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概要：随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭更加相当严重的污染，使海域显著上升，日益好转，并对生物资源和人体身体健康产生危害影响。海洋经济的发展还面对严苛的海洋自然环境，准确预报海洋灾害的再次发生、发展和应当采行何种防灾减灾工程措施，也沦为相当严重注目的环境问题。为了研发海洋资源，必须在海上展开各类工程建设，大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是研发海洋中的一个不应引发尤其注目的最重要问题。为了适应环境我国海洋经济的较慢发展，针对我国根本性的海洋环境与维护问题，重点积极开展研究方面的课题大体上有三类。
第一类课题是海洋环境特征对各类污染物起到的机理和规律研究，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及预防措施与对策。 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，近海海域遭更加相当严重的污染，使海域显著上升，日益好转，并对生物资源和人体身体健康产生危害影响。近海水域的污染已沦为世界各国，尤其是象我国这样具备非常宽的海岸线和众多海湾的国家所联合关心的环境问题。
海洋经济的发展还面对严苛的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，准确预报海洋灾害的再次发生、发展和应当采行何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也沦为相当严重注目的环境问题。为了研发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，必须在海上展开各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益极大，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研发海洋中的一个不应引发尤其注目的最重要问题。为了适应环境我国海洋经济的较慢发展，海洋环境的日益好转，海洋灾害的时有发生和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的研发，以及海岸带研发过程中的后效问题的研究必须，针对我国根本性海洋环境与维护问题积极开展研究是十分必要和急迫的。
在这方面，重点必须积极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起到的机理和规律研究，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食预防措施与对策。 一、海洋环境特征 对各类污染物的起到机理和规律研究以海洋流体动力对各类污染物迁入、蔓延、转化成规律的研究为基础，考虑到各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（蔓延、溶解、下陷、导电、获释）、化学因素、生物因素的起到，说明了污染物在海洋简单条件下的运动及演进规律，并创建海洋水质预测预报模型。
此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮时有发生相当严重。因此，除了强化赤潮的监测和预报外，也不应强化在创建赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究不应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究结合的方法来展开。由于现场观测工作斥资极大，且受到许多客观条件的容许，所取得的数据往往有许多综合因素的联合起到，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往不能用它来作为对某一水质预测预报模型展开检验其可行性和精度的一个实例。 用数学模拟方法来创建海洋水质预测预报模型是一个更为有效地的方法。
目前，在这方面国内外有数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；近海海域污染物迁入转化成数学模型。 在水流数学模型研究方面，对于较小范围的海域，一般来说可使用深度平均值的潮流教学模型，对于紊动影响不明显的海域，可不考虑到湍流影响，而对于湍流效应明显的区域，如排污口近区，则不应考虑到湍流效应。此外，使用坐标变换，可创建一种需要考虑到简单地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才需要较好地再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方程和标准化的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑到浮力对紊动的影响，创建用作仿真同时不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，分别对两互为本身的湍流输送规律以及相间相互作用规律展开仿真，创建两互为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，可应用于BICGSTAB法解法由椭圆型斜坡方程线性获得的代数方程组，以提升解法效率。从水波发展方程抵达，可给定一种用作大区域波浪变形问题的数学模型。
通过引进很弱非线性波色散关系，可使双曲型斜坡方程需要有效地考虑到波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的更进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都超过很高精度，并提升方程的非线性精度，可以更加准确的计算出来较深水域波浪的非线性特征。 针对带上权利表面的波浪场问题，通过把能有效地仿真自由面形态的NS方程和波能均衡方程的融合，可给定一个能考虑到破波能量损失的抛物型斜坡疗程，用这个方程可仿真规则波和点状波碎裂引发的波高变化。
创建沿岸流数学模型，可仿真海岸上波高变化和碎裂波波低、波浪变动水和沿岸流。 在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可使用一种考虑到流影响的修正的合流斜坡模型；对于强流情形，可使用在Botssinesq方程中考虑到流影响的模型。可以将电磁辐射形变的计算公式与抛物型斜坡方程中的待求变量联系一起，创建一种电磁辐射形变计算出来的新方法，用该方法可对较小区域均匀分布斜坡地形上的波浪电磁辐射形变展开数值仿真。
在近海海域污染物迁入转化成数学模型研究方面，基于N一S方程所创建的深度平均值的二维形变一通量代数全场模型，可对非对称潮流起到下的侧向岸边废气问题过分数值仿真。以研究近海海域污染物迁入转化成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，从三维湍流模型抵达，在动量方程中引进表面风形变、底部托形变以及柯氏力的起到；在输送方程中引进体现物理、化学、生物等起到的源、汇项，可创建一个统一考虑到物理、化学和生物等过程综合起到的近海海域污染物迁入转化成的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染掌控以及水域污水处理工程设计等获取最重要的科学依据；同时对确认水域环境容量，从而制订水域环境保护策略，也具备十分最重要的理论价值和应用于前景。 应当认为，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟毫无疑问是一种十分有效地的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所须要的适当参数和边界条件的处置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。
而这些适当的数据是无法从数学模型本身来获得的，有些可以通过现场观测来获得，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能获得，在这方面物理模型实验研究将是一个有效地的手段。 能仿真海洋动力因素的先进设备实验设备，现代化的量测量仪器和测试系统是积极开展物理模型实验研究的必备条件。
更进一步完备PIV和LIF的浓度场、速度场实时测量系统，可研究非碎裂波浪、碎裂波浪及波流相互作用下水流的横向结构，取得流场中水质点速度的空间产于和时间过程；并实时取得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，能用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下蔓延的基本特征和扩散系数。 二、海洋灾害的准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还包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸风化等。
90年代以来，我国海洋灾害所导致的损失每年约上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最相当严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦再次发生毁坏，将不会导致根本性的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰拆掉海二井平台，1989年风暴潮损失超强6亿元，1991年DB29销管船在南海合台风沉没等）。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近于浅海海域。
为了确保在这些海域所修建的工程设施需要安全性服役免受毁坏，面对的首要问题是搞清楚这一海域中严苛和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年经常出现的台风数目占到全球的38%，其中对我国有可能导致灾害的台风每年有78个。每当台风在我国登岸或相似我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，构成风暴潮灾害。 在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于不受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰相当严重的年份则经常出现冰害。
若对这些海洋灾害估计不足将不会带给极大的损失。渤海重合冰与冲刷冰的构成，不但可给结构物以强劲的冰压力，而且由于冰激引发的振动起到，也不会给海洋平台的用于和安全性带给极大的伤害。
而冰区溢油的迁入规律及防治和清扫技术，至今仍未展开过了解的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐起到下都会引发海冰的脱落，脱落后冰块的尺度直接影响其对结构物的起到。在渤海海域修建的海洋平台，为了抵抗冰害，往往竣工于是以、推倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前仍未解决问题的课题。
在海冰力学的研究中，除展开理论分析和数值仿真外，实验研究也是一个最重要的手段。在实验研究中，模型冰可使用失效模型冰和非失效模型冰来展开，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，海域中时有地震再次发生。反感的地震将有可能是海上工程设施的主要毁坏荷载。如果一旦在地震央结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）再次发生毁坏，除其必要经济损失很大外，其次生灾害火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年的环太平洋地区地震的频度和强度都在下降，导致根本性灾害。大型海上工程在地震起到下的安全性，尤其是抗震防灾的基本原理和隔热技术措施必须严肃研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震起到下的号召和振动毁坏机理更加尚待深入研究。
日本阪神地震记录资料指出，地震及由此引起的巨浪联合起到对水中和岸边建筑物导致的毁坏十分相当严重。水工建筑物的这类毁坏机理，至今国内外回应都很少研究，且由于试验条件的容许，国内外回应方面的试验研究工作积极开展很少。
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问题海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必须考虑到的，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产于规律，地震波传播特性及地震动输出机理；海域中大型海上水工建筑物在地震起到下，考虑到周围水介质影响的结构振动毁坏机理、振动掌控、地震动时甚牵头分析模型和输出机制、非线性动力分析和动力毁坏试验；核电站海域工程建筑物外用地震性能，海洋采煤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布防标准等。 海上水工建筑物在长年运营过程中健康状况渐渐好转，其受损主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲惫、失灵、内部受损（裂缝）、地基下陷变形以及环境的物理化学受损（低温、冻融、大气风化）等；其二是设计不周或设计标准偏高，施工质量劣，原材料不合格，管理确保疏于等。大型海上水工建筑物的受损和事故都将对国民经济的发展导致根本性的影响。
因此，发展以下的一些技术和方法将是十分最重要的。如在考虑到海洋环境荷载在幅值。
时间及方向上的随机性所造成结构安全性的不确定性情况下，对现役海洋工程结构展开身体健康临床和评估剩下可靠度的理论；结构身体健康状态及受损检测的新技术和新方法；结构病害管理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种简单海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与修建新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计用于期限内有充足的安全性度，而在除役之后又便于拆毁的各种工程措施。 为了及时掌控海洋环境的风云变幻和灾害的有可能到来，发展海洋环境及灾害的预报技术是十分适当的。
为此必须创建以下一些系统，如创建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、沿岸防灾打算和各类应急处置系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，展开重点研究，创建数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及创建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、全球定位系统结合，创建数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地叙述灾害成因、再次发生机理、传播规律、仿真灾害毁坏的过程，竣工智能化的防灾、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预防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。 人们现在修建或设计海上生产、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，估算到21世纪，有可能经常出现能容纳10万人的海上人造城市。
我国澳门和日本早已在海上竣工了人工岛海上机场。为减轻紧绷的陆地资源及增加城市噪音等，日本早已于99年8月在东京湾用6块380米宽，60米长的矩形飘浮钢板组装海上飘浮机场。 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大大激增、规模日益简单和可观，确保这些海上工程设施的安全性运营及采行海洋工程防灾减灾措施将更加最重要。
海岸带和近岸海域是各种动力因素最简单的地区，但同时又是经济活动尤为繁盛的地区，海上工程建设如果考虑到失当将不会在一定程度上引起环境灾害。工程设施有可能毁坏原先海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤积变化。海上开挖和筑堤不会转变海岸的形态，毁坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对所含污染物的筑堤污泥揽抛掷处理不当则不会导致二次污染。
海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境导致极为相当严重的污染。日益激增的海上除役工程设施如果不及时处理也将不会渐渐沦为海上障碍物以致引发公害。
海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要确保最大限度地增加自然界海洋灾害带给的报失，另一方面又要防止人为导致的海洋环境灾害。 随着人类对海洋资源的大大研发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日贞最重要。
如港口研发中的环境问题，主要内容还包括：航道、港池开凿、筑堤引发的泥沙输送及其筑堤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；斩波带及其附近水域沿岸流对物质输送蔓延规律研究；大型海岸工程、岸滩维护和整治工程引发的海域环境的变迁和海岸演进；海岸演进、防水及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引发的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协商。 随着沿海大、中型城市经济建设的较慢发展，城平建设中的污水深海废气技术，感潮水域污水多点废气飘移蔓延研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质互相交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂造田对水域环境的影响等，都将是必须严肃解决问题的问题。 鉴于黄河三角洲海岸线大大依退所带给的国土面积增加、陆上设施受到威胁甚至毁坏、对黄河三角洲湿地大自然条件的毁灭性毁坏等一系列问题，也是十分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研发、滩涂造田和岸滩维护及整治工程对水域影响所引发的环境问题及其对策，也是必须重点研究的课题。
以主要经济繁盛的河口和海岸带地区以及主要海域的经济发展为背景，创建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、全球定位系统结合，创建模型，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给的海域环境水污染的好转、海洋自然灾害（台风、巨浪、风暴潮、地震、冰害、地质灾害）时有发生的情况。
人类活动尤其是大规模工程建设所引发的海洋环境的变迁和海岸演进，以及它们之间的相互作用，用数字手段统一地加以处置，创建智能化的决策支持系统，以增进国民经济持续、身体健康地发展，将不会是决策部门展开宏观决策和明确规划时的一个十分有效地的手段。.。
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