寒潮災(zāi)害的防治措施精選(九篇)
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第1篇：寒潮災(zāi)害的防治措施范文
關(guān)鍵詞：凍害;預(yù)防;補(bǔ)救措施;中后期管理
2009年入冬以來(lái),我國(guó)大部分地區(qū)遭受多年罕見(jiàn)的低溫冰凍災(zāi)害,加上部分小麥種植技術(shù)和品種選用不當(dāng),不少麥田遭受不同程度的凍害。開(kāi)春后是否仍有凍害,也未可知,因此必須做好應(yīng)對(duì)的準(zhǔn)備,以保證小麥全面豐收。
1小麥凍害可防可救
據(jù)筆者調(diào)查訪問(wèn)、查閱有關(guān)資料及親身經(jīng)歷,小麥冬季凍害常有不同程度的發(fā)生,只是有些年份程度較輕,影響不大而未被重視。春季凍害,歷史上也不少見(jiàn),如1953年4月12日淮北地區(qū)突遭寒潮,所有麥田均遭嚴(yán)重凍害,不少老農(nóng)至今仍記憶猶新;再如1995年3月中上旬和4月初的3次寒潮,也使部分麥田遭受到不同程度的凍害。無(wú)論受害早晚或程度輕重,只要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施加以補(bǔ)救,都可獲得較好的收成,千萬(wàn)不要輕易毀掉[1]。
2冬季受凍麥田的補(bǔ)救措施
冬季小麥凍害,根據(jù)受凍程度可分為2種:第1種是嚴(yán)重受凍,主要表現(xiàn)為主莖和較大分蘗被凍死,但小分蘗仍有活力,且大分蘗基部還有小分蘗、剛冒出的蘗芽和潛在的蘗芽,只要管理措施得當(dāng),仍可發(fā)育成有效分蘗。這類(lèi)麥田,在土壤解凍后要盡快補(bǔ)水、追肥。有積雪的田塊,可在化雪時(shí)撒施或趁雨天撒施。土壤墑情不足的,要開(kāi)溝條施或打洞穴施,施后澆水,使肥料盡快被吸收利用。一般可用尿素120~150kg/hm2+磷酸二銨30~45kg/hm2。土壤基礎(chǔ)肥力較差且底肥用量偏低的田塊,適量多施;反之,酌情少施。第2種情況是部分葉片凍死,主莖、大分蘗苗心仍有活力。這類(lèi)麥田可在土壤解凍后追施尿素75~90kg/hm2+磷酸二銨15~30kg/hm2,施用方法可參照上述辦法進(jìn)行[2]。
3春季麥田防凍及受凍后補(bǔ)救措施
3、4月,小麥已先后完成春化和光照2個(gè)生育階段,抗寒能力明顯下降。這期間,我國(guó)冬麥區(qū),特別是作為小麥主產(chǎn)區(qū)的黃淮平原,倒春寒天氣常有發(fā)生,因此小麥發(fā)生凍害的頻率和受害程度都比冬季大,應(yīng)特別注意防范。
(1)對(duì)生長(zhǎng)過(guò)旺的麥田,開(kāi)凍后要及早鎮(zhèn)壓,控制其生長(zhǎng)發(fā)育,避免過(guò)早拔節(jié),降低抗寒能力。
(2)注意收聽(tīng)、收看當(dāng)?shù)貧庀蟛块T(mén)的天氣預(yù)報(bào),在寒潮到來(lái)前一兩天給麥田澆水,使土壤導(dǎo)熱能力增強(qiáng),田間溫度提高,對(duì)預(yù)防春季凍害有很好的效果。
(3)在寒潮到來(lái)當(dāng)日晚6~10時(shí),氣溫降至4℃以下,即有可能出現(xiàn)霜凍。此時(shí)可在麥田上風(fēng)處,每隔10m左右堆放1處爛柴碎草,點(diǎn)火熏煙,要求做到只見(jiàn)冒煙不見(jiàn)明火。此法在20個(gè)世紀(jì)50~60年代的淮北地區(qū)農(nóng)民常有使用,對(duì)預(yù)防和減輕凍害有不錯(cuò)的效果。
(4)寒潮過(guò)后立即澆水施肥,追施尿素150kg/hm2左右,促進(jìn)小麥早分蘗,小蘗趕大蘗,使總莖數(shù)達(dá)到900萬(wàn)個(gè)/hm2以上。
(5)在起身拔節(jié)期噴施壯豐安,一是可以適當(dāng)抑制生長(zhǎng)發(fā)育,提高抗寒能力。二是可以控制第1節(jié)生長(zhǎng)過(guò)長(zhǎng),提高抗倒伏能力。
4受凍麥田的中期管理
受凍麥田由于主莖成穗減少,提高分蘗成穗率并使其形成大穗,成為中期管理的主要目標(biāo)[3]。因此,在管理上要有促有控,即促有效大、中分蘗快速生長(zhǎng),控制小分蘗生長(zhǎng)和蘗芽冒出,并使之盡快枯死,以免與有效分蘗爭(zhēng)水肥、爭(zhēng)陽(yáng)光。
(1)群體略小、個(gè)體較弱的麥田,盡早澆水追肥。
(2)群體較大、麥苗較旺的麥田,及時(shí)中耕劃鋤,必要時(shí)可噴灑50%的矮壯素3750~4500mL/hm2,對(duì)水成500倍液,以控制無(wú)效分蘗的發(fā)生和生長(zhǎng);控制旗葉和倒2葉過(guò)長(zhǎng),使小麥株型緊湊。
(3)噴施葉面肥。用尿素7.5kg/hm2、磷酸二氫鉀1.5kg/hm2對(duì)水450~600kg/hm2。受凍較重麥田,隔7~10d再?lài)?次。將肥水盡量噴在大苗葉面上,促使大、中苗快速生長(zhǎng),抑制小苗生長(zhǎng),提高產(chǎn)量,改善品質(zhì)。
(4)如春季遇有連陰雨,要注意清溝排水,防止?jié)n害。
(5)注意病蟲(chóng)害防治。中期蟲(chóng)害主要是麥蜘蛛和麥蚜,用2.5%的敵百蟲(chóng)防治。病害主要是銹病、白粉病,可用50%的粉銹寧1500~2250g/hm2對(duì)水900~1125kg/hm2噴防。
5受凍麥田的后期管理
受凍麥田雖然前期做過(guò)一些補(bǔ)救措施,但較正常麥田,其穗數(shù)與穗粒數(shù)仍有不同程度的減少,因而采取措施增加粒重就是取得理想產(chǎn)量的重要手段[4],千粒重每增加1g,產(chǎn)量即可增加150kg/hm2以上。
(1)中期發(fā)生的一些病蟲(chóng)害,由于防治不徹底或其他原因,后期仍有可能發(fā)生,要注意及時(shí)防治。
(2)澆好揚(yáng)花、灌漿水。揚(yáng)花、灌漿期是麥粒形成期,水分不足籽粒退化,同時(shí)又是根系衰退期,適應(yīng)能力降低。此時(shí)既不能缺水,又不能澆水過(guò)多,可澆跑馬水,使土壤含水量占最大持水量的70%~75%。
(3)有脫水現(xiàn)象的麥田,可再進(jìn)行1次葉面噴肥。
(4)預(yù)防干熱風(fēng)。干熱風(fēng)一般出現(xiàn)在5月中下旬至6月上旬。這時(shí)正是我國(guó)冬小麥進(jìn)入灌漿和乳熟期。受干熱風(fēng)影響,作物水分蒸騰旺盛,根系所吸收的水分遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿(mǎn)足不了這種天氣條件下小麥大量需水的要求,致使小麥早熟、癟粒甚至青枯死亡,造成大幅減產(chǎn)。群眾有“小滿(mǎn)不滿(mǎn),麥有一險(xiǎn)”的諺語(yǔ)。所以干熱風(fēng)是小麥生育期的一種主要?dú)庀?a href="http://wda8f421.cn/haowen/238923.html" target="_blank">災(zāi)害。預(yù)防的主要措施是:①澆好麥黃水以提高土壤含水量,增加田間濕度;②噴磷酸二氫鉀500倍液1125~1200kg/hm2;③噴石油助長(zhǎng)劑225mL/hm2或三十烷醇300mL/hm2,以減少葉面蒸發(fā)。
6參考文獻(xiàn)
[1]王麗,趙綠源,李蓮娜.冬小麥冷凍害的發(fā)生與防治[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技,2009(23):25.
[2]王東海,許進(jìn)堂,李新會(huì),等.河南省小麥凍害的發(fā)生原因及防治措施[J].種業(yè)導(dǎo)刊,2009(10):23-25.
第2篇：寒潮災(zāi)害的防治措施范文
【考向分析】
主要考點(diǎn)：1.主要自然災(zāi)害的類(lèi)型與分布。2.我國(guó)的主要自然災(zāi)害。3.自然災(zāi)害與環(huán)境。4.防災(zāi)與減災(zāi)。從近幾年高考看，該專(zhuān)題常以我國(guó)或世界某一重大自然災(zāi)害為切入點(diǎn)，著重考查自然災(zāi)害的分布、成因、影響和防治措施等。
【知識(shí)網(wǎng)絡(luò)】
【重難點(diǎn)分析】
1.主要自然災(zāi)害的類(lèi)型與分布
2.世界主要自然災(zāi)害帶分布成因分析
應(yīng)該從自然地理背景和人文地理背景兩個(gè)方面進(jìn)行分析，如下表所示：
由于自然災(zāi)害所造成影響的大小是由兩個(gè)方面決定的，即自然災(zāi)害發(fā)生的強(qiáng)度、頻率及人口、城市的分布狀況，因此，以上兩大自然災(zāi)害帶的分布成因，可以歸納為以下兩個(gè)方面：自然災(zāi)害集中；人口集中、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，從而形成了上述兩個(gè)最嚴(yán)重的自然災(zāi)害帶。
3.中國(guó)自然災(zāi)害的特點(diǎn)
（1）災(zāi)害種類(lèi)多樣且災(zāi)次頻發(fā)
我國(guó)自然災(zāi)害類(lèi)型多樣、發(fā)生頻率高、強(qiáng)度大，這與特有的自然地理環(huán)境有關(guān)。如下圖：
（2）成災(zāi)人口與農(nóng)業(yè)災(zāi)情嚴(yán)重
①成災(zāi)人口集中省區(qū)：山東、河南、河北、四川、湖北、安徽、湖南和江西等省。②農(nóng)業(yè)災(zāi)情區(qū)域差異：東部受洪澇、干旱、冷凍、風(fēng)雹等影響，種植業(yè)災(zāi)情嚴(yán)重；西部受雪災(zāi)、旱災(zāi)、蟲(chóng)災(zāi)等影響，畜牧業(yè)災(zāi)情嚴(yán)重。
（3）自然災(zāi)害地域差異顯著
4.中國(guó)的地質(zhì)災(zāi)害
（1）中國(guó)主要地質(zhì)災(zāi)害的對(duì)比分析
（2）西南地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的原因
西南地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害是地質(zhì)、地貌、氣候等因素綜合作用的結(jié)果。
5.中國(guó)的水文災(zāi)害
（1）主要水文災(zāi)害的對(duì)比分析（略）
（2）長(zhǎng)江流域水文災(zāi)害多發(fā)的原因
6.中國(guó)的氣象災(zāi)害
（1）中國(guó)的旱災(zāi)
（2）影響我國(guó)的臺(tái)風(fēng)與寒潮災(zāi)害
（3）華北地區(qū)氣象災(zāi)害多發(fā)的原因
7.中國(guó)的生物災(zāi)害
（1）農(nóng)作物病蟲(chóng)害的分布與災(zāi)情狀況
（2）蝗災(zāi)與旱澇的關(guān)系及分布
8.地理信息技術(shù)在自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)中的作用
9.自然災(zāi)害中的自救與互救方法
（1）地震中的自救與互救
地震是最不可預(yù)知、最具破壞性的自然災(zāi)害之一。做好震前準(zhǔn)備，掌握震中的避震方法，震后進(jìn)行相關(guān)的自救與互救，可以減少自己及周?chē)嗽诘卣鹬械膫?。具體圖解見(jiàn)下頁(yè)：
（2）洪水中的自救與互救
洪水一般與連降暴雨相關(guān)，具有預(yù)報(bào)性。洪水發(fā)生過(guò)程中的自救與互救非常重要。具體圖解如下：
【典例剖析】
例1.（2013年高考福建文綜卷）圖14示意我國(guó)部分地區(qū)冷凍災(zāi)害發(fā)生頻次分布，讀圖回答問(wèn)題。
（1）指出冷凍災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，并分析圖中P區(qū)域冷凍災(zāi)害高發(fā)的原因。
（2）簡(jiǎn)述該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)預(yù)防冷凍災(zāi)害可采取的主要措施。
命題立意：引導(dǎo)考生關(guān)注熱點(diǎn)，熱愛(ài)家鄉(xiāng)，學(xué)以致用。
解題思路：第（1）題，可從農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和農(nóng)田設(shè)施方面分析冷凍災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響；可結(jié)合圖中相關(guān)信息進(jìn)行原因分析，P地三面環(huán)山，向北側(cè)敞開(kāi)，強(qiáng)大的冷空氣南下受南部山地的阻擋在P地大量堆積，造成嚴(yán)重的冷凍災(zāi)害。第（2）題，可從天氣預(yù)報(bào)、加強(qiáng)管理、培育良種方面回答。
參考答案：（1）農(nóng)業(yè)減產(chǎn)（農(nóng)作物、牲畜、林木、漁業(yè)減產(chǎn)）；農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施被破壞。寒潮南下受地形影響，冷空氣堆積；地勢(shì)較高，氣溫低。（2）加強(qiáng)天氣監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)；加強(qiáng)防災(zāi)、減災(zāi)管理，做好防凍措施；培育與推廣耐寒品種。
例2.（2013年高考山東文綜卷）圖10為我國(guó)某區(qū)域圖，讀圖回答問(wèn)題。
（1）對(duì)比甲、乙兩地，指出泥石流災(zāi)害發(fā)生概率較大的地點(diǎn)，并說(shuō)明理由。
（2）若丙地發(fā)生泥石流，據(jù)圖說(shuō)明可能造成的主要危害。
命題立意：主要考查泥石流的發(fā)生機(jī)制及其危害，考查考生獲取圖文信息、調(diào)動(dòng)和運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決問(wèn)題、描述和闡釋地理事物的能力。
解題思路：第（1）題，根據(jù)圖中經(jīng)緯度可判斷該區(qū)域位于太行山區(qū)，對(duì)比圖中甲、乙兩地可以看出甲地位于山谷中，坡度較陡，同時(shí)又位于夏季風(fēng)（東南季風(fēng)）的迎風(fēng)坡，降水多。第（2）題，丙地位于山谷中，根據(jù)圖中信息可以看出通過(guò)該山谷的除河流外，還有鐵路線(xiàn)。丙處發(fā)生泥石流會(huì)沖毀鐵路，阻塞河道。
參考答案：（1）甲地。地形坡度較大；位于東南季風(fēng)的迎風(fēng)坡，降水多。（2）沖毀鐵路，阻塞河道。
【跟蹤訓(xùn)練】
1.下圖示意太平洋西岸某熱帶海岸剖面。海岸線(xiàn)附近村莊因遭受?chē)?yán)重的自然災(zāi)害而損毀。
根據(jù)圖文資料，推斷此地可能發(fā)生過(guò)的自然災(zāi)害種類(lèi)，并說(shuō)明理由。
2.長(zhǎng)江下游某城市邊緣分布著丘陵，丘陵的基巖上有黃土覆蓋（如下圖所示）。近年來(lái)，由于城區(qū)擴(kuò)展，大量開(kāi)挖山坡，該地在夏季暴雨后曾發(fā)生多起黃土崩塌、滑坡災(zāi)害。
閱讀圖文資料，簡(jiǎn)要分析該地黃土崩塌、滑坡多發(fā)的原因。
3.下圖示意美國(guó)本土颶風(fēng)、地震災(zāi)害的空間分布。讀下圖，完成下列要求。
（1）判斷甲、乙自然災(zāi)害的種類(lèi)并說(shuō)明判斷的依據(jù)。
（2）說(shuō)明為防范上述災(zāi)害應(yīng)采取的措施。
參考答案：1.答案一：海嘯災(zāi)害。理由：位于環(huán)太平洋地震帶上，易發(fā)生地震、海嘯。海嘯沖毀海岸設(shè)施和房屋，將海底珊瑚礁碎屑（海底沉積物）搬運(yùn)到海岸（地勢(shì)高處）沉積下來(lái)。答案二：風(fēng)暴潮（臺(tái)風(fēng)）災(zāi)害。理由：位于西太平洋熱帶氣旋活動(dòng)區(qū)，容易發(fā)生風(fēng)暴潮（臺(tái)風(fēng)）。風(fēng)暴潮（臺(tái)風(fēng)）沖毀海岸設(shè)施和房屋，將海底珊瑚礁碎屑（海底沉積物）搬運(yùn)到海岸（地勢(shì)高處）沉積下來(lái)。
第3篇：寒潮災(zāi)害的防治措施范文
一、水稻僵苗的發(fā)生原因
1、冷害僵苗
主要癥狀除葉色暗綠、生長(zhǎng)停滯外，往往上部葉有水漬狀病斑，并有夾科或全科死苗。其原因主要是由于水稻分蘗期間遭遇寒潮低溫侵襲，同時(shí)加上連續(xù)陰雨的災(zāi)害性天氣造成。
2、缺素僵苗
缺素僵苗常見(jiàn)的是由缺磷、缺鉀或缺鋅等3種元素造成的僵苗。缺磷僵苗，葉色呈暗綠或灰綠色，并常沿葉脈縱向卷縮，遠(yuǎn)看苗色暗綠中帶有藍(lán)紫或灰紫色。缺鉀僵苗，開(kāi)始時(shí)下部老葉尖首先發(fā)黃，并伴有赤褐色斑點(diǎn)發(fā)生，斑點(diǎn)沿葉緣向基部擴(kuò)展，連成條斑，葉片枯死；部分品種不顯赤褐斑點(diǎn)，起先下部葉全葉呈赤褐色，而后擴(kuò)展至全株，嚴(yán)重時(shí)整株葉片枯死，遠(yuǎn)看似火燒焦?fàn)?，故又名赤枯病。缺鋅僵苗，棕色至褐色的葉斑從下位葉的中部開(kāi)始出現(xiàn)，逐漸擴(kuò)展至葉的上部和基部，中基部和中脈常有失綠現(xiàn)象。
3、病蟲(chóng)害僵苗
主要是由于水稻葉稻瘟、稻薊馬在秧田期為害而沒(méi)能及時(shí)防治，導(dǎo)致水稻栽插后病蟲(chóng)害加重而發(fā)生水稻植株生長(zhǎng)停滯、分蘗生長(zhǎng)遲緩的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致水稻成片枯死，形成“枯心塘”。
4、防治對(duì)策
(1)排水曬田：對(duì)于中毒性僵苗田塊，要及時(shí)排水曬田，增溫補(bǔ)氧，改善土壤環(huán)境。堅(jiān)持淺水勤灌與輕擱田相結(jié)合，提高土壤通透性，加速土壤環(huán)境更新，氧化還原性有毒物質(zhì)。對(duì)于冷害僵苗的田塊，在秧苗返青后，也應(yīng)排水露田，以水調(diào)溫，以水保溫，日曬夜灌，提高水溫和土溫。
(2)缺素補(bǔ)肥：根據(jù)水稻缺素發(fā)生僵苗的典型癥狀，相應(yīng)地補(bǔ)施所缺元素。缺磷田塊可施用過(guò)磷酸鈣225～375kg／hm2；缺鉀田塊可施用氯化鉀或硫酸鉀112.5～225，0kg／hm2；缺鋅田塊可撒施硫酸鋅15～30kg／hm2，或用0，2％的硫酸鋅溶液葉面均勻噴霧。
(3)合理栽培：選擇抗逆性強(qiáng)的組合。不同的品種和組合具有不同的生態(tài)適應(yīng)性。因地制宜，選用水稻抗逆性強(qiáng)的組合，是防止僵苗的捷徑。
(4)病蟲(chóng)害防治：稻瘟病可用20％三環(huán)唑可濕性粉劑1.125～3.000kg／hm2對(duì)水600kg均勻噴霧進(jìn)行防治，對(duì)于嚴(yán)重的發(fā)病中心可重復(fù)噴藥1次；稻薊馬可用5％銳勁特懸浮劑1500倍液進(jìn)行均勻噴霧防治。
二、水稻惡苗病
1、發(fā)病條件
帶菌種子和病稻草是該病發(fā)生的初侵染源。脫谷時(shí)，由于脫谷機(jī)空隙小，轉(zhuǎn)數(shù)過(guò)快，可增加種子受傷幾率，如播種這類(lèi)受傷種子比未受傷的種子發(fā)病重。脫粒時(shí)與病種子混收，也會(huì)使健種子帶菌。土溫30～50℃時(shí)易發(fā)病，傷口有利于病菌侵入；旱育秧較水育秧發(fā)病重；增施氮肥刺激病害發(fā)展；施用未腐熟有機(jī)肥發(fā)病重；一般秈稻較粳稻發(fā)病重；糯稻發(fā)病輕；晚稻發(fā)病重于早稻。育苗床灌水不及時(shí)，缺水受旱，發(fā)生龜裂，易使幼苗根部受傷，或拔苗時(shí)由于育苗床上缺水使根部受傷，這類(lèi)幼苗插秧后發(fā)病重。藥劑浸種不徹底的病種子比浸種消毒徹底的種子發(fā)病重。
2、侵染循環(huán)途徑
病菌主要以菌絲體潛伏在種子內(nèi)或以分生孢子附著在種子表面越冬。病株上的分生孢子和菌絲體亦有越冬能力，但不是主要的初侵染來(lái)源。病種子播種后，幼苗就會(huì)感病，重者幼苗枯死。健康種子播種發(fā)芽后，也可由于分生孢子萌發(fā)從芽鞘侵入而引起幼苗發(fā)病，導(dǎo)致徒長(zhǎng)等。一般病株中菌絲體會(huì)蔓延到全株，但不能擴(kuò)展到穗部。感病或枯死的病株表面產(chǎn)生分生孢子，可借風(fēng)、雨傳播而引起再侵染。
3、防治措施
(1)種子處理：用1％石灰水澄清液浸種，15～20℃時(shí)浸3d，25℃浸2d，水層要高出種子10～15cm，避免直射光；或用2％福爾馬林浸悶種3h，氣溫高于20℃用悶種法，低于20℃用浸種法。用40％拌種雙可濕性粉劑100g或50％多菌靈可濕性粉劑150～200g，加少量水溶解后拌稻種50kg；或用50％甲基硫菌靈可濕性粉劑1 000倍液浸種2～3d，翻種子2～3次d；或用輝豐百克2mL對(duì)水5～6L，浸稻種3～5kg浸72h；或用35％惡霉靈膠懸劑200～250倍液浸種，種子量與藥液比為1：1.5～2.0，溫度16～18℃浸種3～5d，早晚各攪拌1次，浸種后帶藥直播或催芽；或用20％凈種靈可濕性粉劑200～400倍液浸種24h；或用25％施?？巳橛? 000倍液浸種72h；也可用80％強(qiáng)氯精300倍液浸種，早稻浸24h，晚稻浸12h，再用清水浸種，防效98％。
第4篇：寒潮災(zāi)害的防治措施范文
關(guān)鍵詞 海洋環(huán)境污染 海洋災(zāi)害 海洋工程與海洋環(huán)境相互作用
隨著沿海經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，近海海域遭到越來(lái)越嚴(yán)重的污染，使海域環(huán)境質(zhì)量明顯下降，生態(tài)環(huán)境日趨惡化，并對(duì)生物資源和人體健康產(chǎn)生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國(guó)，特別是象我國(guó)這樣具有相當(dāng)長(zhǎng)的海岸線(xiàn)和眾多海灣的國(guó)家所共同關(guān)心的環(huán)境問(wèn)題。海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還面臨嚴(yán)酷的海洋自然環(huán)境，海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)模、速度和效益，精確預(yù)報(bào)海洋災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展和應(yīng)該采取何種防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)工程措施，也成為嚴(yán)重關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題。為了開(kāi)發(fā)海洋中的空間、礦產(chǎn)、漁業(yè)、能源等物質(zhì)資源，需要在海上進(jìn)行各類(lèi)工程建設(shè)，在目前科技日益發(fā)展的情況下，工程建設(shè)的規(guī)模日益巨大，這些大規(guī)模的工程建設(shè)和海洋環(huán)境之間的相互作用也將是開(kāi)發(fā)海洋中的一個(gè)應(yīng)引起特別關(guān)注的重要問(wèn)題。為了適應(yīng)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，海洋環(huán)境的日益惡化，海洋災(zāi)害的頻發(fā)和海洋工程向大型化發(fā)展，近海石油氣田的開(kāi)發(fā)，以及海岸帶開(kāi)發(fā)過(guò)程中的后效問(wèn)題的研究需要，針對(duì)我國(guó)重大海洋環(huán)境與保護(hù)問(wèn)題開(kāi)展研究是十分必要和迫切的。
在這方面，重點(diǎn)需要開(kāi)展的研究課題大體上有三類(lèi)。第一類(lèi)課題是海洋環(huán)境特征對(duì)各類(lèi)污染物作用的機(jī)理和規(guī)律研究，第二類(lèi)課題是海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)研究，第三類(lèi)課題是海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用吸防治措施與對(duì)策。
一、海洋環(huán)境特征對(duì)各類(lèi)污染物的作用機(jī)理和規(guī)律研究
以海洋流體動(dòng)力對(duì)各類(lèi)污染物遷移、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究為基礎(chǔ)，考慮各種自然環(huán)境因素（浪、流、風(fēng)、光、溫度、濕度）、物理因素（擴(kuò)散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放）、化學(xué)因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運(yùn)動(dòng)及演變規(guī)律，并建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型。此外，近年來(lái)，在我國(guó)沿海海域，赤潮頻發(fā)嚴(yán)重。因此，除了加強(qiáng)赤潮的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)外，也應(yīng)加強(qiáng)在建立赤潮生長(zhǎng)機(jī)理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項(xiàng)研究應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、物理模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模擬研究相結(jié)合的方法來(lái)進(jìn)行。由于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數(shù)據(jù)往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來(lái)，因此，往往只能用它來(lái)作為對(duì)某一水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型進(jìn)行檢驗(yàn)其可行性和精度的一個(gè)實(shí)例。
用數(shù)學(xué)模擬方法來(lái)建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型是一個(gè)較為有效的方法。目前，在這方面國(guó)內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型，這些水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數(shù)學(xué)模型；波浪數(shù)學(xué)模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。
在水流數(shù)學(xué)模型研究方面，對(duì)于較大范圍的海域，通常可采用深度平均的潮流教學(xué)模型，對(duì)于紊動(dòng)影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對(duì)于湍流效應(yīng)顯著的區(qū)域，如排污口近區(qū)，則應(yīng)考慮湍流效應(yīng)。此外，采用坐標(biāo)變換，可建立一種能夠考慮復(fù)雜地形和套流效應(yīng)的三維潮流數(shù)學(xué)模型，這樣才能夠較好地重現(xiàn)實(shí)際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數(shù)學(xué)模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎(chǔ)，針對(duì)水溫和鹽度分層流的流動(dòng)特性，考慮浮力對(duì)紊動(dòng)的影響，建立用于模擬同時(shí)存在溫度和鹽度梯度這一類(lèi)密度分層流的k－（單流體數(shù)學(xué)模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對(duì)兩相本身的湍流輸運(yùn)規(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進(jìn)行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學(xué)模型。
在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面，可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組，以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā)，可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型。通過(guò)引入弱非線(xiàn)性波色散關(guān)系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線(xiàn)性效應(yīng)。對(duì)高階Boussinesq方程的進(jìn)一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達(dá)到很高精度，并提高方程的非線(xiàn)性精度，可以更精確的計(jì)算較深水域波浪的非線(xiàn)性特征。
針對(duì)帶自由表面的波浪場(chǎng)問(wèn)題，通過(guò)把能有效模擬自由面形態(tài)的N— S方程和波能平衡方程的結(jié)合，可導(dǎo)出一個(gè)能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個(gè)方程可模擬規(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學(xué)模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，對(duì)于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對(duì)于強(qiáng)流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應(yīng)力的計(jì)算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來(lái)，建立一種輻射應(yīng)力計(jì)算的新方法，用該方法可對(duì)較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬。
在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場(chǎng)模型，可對(duì)非對(duì)稱(chēng)潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問(wèn)題過(guò)分?jǐn)?shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)系統(tǒng)作為目標(biāo)，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，針對(duì)近海海域水污染的特點(diǎn)，從三維湍流模型出發(fā)，在動(dòng)量方程中引入表面風(fēng)應(yīng)力、底部切應(yīng)力以及柯氏力的作用；在輸運(yùn)方程中引入反映物理、化學(xué)、生物等作用的源、匯項(xiàng)，可建立一個(gè)統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)和生物等過(guò)程綜合作用的近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)模型，它可為環(huán)境評(píng)價(jià)、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計(jì)等提供重要的科學(xué)依據(jù)；同時(shí)對(duì)確定水域環(huán)境容量，從而制定水域環(huán)境保護(hù)策略，也具有十分重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。
應(yīng)該指出，在海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型研究方面，數(shù)學(xué)模擬無(wú)疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學(xué)模型，其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵，直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測(cè)能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無(wú)法從數(shù)學(xué)模型本身來(lái)取得的，有些可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)來(lái)得到，但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過(guò)基本機(jī)理的研究才能得到，在這方面物理模型實(shí)驗(yàn)研究將是一個(gè)有效的手段。
能模擬海洋動(dòng)力因素的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，現(xiàn)代化的量測(cè)儀器和測(cè)試系統(tǒng)是開(kāi)展物理模型實(shí)驗(yàn)研究的必備條件。進(jìn)一步完善PIV和LIF的濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)同步測(cè)量系統(tǒng)，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結(jié)構(gòu)，獲得流場(chǎng)中水質(zhì)點(diǎn)速度的空間分布和時(shí)間過(guò)程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場(chǎng)的空間及時(shí)間變化過(guò)程，可用以分析定量污染物團(tuán)在波浪及波流相互作用下擴(kuò)散的基本特征和擴(kuò)散系數(shù)。
二、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報(bào)及海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)的研究
海洋災(zāi)害主要包括風(fēng)暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來(lái)，我國(guó)海洋災(zāi)害所造成的損失每年達(dá)上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費(fèi)用很高，一旦發(fā)生破壞，將會(huì)造成重大的人員傷亡和巨額財(cái)產(chǎn)損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺(tái)，1989年風(fēng)暴潮損失超6億元，1991年DB29銷(xiāo)管船在南海通臺(tái)風(fēng)翻沉等）。當(dāng)前我國(guó)海洋能源開(kāi)發(fā)與海洋空間利用的絕大部分活動(dòng)是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設(shè)施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問(wèn)題是弄清這一海域中嚴(yán)酷和復(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國(guó)東臨西北太平洋，每年出現(xiàn)的臺(tái)風(fēng)數(shù)目占全球的38%，其中對(duì)我國(guó)可能造成災(zāi)害的臺(tái)風(fēng)每年有7—8個(gè)。每當(dāng)臺(tái)風(fēng)在我國(guó)登陸或接近我國(guó)沿海通過(guò)時(shí)，都會(huì)在沿岸局部地區(qū)產(chǎn)生風(fēng)暴潮，形成風(fēng)暴潮災(zāi)害。
在我國(guó)北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰嚴(yán)重的年份則出現(xiàn)冰害。若對(duì)這些海洋災(zāi)害估計(jì)不足將會(huì)帶來(lái)巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結(jié)構(gòu)物以強(qiáng)大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動(dòng)作用，也會(huì)給海洋平臺(tái)的使用和安全帶來(lái)巨大的損害。而冰區(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù)，至今尚未進(jìn)行過(guò)深入的研究。對(duì)近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會(huì)引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺(tái)，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結(jié)構(gòu)型式，冰排對(duì)錐體結(jié)構(gòu)的冰荷載及與其的動(dòng)力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學(xué)的研究中，除進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬外，實(shí)驗(yàn)研究也是一個(gè)重要的手段。在實(shí)驗(yàn)研究中，模型冰可采用凍結(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來(lái)進(jìn)行，它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)展這兩種技術(shù)是海冰力學(xué)研究中的一個(gè)課題。
我國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家，海域中時(shí)有地震發(fā)生。強(qiáng)烈的地震將有可能是海上工程設(shè)施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結(jié)構(gòu)物（海洋平臺(tái)、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發(fā)生破壞，除其直接經(jīng)濟(jì)損失極大外，其次生災(zāi)害——火災(zāi)、環(huán)境污染等的后果也不堪設(shè)想。
近年環(huán)太平洋地區(qū)地震的頻度和強(qiáng)度都在上升，造成重大災(zāi)害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災(zāi)的基本原理和減震技術(shù)措施需要認(rèn)真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應(yīng)和振動(dòng)破壞機(jī)理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發(fā)的巨浪共同作用對(duì)水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴(yán)重。水工建筑物的這類(lèi)破壞機(jī)理，至今國(guó)內(nèi)外對(duì)此都很少研究，且由于試驗(yàn)條件的限制，國(guó)內(nèi)外對(duì)此方面的試驗(yàn)研究工作開(kāi)展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個(gè)新領(lǐng)域。
以下的一些研究?jī)?nèi)容將是為解決海洋工程設(shè)施抗震措施中的關(guān)鍵技術(shù)所必需考慮的，如近海環(huán)境地震危險(xiǎn)性分析，設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)和頻譜特性，強(qiáng)震海底多維地震動(dòng)及其空間分布規(guī)律，地震波傳播特性及地震動(dòng)輸入機(jī)理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周?chē)橘|(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞機(jī)理、振動(dòng)控制、地震動(dòng)時(shí)頗聯(lián)合分析模型和輸入機(jī)制、非線(xiàn)性動(dòng)力分析和動(dòng)力破壞試驗(yàn)；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺(tái)及地下輸油管線(xiàn)與地基土動(dòng)力相互作用，碼頭及護(hù)岸建筑物地震穩(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計(jì)和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等。
海上水工建筑物在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：其一是結(jié)構(gòu)的老化、疲勞、超載、內(nèi)部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環(huán)境的物理化學(xué)損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設(shè)計(jì)不周或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工質(zhì)量差，原材料不合格，管理維護(hù)不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成重大的影響。
因此，發(fā)展以下的一些技術(shù)和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環(huán)境荷載在幅值。時(shí)間及方向上的隨機(jī)性所導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下，對(duì)現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康診斷和評(píng)估剩余可靠度的理論；結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測(cè)的新技術(shù)和新方法；結(jié)構(gòu)病害治理用的新材料、新技術(shù)和新方法；海洋工程結(jié)構(gòu)在多種復(fù)雜海洋環(huán)境條件下（風(fēng)、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優(yōu)化理論研究，設(shè)計(jì)與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu)；研究和設(shè)計(jì)使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。
為了及時(shí)掌握海洋環(huán)境的風(fēng)云變幻和災(zāi)害的可能來(lái)臨，發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報(bào)技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng)，如建立由近海到遠(yuǎn)海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報(bào)與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準(zhǔn)備和各類(lèi)應(yīng)急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景，進(jìn)行重點(diǎn)研究，建立數(shù)字化的海洋環(huán)境信息系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu)；以及建立海岸和近海工程設(shè)施防災(zāi)減災(zāi)數(shù)字信息系統(tǒng)，將海岸和近海工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，建立數(shù)學(xué)物理模型，通過(guò)多媒體技術(shù)，形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機(jī)理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過(guò)程，建成智能化的防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)。
三、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施與對(duì)策
為了充分利用海洋空間，現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運(yùn)輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機(jī)場(chǎng)、海底隧道和海底倉(cāng)儲(chǔ)的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計(jì)海上生產(chǎn)、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)和海底工程，估計(jì)到21世紀(jì)，可能出現(xiàn)能容納10萬(wàn)人的海上人造城市。我國(guó)澳門(mén)和日本已經(jīng)在海上建成了人工島海上機(jī)場(chǎng)。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經(jīng)于99年8月在東京灣用6塊380米長(zhǎng)，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機(jī)場(chǎng)。
由此可見(jiàn)，隨著海洋資源與空間的開(kāi)發(fā)利用，各類(lèi)海上工程建筑物數(shù)量不斷增多、規(guī)模日益復(fù)雜和龐大，保證這些海上工程設(shè)施的安全運(yùn)行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)措施將越來(lái)越重要。海岸帶和近岸海域是各種動(dòng)力因素最復(fù)雜的地區(qū)，但同時(shí)又是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)，海上工程建設(shè)如果考慮不當(dāng)將會(huì)在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動(dòng)態(tài)平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會(huì)改變海岸的形態(tài)，破壞某些海洋生物賴(lài)以生存的棲息地，若對(duì)含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當(dāng)則會(huì)造成二次污染。海上石油生產(chǎn)中的溢油事故將對(duì)海洋環(huán)境造成極其嚴(yán)重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)施如果不及時(shí)處理也將會(huì)逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災(zāi)減災(zāi)的任務(wù)是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災(zāi)害帶來(lái)的報(bào)失，另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。
隨著人類(lèi)對(duì)海洋資源的不斷開(kāi)發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護(hù)與人類(lèi)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開(kāi)發(fā)中的環(huán)境問(wèn)題，主要內(nèi)容包括：航道、港池開(kāi)挖、疏浚引起的泥沙輸運(yùn)及其疏浚物拋放對(duì)海洋環(huán)境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結(jié)構(gòu)的環(huán)境和生態(tài)影響；破波帶及其附近水域沿岸流對(duì)物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護(hù)和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護(hù)及開(kāi)發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動(dòng)力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。
隨著沿海大、中型城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城平建設(shè)中的污水深海排放技術(shù)，感潮水域污水多點(diǎn)排放漂移擴(kuò)散研究，天然海灣、人工湖及人工運(yùn)河的水質(zhì)交換能力，人工沙灘的保護(hù)措施，灘涂圍墾對(duì)水域環(huán)境的影響等，都將是需要認(rèn)真解決的問(wèn)題。
鑒于黃河三角洲海岸線(xiàn)不斷依退所帶來(lái)的國(guó)土面積減少、陸上設(shè)施受到威脅甚至破壞、對(duì)黃河三角洲濕地自然條件的毀滅性破壞等一系列問(wèn)題，也是非常迫切需要研究的課題。此外，長(zhǎng)江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸開(kāi)發(fā)、灘涂圍墾和岸灘保護(hù)及整治工程對(duì)水域影響所引起的環(huán)境問(wèn)題及其對(duì)策，也是需要重點(diǎn)研究的課題。
第5篇：寒潮災(zāi)害的防治措施范文
關(guān)鍵詞：海洋經(jīng)濟(jì) 海洋環(huán)境 環(huán)境保護(hù) 海洋災(zāi)害
前言
隨著沿海經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，近海海域遭到越來(lái)越嚴(yán)重的污染，使海域環(huán)境質(zhì)量明顯下降，生態(tài)環(huán)境日趨惡化，并對(duì)生物資源和人體健康產(chǎn)生有害影響。近海水域的污染已成為世 界各國(guó)，特別是象我國(guó)這樣具有相當(dāng)長(zhǎng)的海岸線(xiàn)和眾多海灣的國(guó)家所共同關(guān)心的環(huán)境問(wèn)題。海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還面臨嚴(yán)酷的海洋自然環(huán)境，海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟(jì)的發(fā)展規(guī)模、速度和效益，精確預(yù)報(bào)海洋災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展和應(yīng)該采取何種防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)工程措施，也成為嚴(yán)重關(guān)注的環(huán)境問(wèn)題。為了開(kāi)發(fā)海洋中的空間、礦產(chǎn)、漁業(yè)、能源等物質(zhì)資源，需要在海上進(jìn)行各類(lèi)工程建設(shè)，在目前科技日益發(fā)展的情況下，工程建設(shè)的規(guī)模日益巨大，這些大規(guī)模的工程建設(shè)和海洋環(huán)境之間的相互作用也將是開(kāi)發(fā)海洋中的一個(gè)應(yīng)引起特別關(guān)注的重要問(wèn)題。為了適應(yīng)我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，海洋環(huán)境的日益惡化，海洋災(zāi)害的頻發(fā)和海洋工程向大型化發(fā)展，近海石油氣田的開(kāi)發(fā)，以及海岸帶開(kāi)發(fā)過(guò)程中的后效問(wèn)題的研究需要，針對(duì)我國(guó)重大海洋環(huán)境與保護(hù)問(wèn)題開(kāi)展研究是十分必要和迫切的。
在這方面，重點(diǎn)需要開(kāi)展的研究課題大體上有三類(lèi)。第一類(lèi)課題是海洋環(huán)境特征對(duì)各類(lèi)污染物作用的機(jī)理和規(guī)律研究，第二類(lèi)課題是海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)研究，第三類(lèi)課題是海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用吸防治措施與對(duì)策。
一、海洋環(huán)境特征對(duì)各類(lèi)污染物的作用機(jī)理和規(guī)律研究
以海洋流體動(dòng)力對(duì)各類(lèi)污染物遷移、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究為基礎(chǔ)，考慮各種自然環(huán)境因素（浪、流、風(fēng)、光、溫度、濕度）、物理因素（擴(kuò)散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放）、化學(xué)因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運(yùn)動(dòng)及演變規(guī)律，并建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型。此外，近年來(lái)，在我國(guó)沿海海域，赤潮頻發(fā)嚴(yán)重。因此，除了加強(qiáng)赤潮的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)外，也應(yīng)加強(qiáng)在建立赤潮生長(zhǎng)機(jī)理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項(xiàng)研究應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、物理模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模擬研究相結(jié)合的方法來(lái)進(jìn)行。由于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數(shù)據(jù)往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來(lái)，因此，往往只能用它來(lái)作為對(duì)某一水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型進(jìn)行檢驗(yàn)其可行性和精度的一個(gè)實(shí)例。
用數(shù)學(xué)模擬方法來(lái)建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型是一個(gè)較為有效的方法。目前，在這方面國(guó)內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型，這些水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數(shù)學(xué)模型；波浪數(shù)學(xué)模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。
在水流數(shù)學(xué)模型研究方面，對(duì)于較大范圍的海域，通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W(xué)模型，對(duì)于紊動(dòng)影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對(duì)于湍流效應(yīng)顯著的區(qū)域，如排污口近區(qū)，則應(yīng)考慮湍流效應(yīng)。此外，采用坐標(biāo)變換，可建立一種能夠考慮復(fù)雜地形和套流效應(yīng)的三維潮流數(shù)學(xué)模型，這樣才能夠較好地重現(xiàn)實(shí)際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數(shù)學(xué)模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎(chǔ)，針對(duì)水溫和鹽度分層流的流動(dòng)特性，考慮浮力對(duì)紊動(dòng)的影響，建立用于模擬同時(shí)存在溫度和鹽度梯度這一類(lèi)密度分層流的k－（單流體數(shù)學(xué)模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對(duì)兩相本身的湍流輸運(yùn)規(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進(jìn)行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學(xué)模型。
在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面，可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組，以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā)，可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型。通過(guò)引入弱非線(xiàn)性波色散關(guān)系，可使雙曲型緩坡方程能
夠有效地考慮波浪的非線(xiàn)性效應(yīng)。對(duì)高階Boussinesq方程的進(jìn)一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達(dá)到很高精度，并提高方程的非線(xiàn)性精度，可以更精確的計(jì)算較深水域波浪的非線(xiàn)性特征。
針對(duì)帶自由表面的波浪場(chǎng)問(wèn)題，通過(guò)把能有效模擬自由面形態(tài)的N— S方程和波能平衡方程的結(jié)合，可導(dǎo)出一個(gè)能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個(gè)方程可模擬規(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學(xué)模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，對(duì)于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對(duì)于強(qiáng)流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺?yīng)力的計(jì)算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來(lái)，建立一種輻射應(yīng)力計(jì)算的新方法，用該方法可對(duì)較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬。
在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場(chǎng)模型，可對(duì)非對(duì)稱(chēng)潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問(wèn)題過(guò)分?jǐn)?shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)系統(tǒng)作為目標(biāo)，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，針對(duì)近海海域水污染的特點(diǎn)，從三維湍流模型出發(fā)，在動(dòng)量方程中引入表面風(fēng)應(yīng)力、底部切應(yīng)力以及柯氏力的作用；在輸運(yùn)方程中引入反映物理、化學(xué)、生物等作用的源、匯項(xiàng)，可建立一個(gè)統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)和生物等過(guò)程綜合作用的近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)模型，它可為環(huán)境評(píng)價(jià)、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計(jì)等提供重要的科學(xué)依據(jù)；同時(shí)對(duì)確定水域環(huán)境容量，從而制定水域環(huán)境保護(hù)策略，也具有十分重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。
應(yīng)該指出，在海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型研究方面，數(shù)學(xué)模擬無(wú)疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學(xué)模型，其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵，直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測(cè)能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無(wú)法從數(shù)學(xué)模型本身來(lái)取得的，有些可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)來(lái)得到，但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過(guò)基本機(jī)理的研究才能得到，在這方面物理模型實(shí)驗(yàn)研究將是一個(gè)有效的手段。
能模擬海洋動(dòng)力因素的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，現(xiàn)代化的量測(cè)儀器和測(cè)試系統(tǒng)是開(kāi)展物理模型實(shí)驗(yàn)研究的必備條件。進(jìn)一步完善PIV和LIF的濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)同步測(cè)量系統(tǒng)，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結(jié)構(gòu)，獲得流場(chǎng)中水質(zhì)點(diǎn)速度的空間分布和時(shí)間過(guò)程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場(chǎng)的空間及時(shí)間變化過(guò)程，可用以分析定量污染物團(tuán)在波浪及波流相互作用下擴(kuò)散的基本特征和擴(kuò)散系數(shù)。
二、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施與對(duì)策
為了充分利用海洋空間，現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運(yùn)輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機(jī)場(chǎng)、海底隧道和海底倉(cāng)儲(chǔ)的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計(jì)海上生產(chǎn)、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)和海底工程，估計(jì)到21世紀(jì)，可能出現(xiàn)能容納10萬(wàn)人的海上人造城市。我國(guó)澳門(mén)和日本已經(jīng)在海上建成了人工島海上機(jī)場(chǎng)。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經(jīng)于99年8月在東京灣用6塊380米長(zhǎng)，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機(jī)場(chǎng)。
由此可見(jiàn)，隨著海洋資源與空間的開(kāi)發(fā)利用，各類(lèi)海上工程建筑物數(shù)量不斷增多、規(guī)模日益復(fù)雜和龐大，保證這些海上工程設(shè)施的安全運(yùn)行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)措施將越來(lái)越重要。海岸帶和近岸海域是各種動(dòng)力因素最復(fù)雜的地區(qū)，但同時(shí)又是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)，海上工程建設(shè)如果考慮不當(dāng)將會(huì)在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動(dòng)態(tài)平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會(huì)改變海岸的形態(tài)，破壞某些海洋生物賴(lài)以生存的棲息地，若對(duì)含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當(dāng)則會(huì)造成二次污染。海上石油生產(chǎn)中的溢油事故將對(duì)海洋環(huán)境造成極其嚴(yán)重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)施如果不及時(shí)處理也將會(huì)逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災(zāi)減災(zāi)的任務(wù)是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災(zāi)害帶來(lái)的報(bào)失，另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。
隨著人類(lèi)對(duì)海洋資源的不斷開(kāi)發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護(hù)與人類(lèi)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開(kāi)發(fā)中的環(huán)境問(wèn)題，主要內(nèi)容包括：航道、港池開(kāi)挖、疏浚引起的泥沙輸運(yùn)及其疏浚物拋放對(duì)海洋環(huán)境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結(jié)構(gòu)的環(huán)境和生態(tài)影響；破波帶及其附近水域沿岸流對(duì)物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護(hù)和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護(hù)及開(kāi)發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動(dòng)力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。
隨著沿海大、中型城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城平建設(shè)中的污水深海排放技術(shù)，感潮水域污水多點(diǎn)排放漂移擴(kuò)散研究，天然海灣、人工湖及人工運(yùn)河的水質(zhì)交換能力，人工沙灘的保護(hù)措施，灘涂圍墾對(duì)水域環(huán)境的影響等，都將是需要認(rèn)真解決的問(wèn)題。
鑒于黃河三角洲海岸線(xiàn)不斷依退所帶來(lái)的國(guó)土面積減少、陸上設(shè)施受到威脅甚至破壞、對(duì)黃河三角洲濕地自然條件的毀滅性破壞等一系列問(wèn)題，也是非常迫切需要研究的課題。此外，長(zhǎng)江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸開(kāi)發(fā)、灘涂圍墾和岸灘保護(hù)及整治工程對(duì)水域影響所引起的環(huán)境問(wèn)題及其對(duì)策，也切枰?重點(diǎn)研究的課題??BR>以主要經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的河口和海岸帶地區(qū)以及主要海域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景，建立一個(gè)數(shù)字化的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展模擬系統(tǒng)。與防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)一樣，將環(huán)境工程、水利工程、土木工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，建立模型，通過(guò)多媒體技術(shù)，形象化地針對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，預(yù)測(cè)由于發(fā)展經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的海域環(huán)境水污染的惡化、海洋自然災(zāi)害（臺(tái)風(fēng)、巨浪、風(fēng)暴潮、地震、冰害、地質(zhì)災(zāi)害）頻發(fā)的情況。人類(lèi)活動(dòng)特別是大規(guī)模工程建設(shè)所引起的海洋環(huán)境的變遷和海岸演變，以及它們之間的相互作用，用數(shù)字手段統(tǒng)一地加以處理，建立智能化的決策支持系統(tǒng)，以促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康地發(fā)展，將會(huì)是決策部門(mén)進(jìn)行宏觀決策和具體規(guī)劃時(shí)的一個(gè)十分有
效的手段。
三、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報(bào)及海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)的研究
海洋災(zāi)害主要包括風(fēng)暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來(lái)，我國(guó)海洋災(zāi)害所造成的損失每年達(dá)上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費(fèi)用很高，一旦發(fā)生破壞，將會(huì)造成重大的人員傷亡和巨額財(cái)產(chǎn)損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺(tái)，1989年風(fēng)暴潮損失超6億元，1991年DB29銷(xiāo)管船在南海通臺(tái)風(fēng)翻沉等）。當(dāng)前我國(guó)海洋能源開(kāi)發(fā)與海洋空間利用的絕大部分活動(dòng)是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設(shè)施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問(wèn)題是弄清這一海域中嚴(yán)酷和復(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國(guó)東臨西北太平洋，每年出現(xiàn)的臺(tái)風(fēng)數(shù)目占全球的38%，其中對(duì)我國(guó)可能造成災(zāi)害的臺(tái)風(fēng)每年有7—8個(gè)。每當(dāng)臺(tái)風(fēng)在我國(guó)登陸或接近我國(guó)沿海通過(guò)時(shí)，都會(huì)在沿岸局部地區(qū)產(chǎn)生風(fēng)暴潮，形成風(fēng)暴潮災(zāi)害。
在我國(guó)北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰嚴(yán)重的年份則出現(xiàn)冰害。若對(duì)這些海洋災(zāi)害估計(jì)不足將會(huì)帶來(lái)巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結(jié)構(gòu)物以強(qiáng)大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動(dòng)作用，也會(huì)給海洋平臺(tái)的使用和安全帶來(lái)巨大的損害。而冰區(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù)，至今尚未進(jìn)行過(guò)深入的研究。對(duì)近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會(huì)引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺(tái)，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結(jié)構(gòu)型式，冰排對(duì)錐體結(jié)構(gòu)的冰荷載及與其的動(dòng)力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學(xué)的研究中，除進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬外，實(shí)驗(yàn)研究也是一個(gè)重要的手段。在實(shí)驗(yàn)研究中，模型冰可采用凍結(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來(lái)進(jìn)行，它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)展這兩種技術(shù)是海冰力學(xué)研究中的一個(gè)課題。
我國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家，海域中時(shí)有地震發(fā)生。強(qiáng)烈的地震將有可能是海上工程設(shè)施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結(jié)構(gòu)物（海洋平臺(tái)、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發(fā)生破壞，除其直接經(jīng)濟(jì)損失極大外，其次生災(zāi)害——火災(zāi)、環(huán)境污染等的后果也不堪設(shè)想。
近年環(huán)太平洋地區(qū)地震的頻度和強(qiáng)度都在上升，造成重大災(zāi)害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災(zāi)的基本原理和減震技術(shù)措施需要認(rèn)真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應(yīng)和振動(dòng)破壞機(jī)理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發(fā)的巨浪共同作用對(duì)水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴(yán)重。水工建筑物的這類(lèi)破壞機(jī)理，至今國(guó)內(nèi)外對(duì)此都很少研究，且由于試驗(yàn)條件的限制，國(guó)內(nèi)外對(duì)此方面的試驗(yàn)研究工作開(kāi)展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個(gè)新領(lǐng)域。
以下的一些研究?jī)?nèi)容將是為解決海洋工程設(shè)施抗震措施中的關(guān)鍵技術(shù)所必需考慮的，如近海環(huán)境地震危險(xiǎn)性分析，設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)和頻譜特性，強(qiáng)震海底多維地震動(dòng)及其空間分布規(guī)律，地震波傳播特性及地震動(dòng)輸入機(jī)理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周?chē)橘|(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞機(jī)理、振動(dòng)控制、地震動(dòng)時(shí)頗聯(lián)合分析模型和輸入機(jī)制、非線(xiàn)性動(dòng)力分析和動(dòng)力破壞試驗(yàn)；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺(tái)及地下輸油管線(xiàn)與地基土動(dòng)力相互作用，碼頭及護(hù)岸建筑物地震穩(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計(jì)和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等。
海上水工建筑物在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：其一是結(jié)構(gòu)的老化、疲勞、超載、內(nèi)部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環(huán)境的物理化學(xué)損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設(shè)計(jì)不周或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工質(zhì)量差，原材料不合格，管理維護(hù)不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成重大的影響。
第6篇：寒潮災(zāi)害的防治措施范文
關(guān)鍵詞：房屋建設(shè)；混凝土；裂縫控制
中圖分類(lèi)號(hào)：TU37文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
一、房屋建設(shè)中的混凝土產(chǎn)生裂縫的原因
1、由于設(shè)計(jì)不當(dāng)或者設(shè)計(jì)的不合理而產(chǎn)生的裂縫
在房屋建筑工程的初期階段,設(shè)計(jì)人員通常要對(duì)混凝土的結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行合理配制。要求成型的混凝土是一種理想狀態(tài),與實(shí)際施工操作脫節(jié),混凝土的結(jié)構(gòu)斷面在很大程度上容易出現(xiàn)突變的情況,那么應(yīng)力就會(huì)全部集中在局部混凝土上,從而使混凝土出現(xiàn)裂縫。因此,在設(shè)計(jì)中,施加在混凝土上的應(yīng)力設(shè)計(jì)取值也要符合混凝土的承載力實(shí)際情況。同時(shí),設(shè)計(jì)中如果鋼筋的配筋率不符合標(biāo)準(zhǔn),也會(huì)造成混凝土產(chǎn)生裂縫。另外,混凝土的等級(jí)也是產(chǎn)生裂縫的原因。很多混凝土由于人為的將等級(jí)定位過(guò)高,在施工拌制中因?yàn)榕渲票壤灰卓刂?、機(jī)械設(shè)備原因等因素,混凝土也非常容易產(chǎn)生裂縫
2、混凝土澆筑時(shí),由于材料的質(zhì)量問(wèn)題而產(chǎn)生的裂縫
首先,混凝土在澆筑過(guò)程中,由于配制使用的水的質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于混凝土的整體會(huì)造成一定程度的影響。如其中含有大量的氯元素,在混凝土成型后,會(huì)對(duì)鋼筋造成很大程度的腐蝕,從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫;其次,在配制過(guò)程中,砂石的比例也是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的原因。通常來(lái)說(shuō),砂石的含量若超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的要求,就會(huì)降低混凝土的硬度。這樣在混凝土成型后,表層就會(huì)出現(xiàn)很多不規(guī)則的裂縫,并且這些裂縫很難消除。因此,砂石的比例一定要控制得當(dāng)。并且砂石的級(jí)配、直徑大小也要有所控制,防止混凝土的側(cè)面出現(xiàn)裂縫
3、塑性收縮造成的裂縫
由于天氣原因,混凝土的質(zhì)量也受到外界因素的影響。在有大風(fēng)或者高溫的氣候環(huán)境下,混凝土也非常容易出現(xiàn)裂縫,并且出現(xiàn)的裂縫中間較粗,大小也不一致。從實(shí)際情況來(lái)看,這類(lèi)裂縫的長(zhǎng)度有些可以達(dá)到3m左右,而一般的也能夠達(dá)到30cm,并且寬度也相對(duì)其他裂縫較長(zhǎng)。形成這種裂縫的原因主要是在環(huán)境較為惡劣的情況下,混凝土的表面過(guò)于干燥,產(chǎn)生塑性收縮,從而導(dǎo)致混凝土的內(nèi)部壓力增大。在應(yīng)力分布不均的情況下,混凝土的整體就會(huì)發(fā)生變形。如果強(qiáng)度較高的話(huà),就會(huì)直接產(chǎn)生裂縫,這也是形成裂縫的主要原因。
4、溫度變化產(chǎn)生裂縫
由于溫度變化過(guò)大或混凝土體積過(guò)大，在硬化過(guò)程中，造成水泥產(chǎn)生的水化熱不易散發(fā)出去，積存在混凝土內(nèi)部，從而導(dǎo)致其內(nèi)部溫度過(guò)熱，而同時(shí)混凝土外部溫度散發(fā)過(guò)快，造成內(nèi)外溫度不一致，出現(xiàn)一定的拉應(yīng)力，致使混凝土出現(xiàn)了裂縫。此種現(xiàn)象一般出現(xiàn)在中后期。但在施工過(guò)程中，如果混凝土受到了寒潮等氣象災(zāi)害的侵襲，導(dǎo)致表面溫度驟降，產(chǎn)生收縮，但同時(shí)由于受到內(nèi)部力量的約束，從而造成了裂縫。
5、在施工過(guò)程中產(chǎn)生的施工縫
首先,在施工過(guò)程中,混凝土的澆筑、初凝后的受力以及其他制作工序出現(xiàn)的失誤都會(huì)導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫;其次,混凝土在模板的拆卸過(guò)程中,如果出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)那闆r,同樣也會(huì)造成混凝土裂縫的產(chǎn)生;最后,混凝土的保護(hù)層是混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵因素。安裝時(shí),保護(hù)層的規(guī)格不符合標(biāo)準(zhǔn)或者鋼筋綁扎加工質(zhì)量較差都會(huì)使混凝土內(nèi)的鋼筋在澆筑后產(chǎn)生變形或者位置發(fā)生變化,從而導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。
二、混凝土裂縫的防治措施
1、從原材料上進(jìn)行把關(guān)
（1）水泥材料
混凝土所用的主要材料為水泥，應(yīng)優(yōu)先選擇硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，其強(qiáng)度等級(jí)一般不得低于32.5MPa。以上品種的水泥與其他品種水泥相比，具有早期強(qiáng)度高、水化熱較高、干縮性較小等優(yōu)點(diǎn)。
（2）細(xì)骨料
水泥砂漿面層所用的細(xì)骨料為砂，一般多采用中砂和粗砂，含泥量不得大于3.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。因?yàn)榧?xì)砂的級(jí)配不好，拌制的砂漿強(qiáng)度比中砂、粗砂拌制的強(qiáng)度約低24%～34%。不僅耐磨性較差，而且干縮性較大，很容易出現(xiàn)裂縫。一般混凝土施工方法比較簡(jiǎn)單，其施工工藝流程為：基層處理-彈線(xiàn)、找規(guī)矩-水泥砂漿抹面-養(yǎng)護(hù)。
2、加強(qiáng)溫度控制
確定澆筑時(shí)間的原則應(yīng)盡量避開(kāi)炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工，則應(yīng)采取材料降溫措施來(lái)控制水泥混凝土入模溫度；如果必須在冬季施工，則應(yīng)采取材料保溫措施來(lái)控制水泥混凝土入模溫度。澆注混凝土?xí)r的時(shí)間掌握也是因素之一，由于混凝土每次澆注體積較大，不能在溫度和濕度相對(duì)一致的條件下完工，特別是冬季中午與早晚的溫差過(guò)大。保溫措施主要有以下幾種：一是選擇在室內(nèi)進(jìn)行預(yù)制混凝土；二是在野外施工時(shí)搭建暖棚，在暖棚內(nèi)生火，提高暖棚內(nèi)的溫度；三是添加外加劑，外加劑以減水防裂劑和早強(qiáng)劑為主。為了獲得質(zhì)量良好的混凝土，混凝土成形后必須在適宜的環(huán)境中進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以保證水泥化過(guò)程的正常進(jìn)行。對(duì)于給定的混凝土，水泥的水化速度與程度，水化物結(jié)構(gòu)特征都取決于養(yǎng)護(hù)環(huán)境的溫度和濕度條件。由混凝土在不同溫度水中養(yǎng)護(hù)時(shí)強(qiáng)度的發(fā)展規(guī)律可以看出，混凝土的養(yǎng)護(hù)溫度與混凝土強(qiáng)度發(fā)展有重要的關(guān)系。當(dāng)養(yǎng)護(hù)溫度較高時(shí)，可以增大水泥初期水化速度，混凝土早期強(qiáng)度也高。但早期養(yǎng)護(hù)溫度越高，混凝土后期強(qiáng)度增進(jìn)率越小。這是由于急速的早期水化反應(yīng)，導(dǎo)致水泥水化物的不均勻分布。水化物稀少區(qū)域，水化物包裹水泥顆粒，將妨礙水泥顆粒的進(jìn)一步水化，從而減少水化物數(shù)量。
3、加強(qiáng)混凝土施工技術(shù)的控制
（1）混凝土澆筑方法
混凝土的澆筑按混凝土自然流淌坡度、水平分層、斜向分段、連續(xù)逐層推移、一次到頂?shù)姆椒ㄟM(jìn)行。澆筑過(guò)程中，絕對(duì)不能對(duì)已攪拌好的混凝土加水。若混凝土不合格，必須退回?cái)嚢枵??；炷恋姆謱雍穸纫惨獪?zhǔn)確把握，新一層的混凝土必須在被上層混凝土覆蓋前提下才能澆筑，這樣能將上下層澆筑間隔控制在混凝土初凝時(shí)間范圍內(nèi)，防止因時(shí)間間隔過(guò)長(zhǎng)造成施工裂縫。實(shí)施混凝土澆筑還要注意氣象溫度變化帶來(lái)的影響，最好不要在天氣劇烈變化的時(shí)候進(jìn)行澆筑。
（2）混凝土振搗方式
第一道為混凝土的坡角，第二道為混凝土的坡中間，第三道為混凝土的坡頂。只有三道設(shè)置的位置符合要求，并進(jìn)行合理地配合，才可保證振搗覆蓋整個(gè)坡面，達(dá)到最終的效果。在采用振搗棒振搗時(shí)，必須要把握好振搗棒的插入深度以及振搗時(shí)間。將振搗棒插入下層混凝土的深度控制在50mm以上，振搗棒移動(dòng)的間距控制在400mm左右，振搗棒要快插慢拔。當(dāng)混凝土振搗密實(shí)后，要用刮杠刮平混凝土表面，再撒上5～25mm碎石。終凝前用木抹搓平，次數(shù)最好在兩遍以上。
4、注重混凝土的養(yǎng)護(hù)工作
混凝土養(yǎng)護(hù)工作是混凝土施工過(guò)程中非常關(guān)鍵的一項(xiàng)內(nèi)容，其不僅能夠減少混凝土內(nèi)外溫度的差異性，降低溫度應(yīng)力，同時(shí)還能有力增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，充分發(fā)揮其應(yīng)力松弛的積極作用?；炷翝仓仆戤呏?，可通過(guò)實(shí)施水循環(huán)冷卻對(duì)混凝土進(jìn)行科學(xué)保溫養(yǎng)護(hù)。同時(shí)質(zhì)量監(jiān)管人員應(yīng)及時(shí)督促相關(guān)人員進(jìn)行科學(xué)養(yǎng)護(hù)。如果出現(xiàn)了降水，則應(yīng)實(shí)施一定的防雨設(shè)備，防止雨水滲入。
結(jié)束語(yǔ)
房屋建筑工程混凝土裂縫的產(chǎn)生直接影響著房屋建筑工程的使用，因此在今后的建筑工程施工過(guò)程中建筑工程施工人員，應(yīng)針對(duì)房屋建筑工程混凝土裂縫的原因進(jìn)行深入的研究，找出科學(xué)合理的控制對(duì)策，保障房屋建筑工程的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
第7篇：寒潮災(zāi)害的防治措施范文
以海洋流體動(dòng)力對(duì)各類(lèi)污染物遷移、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究為基礎(chǔ)，考慮各種自然環(huán)境因素（浪、流、風(fēng)、光、溫度、濕度）、物理因素（擴(kuò)散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放）、化學(xué)因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運(yùn)動(dòng)及演變規(guī)律，并建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型。此外，近年來(lái)，在我國(guó)沿海海域，赤潮頻發(fā)嚴(yán)重。因此，除了加強(qiáng)赤潮的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)外，也應(yīng)加強(qiáng)在建立赤潮生長(zhǎng)機(jī)理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項(xiàng)研究應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)、物理模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)模擬研究相結(jié)合的方法來(lái)進(jìn)行。由于現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數(shù)據(jù)往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來(lái)，因此，往往只能用它來(lái)作為對(duì)某一水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型進(jìn)行檢驗(yàn)其可行性和精度的一個(gè)實(shí)例。
用數(shù)學(xué)模擬方法來(lái)建立海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型是一個(gè)較為有效的方法。目前，在這方面國(guó)內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型，這些水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數(shù)學(xué)模型；波浪數(shù)學(xué)模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。
在水流數(shù)學(xué)模型研究方面，對(duì)于較大范圍的海域，通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W(xué)模型，對(duì)于紊動(dòng)影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對(duì)于湍流效應(yīng)顯著的區(qū)域，如排污口近區(qū)，則應(yīng)考慮湍流效應(yīng)。此外，采用坐標(biāo)變換，可建立一種能夠考慮復(fù)雜地形和套流效應(yīng)的三維潮流數(shù)學(xué)模型，這樣才能夠較好地重現(xiàn)實(shí)際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數(shù)學(xué)模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎(chǔ)，針對(duì)水溫和鹽度分層流的流動(dòng)特性，考慮浮力對(duì)紊動(dòng)的影響，建立用于模擬同時(shí)存在溫度和鹽度梯度這一類(lèi)密度分層流的k－（單流體數(shù)學(xué)模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對(duì)兩相本身的湍流輸運(yùn)規(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進(jìn)行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學(xué)模型。
在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面，可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組，以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā)，可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型。通過(guò)引入弱非線(xiàn)性波色散關(guān)系，可使雙曲型緩坡方程能
夠有效地考慮波浪的非線(xiàn)性效應(yīng)。對(duì)高階Boussinesq方程的進(jìn)一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達(dá)到很高精度，并提高方程的非線(xiàn)性精度，可以更精確的計(jì)算較深水域波浪的非線(xiàn)性特征。
針對(duì)帶自由表面的波浪場(chǎng)問(wèn)題，通過(guò)把能有效模擬自由面形態(tài)的N—S方程和波能平衡方程的結(jié)合，可導(dǎo)出一個(gè)能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個(gè)方程可模擬規(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學(xué)模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，對(duì)于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對(duì)于強(qiáng)流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺?yīng)力的計(jì)算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來(lái)，建立一種輻射應(yīng)力計(jì)算的新方法，用該方法可對(duì)較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬。
在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場(chǎng)模型，可對(duì)非對(duì)稱(chēng)潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問(wèn)題過(guò)分?jǐn)?shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)系統(tǒng)作為目標(biāo)，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，針對(duì)近海海域水污染的特點(diǎn)，從三維湍流模型出發(fā)，在動(dòng)量方程中引入表面風(fēng)應(yīng)力、底部切應(yīng)力以及柯氏力的作用；在輸運(yùn)方程中引入反映物理、化學(xué)、生物等作用的源、匯項(xiàng)，可建立一個(gè)統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)和生物等過(guò)程綜合作用的近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報(bào)模型，它可為環(huán)境評(píng)價(jià)、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計(jì)等提供重要的科學(xué)依據(jù)；同時(shí)對(duì)確定水域環(huán)境容量，從而制定水域環(huán)境保護(hù)策略，也具有十分重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。
應(yīng)該指出，在海洋水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型研究方面，數(shù)學(xué)模擬無(wú)疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學(xué)模型，其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵，直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測(cè)能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無(wú)法從數(shù)學(xué)模型本身來(lái)取得的，有些可以通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)來(lái)得到，但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過(guò)基本機(jī)理的研究才能得到，在這方面物理模型實(shí)驗(yàn)研究將是一個(gè)有效的手段。
能模擬海洋動(dòng)力因素的先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，現(xiàn)代化的量測(cè)儀器和測(cè)試系統(tǒng)是開(kāi)展物理模型實(shí)驗(yàn)研究的必備條件。進(jìn)一步完善PIV和LIF的濃度場(chǎng)、速度場(chǎng)同步測(cè)量系統(tǒng)，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結(jié)構(gòu)，獲得流場(chǎng)中水質(zhì)點(diǎn)速度的空間分布和時(shí)間過(guò)程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場(chǎng)的空間及時(shí)間變化過(guò)程，可用以分析定量污染物團(tuán)在波浪及波流相互作用下擴(kuò)散的基本特征和擴(kuò)散系數(shù)。
二、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施與對(duì)策
為了充分利用海洋空間，現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運(yùn)輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機(jī)場(chǎng)、海底隧道和海底倉(cāng)儲(chǔ)的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計(jì)海上生產(chǎn)、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)和海底工程，估計(jì)到21世紀(jì)，可能出現(xiàn)能容納10萬(wàn)人的海上人造城市。我國(guó)澳門(mén)和日本已經(jīng)在海上建成了人工島海上機(jī)場(chǎng)。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經(jīng)于99年8月在東京灣用6塊380米長(zhǎng)，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機(jī)場(chǎng)。
由此可見(jiàn)，隨著海洋資源與空間的開(kāi)發(fā)利用，各類(lèi)海上工程建筑物數(shù)量不斷增多、規(guī)模日益復(fù)雜和龐大，保證這些海上工程設(shè)施的安全運(yùn)行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)措施將越來(lái)越重要。海岸帶和近岸海域是各種動(dòng)力因素最復(fù)雜的地區(qū)，但同時(shí)又是經(jīng)濟(jì)活動(dòng)最為發(fā)達(dá)的地區(qū)，海上工程建設(shè)如果考慮不當(dāng)將會(huì)在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動(dòng)態(tài)平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會(huì)改變海岸的形態(tài)，破壞某些海洋生物賴(lài)以生存的棲息地，若對(duì)含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當(dāng)則會(huì)造成二次污染。海上石油生產(chǎn)中的溢油事故將對(duì)海洋環(huán)境造成極其嚴(yán)重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)施如果不及時(shí)處理也將會(huì)逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災(zāi)減災(zāi)的任務(wù)是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災(zāi)害帶來(lái)的報(bào)失，另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。隨著人類(lèi)對(duì)海洋資源的不斷開(kāi)發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護(hù)與人類(lèi)生產(chǎn)實(shí)踐活動(dòng)協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開(kāi)發(fā)中的環(huán)境問(wèn)題，主要內(nèi)容包括：航道、港池開(kāi)挖、疏浚引起的泥沙輸運(yùn)及其疏浚物拋放對(duì)海洋環(huán)境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結(jié)構(gòu)的環(huán)境和生態(tài)影響；破波帶及其附近水域沿岸流對(duì)物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護(hù)和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護(hù)及開(kāi)發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動(dòng)力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。
隨著沿海大、中型城市經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城平建設(shè)中的污水深海排放技術(shù)，感潮水域污水多點(diǎn)排放漂移擴(kuò)散研究，天然海灣、人工湖及人工運(yùn)河的水質(zhì)交換能力，人工沙灘的保護(hù)措施，灘涂圍墾對(duì)水域環(huán)境的影響等，都將是需要認(rèn)真解決的問(wèn)題。
鑒于黃河三角洲海岸線(xiàn)不斷依退所帶來(lái)的國(guó)土面積減少、陸上設(shè)施受到威脅甚至破壞、對(duì)黃河三角洲濕地自然條件的毀滅性破壞等一系列問(wèn)題，也是非常迫切需要研究的課題。此外，長(zhǎng)江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸開(kāi)發(fā)、灘涂圍墾和岸灘保護(hù)及整治工程對(duì)水域影響所引起的環(huán)境問(wèn)題及其對(duì)策，也切枰?重點(diǎn)研究的課題??BR>以主要經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的河口和海岸帶地區(qū)以及主要海域的經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景，建立一個(gè)數(shù)字化的區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展模擬系統(tǒng)。與防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)一樣，將環(huán)境工程、水利工程、土木工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，建立模型，通過(guò)多媒體技術(shù)，形象化地針對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃，預(yù)測(cè)由于發(fā)展經(jīng)濟(jì)帶來(lái)的海域環(huán)境水污染的惡化、海洋自然災(zāi)害（臺(tái)風(fēng)、巨浪、風(fēng)暴潮、地震、冰害、地質(zhì)災(zāi)害）頻發(fā)的情況。人類(lèi)活動(dòng)特別是大規(guī)模工程建設(shè)所引起的海洋環(huán)境的變遷和海岸演變，以及它們之間的相互作用，用數(shù)字手段統(tǒng)一地加以處理，建立智能化的決策支持系統(tǒng)，以促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)、健康地發(fā)展，將會(huì)是決策部門(mén)進(jìn)行宏觀決策和具體規(guī)劃時(shí)的一個(gè)十分有
效的手段。
三、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報(bào)及海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)的研究
海洋災(zāi)害主要包括風(fēng)暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來(lái)，我國(guó)海洋災(zāi)害所造成的損失每年達(dá)上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費(fèi)用很高，一旦發(fā)生破壞，將會(huì)造成重大的人員傷亡和巨額財(cái)產(chǎn)損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺(tái)，1989年風(fēng)暴潮損失超6億元，1991年DB29銷(xiāo)管船在南海通臺(tái)風(fēng)翻沉等）。當(dāng)前我國(guó)海洋能源開(kāi)發(fā)與海洋空間利用的絕大部分活動(dòng)是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設(shè)施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問(wèn)題是弄清這一海域中嚴(yán)酷和復(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國(guó)東臨西北太平洋，每年出現(xiàn)的臺(tái)風(fēng)數(shù)目占全球的38%，其中對(duì)我國(guó)可能造成災(zāi)害的臺(tái)風(fēng)每年有7—8個(gè)。每當(dāng)臺(tái)風(fēng)在我國(guó)登陸或接近我國(guó)沿海通過(guò)時(shí)，都會(huì)在沿岸局部地區(qū)產(chǎn)生風(fēng)暴潮，形成風(fēng)暴潮災(zāi)害。
在我國(guó)北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰嚴(yán)重的年份則出現(xiàn)冰害。若對(duì)這些海洋災(zāi)害估計(jì)不足將會(huì)帶來(lái)巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結(jié)構(gòu)物以強(qiáng)大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動(dòng)作用，也會(huì)給海洋平臺(tái)的使用和安全帶來(lái)巨大的損害。而冰區(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù)，至今尚未進(jìn)行過(guò)深入的研究。對(duì)近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會(huì)引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺(tái)，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結(jié)構(gòu)型式，冰排對(duì)錐體結(jié)構(gòu)的冰荷載及與其的動(dòng)力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學(xué)的研究中，除進(jìn)行理論分析和數(shù)值模擬外，實(shí)驗(yàn)研究也是一個(gè)重要的手段。在實(shí)驗(yàn)研究中，模型冰可采用凍結(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來(lái)進(jìn)行，它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)，發(fā)展這兩種技術(shù)是海冰力學(xué)研究中的一個(gè)課題。
我國(guó)是一個(gè)多地震的國(guó)家，海域中時(shí)有地震發(fā)生。強(qiáng)烈的地震將有可能是海上工程設(shè)施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結(jié)構(gòu)物（海洋平臺(tái)、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發(fā)生破壞，除其直接經(jīng)濟(jì)損失極大外，其次生災(zāi)害——火災(zāi)、環(huán)境污染等的后果也不堪設(shè)想。
近年環(huán)太平洋地區(qū)地震的頻度和強(qiáng)度都在上升，造成重大災(zāi)害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災(zāi)的基本原理和減震技術(shù)措施需要認(rèn)真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應(yīng)和振動(dòng)破壞機(jī)理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發(fā)的巨浪共同作用對(duì)水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴(yán)重。水工建筑物的這類(lèi)破壞機(jī)理，至今國(guó)內(nèi)外對(duì)此都很少研究，且由于試驗(yàn)條件的限制，國(guó)內(nèi)外對(duì)此方面的試驗(yàn)研究工作開(kāi)展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個(gè)新領(lǐng)域。
以下的一些研究?jī)?nèi)容將是為解決海洋工程設(shè)施抗震措施中的關(guān)鍵技術(shù)所必需考慮的，如近海環(huán)境地震危險(xiǎn)性分析，設(shè)計(jì)地震動(dòng)參數(shù)和頻譜特性，強(qiáng)震海底多維地震動(dòng)及其空間分布規(guī)律，地震波傳播特性及地震動(dòng)輸入機(jī)理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周?chē)橘|(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動(dòng)破壞機(jī)理、振動(dòng)控制、地震動(dòng)時(shí)頗聯(lián)合分析模型和輸入機(jī)制、非線(xiàn)性動(dòng)力分析和動(dòng)力破壞試驗(yàn)；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺(tái)及地下輸油管線(xiàn)與地基土動(dòng)力相互作用，碼頭及護(hù)岸建筑物地震穩(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計(jì)和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等。
海上水工建筑物在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來(lái)自?xún)蓚€(gè)方面：其一是結(jié)構(gòu)的老化、疲勞、超載、內(nèi)部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環(huán)境的物理化學(xué)損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設(shè)計(jì)不周或設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工質(zhì)量差，原材料不合格，管理維護(hù)不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成重大的影響。
因此，發(fā)展以下的一些技術(shù)和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環(huán)境荷載在幅值。時(shí)間及方向上的隨機(jī)性所導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下，對(duì)現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康診斷和評(píng)估剩余可靠度的理論；結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測(cè)的新技術(shù)和新方法；結(jié)構(gòu)病害治理用的新材料、新技術(shù)和新方法；海洋工程結(jié)構(gòu)在多種復(fù)雜海洋環(huán)境條件下（風(fēng)、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優(yōu)化理論研究，設(shè)計(jì)與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu)；研究和設(shè)計(jì)使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計(jì)使用期限內(nèi)有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。
為了及時(shí)掌握海洋環(huán)境的風(fēng)云變幻和災(zāi)害的可能來(lái)臨，發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報(bào)技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng)，如建立由近海到遠(yuǎn)海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報(bào)與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準(zhǔn)備和各類(lèi)應(yīng)急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景，進(jìn)行重點(diǎn)研究，建立數(shù)字化的海洋環(huán)境信息系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu)；以及建立海岸和近海工程設(shè)施防災(zāi)減災(zāi)數(shù)字信息系統(tǒng)，將海岸和近海工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，建立數(shù)學(xué)物理模型，通過(guò)多媒體技術(shù)，形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機(jī)理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過(guò)程，建成智能化的防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)。