工具辅导”就是指将网络技术以辅助教学的方式引入教学,完成师生之间情感交流的作用。如课后,教师可根据教学的需要或学生的兴趣构建一些有针对性的论坛或网络聊天室,创设一个师生平等交流的环境,使他们在课后有机会对课程的形式、教师的优缺点、无法解决的问题等进行充分的交流。所有学生,尤其是学习有困难的学生,均可以匿名登陆论坛,主动参与,直抒胸臆,在老师的引导下轻松、自由地畅游于知识的海洋。在这样的环境下,老师不仅是学生知识的传授者,而且是生活上的挚友、交流上的伙伴、学习上的向导,更好地体现了师生间的亲密关系。

事物总是在发展变化的,在网络环境下进行教学,是进一步实现教育现代化的一个重大的改革。我们相信,随着经济的发展、网络技术的进步和新的教育观念的深入人心,网络环境下的教学将会日趋完善。而且这场改革中的教育者所拥有的创造空间当是空前广阔的,只要多思考、探索,就一定能充分享受到网络技术给教学所带来的欣喜与成功。

参考文献:

[1]陈至立.关于推进信息教育的讲话.教育信息化,2002,(9).

[2]何克抗.从Blending Learning看教育技术理论的新发展.etc.省略/academist/hkk/blending.htm.

篇7

网站是多个相关网页的集合。英文名称：website，精确定义为：Internet上一块固定的面向全世界消息的地方，由域名（也就是网站地址）和网站空间构成，通常包括主页和其他具有超链接文件的页面。所以做好网页是关键。做好网页的关键是合理的布局。

下面分别论述网页布局方法的优缺点及其实用之处，以便大家清楚后适时选用相应技术制作出精美的网页。

一、用表格布局网页

表格布局是通过加入大量的表格来进行定位的，有些人甚至在大表格中嵌套多重的小表格。这实质上也是加大浏览器的负担，使页面呈现时间大大加长。因此，在使用表格时，应尽量把表格打散，并要尽可能地避免表格的层层相套，表格布局也会影响网页的加载速度。

优点：在于可以将页面划分为若干个部分，然后分别放置不同的信息对象加以处理，又不用担心不同信息对象之间的互相影响。使用表格布局的页面在不同平台、不同分辨率的浏览器中都能保持其原有的布局，具有较好的兼容性，便于规划，易于接受，对设计人员的专业技术要求不高，操作简单、直观。

缺点：表格布局灵活性不大，你只能遵循、、的格式；不适合过于复杂的网页；垃圾代码会很多．一些修饰的样式及布局的代码混合一起，降低代码的可读性。首先。应尽量避免使用结构复杂的表格，因为这可能会使浏览器多次刷新表格；其次，浏览器在解释页面元素时是以表格为单位逐一显示，尽量把内容分别放置在多个非嵌套的表格中，因为浏览器只有在整个表格的内容全部读入以后才输出显示．读入完毕之前将一直显示空白：最后，表格嵌套不要超过三层，否则会使浏览器花大量的时间，处理表格的结构。目前Internet上很多的网页还是用表格来制作的。

二、用表格的布局模式布局网页

有时使用表格进行布局不太方便，因为最初表格并不是用于布局设计，而是用于显示数据。为了简化使用表格进行页面布局的过程，Dreamweaver提供了表格的布局模式。

优点：在布局模式下，表格和单元格分开创建，可以自由轻松地移动、改变其大小和形状。使用布局模式是设计页面布局最简单的方法，它使网页设计者能够把更多的精力放在网页的设计创意中。

缺点：利用布局模式生成的表格比较复杂，不适合大型网站使用，一般只应用于中小型网站。

三、用框架布局网页

框架即．．．标签，它可以把屏幕分割开来的“区域” ，如果网页要布局成框架集中所提供的样式，可以使用框架来实现。框架中还有一个标记比较常用，但它只适用于IE，它的作用是在一个网页中间插入一个框窗以显示另一个文件。

框架是在同一浏览器页面中显示多个相互隔离的HTML页面的结构，它是一种全新的组织网页的方法。使用框架集时既可以使用Dreamweaver提供的框架集，也可以自己创建所需要的页面结构。网页设计时，往往我们希望自己的网页中的一部分内容保持不动(例如导航部分)，而其他部分内容发生变化。这时，我们只要改变链接的“目标”属性．将目标更改为主视图框架的名称即可。

优点：框架网页本身不包含可见内容，它只是一个容器，用于指定在框架中显示的其它网页及显示方式；访问者不需要为每个页面重新加载与导航相关的图形；每个框架都有自己独立的滚动条，方便访问者独立浏览这些框架。

缺点：缺省时，框架是有边框的，占用屏幕上可用作别的目的的一些空间；难以实现不同的框架中各元素的精确对齐；主流的搜索引擎下不会收录框架的页面；网点速度相对较慢等。

注：虽然框架也是排版工具，但是它与表格和DIV在用途上却有着本质区别。表格和DIV均是以插入的对象为单位，而框架则不同，它是以插入的网页为单位，它提供了一种较为固定的网页结构。

四、用DIV+CSS布局网页

DIV是指HTML标记中的标记“”，中文可以理解为层的概念。简单来说D1V元素是用来为HTML文档内大块的内容提供布局结构和背景。DIV的起始标签和结束标签之间的所有内容都是用来构成这个块的，其中所包含元素的特性由DIV标签的属性来控制，或者是通过使用样式表格式化这个块来进行控制。

CSS是一种样式表的技术，人称层叠样式表。W3C组织给出的说明是：CSS是一种简单的对于WEB文档增加样式（例如：字体、颜色、间隔等）的机制。在网页设计时采用CSS技术，可以有效地对页面的布局、字体、颜色、背景和其它效果实现更加精确的控制。采用了CSS技术设计的网页，只要对相应的代码做一些简单的修改，就可以改变同一页面的不同部分，或者多个不同网页的相同部分的外观和格式。

二者结合，DIV承载的是内容，负责确定网页内容在网页上的现实位置；而CSS承载的是样式，负责网页内容以什么样式显示出来。DIV+CSS可以实现更家灵活的网页内容的显示控制。

优点：1、表现形式和内容的分离，网站改版相对简单；2、采用DIV+CSS技术的网页，能够更好地被搜索引擎收录，与搜索引擎的关系更加友好；3、相比单纯地用HTML来设计网页，CSS能够简化代码，使浏览网页的速度提升，节省大量的带宽；4、更易于后期的维护和管理；5、绘制简单，直观，元素会跟随AP Div层移动；6、保持视觉一致性。

缺点：1、DIV+CSS技术并不简单；2、采用DIV+CSS技术不要盲目的追求代码节省；3、DIV+CSS技术并没有完全兼容所有浏览器；4、DIV+CSS对搜索引擎优化与否，取决于网页设计的专业水平。

五、利用模板和库制作网页

在进行大量页面的制作时，很多页面会用到相同的布局、图片和文字等元素。为了避免重复劳动，可以使用Dreamweaver 提供的模板与库功能，将具有相同版面结构的页面制作成模板，将相同的页面元素制作成库项目，并存储在库文件中以便随时调用。

模板优点：使用模板有助于设计出风格一致的网页。通过模板创建和更新网页，可以大大提高工作效率，简化网站的维护工作。基于模板创建网页，一次可以更新多个页面。从模板创建的文档与该模板保持关联状态，修改模板可以立即更新基于模板的所有网页文挡中的设计。

库优点：库是一种特殊资源文件的集合，库中的资源称为库项目，库项目可以是图像、表格、声音、Flash文件等。用户可以用该方法制作网站中各个网页的相同内容，或者用来处理那些虽然只在很少的网页上出现，但更新比较频繁的部分。

注：模板针对的是页面布局，体现了页面整体的一致性，其文件保存在Templates文件夹中。而库项目更多的则是针对小元件的标准化使用，其文件保存在Library文件夹中。

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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9

    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。

篇10

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11

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12

别笑别笑！硬盘小不算理由么？你说说，偶喜欢看电影，喜欢看电视剧，还喜欢看动画片，对了对了，还得多少装点游戏，这么多东西，硬盘小怎么办？那还不专挑体积小的拣？

RMVB，说白了就是曾经红极一时的RM的进化版。记得RM刚出现的时候，偶还买了不少电影合集的光盘呢。不过RM的缺点也显而易见啊，体积小了，但效果也差了。特别是画面一动起来，哎哟，那真是“满屏尽是马赛克”。于是乎，就有了RMVB。VB就那个……那个啥的缩写（旁白：Variable Bitrate），意思就是动态码率啦。在画面变化不频繁的时候，降低视频码率，而在画面高速运动的时候，提高视频码率。这样，就在保持视频体型苗条的同

时有效提高了视频效果。你说说，这是不是个忒牛的发明？

另外，现在网络上，RMVB的资源也是最多的。电影、动画、电视剧，一个都少不了。不信？不信你去去搜搜看就知道了！

对得起咱的22寸宽屏：HDTV（TS、WMV HD）

自打买了那台22寸宽屏液晶显示器，家里的硬盘就遭罪了。我下载了大量的HDTV电影和MTV，一个劲地往里塞。虽然下载慢了点、硬盘满了点、播放卡了点，不过，看到那极度锐利清晰的画面时……值啊！

HDTV其实并不是一种视频格式，而是一种视频标准。只要视频分辨率达到720P（1280×720）以上，就可以被称作HDTV了（旁白：严格来说，HDTV对声音也有要求，这里就暂且不论了）。目前，HDTV有两种常见格式――TS和WMV HD。

前者其实就是一种大码率的M PEG2编码（与DV D类似，楼下某海洋生物会为大家详细说明）。后者看名字就知道是比尔・盖茨玩的花招，没错，它其实就是微软的WMV格式的衍生物，编码方式不变，只是提高了码率。在微软的官方网站上，还提供了不少HDTV的视频片段下载哦。

还是看影碟过瘾：MPEG1/2

在电脑上看电影确实方便，不过我还是更偏爱在电视上看影碟。为什么？更过瘾呗。电脑显示器太小、音箱太差，看看剧情片倒也罢了，但若是看那些特效精彩的大片或是演唱会，电脑的表现就实在难以让我满意了。

以前看VCD，现在看DVD，两者除了效果有差距，盘中文件的结构也存在差异。VCD的视频文件是一个DAT文件，采用MPEG1编码，而且声音和视频是整合在一起的，就和我们一般下载的电影类似。DVD中的视频文件则是VOB格式，它只包含视频信息，没有声音，采用更先进的MPEG2编码。VOB与前面提到的TS文件虽然同为MPEG2编码，但TS实际是一种流媒体，主要用于实时传送，比如高清电视节目。

体积与效果的最佳平衡：DivX/XviD

RMVB够小，但效果还是不尽人意；HDTV足够清晰，但十几GB一部电影实在超出了我在现阶段的接受范围。所以，我选择DivX/XviD！

大家也许对这两个读起来很拗口的词语不太熟悉，但如果说到DVDrip，大家一定耳熟能详。DVDrip是将画质出色的DVD进行压缩的一种方式，而压缩后的视频，通常就是采用的DivX/XviD格式。不过这里又会出现一个问题，通常下载的DVDrip电影后缀名都是AVI，怎么又会是DivX/XviD呢？其实，AVI在这里只是一种视频封装形式，真正的编码格式则是DivX/XviD。说了这么多晦涩的术语，其实，就想表达一个意思――我选择，我喜欢！

其实，手机上看电影很不错：3GP

看电影？别提了。在公司，要工作，回到家，还得继续改稿子想选题，哪有时间看电影啊？惟一闲下来的时间恐怕就是在公车上了。所以，我就只有充分利用手机的多媒体功能了。而现在在手机上最流行的视频格式就数3GP了，无论是智能手机还是非智能手机，大都支持这种格式。

你还别嫌手机的屏幕小，只要看习惯了，你会发现这种不受时间、空间限制的影音体验真是非常棒。就在刚过不久的春节期间，我就在走亲访友的路途中看了《落叶归根》、《爱情呼叫转移》等几部贺岁片。这里再给大家推荐一个3GP论坛：，上面有很丰富的3GP资源哦。

篇13

中图分类号：X2文献标识码：A文章编号：1997-0668（2008）061023-04

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－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。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，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。

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

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。