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海洋環境特性范文1
關鍵詞：海洋環境；海洋環境保護；國際海洋環境保護法
中圖分類號：D993.5
文獻標識碼：A
文章編號：1671-0169(2012)02-0018-05
根據對以往海洋環境保護的經驗、教訓的總結，把海洋環境自身的特性作為方案選擇的重要依據，我曾提出保護海洋環境的四項基本原則，即“以海定海，關注長遠利益，生態保護優先原則”；“以海定陸，海陸協調，分步推進原則”；“特域特法，一般法和特別法相結合原則”和“體制服從事務，多種管理模式并用原則”①。這幾項原則以及支持我提出這些原則的主要“經驗、教訓”，都來自國內海洋環境保護的實踐，適用于一國在本國管轄范圍內開展的海洋環境保護。然而，當真正按照“海洋環境自身的特性”，把視野放寬到人類海洋環境時，我們發現這些原則有幾分“狹隘”。不僅如此，人類海洋環境的視野也讓我們對世界各國已經采取的國內的和國際的海洋環境保護之所以沒有產生令人滿意的效果②有了更清醒的認識。
雖然人們習慣上將國家管轄海域稱為海洋國土，但海洋與陸地相比，除了在面積等個別自然屬性方面相同之外，更多的是不同點。比如，人們不能以占有和保護私家園林的方式占有和保護海洋及其對人類的使用價值，因為海洋是廣泛連通的，其對人類的使用價值是在普遍連通的狀態下賦有的一種品質。雖然人們可以用海域的概念，利用經緯度等技術手段，對海洋作出此疆彼界的劃分，對海洋實行分割“占有”，但人們無法在此疆彼界分割的狀態下實現海洋的價值。同樣，人們也無法在此疆彼界的限定范圍內獨立地（實際上是孤立地）實現對海洋的保護。要有效保護海洋，按照此疆彼界分別占有或領有海洋的人們必須按照海洋連通的自然本性，站在人類海洋環境利益的高度看待海洋環境保護，安排保護海洋環境的行動，制定保護海洋環境的法律或政策。
從保護人類海洋環境利益的需要出發，我們認為應當在海洋保護和利用上采用以下原則：
一、普遍合作原則
所謂普遍合作，包括省、市、區（縣）等之間的國內合作，也包括鄰國合作、區域合作和全球合作。
《聯合國海洋法公約》（以下簡稱《公約》）在《海洋環境的保護和保全》一章中，除要求“各國”履行“保護和保全海洋環境的義務”③之外，還積極倡導國際合作④?！豆s》要求的國際合作主要包括：
1.規則制訂上的國際合作。《公約》第197條規定：“各國在為保護和保全海洋環境而擬訂和制訂符合本《公約》的國際規則、標準和建議的辦法及程序時，應在全球性的基礎上或在區域性的基礎上，直接或通過主管國際組織進行合作，同時考慮到區域的特點?！痹摋l所要求的“在全球性或區域性的基礎上的合作”可以概括為規則制訂上的國際合作。
2.消除污染影響、防止或減少污染損害上的國際合作?！豆s》第198條提到了一種情形，即“一國獲知海洋環境有即將遭受污染損害的迫切危險或已經遭受污染損害的情況”。在這種情況下，《公約》除了要求獲知這種情形的國家“立即通知其認為可能受這種損害影響的其他國家以及各主管國際組織”⑤外，要求“受影響區域的各國，應按照其能力，與各主管國際組織盡可能地進行合作，以消除污染的影響并防止或盡量減少損害”。為了實現這個目的，《公約》還要求“各國應共同發展和促進各種應急計劃”⑥。
3.促進研究，實施科學研究方案，取得情報、資料、知識方面的國際合作?！豆s》第200條規定：“各國應直接或通過主管國際組織進行合作，以促進研究、實施科學研究方案、并鼓勵交換所取得的關于海洋環境污染的情報和資料。各國應盡力積極參加區域性和全球性方案，以取得有關鑒定污染的性質和范圍、面臨污染的情況以及其通過的途徑、危險和補救辦法的知識?！?/p>
4.訂立適當的科學準則上的國際合作?！豆s》第201條規定：“各國應參照依據第二百條取得的情報和資料，直接或通過主管國際組織進行合作，訂立適當的科學準則，以便擬訂和制訂防止、減少和控制海洋環境污染的規則、標準和建議的辦法和程序。”
這些合作都是必要的，但僅有這些還不足以保持海洋的藍色，因為海洋藍色消退不只污染一個方面，而上述要求最多也只能解決污染防治的問題。
所謂普遍合作，其內涵之一就是針對海洋藍色消退的不同情況采取相應的國際合作的應對措施。比如，海洋藍色消退的主要表現形式之一是海洋生物資源衰減甚至枯竭，在防止海洋生物資源衰減、恢復海洋生物資源量方面也應該開展國際合作?！豆s》在《公?！芬徽戮陀嘘P于“在養護和管理生物資源方面合作”⑦的規定。而我們需要做的是在公海生物資源以及高度洄游生物資源等的養護和管理上開展具體的和更加有效的合作。
普遍合作，從另一個側面來看就是普遍參與。《公約》第117條規定：“所有國家均有義務為該國國民采取，或與其他國家合作采取養護公海生物資源的必要措施?！备鶕@一規定，“所有國家”雖然有獨立為“各該國國民采取”“養護公海生物資源的必要措施”或者“與其他國家合作采取”相關措施的選擇權，但“采取”這樣的措施卻是“所有國家”的“義務”。各國可以選擇的是采取措施的形式，而不是是否采取措施。按照這一義務設定的精神，當養護公海生物資源需要各國采取合作行動時，參與合作也是有關國家的義務。在這種情況下，普遍合作包含著普遍參與。有關國家選擇“與其他國家合作”的方式“養護公海生物資源的必要措施”只是“參與”的一種方式?！豆s》關于“各國在養護和管理生物資源方面的合作”的規定在一定程度上賦予“合作”以義務內涵。它規定：“各國應互相合作以養護和管理公海區域內的生物資源。凡其國民開發相同生物資源，或在同一區域內開發不同生物資源的國家，應進行談判，以期采取養護有關生物資源的必要措施。為此目的，這些國家應在適當情形下進行合作，以設立分區域或區域漁業組織。”⑧不管是“應互相合作”，還是“應進行談判”、“應在適當情形下進行合作”，都是各國有義務做的⑨。這與《公約》接下來規定的“有關國家應確保養護措施及其實施不在形式上或事實上對任何國家的漁民有所歧視”⑩是義務一樣。之所以把這些合作規定為義務，是因為要實現相關的養護和管理目標，或取得相關養護和管理條件，必須有相關國家的實際參與。顯然，如果相關國家不參與，“分區域或區域漁業組織”就很難成立起來；即使勉強成立了，也難以發揮組織協調生物資源養護和管理的作用。如果“其國民開發相同生物資源，或在同一區域內開發不同生物資源的國家”不進行談判，就很難“采取養護有關生物資源的必要措施”。這是因為，如果相關國家不能形成合作關系，一起確定和實施養護和管理措施，其結果就會是所有國家都不考慮采取或拒絕“采取養護有關生物資源的必要措施”。在多個國家的“國民”“開發相同生物資源，或在同一區域內開發不同生物資源”的情況下，單獨一個國家采取養護措施是徒勞的。所以，在不能形成普遍參與的國際合作的情況下，所謂養護生物資源只能是一句空話。在這個意義上，普遍合作原則實際上就是無例外參與原則。在這個原則中，國際合作是形式，參與是內容。這個原則的實質是以國際合作的形式參與海洋環境保護與管理。在具體的海洋生物資源養護和管理中，就是以國際合作的形式無例外地參與海洋生物資源的養護和管理。
二、一致行動原則
所謂一致行動原則是指在實施海洋保護方面所有利益相關者采取一致行動。所謂利益相關者既包括因藍色消退而遭受損失的主體，也包括因恢復海洋的藍色而可能受益的主體。所謂一致行動既包括采取行動的時間要求上的一致，比如按照時令要求進入或結束禁漁期；也包括采取行動的強度上的一致，比如對排放入海的污水采取相同的污染物許可標準。
如果說前述普遍合作原則強調的是參與的無例外，那么，一致行動原則強調的是普遍參與的行動的一致性。這一原則關心的是海洋環境保護和管理中普遍參與的有效性。按照普遍合作原則，各國都應參與或以國際合作的方式參與海洋環境保護和管理；而按照一致行動原則，各國要力圖使自己參與的保護和管理活動產生保護和管理的效果。以對“溯河產卵種群”的保護為例。對“溯河產卵種群”的保護需要“魚源國”、“溯河產卵種群”洄游或通過其專屬經濟區的魚源國以外的國家（簡稱洄游通過國）、既非魚源國亦非“溯河產卵種群”“洄游通過國”而捕撈這種種群的其他國家（簡稱其他捕撈國）之間的合作，但這種合作要切實產生保護“溯河產卵種群”的效果，這要求有關各國之間的合作行動必須是“一致”的，或者說是協調的?！豆s》之所以要求“魚源國”對“溯河產卵種群”負“主要”“責任”，之所以要求魚源國與其他相關國家通過“協商”，“確定源自其河流的種群的總可捕撈量”，要求在“專屬經濟區外部界限以外”捕撈的國家“保持協商，以期就這種捕撈的條款和條件達成協議”，之所以要求“魚源國和其他有關國家”“達成協議，以執行有關專屬經濟區以外的溯河產卵種群的法律和規章”B11，等等，就是要達到在對“溯河產卵種群”的捕撈和保護上實現有關各國行動上的一致。只有行動一致才能真正達到保護“溯河產卵種群”的目的。這里的一致包括執行同一個“總可捕量”，遵守有關捕撈條款和條件達成的協議，實施“有關專屬經濟區以外溯河產卵種群的法律和規章”等等。
三、惠益共享原則
海洋里有廣闊的人類共享空間，這個空間可以籠統地稱為公海和國際海底。這個公共的空間里既蘊藏著無窮的財富，也潛藏著使海洋的藍色消退的危機。分享財富、避免危機的最好辦法是惠益共享。
惠益共享原則的基本含義是：從人類共享空間取得的惠益由人類共享。這一原則中的惠益不是處于私人消費者控制之下的利益，不是私營企業家收獲的產品和利潤，而是海洋向人類提供各種服務的能力。比如出產魚蝦貝藻，提供貨物運輸通道，海底石油等礦產可以供人類用于生產和消費，潮汐、波浪等可以給人類提供動力，等等。所謂惠益共享的基本要求有二：其一，私主體，不管是個人、區域，還是個別國家、少數國家，都不得獨享或聯合獨享海洋對人類的惠益，不管是海洋的某種服務功能，還是某個特定海域可能給人類帶來的利益?？傊Ｑ蟮幕菀娌坏糜蓚€人、少數人或個別國家、少數國家壟斷B12。其二，海洋開發活動不得以犧牲海洋的服務功能為代價。開發活動是為了取得海洋的惠益，而這種取得在絕大多數的情況下都是人類個體利益的需要。為滿足個體需要的海洋開發活動不能以犧牲海洋的共同惠益為代價。即使是為了人類的共同利益，也不應犧牲海洋對人類的服務功能，除非所得的利益明顯大于所失的海洋惠益，因為人類不應為了眼前的開發利益而犧牲長遠的利益。
在從人類共享空間取得的惠益由人類共享的原則之下，我們應當承認不同的國家在開發利用作為人類共同遺產的海洋上的均等機會。根據《公約》的規定，在“用于國際航行的海峽”中，“所有船舶和飛機均享有過境通行的權利”B13就體現了這種均等性。
按照從人類共享空間取得的惠益由人類共享的原則，我們應當贊同用從共享空間取得的收益實施對共享空間質量的維護。這包含兩個方面的內容：其一，開發利用共享海洋空間的行為如果造成海洋環境損害，開發者有義務治理海洋損害。其二，從共享海洋空間取得的收益應當成為用于修復海洋創傷的財政來源。
按照從人類共享空間取得的惠益由人類共享的原則，應當承認一些活動的優先地位。這包括：
1.保護海洋的活動對開發利用海洋的活動具有優先性；
2.認識海洋的活動（包括為認識海洋而開展的科學研究活動）對開發利用海洋的活動具有優先性；
3.為公共利益開發利用海洋的活動對私人或個別國家開發利用海洋的活動具有優先性。
四、謹慎開發原則
惠益共享原則的基本要求之一是海洋開發活動不得以犧牲海洋的服務功能為代價。把它轉換為按照損害―補償的原理表達的要求，則該要求包含這樣的思想：從共享空間所獲得的收益應足以支付維護共享空間質量的費用B14。如果開發所得不足以支付消除開發活動給共享空間帶來的不利影響的費用，這樣的開發活動就是支付了“犧牲海洋服務功能”的代價。
要確保海洋開發活動所獲得的收益足以支付維護海洋質量的費用，對公海和國際海底的開發活動應當實行謹慎行事原則B15，或者叫謹慎開發原則。這個原則的基本含義是，只有在確信開發所得利益足以支付為消除開發活動所可能帶來的不利影響時才可以開發，對可能出現無力消除不利影響的情況，不能以無科學上確定的結論為理由而拒絕停止開發。
謹慎開發原則落實在海洋開發實踐中可以表現為“先研究后開發”。實行“先研究后開發”的目的是實現有科學保障而后開發?！堵摵蠂Ｑ蠓üs》關于“海洋科學研究”的規定與謹慎開發原則存在精神實質上的暗合，有利于貫徹謹慎開發原則。它賦予“所有國家”“進行海洋科學研究”的權利B16，要求“各國和各主管國際組織”“促進和便利海洋科學研究的發展和進行”B17，鼓勵“各國和各主管國際組織”“促進為和平目的進行海洋科學研究的國際合作”B18等等，都有利于人類開展海洋科學研究，并進而掌握海洋的規律，取得開發海洋的知識、技術和能力。
按照謹慎開發原則，對深海資源的開發，對極區的開發和利用應實行嚴格的準入制度。這里所說的準入主要是就技術水平、開發能力等設置較高的門檻。
五、強制保護原則
國際貿易領域奉行自由貿易原則，海洋環境保護不能接受“自由貿易”原則，而應采取強制保護原則。所謂強制保護原則包含兩個方面的內容：其一，對公海和國際海底實施強制保護；其二，各管轄國家應對其管轄海域實施強制保護。海洋的連通性使海域的領土的絕對性大打折扣。國家可以從空間范圍上對管轄海域行使管轄權，但這種管轄權的內容卻不像對陸地的管轄權那樣豐滿。
所謂強制保護主要是指強制推行保護標準和保護計劃，在私人或個別國家的開發活動與已確立的保護標準、保護計劃相沖突時，保護標準和保護規劃優先于私人或個別國家的開發活動。比如，《公約》規定，各國應制訂“防止、減少和控制傾倒對海洋環境的污染”的法律和規章，而這種“法律、規章和措施應確保非經各國主管當局準許，不進行傾倒”B19。如果在國家有關“法律、規章和措施”制定之前客觀上存在未經“主管當局準許”的傾倒，在國家有關“法律、規章和措施”制定之后，傾倒者也應服從先申請“準許”再行傾倒的規定。如果未得到準許就不能傾倒。再如，依照《中華人民共和國海洋環境保護法》第9條的規定：“國家根據海洋環境質量狀況和國家經濟、技術條件，制定國家海洋環境質量標準?！边@個標準是強制標準，即使漁民、企業等依照《中華人民共和國海域使用管理法》取得海域使用權，也必須遵守海洋環境質量標準。在國家海洋環境質量標準與私人取得的海域使用權之間，是國家海洋環境質量標準決定私人海域使用權的限度，而不是私人海域使用權決定國家海洋環境質量標準的高低。
強制保護原則表現在立法實踐中，就是依據海洋環境保護的需要設定規范，不必考慮已經形成的對海洋的占有、使用關系以及有關主體依據這種關系所享有的利益。
強制保護也可以理解為先行保護。就像在各國對南極的大規模開發到來之前先締結《南極條約》，建立保護南極的法律規范一樣。
六、保護措施法律化原則
不管是普遍合作原則、一致行動原則，還是惠益共享原則、強制保護原則等，都需要形成具有普遍約束力的法律文件，把保護措施、共享利益的分配、合作方式、實現行動一致的辦法變成法律規范和法律制度?，F在國際層次上的海洋環境保護得益于《公約》的制定和實施，南極的環境之所以沒有遭受嚴重的破壞，在很大程度上是因為《南極條約》以及《關于環境保護的南極條約議定書》等國際法律文件對南極地區設置了保護網?！秶H捕鯨管制公約》、《養護大西洋金槍魚國際公約》、《跨界魚類種群和高度洄游魚類種群的養護和管理協定》等國際法律文件對保護海洋生物資源無疑也發揮了巨大的作用。
按照保護措施法律化原則，我們需要做的是制定更多關于海洋環境保護的國際法，這些國際法還應當要求締約國、簽署國等及時制定符合國際法要求的國內法。
按照保護措施法律化的原則，關于海洋環境保護的國際法還應建立相應的訴訟制度，給相關國家、非政府組織等阻止或干預侵犯海洋環境的行為提供通暢的訴訟途徑。
注釋：
①參見拙作：《保護海洋環境應當堅持的幾項基本原則》，載徐祥民主編：《海洋法律、社會與管理》（第二卷），海洋出版社2010年版。
②《21世紀議程》對海洋治理的成就也做如此判斷?！蹲h程》第17章第4條稱：“盡管在國家、分區域、區域和全球各級都作出了努力,但是,目前針對海洋資源和沿海資源的管理所采取的方針并沒有常常證明是能夠實現可持續的發展,而世界許多地區的沿海資源和沿海環境在迅速地退化和受到侵蝕?！?/p>
③《聯合國海洋法公約》第192條。
④后來的《21世紀議程》等國際文件也都注意到在海洋環境保護方面國際合作的重要性。（見《21世紀議程》第十七章）。
⑤《聯合國海洋法公約》第198條。
⑥《聯合國海洋法公約》第199條。
⑦《聯合國海洋法公約》第117-120條。
⑧《聯合國海洋法公約》第118條。
⑨之所以把這些合作規定為義務，是因為要實現相關的養護和管理目標，取得相關養護和管理措施，必須有相關國家的實際參與。顯然，如果相關國家不參與，“分區域或區域漁業組織”就很難成立起來，即使勉強成立了，也難以發揮組織協調生物資源養護和管理的作用。
⑩《聯合國海洋法公約》第119條第3項。
B11《聯合國海洋法公約》第66條。
B12我們曾就禁止或限制圍海造地做過較深入的思考，提出的禁止或限制圍海造地的理由之一就是“海洋是人類的共同財產，而填海所造之地歸某些個人或單位占有或使用”，（參見徐祥民、凌欣著《對禁止或限制圍海造地的理由的思考》，載《中國海洋報》2007年3月13日“理論實踐”版），也就是惠益由個別社會主體享受。
B13《聯合國海洋法公約》第38條。
B14圍海造地就存在“圍填海造地所得的是低價利益，而付出的是生態成本”的情況。參見徐祥民、凌欣著《對禁止或限制圍海造地的理由的思考》，載《中國海洋報》2007年3月13日“理論實踐”版。
B15我們曾對“謹慎行事原則”做了如下界定：“謹慎行事原則是指各國在從事與環境有關的活動時，應當謹慎小心、周密計劃和安排，遇有嚴重或不可逆轉的損害的潛在性威脅時，不得以缺乏科學充分確實證據為理由，延遲采取本國能力范圍之內的、符合成本效益的合理措施防治環境惡化?！保ㄐ煜槊?、孟慶壘等著：《國際環境法的基本原則研究》，中國環境科學出版社2008年版，第188頁）。
B16《聯合國海洋法公約》第238條。
B17《聯合國海洋法公約》第239條。
海洋環境特性范文2
關鍵詞海洋環境污染海洋災害海洋工程與海洋環境相互作用
隨著沿海經濟的迅猛發展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，使海域環境質量明顯下降，生態環境日趨惡化，并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國，特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境，海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益，精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施，也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源，需要在海上進行各類工程建設，在目前科技日益發展的情況下，工程建設的規模日益巨大，這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展，海洋環境的日益惡化，海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展，近海石油氣田的開發，以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。
在這方面，重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究，第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究，第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。
一、海洋環境特征對各類污染物的作用機理和規律研究
以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎，考慮各種自然環境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律，并建立海洋水質預測預報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發嚴重。因此，除了加強赤潮的監測和預報外，也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。
此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據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，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。
用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。
在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎，針對水溫和鹽度分層流的流動特性，考慮浮力對紊動的影響，建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。
在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。
針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N—S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，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；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺Φ挠嬎愎脚c拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。
在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。
應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。
能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，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構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。
二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究
海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺，1989年風暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等）。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動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施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。
在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。
我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。
近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。
以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的，如近海環境地震危險性分析，設計地震動參數和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩定性；海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。
海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設計不周或設計標準偏低，施工質量差，原材料不合格，管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。
因此，發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下，對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法；結構病害治理用的新材料、新技術和新方法；海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下（風、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優化理論研究，設計與建造新型抗災工程結構；研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。
為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨，發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統，如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統；以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景，進行重點研究，建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統，將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立數學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程，建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。
三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策
為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。
由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。
隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發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力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。
隨著沿海大、中型城市經濟建設的快速發展，城平建設中的污水深海排放技術，感潮水域污水多點排放漂移擴散研究，天然海灣、人工湖及人工運河的水質交換能力，人工沙灘的保護措施，灘涂圍墾對水域環境的影響等，都將是需要認真解決的問題。
海洋環境特性范文3
關鍵詞海洋環境污染海洋災害海洋工程與海洋環境相互作用
隨著沿海經濟的迅猛發展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，使海域環境質量明顯下降，生態環境日趨惡化，并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國，特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境，海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益，精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施，也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源，需要在海上進行各類工程建設，在目前科技日益發展的情況下，工程建設的規模日益巨大，這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展，海洋環境的日益惡化，海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展，近海石油氣田的開發，以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。
在這方面，重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究，第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究，第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。
一、海洋環境特征對各類污染物的作用機理和規律研究
以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎，考慮各種自然環境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律，并建立海洋水質預測預報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發嚴重。因此，除了加強赤潮的監測和預報外，也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。
此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據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，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。
用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。
在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通常可采用深度平均的潮流教學模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎，針對水溫和鹽度分層流的流動特性，考慮浮力對紊動的影響，建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。
在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。
針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N—S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，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；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺Φ挠嬎愎脚c拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。
在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。
應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。
能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，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構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。
二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究
海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺，1989年風暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等）。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動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施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。
在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。
我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。
近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。
以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的，如近海環境地震危險性分析，設計地震動參數和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩定性；海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。
海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設計不周或設計標準偏低，施工質量差，原材料不合格，管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。
因此，發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下，對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法；結構病害治理用的新材料、新技術和新方法；海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下（風、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優化理論研究，設計與建造新型抗災工程結構；研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。
為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨，發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統，如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統；以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景，進行重點研究，建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統，將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立數學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程，建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。
三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策
為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。
由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。
隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發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力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。
隨著沿海大、中型城市經濟建設的快速發展，城平建設中的污水深海排放技術，感潮水域污水多點排放漂移擴散研究，天然海灣、人工湖及人工運河的水質交換能力，人工沙灘的保護措施，灘涂圍墾對水域環境的影響等，都將是需要認真解決的問題。
海洋環境特性范文4
以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎，考慮各種自然環境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律，并建立海洋水質預測預報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發嚴重。因此，除了加強赤潮的監測和預報外，也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。
此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據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，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。
用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。
在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎，針對水溫和鹽度分層流的流動特性，考慮浮力對紊動的影響，建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。
在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能
夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。
針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N—S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，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；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺Φ挠嬎愎脚c拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。
在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。
應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。
能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，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構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。
二、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策
為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。
由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。轉隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發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力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。
隨著沿海大、中型城市經濟建設的快速發展，城平建設中的污水深海排放技術，感潮水域污水多點排放漂移擴散研究，天然海灣、人工湖及人工運河的水質交換能力，人工沙灘的保護措施，灘涂圍墾對水域環境的影響等，都將是需要認真解決的問題。
鑒于黃河三角洲海岸線不斷依退所帶來的國土面積減少、陸上設施受到威脅甚至破壞、對黃河三角洲濕地自然條件的毀滅性破壞等一系列問題，也是非常迫切需要研究的課題。此外，長江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸開發、灘涂圍墾和岸灘保護及整治工程對水域影響所引起的環境問題及其對策，也切枰?重點研究的課題??BR>以主要經濟發達的河口和海岸帶地區以及主要海域的經濟發展為背景，建立一個數字化的區域經濟發展模擬系統。與防災、抗災和減災決策支持系統一樣，將環境工程、水利工程、土木工程與網絡技術、計算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立模型，通過多媒體技術，形象化地針對經濟發展規劃，預測由于發展經濟帶來的海域環境水污染的惡化、海洋自然災害（臺風、巨浪、風暴潮、地震、冰害、地質災害）頻發的情況。人類活動特別是大規模工程建設所引起的海洋環境的變遷和海岸演變，以及它們之間的相互作用，用數字手段統一地加以處理，建立智能化的決策支持系統，以促進國民經濟持續、健康地發展，將會是決策部門進行宏觀決策和具體規劃時的一個十分有
效的手段。
三、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究
海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺，1989年風暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等）。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動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施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。
在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。
我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。
近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。
以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的，如近海環境地震危險性分析，設計地震動參數和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩定性；海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。
海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設計不周或設計標準偏低，施工質量差，原材料不合格，管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。
海洋環境特性范文5
隨著我國沿海經濟的快速發展，快(高)速交通網絡的需求持續增長，大規模跨海大橋的建設正在籌劃和付諸實施。自上世紀九十年代初，我國陸續建設了一批具有代表性的大型跨海大橋，如青馬大橋、東海大橋和杭州灣大橋等，而未來十年我國將在沿海地區開展較大規模的大型跨海大橋的建設實施，建立連接經濟熱點地區的沿海快速物流通道，形成沿海地區的高速交通網絡。結合既有大跨橋梁建設經驗和大跨橋梁建設的設計理念，即將建設的大型跨海大橋的主梁將采用以鋼箱梁為代表的橋梁鋼結構形式。從已有的研究成果來看，江河流域的大跨橋梁鋼結構由于服役年限大小而或多或少地出現了腐蝕和疲勞耐久性問題，給橋梁的養護管理帶來了較大的挑戰。
相比于內陸地區的江河環境，海洋環境下的橋梁鋼結構將面臨更加嚴峻的自然環境侵蝕和極端環境條件作用，輔之以大流量、重裝載車輛荷載的長期持續作用，海洋環境下的橋梁鋼結構的耐久性問題勢必更為嚴峻。
因此，在開展大規?？绾４髽虻慕ㄔO前，有必要針對海洋環境下橋梁鋼結構的耐久性開展全面、深入地的現場調研，探索性地研究江河環境和海洋環境下大跨橋梁鋼結構的耐久性退化規律，初步了解和掌握施工質量、服役環境條件等因素對橋梁鋼結構耐久性的影響，提取海洋環境下提升橋梁鋼結構耐久性的施工質量和運營養護管理的關鍵控制因素，對海洋環境下橋梁鋼結構的耐久性研究開展未雨綢繆地思考，為沿海地區跨海大橋的建設實施和養護管理提供有益的技術參考和幫助。
通過調查代表性地區的典型大跨橋梁鋼結構的耐久性現狀，探索性地研究江河環境和海洋環境下大跨橋梁鋼結構已出現的耐久性退化規律，初步了解和掌握施工質量、服役環境條件等因素對橋梁鋼結構耐久性的影響，提取海洋環境下提升橋梁鋼結構耐久性的施工質量和運營養護管理的關鍵控制因素。
一、橋梁鋼結構耐久性現場調研項目概況
針對海洋環境和江河環境選取了金塘大橋、西堠門大橋、桃夭門大橋、杭州灣跨海大橋、江東大橋、江陰長江大橋、泰州長江大橋和虎門大橋等八座大跨徑橋梁，著重對各座橋梁的鋼箱梁開展了耐久性狀況的現場調查工作，各座橋梁的概況如表2.1.1所示。從表中可以看出，八座橋梁中的四座為跨海大橋，四座為跨江(河)大橋;四座為斜拉橋，四座為懸索橋;橋齡最長的為虎門大橋(17年)，橋齡最短的為泰州長江大橋(2年);主跨最大的為西堠門大橋(1650m)，最小的為江東大橋(260m)。由此可知，所選取的橋梁在環境類型、橋梁形式、服役年限、主跨跨度等方面具有較強的代表性，涵蓋了大跨橋梁參數的主要變化范圍，相關調研及研究結果能夠如實反映既有大跨橋梁鋼結構耐久性的現狀，相關結論可為海洋環境下大跨橋梁鋼結構耐久性的工程應用技術研究提供基礎性支撐。
表2.1.1 項目調研橋梁概況表
橋梁名稱 地區 環境類型 通車時間 橋齡 結構形式 主跨跨度
金塘大橋 浙江省 海洋環境 2007年 7年 斜拉橋 620m
西堠門大橋 浙江省 海洋環境 2010年 4年 懸索橋 1650m
桃夭門大橋 浙江省 海洋環境 2003年 11年 斜拉橋 580m
杭州灣大橋 浙江省 海洋環境 2003年 11年 斜拉橋 325m
江東大橋 浙江省 江河環境 2008年 6年 斜拉橋 260m
江陰長江大橋 江蘇省 江河環境 1999年 15年 懸索橋 1385m
泰州長江大橋 江蘇省 江河環境 2012年 2年 懸索橋 1080m
虎門大橋 廣東省 江河環境 1997年 17年 懸索橋 888m
二、腐蝕耐久性調查
在腐蝕耐久性方面，不論橋齡長短，各座橋梁均或多或少地存在著腐蝕病害問題，腐蝕病害主要形式有涂層霉斑、起皮、脫落、基材成點狀、片狀腐蝕，焊縫應力腐蝕等。主要存在以下特點
1、海洋環境和江河環境下的橋梁鋼結構均不同程度地存在腐蝕病害，海洋環境條件下的腐蝕病害總體更為嚴重。相比于江河環境，海洋環境下的大氣腐蝕性更強、極端天氣侵襲更為頻繁，而現有的涂層設計和施工質量控制則未給予合理的加強和處理。同時，海洋環境下的施工條件相對更加苛刻，使得現場涂層的施工質量相對較低。上述兩種因素的綜合作用下，最終導致海洋環境下的橋梁鋼結構的腐蝕耐久性水平總體較低。
2、鋼箱梁外部的腐蝕耐久性整體狀況良好，而內部的腐蝕耐久性狀況則相對較差。調研發現，盡管八座橋梁鋼箱梁內部的腐蝕耐久性狀況差異較大，但是外部均未發現明顯的涂層、基材和焊縫腐蝕病害。調查發現，鋼箱梁涂層質量和防腐效果受部件和焊縫的表面形狀等影響較大，而相比于鋼箱梁內部，鋼箱梁外部的結構相對簡單，焊縫數量和復雜程度相對較低，有益于提高涂層的防腐效果。同時，在實際的養護管理中，鋼箱梁外部的涂層養護受到的重視程度更高，涂層腐蝕的檢測和修補的頻率較高，導致鋼箱梁外部的涂層防腐狀況顯著好于鋼箱梁內部。
3、鋼箱梁內部腐蝕病害的易發部位為鋼箱梁的頂板和底板，頂板的主要病害為涂裝層霉斑、板件和焊縫片(線)狀點蝕，底板主要為箱內積水導致的成片涂層和基材腐蝕。
4、現場涂裝部位的腐蝕病害顯著高于工廠涂裝，二次修復的涂裝層壽命遠低于原狀涂裝層。以現場栓-焊連接部位、縱肋內部等為代表的隱蔽部位腐蝕耐久性能存在較大隱患，而這些部位的除銹和二次涂裝的難度相對較大。
5、焊縫的表面形狀和空間位置對其防腐性能的影響較大。調查發現：焊縫處的點狀腐蝕病害往往發生在表面凹凸不平的焊縫位置處。相對于底板和橫隔板等部位，頂板或頂板-橫隔板等部位的焊縫處更容易出現腐蝕病害。
三、疲勞耐久性調研
相對于腐蝕耐久性問題，橋梁鋼結構的疲勞耐久性問題突出性較不顯著，調研中的八座橋梁中三座橋齡較大的橋梁發現較為嚴重的疲勞開裂問題，
1、鋼箱梁的疲勞裂紋主要出現在鋼橋面板的主車道部位，未在底板等其他部位發現疲勞裂紋。三座橋梁的疲勞裂紋均發生在鋼橋面板的四個典型焊縫細節處，分別為頂板-縱肋焊縫、頂板縱肋對接焊縫、縱肋-頂板焊縫以及頂板-橫隔板焊縫等，未在底板等其他部位發現疲勞裂紋，上述四類裂紋的出現部位大部分對應于主車道，超車道位置處的疲勞裂紋較少，表明車輛荷載對疲勞裂紋的開展影響較大。
2、頂板-縱肋、縱肋-橫隔板焊縫、橫隔板過焊孔母材等是橋梁疲勞裂紋的易發部位。頂板-縱肋焊縫疲勞裂紋受頂板厚度的影響較大，主要表現在虎門大橋和江陰長江大橋的頂板-縱肋焊縫處疲勞開裂較為明顯，其他發現疲勞裂紋的橋梁中這類裂紋則未有發現，而兩座橋梁的頂板厚度僅為12mm，小于目前常規的14mm和16mm。
3、交通荷載水平和焊縫質量是影響鋼橋面板疲勞耐久性的兩個重要因素。發生疲勞開裂紋的橋梁的交通均表現為流量大、重車比例高等特點，。疲勞裂紋往往發生在現場焊接的焊縫位置，而在工廠內施工的焊縫則開裂相對較少?，F場焊縫檢測結果發現，工廠內施工的焊縫質量較好，缺陷分布較少，而相比之下，現場焊縫的質量較差而缺陷分布較多。
四、結束語
腐蝕和疲勞耐久性是海洋環境下橋梁鋼結構耐久性能的兩個重要方面。調研結果表明，目前的橋梁鋼結構的腐蝕和疲勞耐久性能存在一定的問題，主要表現在現場涂裝和焊縫質量較差，難以滿足橋梁鋼結構的全壽命周期耐久性需求。下一步應繼續開展腐蝕和疲勞試驗，研究不同涂裝養護修復技術和疲勞裂紋維修加固方法對提升既有橋梁鋼結構的腐蝕和疲勞耐久性的有益效果，進而建立既有橋梁鋼結構腐蝕和疲勞耐久性的養護管理方法，提高橋梁耐久性。
海洋環境特性范文6
11近岸海域水文動力環境改變圍填海項目建設是要按照“先圍后填”的原則，通過在工程修建海堤、圍堤、護岸等永久性水中構筑物將填筑區域與海相隔，然后通過推填、吹填等方式形成陸域。新建的海堤、圍堤、護岸一般即為新形成的海岸線，此類岸線多為筆直或呈弧形，與原有自然岸線相差較大，鄰近海域的潮汐、波浪都將發生改變，進而影響到區域的水動力、泥沙沖淤、地形地貌等。如郭偉等［6］發現經過20年的圍填海，到2000年深圳西部海岸灘槽演變劇烈，伶仃洋海岸地區納潮量減少20％～30％，深圳灣納潮量減少15．6％，造成了一系列嚴重影響；大連市于普蘭店灣、復州灣和大窯灣內部進行大面積圍填，使得水動力條件不斷減弱，海域淤積嚴重，進而喪失海灣屬性［7］；廈門西海域和同安灣開發直接改變了海域潮流運動特性和水動力條件，大大減少海域納潮面積，出現明顯的淤積現象。大規模的圍填海工程甚至可能影響到項目所在海灣的納潮量和防洪排澇，對沿海城市處理風暴潮和內澇等突發性自然災害時產生風險隱患。
12沿岸海域生態系統受損圍填海占用的是海洋空間，是將海洋變成了陸地，作為海洋的“原住民”———海洋生物所受的影響和沖擊是最大的，海洋生物賴以生存的自然環境被破壞，迫使游泳動物舉家搬遷，浮游動植物隨波逐流，潮間帶和潮下帶底棲生物大部分遭遇滅頂之災，紅樹林、蘆葦等環境敏感濕地植物被砍伐填埋，從而喪失了生態調節功能，區域生物的種類、密度、多樣性和群落結構都將隨之改變、演替［9］，這種變化和影響會通過生態鏈、食物鏈逐漸延伸到沿海陸地生態系統、灘涂濕地生態系統、河口灣生態系統和沿岸淺海生態系統，而且其影響程度和結果都是不可測的。如膠州灣滄口潮間帶的生物種類從60年代的141種銳減到90年代的不到10種，且在2007年的海洋生態系統評價中被評為亞健康。
13濱海濕地生態和景觀破壞濱海濕地除了在凈化海洋、降低海洋污染、防治海岸侵蝕方面有重要作用外，蘆葦、紅樹林等濱海濕地也可為丹頂鶴、白鷺和黑嘴鷗等多種珍稀鳥類提供棲息、繁殖地及遷徙的中轉地，獨特的、優美的濱海景致和自然風光，也是進行戶外活動、體驗自然、促進身心健康的首選。可是當大片濱海濕地被圍填海項目占用后，原有的自然景色風貌必然消失，原有的自然岸線變得趨于平直，曲折率大幅降低，使得高生態功能的自然景觀向低生態功能的半自然或人工景觀轉變，沿岸生物棲息地遭到破壞，生物生境的自然性下降或喪失，生態功能衰退，嚴重的則造成珍稀物種的消失。興化灣自20世紀50年代開始圍填海，灘涂濕地景觀生態人工化和破碎化日趨加劇，導致生物多樣性下降，生態服務功能嚴重衰退；馬玉等通過對珠江口濱海濕地調查發現受灘涂開發與圍填海等的影響，珠江口濱海濕地圍墾嚴重，使得天然濕地面積減少，濕地生產力不斷下降，濕地環境狀況不斷惡化。
14漁業資源受損濱海灘涂潮間帶、河海交界、沿岸海域是主要經濟魚類、蝦蟹和貝類的產卵場或棲息地，圍填海工程建設導致灘涂面積大幅減小，海岸帶的自然生態平衡和魚類洄游規律被打破，海洋漁業生物因生境遭到破壞而無法生存，尤其是各種水生生物的幼卵會被覆蓋掩埋，使得漁業生物資源大幅減少甚至滅絕。舟山群島作為我國四大漁場之一，近年來受大面積圍填海影響，漁業資源銳減；被稱為“中華蜆庫”的大連莊河市蛤蜊島附近海域生物資源亦因連島大堤的修建，生態系統被破壞而徹底消失。
15海水質量下降海灣內圍填海工程導致納潮量減小，使得灣內水體交換能力變差，降低了海灣的環境容量，削弱了海水的自凈能力，從而也引起水環境質量下降。膠州灣海域因受圍填海養殖的影響，富營養化指數在20世紀60年代為0．03，本世紀初已上升至2，赤潮發生頻率也日漸增多。根據海洋環境調查結果，泉州灣海域無機氮、活性磷酸鹽含量近10幾年來亦有大幅增加，富營養化問題依然嚴重。此外，圍填海工程在建設期間涉及修建圍堤、取沙、海上吹填、陸域推填等工藝，施工過程中泥沙、油污等或多或少的將進入海洋，影響到海洋環境。項目建成投產運營后，產生的生產生活污水、廢棄物又將是海洋污染的一個來源。
2海洋生態環境保護建議
圍填海使沿海地市的海洋經濟得到了快速發展，以較低成本快速地取得了顯著的經濟增長，不過隨著城市化、工業化的螺旋式發展，上述問題又逐漸轉變成制約海洋經濟繼續向前的“瓶頸”，這就需要采取多種手段、措施來推進海洋產業結構的調整、轉型和升級，強化海洋生態環境管理，保護海洋生態環境。
21切實優化用海項目產業布局要實現海洋產業的可持續發展，必須要確保海洋環境的可持續利用，也就是說要協調海洋產業的發展和海洋環境的保護，從優化結構、保證重點、合理用海、長遠發展的角度來建立海洋產業布局，提高各級政府對圍填海工程建設規劃的宏觀調控水平，摒棄高能耗、高污染的項目，防止粗放型用海造成的過度開發利用，對規模性用海項目在運營后的排污處理、防洪防澇做統一考慮和規劃，做到合理選址、達標排放，降低用海項目疊加和累積帶來的環境污染和環境容量壓力增大。
22開展用海項目不可行性論證評估雖然圍填海項目在申請用海之前都要進行可行性論證和環境評估等工作，但在地方社會經濟發展的巨大政治經濟利益面前，行政力量干預、經濟利益交換甚至申報虛假項目等情況并不少見，更遑論在項目立項后改變用途，項目運營后造成環境污染等。因此，有必要針對某類大規模圍填海項目開展不可行性論證，深入研究項目用海對海洋生態環境存在的風險，論證評估其可能造成的不良后果和環境代價，以供海洋行政主管單位綜合考量決定。
23加強海洋環境動態監視監測和監管圍填海項目建設涉及海洋生態、海岸地貌、水文動力等多學科多專業方面的工作，且在項目運營后帶來的風險尚不可測，為保證其不會對海洋環境形成污染和影響，對某些重特大型圍填海項目，從建設之初就要實施動態監視監測和監管，對于變更用途的進行嚴肅查處；對于施工或運營后對海洋環境的不利影響的，及時糾正甚至關停整改，同時通過在項目周邊布設固定的監測站點，定期進行生態環境調查，長期跟蹤生態環境的變化情況。
24建立區域海洋生態預警機制在某些典型的、脆弱的海洋生態系統海域可開展敏感指示生物研究，加強對環境質量出現明顯變化時的監控，建立區域性海洋生態預警機制，當出現惡劣影響或污染時，能及時地、有組織地開展應急監測并對監測結果進行分析和評估，評估結果能及時提供給海洋行政主管部門或地方政府決策者，為其預防和處理突發事件提供依據，同時能及時通告社會民眾，降低或減少突發事件帶來的負面影響，避免對海洋生態環境的“涸澤而漁”。
25加強海洋生態文明示范區的建設迄今為止，我國已經建立各類海洋保護區210多處，面積大約3．3萬km2，占海域面積的1．1％，海洋保護區網絡已初步建立，下一步要深入開展海洋生態文明示范區建設，在示范區內加強珍稀物種的保護性研究，加強對海域環境容量的研究、加強對生態保護和修復技術的研究，探索海洋生態文明建設模式，制定完善生態文明建設的目標、指標體系和考核評估辦法［19］，提高對海洋生態文明的認識和科研水平，并將技術成果轉化為生產力，為保護海洋生態環境提供堅實的技術支撐和進步源泉。
26加強海洋生態文明建設的法制保障海洋生態文明是提高海洋資源開發能力、保護海洋生態環境、促進海洋經濟可持續發展的需求或者說是基石，并不是作為政府或者管理者的政績口號而存在，必須建立和完善相應的法律法規來保障海洋生態文明的建設、發展和不斷改進，用現代的海洋經濟理念和法律制度來管理海洋、開發海洋、保護海洋。通過海域使用金、海洋生態稅的規范繳交和使用，為海域開發利用的科學推進和海域使用管理技術研究提供資金保障，促進海洋環境保護意識的提高，通過加強海洋執法的聯動性、交互性，消除行業執法的孤立性，推動和擴展海洋環境保護的范圍，通過建立公眾參與用海監督的模式或渠道，增強公眾參與海洋管理的意識，用廣泛的群眾路線來積極推進海洋經濟發展和生態文明建設。
3結束語
