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海洋環境觀測前景范文1
（南京信息工程大學電子與信息工程學院， 南京 210044）
摘要：在海洋氣象浮標站提供的海量海上氣象水文資料準確性不斷提高，對近海海域災害性天氣和氣候變化預測預警能力的不斷增強的前提下，提出了以GIS技術作為系統基礎，選用C/S（Client/Sever）開發模式，以C＃作為開發語言，設計了基于GIS的海洋氣象綜合觀測應用平臺系統。結果表明，該系統運行效果良好，采用GIS技術極大地提高了系統的信息管理能力、動態分析能力以及對近海海域災害性天氣的預警能力。
關鍵詞 ：GIS技術；C＃；海洋氣象；觀測平臺；海域預警
中圖分類號：TP399 文獻標識碼：A 文章編號：0439－8114（2015）06－1492-07
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.06.055
Desiging Integrated Observation and Application Platform System
of Marine Meteorology Based on GIS
LI Tao，QIU Zhong－yang，ZHANG Hui
（College of Electronic and Information Engineering， Nanjing University of Information science and Technology， Nanjing 210044， China）
Abstract： With the continuos improvemrnt of accuracy of marine meteorological and hydrological data provided by the marine meteorological buoy station and the increase of the ability to forecast and warn the coastal waters of disastrous weather and climate change， the system based on GIS was proposed. C/S （Client/Sever） was used as development mode and C＃ was used as development language of marine meteorological observation and application platform system based on GIS. Result of system operation showed that the system greatly improved the ability of managing information， dynamic analysis， and early warning of offshore waters．
Key words： GIS； C＃； marine meteorological； observation platform；sea warning
收稿日期：2014－05－25
基金項目：國家公益性行業（氣象）科研專項（GYHY201306070）
作者簡介：李 濤（1978－），男，河南信陽人，副教授，博士，主要從事數據挖掘、計算機軟件研究，（電話）15195975428（電子信箱）thnxx@126．com；
通信作者，邱忠洋，主要從事計算機軟件、地理信息系統研究，（電子信箱）qzy＿nuist@163．com。
21世紀人類面臨人口、資源和環境三大問題，而解決這些問題的關鍵因素是海洋，海洋對全球氣候和環境起到主導作用。在全球陸地資源日趨緊張、環境不斷惡化的今天，世界各國紛紛將目光轉向海洋。我國《國家中長期和科學技術發展規劃綱要》對海洋科技發展提出了中長期規劃，要求海洋科技為海洋經濟和社會可持續發展、海洋資源發展、海洋環境保護和減災防災等提供有效保障，提出了海洋事業的觀點，而海洋觀測是海洋事業的基礎。海洋觀測目的在于全面、及時、準確地掌握海洋環境的變化規律及了解人類活動對海洋環境的影響，為海洋開發、管理、保護提供依據［1］。開展海洋水文氣象觀測是對近?；蛘吆０陡浇Ｑ笊系奶鞖鈼l件和水文環境進行觀察和監測，觀察項目包括氣壓、濕度、風向、風速、降水、潮汐和海水溫度以及海浪和海水鹽度等等，這些要素與人類生產和生活息息相關，因此，開展海洋水文氣象觀測具有極其重要的意義。本研究設計的綜合觀測系統以GIS為核心技術，以C/S（Client/Sever）為開發模式，以C＃為開發語言，極大地提高了系統的信息管理能力、動態分析能力，通過從后臺數據對海洋要素數據的提取、分析，將海洋水文氣象要素直觀簡潔地展示在平臺上，準確、及時、可靠地將各要素信息提供給預測預警的決策機構，對于氣候變化研究和災害預警、海洋工程建設、海洋能源開發、國防等方面具有極其重要的意義［2］。
1 系統相關技術
1．1 地理信息系統技術
地理信息系統（GIS）是一門集計算機科學、信息學、地理學等學科為一體的新型科學，是由計算機系統、地理數據和用戶組成的，是一種特定的十分重要的空間信息系統。在計算機硬、軟件系統支持下，對整個與地球表面有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述。通過GIS技術可以將具有控件內涵的數據按照實際的需要準確、真實、圖文并茂地展示出來。目前，GIS技術在各行各業的使用已經趨于潮流化。當前面向GIS開發方式主要有3種：獨立開發、宿主機二次開發、基于GIS組件的二次開發（表1）［3］。通過3種開發方式的比較，以基于GIS組件的二次開發方式對商業GIS工具軟件的依賴性弱，開發成本適中，GIS基本功能的實現難度適中，開發周期適中，對開發者要求低等優勢被觀測平臺系統所選用?；贕IS組件的二次開發方式常用組件式GIS軟件包含ArcObject、ArcGIS Engine、MapObjects、MapX等，其中Arc GIS Engine以其伸縮性強、較強的獨立性（可以脫離ArcGIS平臺）、功能非常強大（包括數據添加、圖層顯示、特征和屬性查詢、空間分析、統計分析、內容表、圖形編輯、專題制圖、地圖輸出等）優勢被海洋氣象綜合應用觀測平臺系統所選用［4］。系統在實施過程中主要使用到了MapControl、PageLayoutControl、TocControl、ToolbarControl等組件式控件，這種組件式的開發方式提高了系統的開發靈活性，系統的功能也易于擴展，同時系統的維護和安全性方面的維護也得到了保障。
1．2 數據庫設計
1．2．1 屬性數據庫 系統使用Oracle 10 g大型數據庫作為后臺數據庫，可以滿足海量水文氣象數據存儲需求，其極大地提升了系統的吞吐能力，提高了整個系統的穩定性。在處理氣象數據過程中，對海量數據能準確地備份、查詢檢索、氣象數據挖掘。在前期的數據處理中，針對海量水文氣象資料進行數據庫設計［5，6］，主要包含用戶信息表、日志信息表、海洋站點基本信息表、站點狀態信息表、常規氣象要素表、海洋氣象要素表等，圖1為具體的數據庫設計圖。
1．2．2 空間數據庫 系統的基礎圖件大部分是以地圖的方式提供的，地圖的比例尺、投影方式、坐標系統各不相同。系統選用Arc/Info地理信息系統軟件核心拓展模塊ArcScan進行數據掃描并使其矢量化。所有數字化的圖件都將在Arc/Info下實現坐標轉換，投影以及建立空間拓撲結構，最終轉化成ArcView的．shp格式矢量文件，所有的空間數據在系統中都由ArcView控制。系統底圖china．max、一級河流、三級以上河流、國界、省界以及生成的 ．shp圖層文件都是由ArcView機制進行控制。
1．3 海洋水文氣象數據資料類型及處理
1．3．1 數據資料類型 海洋氣象觀測站提供的數據類型繁多，內容也比較豐富。按照內容可以分為常規和特殊觀測資料，比如溫度、濕度、氣壓、光照、風速、風向、雨量等就屬于常規觀測資料，雷達、衛星云圖、全球定位系統等則屬于特殊觀測資料。本研究主要是針對海洋常規水文氣象觀測資料進行解析、挖掘、存儲，同時將海洋常規氣象資料與雷達、衛星云圖等特殊觀測資料進行融合，得出有用的決策信息。
1．3．2 數據資料處理 數據資料是以txt文件形式存在，通過FTP/GPRS等方式傳遞到中心服務器，由于報文種類的多樣性系統采用了多線程的操作方式［7］，報文A使用相對應的主線程、讀寫線程、解析線程、入庫線程。在解析線程過程中，使用了數據質量控制方法如時間一致性、極值檢查、空間一致性、內部一致性等，為進一步提高數據的準確性還使用了數據挖掘中的BP神經網絡算法。另外，在使用多線程處理數據的過程中，一方面使用了線程同步機制，即處理數據的各線程依賴掃描主線程，需要掃描線程提供消息進行喚醒調用，而其他線程則是處于等待狀態。另一方面當有若干個線程要使用共享資源時，又用到線程互斥機制，即任何時候最多只允許一個線程使用資源，其他要使用該資源的線程必須處于等待狀態，直到占用資源的線程釋放了該資源。
1．4 等值線插值算法的分析與選擇
在數據處理過程中，為直觀簡潔地反映海洋水文氣象要素的變化特征，系統采用等值線法將制圖對象（氣壓、溫度、風速等）數量指標值相等的各點連成平滑曲線，由地圖上標出的表示制圖對象數量的各點，采用內插法找出各整數點繪制而成。
1．4．1 綜合比較使用插值算法 GIS中常用的地理空間插值方法有很多種，系統主要綜合使用了如下3種插值方法［8］：
1）距離加權倒數空間插值法（IDW）。距離加權倒數空間插值法基于地理學第一定律距離相近區域相似性高于距離較遠區域的相似性，其缺點在于不能對誤差進行估計，其表達式如下：
式中，Z是估計值；Z i是第i（i＝1，．．．，n）個樣本；di是距離；P是距離的冪，其顯著影響內插的結果，選擇標準是最小平均絕對誤差，距離的冪越高，內插結果越具有平滑的效果。
2）克里格空間插值法（OK）?？死锔窨臻g插值法源于地統計學，最初用于地質找礦，該法是利用區域化變量的原始數據和變異函數特點，對未采樣的區域化變量的取值進行線性無偏最優估計，其表達式如下：
3）樣條函數法（SPLINE）。該方法適用于變化平緩的表面區域，屬于精確插值方法，其目的在于尋找一個平面，使它滿足最優平滑原則，也就是說利用樣本點擬合連續光滑曲線，使其表面曲率最小，其表達式如下：
通過對3種插值算法分別對需要插值處理的要素進行測試比較，最終確定了對各要素插值算法的選擇。最終系統選擇混合使用這3種插值算法對研究海洋區域內其他未知區域的特征數據進行地理空間信息的推理和估計，從而構建一個連續的地理特征表面分布。
1．4．2 等值線平滑擬合算法選擇 根據上述算法得到排列好的等值線控制點序列，如果不經過曲線擬合，繪制出來的等值線將是折線，故為了得到平滑的等值線，必須編寫曲線擬合程序。選擇使用3次B樣條曲線擬合算法。設求得控制點坐標序列為Pi（xi，yi）。P（t）是沿曲線的位置向量，那么基于B樣條的曲線可表示為：
2 系統的設計與實現
基于GIS的海洋氣象綜合觀測應用平臺系統設計是指通過人機交互的方式，對基于多種檢測手段（采集器和人工等）獲取的海洋水文氣象數據資料進行時間序列變化趨勢分析、空間分布及變化趨勢分析、海洋環境分析并結合GIS技術動態顯示，通過友好的圖形化界面表現出來，最后以此統計信息作為決策的依據。對于海洋氣象綜合觀測應用平臺系統設計主要是指系統的總體設計以及各個數據模型設計。
2．1 系統架構
考慮到系統對完善的編輯功能以及網絡數據負載太高，安全性、穩定性、拓展要求較高，本系統選擇使用C/S（Client/Sever）開發方式，其三層架構模式［9］如下圖3所示，避免B/S模式下的編輯功能拓展的完善性不強，網絡數據量負載過大等局限的瓶頸。
1）表示層。系統主要包括系統主界面、操作對話框，其中多文檔系統主窗體由基本菜單項、圖件管理器、數據庫管理器構成系統主界面，子窗體由圖層控制模塊、站點管理模塊、要素折線圖模塊、動態展示模塊構成。
2）邏輯層。包括核心開源制圖ZedGraph類庫和Engine提供的具體操作地圖的類庫如GeoDatabase類庫、GISClient類庫、DataSourcesFile類庫、3DAnalyst類庫等，這些類庫將配合系統實現制圖，動態展示等功能［11］。
3）數據層。包括底層數據庫，數據文件、GIS二次開發平臺空間數據庫，數據庫訪問類DataAccess。
2．2 系統數據處理過程
系統數據處理過程經過4個層次進行，包含從底層到頂層依次連接的設備層、通信解析層、匯聚處理層和表示層（圖4）。
1）設備層。設備層與通信解析層通過GPRS或3G/4G網絡進行遠程通信。設備層實現各氣象自動站的無縫接入，該層兼容了基準站、基本站、一般站、區域站及衛星通信站等，將數據通過上述方式傳遞給通信解析層。
2）通信解析層。通信解析層在整個系統框架中起到承上啟下的作用，通過防火墻實現自動氣象站數據和中心服務站的通信和數據解析，數據解析為該層核心功能。
3）匯聚處理層。匯聚處理層實現對通信解析層傳入的數據進行收集和質量控制，最后進行入庫處理。
4）表示層。表示層實現對數據處理狀態的監視記錄、數據統計、參數管理、數據庫備份、文件處理、文件傳輸。數據采集在設備層完成，數據預處理在通信解析層完成，數據質控、分類以及入庫在匯聚處理層完成。
2．3 系統總體設計
根據基于GIS的海洋氣象綜合觀測應用平臺系統業務需求，需對系統的結構和主要功能進行合理設計，對用戶界面進行友好性、方便性、直觀性統一設計，系統主要設計包含如下模塊。
1）數據庫操作模塊。此模塊主要用于控制系統與數據庫之間的連接，登錄數據庫身份驗證包括數據源、用戶名、密碼、服務器圖層路徑設置等。通過對上述設置的修改可以實現對后臺數據庫、圖層文件數據庫以及空間數據庫的連接。
2）站點基本信息Tip展示模塊。利用GIS技術中閃爍Tip框提示的方式實現觀測平臺系統近海海域站點信息的查詢，包括區站號、經度、緯度、觀測平臺海拔高度、采集器型號等。
3）站點信息管理模塊。該模塊包含刪除歷史文件、站點統計信息、站點信息管理3個子模塊，實現對站點正常和異常狀態信息統計、站點信息的查詢、添加、刪除、修改、站點信息導入等。
4）站點歷史信息記錄模塊。該模塊用于對常規要素、海洋要素基本信息的查詢以及備份導出，為分析海洋氣候變化規律提供直接數據依據。數據獲取的方式有兩種，分鐘要素和整點時間要素。
5）海洋要素變化曲線模塊。該模塊主要是基于時間跨度對海洋要素進行分析，平臺使用ZedGraph將要素按照時間制圖，對近海海域氣象要素隨時間變化規律進行分析，這對于海洋氣象要素信息數據挖掘、未來預報預警提供有力的評估基礎。
6）要素數據最近記錄查詢模塊。該模塊主要方便觀測人員能夠實時對最近數據進行檢索查詢以傳遞最新訊息。
7）要素動畫展示模塊。該模塊是基于空間跨度對海洋要素進行分析，主要是按照要素分布的強度和密度，把檢測值相同的點用線連接起來形成等值線，在空間地理信息基礎上對近海海域的監控數據進行分析推算，實際是按照每秒刷新（風速、溫度、氣壓等）柵格圖層方式進行操作［10］。
8）其他子模塊。包括鷹眼子模塊用于控制地圖視野，海區選擇子模塊可以實現對多種近海海域站點的定位選擇，在菜單中包括對地圖的放大、縮小、拖動、全視野、框選放大、框選縮小等，顯示浮標站點在指定時間點溫度、氣壓、波浪分布狀況及畫面顯示等功能。主菜單模塊中包含頁面設置、打印預覽、打印、系統設置等功能，在地圖模塊中有底圖和制版兩個子功能以及對系統登錄時間、當前坐標、比例尺的記錄。系統基于時間跨度和空間跨度對海洋要素數據進行檢索、分析、評價以及管理，借助分析的結果信息可以在很大程度上反映海洋環境質量和變化規律，為決策機構預警提供可靠的依據。圖5為系統總體設計框架圖。
3 系統的運行
系統采用C＃語言和最新的．NET技術編程，同時結合Oracle 10 g大型數據庫，提高了系統處理數據的能力，并大大降低了應用程序開發的復雜性，系統采用C/S架構，對于系統的穩定性以及拓展性提供了很大的保障。其次使用了GIS技術（二次開發Engine組庫）對多種圖層類型的數據進行處理，其中動態生成并刷新地圖的方式非常直觀簡潔地將海洋信息變化趨勢展示出來，提高了系統的使用性［11］。系統運行環境為Windows 7，實際運行效果表明系統各項性能良好，能夠滿足客戶的基本需求。系統部分運行效果圖如圖6、圖7所示。
4 小結
基于GIS的海洋氣象綜合觀測應用平臺系統設計目的在于滿足環境監測業務分析以及海洋自身管理的需要，實現對海洋要素數據的分析和評估，提高海洋災害預警預測的準確性。該平臺優勢在于：①對采集器采集的數據進行合理的數據質量控制；②采用多線程的操作方式對海量數據進行入庫處理；③采用數據插值算法對海洋氣象數據進行推理和估計。
由于系統涉及到要素數據量較大、內容復雜、圖層數據生成量大，系統在運行過程中還存在數據處理速度緩慢的問題，未來系統將在數據處理、代碼優化等方面作進一步的完善。
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海洋環境觀測前景范文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。
海洋環境觀測前景范文3
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。可以將輻射應力的計算公式與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。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。
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。
海洋環境觀測前景范文4
現代生物技術是以DNA分子技術為基礎，包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程等一系列生物高新技術的總稱?，F代生物技術在農作物改良、醫藥研究、食品工程、治理污染、環境生物監測等方面發揮著重要的作用。由于現代生物技術對解決人類面臨的重大問題如：糧食、健康、環境和能源等將開辟廣闊的前景，因此越來越為各國政府和企業界所關注，與信息、新材料和新能源技術并列成為影響國計民生的四大科學技術支柱，是21世紀高新技術產業的先導。
(一)遺傳工程
遺傳工程的研究發展，為器官移植提供了一個很有前途的新手段——利用動物的器官代替人的器官?？茖W研究表明人體異種器官移植，豬較為合適。首先豬器官的大小與人的相當，生理上也比較接近；其次豬在無病原體條件下比較容易飼養和容易保證無病的供體；此外豬的繁殖率高，每窩可產十幾只豬崽，存活率也較高。為了保證植入的器官不被排斥，生物學者正在培養具有人的基因的新型豬，這種豬叫轉基因豬。
在農業生物技術中，轉基因動植物的研究與開發最為突出。1983年轉基因植物問世，1986年被批準進入田間試驗，根據美國農業部動植物檢疫局(APHIS)的數據，截止1997年1月31日，美國已批準的轉基因植物田間試驗達2584例。近年來，抗除草劑的大豆、抗病毒病的甜椒、抗腐能力強、耐貯性高的番茄、具有高含量必須氨基酸的馬鈴薯等轉基因植物開始進入市場，成為農業生物技術的第一批成果；轉基因的瘦肉型豬、高產奶的奶牛和能從奶中提取藥物的轉基因羊等也將進入實用化階段。未來農業的模式將是：農業工廠化，按人類要求高水平的控制環境因素，實現規模化、機械化、自動化生產，產生質量穩定、供應穩定、價格穩定、營養豐富的農業產品；安全的轉基因動植物投放市場；具有營養保健、醫療功效的獵牛羊、蔬菜水果等轉基因食品大批走向餐桌。
農業生物技術的應用在我國也取得了豐碩成果，我國用花藥培養、染色體工程等育種技術培養出才稻、小麥、油菜、橡膠等一批作物新品種、新品系、新種質。其中較突出的有京花3號、小偃1o7號小麥和中花1o號水稻等新品種，具有優質高產、抗病、抗鹽堿等特性，已經在生產中推廣應用。我國轉基因技術在家畜及魚類育種上也初見成效，中科院水生生物研究所在世界上率先進行轉基因魚的研究''''成功地)將人生長激素基因、魚生長激素基因導入鯉魚，育成的當代轉基因魚生長速度比對照組快’并從子代測得生長激素基因的表達，為轉基因魚的實用化打下基礎。
(四)海洋生物技術
隨著海洋生物學的發展和海洋生物資源開發規模的擴大，海洋生物技術興起并成為一個新的研究開發領域。海洋生物技術的研究范圍廣泛，發展迅速。其中包括探索、開發和利用有價值海洋生物，優良養殖品種的培育和病害防治，海洋生物天然產物的利用，海洋特殊功能的闡明和利用，海洋生態系統的闡明和利用，海洋生物利用系統和輔助系統。海水養殖、海洋生物、天然產物開發和海洋環境保護的生物技術是三大研究熱點。
1996年，我國政府已將海洋生物技術列入863計劃，主要方向是大規模發展海水養殖。并已初見成效。海水養殖總產量、海藻、貝類等產量均居世界首位，對蝦產量也曾一度居世界首位；裙帶菜無性繁殖系、三倍體扇貝和牡蠣的培育，都已列入國家“攀登計劃”，正在組織實施；山東省海藻養殖和海藻化工已成為世界上該領域第一大產地。此外我國在世界上首次研究成功了海帶的單倍體育種技術、紫菜的體細胞育苗技術、對蝦的三倍體與四倍體育苗技術、對蝦精莢移植技術等；在海水魚、貝類的三倍體育苗技術和魚類性別控制技術的研究方面也取得了重大進展。
二、信息技術
計算機技術與現代通信技術一起構成了信息技術的核心內容。信息技術主要是指利用電子計算機和現代通信手段實現獲取信息、傳遞信息、存儲信息、處理信息、顯示信息、分配信息等的相關技術?，F代信息技術是以電子技術，尤其是微電子技術為基礎，以計算機技術(信息處理技術)為核心，以通信技術(信息傳遞技術)為支柱，以信息技術應用為目的的科學技術群。包括信息獲取技術、信息處理技術、信息傳遞技術、信息控制技術、信息存儲技術等內容。具體來講，信息技術主要包括以下幾方面：
1．感測與識別技術。它的作用是擴展人獲取信息的感覺器官功能。它包括信息識別、信息提取、信息檢測等技術。這類技術的總稱是“傳感技術”。它幾乎可以擴展人類所有感覺器官的傳感功能。傳感技術、測量技術與通信技術相結合而產生的遙感技術，更使人感知信息的能力得到進一步的加強。
2．信息傳遞技術。它的主要功能是實現信息快速、可靠、安全的轉移。各種通信技術都屬于這個范疇。廣播技術也是一種傳遞信息的技術。由于存儲、記錄可以看成是從“現在”向“未來”或從“過去’向“現在”傳遞信息的一種活動，因而也可將它看作是信息傳遞技術的一種。
3．信息處理與再生技術。信息處理包括對信息的編碼、壓縮、加密等。在對信息進行處理的基礎上，還可形成一些新的更深層次的決策信息，這稱為信息的“再生"。信息的處理與再生都有賴于現代電子計算機的超凡功能。
4．信息施用技術。是信息過程的最后環節。它包括控制技術、顯示技術等。
傳感技術、通信技術、計算機技術和控制技術是信息技術的四大基本技術，其中現代計算機技術和通信技術是信息技術的兩大支柱。
三、新材料
新材料是指那些新出現或已在發展中的、具有傳統材料所不具備的優異性能和特殊功能的材料。新材料與傳統材料之間并沒有截然的分界，新材料在傳統材料基礎上發展而成，傳統材料經過組成、結構、設計和工藝上的改進從而提高材料性能或出現新的性能都可發展成為新材料。
新材料作為高新技術的基礎和先導，應用范圍極其廣泛，它同信息技術、生物技術一起成為21世紀最重要和最具發展潛力的領域。同傳統材料一樣，新材料可以從結構組成、功能和應用領域等多種不同角度對其進行分類，不同的分類之間相互交叉和嵌套，目前，一般按應用領域和當今的研究熱點把新材料分為以下的主要領域：電子信息材料、新能源材料、納米材料、先進復合材料、先進陶瓷材料、生態環境材料、新型功能材料(含高溫超導材料、磁性材料、金剛石薄膜、功能高分子材料等)、生物醫用材料、高性能結構材料、智能材料、新型建筑及化工材料等。在20世紀初，人們所指的建筑材料是木材、水泥和鋼鐵；二戰后出現了新三材，指的是人工合成的塑料、橡膠和纖維，而80年代以來大量高新材料紛紛涌現。高新材料從使用的角度說可分為傳遞、記錄或存儲的信息材料；耐高溫結構陶瓷、非晶態材料和超導材料的新能源材料，特別是超導材料80年代中期以來有突破性進展；高性能結構復合材料，高性能工程塑料和新型合金材料為主要內容的特殊結構材料和新功能材料，如高效能的陶瓷材料、有機氟材料、高功能的黏合劑等。從材料的構成來說可以分金屬材料、高分子材料及陶瓷材料三大門類。近些年來，出現了金屬材料、高分子材料、陶瓷材料及復合材料競相發展的趨勢。一些新興金屬材料在科技革命的大潮中應運而生。傳統鐵、鉛、鋅、鋁等金屬更新品種，與宇航、電子、原子能等高新技術聯系密切的金屬材料越來越受到重視。其他新型高性能金屬材料出現了如快速冷凝金屬的非晶體和微晶材料、納米金屬材料、有序金屬間化合物、定向凝固柱晶和單晶合金等。納米材料具有許多潛在的新用途，它是一門用單個原子和分子建造事物的科學，其最終目標是實現微型化。
四、新能源
新能源又稱非常規能源，是傳統能源之外的各種能源形式，指剛開始開發利用或正在積極研究、有待推廣的能源，如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等。聯合國開發計劃署(UNDP)把新能源分為以下三大類：大中型水電；新可再生能源，包括小水電、太陽能、風能、現代生物質能、地熱能、海洋能。新能源的各種形式都是直接或者間接地來自于太陽或地球內部發出所產生的熱能，包括各種可再生能源和核能。相對于傳統能源，新能源普遍具有污染少、儲量大的特點，對于解決當今世界嚴重的環境污染問題和資源(特別是化石能源)枯竭問題具有重要意義。同時，由于很多新能源分布均勻，對于解決由能源引發的戰爭也有著重要意義。
能力提升練習
1．1856年，法國組建了世界上第一個現代天氣服務系統，開展天氣預報服務。天氣預報的產生是源于()。
A．好奇
B．生產
C．生活
D．戰爭
2．具有高科技含量、高文化附加值的各類創新型產業所形成的經濟形態可以被稱作是()。
A．信息經濟
B．知識經濟
C．創意經濟
D．市場經濟
3．江西省、重慶市、貴州省、海南省、云南省的別稱依次分別是()。
A．贛、渝、瓊、滇、黔
B．贛、渝、黔、瓊、滇
C．贛、渝、蓉、瓊、黔
D．贛、渝、貴、瓊、云
4．現代信息社會的基礎設施是()。
A．電力網
B．電視網
C．交通網
D．電信網
5．以下各項中，屬于空間技術的是()。
A．探空氣球
B．人工降雨
C．衛星通訊
D．大氣環流探測
參考答案及解析
1．D【解析】1854年11月，克里米亞戰爭爆發，英法聯軍準備在黑海的巴拉克拉瓦港登陸。突如其來的暴風雨摧毀了一艘法國旗艦，聯軍幾乎全軍覆沒。法國國王拿破侖三世于是下令巴黎天文臺臺長勒弗里報告這場風暴的起因。1855年3月，勒弗里正式向法國科學院提出建議，由政府組織氣象觀測網，并將觀測資料集中起來進行分析，繪制天氣圖。1856年，法國組建了第一個現代天氣服務系統’用電報傳送各地當日的氣象觀測結果，開展天氣預報服務。
2．A【解析】信息經濟，是以現代信息技術等高科技為物質基礎，信息產業起主導作用的基于信息、知識、智力的一種新型經濟；“知識經濟”(TheKnowledgeEconomy)通俗地說就是“以知識為基礎的經濟”(TheKnowledge—basedEconomy)。這里的以知識為基礎，是相對于現行的“以物質為基礎的經濟”而言的；創意產業，又叫創意工業、創造性產業、創意經濟等。指那些從個人的創造力、技能和天分中獲取發展動力的企業，以及那些通過對知識產權的開發可創造潛在財富和就業機會的活動；市場經濟(又稱為自由市場經濟或自由企業經濟)是一種經濟體系，在這種體系下產品和服務的生產及銷售完全由自由市場的自由價格機制所引導，而不是像計劃經濟一般由國家所引導。
3．B【解析】略
海洋環境觀測前景范文5
海洋經濟對社會發展的支撐作用日趨明顯，已經成為我國國民經濟的重要組成部分和重要增長點。我國在發展海洋經濟方面有著巨大的資源優勢和發展潛力。在海洋經濟發展、海洋資源開發利用的過程中，需要高端物流平臺的支持。具有高附加值、高信息化的高端物流平臺，將帶動沿海地區整體產業結構的調整，進而承接國際新產業、新產品的轉移與升級，對未來提升我國海洋經濟的發展水平，促進海洋經濟可持續性健康發展起著重要的推動作用。
一、問題的提出
在國外，海洋經濟這個概念并不常見，僅見于少數的海洋統計報告及發展政策中。2004年美國海洋政策委員會將“海洋經濟”明確定義為“直接依賴于海洋屬性的經濟活動，或在生產過程中依賴于海洋作為投入，或利用地理位置優勢，在海面或海底發生的經濟活動”［1］。迄今為止，國內尚未有一個明確、統一的定義。相對應用比較廣泛的是2007年國家海洋局起草的“海洋及相關產業分類的國家標準”中啟用的海洋經濟(oceaneconomy)定義，即開發、利用和保護海洋的各類產業活動，以及與之相關聯活動的綜合?，F代海洋經濟包括為開發海洋資源和依賴海洋空間而進行的生產活動，以及直接或間接為開發海洋資源及空間的相關服務性產業活動。世界范圍內的海洋產業發展經歷了從資源消耗型到技術、資金密集型的產業結構升級，海洋經濟正在并將繼續成為全球經濟新的增長點。海洋經濟的高速發展必須建立在完善的現代物流體系和相應的物流服務能力的基礎之上。
近幾年，高端物流平臺對海洋經濟發展的重要作用引起了關注。國內學者李芏巍(2008)將高端物流定義為:物流過程中資源整合、優勢互補、物流一體化分工協作的產業鏈條，是一個以供應鏈為核心的物流集成系統。包含:物流策劃與供應鏈的管理咨詢系統;物流與供應鏈解決方案的設計;物流與供應鏈實施與控制;物流與供應鏈的運作與管理;全球化的網絡服務;物流信息化與信息化網絡服務;供應鏈上多個環節的資源整合服務;物流的特殊服務［2］。劉念(2009)認為，高端物流是現代物流管理向供應鏈管理轉變過程中產生的新的物流形態，它是處于供應鏈高端的物流活動，它具有高科技含量、高附加價值、高產業帶動力、高輻射力和低資源消耗、低環境污染的特征，并且符合世界物流發展的主要方向，即:物流內涵的向外拓展、物流過程的上下延伸、物流覆蓋面的不斷擴大以及物流管理的日益專業化、標準化和信息化［3］。武京軍、劉曉雯(2010)運用灰色關聯分析法、區位熵分析法、系統聚類分析，考察沿海各省2001—2008年海洋產業發展情況，結果表明:海洋物流運輸業在全國主要海洋產業關聯排序中位列第一［4］。
高端物流平臺集科技人才、科技信息及產業供應鏈專業化管理于一體，是供需雙方及第三方物流的領導支撐力量，其聚合并優化海洋資源，為客戶提供貼身供應鏈解決方案。具有高附加值的高端物流平臺的同時將帶動沿海地區整體產業結構的調整，進而承接國際新產業、新產品的轉移與升級，對未來提升我國海洋經濟發展水平，促進海洋經濟可持續性健康發展起著重要的推動作用。構建高端物流平臺，提升與海洋產業相關的物流發展水平，促進物流新技術在海洋經濟領域應用，提高通關效率，優化港口環境和服務水平，以高端物流為紐帶，促進陸海統籌發展，就成為全球和全國沿海城市的發展趨勢。近年來，北京、上海、天津、廣州、深圳、連云港、青島、廈門等經濟比較發達的城市，也都陸續提出了“發展高端物流、建設高端物流產業園區”的物流業發展思路。因此，研究高端物流平臺與海洋經濟發展聯動作用及實施路徑具有重要的現實意義。
二、高端物流與海洋經濟聯動發展的戰略選擇
隨著海洋開發的深入，加上港口建設等使得海洋在經濟發展和資源利用中的作用日益凸顯。物流業在此過程中得以大力發展，陸與海的有效結合形成促進物流發展的兩個雙翼。筆者研究海洋經濟與高端物流聯動發展的戰略選擇，目的在于通過以高端物流為紐帶，實現海陸統籌、通過協同發展來促進雙方效率的不斷提高，進而達到系統整體的最優資源配置。
(一)實施沿海開發戰略
當前世界海洋經濟發展的特點和趨勢主要表現為海洋經濟發展速度迅猛，在國民經濟中的地位日趨重要;海洋經濟意識普遍增強;人口、經濟向沿海地區聚集，人類經濟活動與海洋資源利用的聯系日益緊密;河口海岸和河口島嶼成為海洋經濟開發的熱點和重點。在我國，一系列數據也可以說明，國民經濟正在越來越多地依賴于海洋經濟。在推進海洋開發的過程中，應由淺海向深海延伸、由單一向綜合轉變、由低端向高端發展，把海洋資源優勢與陸域產業、科技、人才等優勢有機結合起來，構建海陸統籌的港口集疏運、能源供給、水資源保障、信息通信、防災減災等網絡，實現海陸產業聯動發展、基礎設施聯動建設、資源要素聯動配置、生態環境聯動保護?；诖?，我國海洋經濟布局包含了整個沿海地帶。從北往南看，包括遼寧沿海經濟帶、河北曹妃甸工業區、天津濱海新區、河北渤海新區、江蘇沿海經濟帶、福建海西經濟區、廣西北部灣經濟區和海南國際旅游島以及2011年批復的山東、浙江、廣東三省的規劃和成立的舟山群島新區，我國海洋經濟發展的帶狀和點狀空間布局基本成形。
(二)實施港口發展戰略
港口既是海洋運輸的必經通道，又是高端物流的重要節點。在當今國際供應鏈系統中，港口集成了系列服務功能，為沿海城市帶來大量的物資流、技術流、資金流、信息流，并以其強大的資源集聚和整合能力，為港口城市及其周邊地區經濟快速發展提供巨大的空間。加之內陸無水港的發展以致現代港口物流追求的集運效率進一步得到提升，物流運輸方式從車、船換裝提升到聯合運輸、聯合經營等，港口為此提供相應的服務功能來滿足需求，港口從傳統裝卸服務發展成為以國際集裝箱為主的門到門多式聯運［5］。港口發展戰略可以有力地推動港口和港口產業的發展，港口和港口產業的迅猛發展又能有力地推進城市及其經濟圈的騰飛。當今港口已經成為沿海城市經濟發展的增長極，成為沿海城市吸引和集聚現代工業、物流業的最佳區域，是一個區域走向繁榮富強的基礎和推動力。根據《全國港口布局規劃》，港口建設和航運事業的發展在我國經濟發展戰略布局中占有重要的地位。在港口建設方面，規劃明確了長三角地區要盡快建成以上海為中心、以江蘇和浙江港口為兩翼的上海國際航運中心，上海國際航運中心要“具有全球航運資源配置能力”;珠三角地區要有效整合港口資源，完善廣州、深圳、珠海港的現代化功能，形成與香港港口分工明確、優勢互補、共同發展的珠三角港口群體;天津濱海新區要建成為中國北方國際航運中心;海峽西岸經濟區要形成以廈門港、福州港為主，布局合理的東南沿海地區港口發展格局;江蘇沿海地區要重點加強沿海港口群建設;廣西北部灣經濟區要打造泛北部灣港口物流中心。港口不僅成為就業和經濟增長的催化劑，而且吸引了大批的商業機構聚集于此。國際經驗表明，港口及臨港經濟區的發展并不完全依賴于其設施規模，而在于因地制宜的總體規劃和管理。因此，借鑒國內、外的經驗，把握發展機遇，是各級地方政府在新一輪的經濟發展中不能不關注的主題。#p#分頁標題#e#
(三)海陸聯動戰略
海陸相互依存、相互影響、相互貫通，是一個有機整體?！吨腥A人民共和國國民經濟和社會發展第十二個五年規劃綱要》提出“堅持陸海統籌，制定和實施海洋發展戰略，提高海洋開發、控制、綜合管理能力。”國內、外實踐也表明，單純的海洋資源開發對國民經濟的貢獻是有限的。加強海陸經濟的聯動，實現海陸資源互補、產業互動和布局對接已成為海洋經濟發展的必然。中國近幾年經濟的發展使得海陸關系越來越密切，海陸資源的互補性、產業的互動性和經濟的關聯性進一步增強。陸海結合，以陸帶海，以海補陸，綜合利用，既可以拓展經濟發展空間，促進區域經濟發展，同時也直接關系到沿海經濟帶發展戰略實施取得的成效，在很大程度上影響沿海經濟發展的狀況和前景。在實施海陸聯動戰略中要打破海陸分割的二元結構，破除海陸界限的束縛，樹立資源互補、產業互動、布局互聯的海陸一體化發展新理念，統籌規劃海陸產業、統籌配置海陸資源要素、統籌基礎設施建設、統籌整治生態環境，把海洋與臨海、涉海產業作為一個系統工程來推進，集中力量，開發大港口，緊盯大項目，培植大產業，搶抓大配套，形成強力推進沿海、沿江開發的態勢，促進陸海聯動，形成以海帶陸、以陸促海、海陸協調、整體推進的新格局，推進海陸經濟一體化發展。
三、高端物流平臺與海洋經濟聯動發展的實施路徑
開發海洋資源、發展海洋經濟已成為國內外沿海地區實現經濟振興的重要舉措。國際化知名自由港均制定并著手實施以構建高端物流平臺為切入點，發展海洋經濟。我國實現高端物流平臺與海洋經濟聯動發展的實施路徑可以從以下方面入手。
(一)構建高端物流支撐體系，促進海洋經濟發展
1．大力發展物流金融。隨著經濟金融化趨勢的加深，國際航運中心要求同時是國際金融中心已成為基本規律。目前倫敦在航運融資、海事保險、海事仲裁、海損理算等航運金融業上具有無可爭議的領先位置;紐約、漢堡在航運融資、船舶融資領域，東京、紐約、漢堡在海上保險領域，香港、新加坡、紐約在航運資金結算及國際航運價格衍生品交易領域，具有全球領先優勢。相對而言，近年來我國沿海港口貨物吞吐量迅速增加，在全球10大綜合港、集裝箱港中均占有半壁江山，但航運金融業發展水平較低。為此，國發［2009］19號文件中，把上海國際金融和航運中心建設重點放在了通過航運融資、海事保險、航運交易、航運資金結算等航運金融服務的培育上。近年來，上海決策層也明確提出將上海港的發展重心，從貨物吞吐量增加轉移到以航運金融為核心的航運服務業培育上。
2．大力發展高技術服務。林紹花(2010)認為實施科技興海戰略，大力發展戰略型海洋新興產業，提升海洋經濟的素質和水平必須依靠科技力量［6］。目前，國際上海洋高技術發展有以下五個重點領域，即海洋生物技術、海洋生態系統模擬技術、海洋油氣資源高效勘探開發技術、海洋環境觀測和監測技術、海底勘測和深潛技術。在這五個重點領域中涉及到高端物流的有海洋環境觀測和監測技術、海底勘測兩大重點行業，這對于我國發展海洋經濟具有重大的支撐作用。高端物流的核心是突出系統整合、優化的理念，對分散的運輸、儲存、裝卸、搬運、包裝、流通加工、配送、信息處理等基本功能，運用信息技術和供應鏈管理手段，實現商流、物流、信息流、資金流的有效結合，從而提高效率、優化服務，更加有效地促進區域的分工與協作，形成區域間的交流與互動，協調區域經濟與社會的和諧發展。
3．完善海運配套服務體系。在國內、外海運企業和海洋運輸產業發展的同時，集國內水運服務企業、國際船舶公司、無船承運業務企業、國際船舶管理公司、外籍航商辦事處等多種服務機構或企業于一體的海運配套服務體系也逐漸完善。借鑒國際通行做法，我們應該積極探索海關特殊監管區域的政策和制度創新，完善市場準入機制和政策配套機制，重點發展提供融資咨詢、融資擔保、結算、通關、信息管理及相關增值服務的供應鏈管理企業，鼓勵引進為電子商務交易提供物流及相關增值業務的綜合服務型企業。世界經濟發展史表明，一個區域的發展往往依托于一些經濟基礎較好的點，再通過這些增長點向周圍輻射、擴散，從而帶動整個區域經濟的崛起。目前我國海洋經濟中的物流業大部分還處于低端產業，在我國調整產業結構背景下，打造高端物流平臺將對海洋經濟的發展和產業升級起到極大的促進作用。
(二)以臨港經濟為依托，打造高端物流平臺
物流經濟發展規律告訴我們，物流的形成從來都不是孤立的，繁榮的物流背后都有強大的區域經濟作后盾。物流業的發展是港口經濟和沿海經濟發展的重要風向標。大港口只有與大工業相互依托，才能帶動區域經濟的繁榮，進而激活腹地發達的物流業。因此，打造高端物流平臺，實現“原料產地→海洋運輸→臨港工業制造→多種運輸途徑→進入不同區域市場”的大生產和大運輸相結合的發展模式，將充分利用國外、國內兩種資源和兩個市場。
1．構建冷鏈物流平臺。目前，在我國海洋水產物流產業發展過程中冷鏈物流發展滯后已經成為造成物流體系增值服務水平偏低和物流主體發育不良等問題的重要因素。冷鏈物流是一項系統工程，涉及發改委、農委、交委、商務委、供銷社等部門的橫向聯動以及政府、物流協會、企業的縱向聯動。一方面各部門應建立聯系協調機制;另一方面政府應制定冷鏈物流發展的政策和措施，行業協會協助政府發揮橋梁、紐帶作用，相關企業合作支持加以運營，合力推動冷鏈物流的逐步發展。加快發展海洋水產的冷鏈物流，已成為未來市場不可阻擋的強烈需求和發展趨勢。我們應建立以國有企業為龍頭、民營企業為支撐，打造全程低溫冷鏈物流體系，在國家政策與市場需求條件的支持下，抓住發展的關鍵時刻，與國外企業合作，加快冷鏈物流項目進程，在全國范圍內開展冷鏈食品的運輸及下游銷售，上臺階、出亮點、增績效，迅速搶占市場。在構建冷鏈物流平臺的過程中，首先要完善冷鏈物流標準體系，包括:(1)制訂各類海洋水產品原料處理、分揀加工與包裝、冷卻冷凍、冷庫儲藏、包裝標識、冷藏運輸、批發配送、分銷零售等環節的保鮮技術和制冷保溫技術標準，制定冷鏈各環節的有關設施設備、工程設計安裝標準;(2)圍繞海洋水產品質量全程監控和質量追溯制度的建立和發展，制定數據采集、數據交換、信息管理等信息類標準;(3)建立符合國際規范的HACCP、GMP、GAP、ISO等質量安全認證制度和市場準入制度;(4)對于海洋水產品等密切關系居民消費安全的產品，執行國家強制性標準。其次，要打破行業、地域、所有制等方面的限制，合理配置資源和健全經營網絡，培育和壯大一批經濟實力雄厚、經營理念和管理方式先進、核心競爭力強的第三方冷鏈物流企業。#p#分頁標題#e#
2．構建物流金融平臺。我國金融物流市場需求旺盛，國內、外物流企業都力求抓住這一巨大的市場機遇積極開拓自己的金融物流業務。近些年來我國金融物流業務在廣度和深度上都發展很快，眾多的物流企業和金融機構將金融物流這一理論成果應用于實務，開展了一系列金融物流業務。中儲、中外中遠物流、廣東南儲等國內大型物流企業，怡亞通、越海物流、飛馬國際等新興物流企業，UPS、DHL等跨國物流公司在中國金融物流市場已經占據了各自的競爭優勢。物流金融是銀行熱衷開發的信貸產品，是中小企業歡迎的融資渠道，同時給物流企業創造了監管合作的空間，形成多贏的局面。因此，金融物流是有廣闊發展前景的。
3．構建物流信息平臺。物流信息化將成為物流產業調整與升級的重要內容。現代物流服務已經超出了傳統意義上的貨物包裝、配送、倉儲或者寄存等常規服務。由常規服務延伸而出的增值服務正在成為物流發展的新趨勢，在此基礎上物流信息改造及物流平臺建設將涵蓋加強物流技術裝備的研發與生產，鼓勵企業采用倉儲運輸、裝卸搬運、分揀包裝、條碼印刷等專用物流技術裝備;鼓勵企業采用集裝單元、射頻識別、貨物跟蹤、自動分揀、立體倉庫、配送中心信息系統、冷鏈等物流新技術;以政府部門提供的公共信息服務為支撐，建設區域性電子商務綜合平臺，加快建立安全、方便的網上支付體系，實現信息互通共享、集中。以企業、產業的信息需求為動力推動公共物流信息平臺的建設，建立以物流信息采集、信息傳輸、信息儲存、信息共享和信息使用為核心的標準化、多功能、一體化物流信息處理平臺，為各類企業提供物流信息服務，促進物流信息資源共享和物流網絡互聯互通。
4．構建供應鏈平臺。供應鏈管理觀念的形成和供應鏈平臺的構建將加速物流服務方式向網絡化、信息化方向發展。企業物流整合，分離外包速度加快，外包的方式由簡單的倉儲運輸業務向供應鏈一體化深入，制造業與物流業進一步融合。金融物流就是物流業和金融業融合發展的結果，物流業與其他行業融合發展已經成為物流業發展的新趨勢。供應鏈金融是物流企業與金融機構合作，在供應鏈運作過程中向客戶提供的結算、融資和保險等相關服務的創新業務，其核心是物流融資，即物流企業與銀行等金融機構通過合作創新，對供應鏈上企業資金投放、商品采購、銷售回籠等經營過程的物流和資金流進行鎖定控制或封閉管理，依靠企業對處于銀行和物流企業監控下的商品和資金的貿易流轉所產生的現金流實現對授信的償還。
(三)以臨港經濟為紐帶，促進臨海經濟與海洋經濟聯動發展
推動臨港經濟可持續性發展對于企業開發資源，拓展生存空間具有重要的現實意義。臨港經濟作為一種現代經濟發展服務模式，正在成為未來沿海主要城市經濟發展的重點。一些發達國家和地區的實踐證明，依托港口發展樞紐經濟，對于拉動區域經濟發展、增加就業都具有重要意義。隨著我國經濟的快速發展，可以預見的是在港口和區域經濟的快速驅動下，臨港經濟必將進入一個快速發展的時期。優化的港口效率、環境和服務水平將作為臨港經濟快速發展的前提條件。優化的航運集疏運體系和航運服務體系，完善的港口聯絡協調機制，簡化的通關流程和促進服務便利化的改革政策等，對進一步提高港口工作綜合效能，提升港口集聚和輻射功能，對提高我國港口的國際競爭力和發展臨港經濟起著重要的推動作用。以臨港經濟為紐帶，大力開發和充分利用保護“岸、灘、島、景、漁”等資源，堅持海陸統籌、合理布局、增強陸海資源互補性、產業互動性和經濟關聯性。加快海洋資源綜合開發，加強海洋基礎設施建設和環境保護，完善海洋公益服務，合理布局發展空間，突出海洋新興產業的核心地位，把積極培育和發展以港口為中心的海運業、臨港工業、海洋漁業、濱海旅游業、海洋高新技術產業五大產業作為我國臨港經濟與海洋經濟聯動發展的重要舉措。通過以上舉措將天然的臨海優勢盡快轉化為現實的海洋經濟優勢，使海洋經濟成為我國經濟發展的重要支撐力量和新的經濟增長點。
海洋環境觀測前景范文6
關鍵詞：納米高嶺土；水泥基材料；工作性；強度；滲透性；SEM；氯離子；RCM
中圖分類號：TU52
文獻標志碼：A
文章編號：16744764（2014）01013008
嚴重暴雪和特大暴雪將造成交通路網陷于癱瘓狀態，為及時通車，傳統的氯鹽型融雪劑成為融雪的首選材料。然而隨著大雪的消融，諸多公路基礎設施遭到損壞，融雪劑對公路橋梁等基礎設施耐久性的長期負面影響已經引起土木工程界的關注。盡管氯鹽類融雪劑對混凝土結構和環境帶來巨大的損壞，但從融雪效能、速度、方便快捷到成本效益的比較，目前在世界范圍內仍難以取代。
據估算，美國每年因氯鹽腐蝕破壞環境的成本占GNP的4%（相當于美國國防開支）；氯鹽融雪劑造成哥本哈根地區102座橋中50%出現嚴重的鋼筋銹蝕；法國每年冬季消耗150萬 t氯鹽類融雪劑，耗資4億法郎。中國化冰鹽使用時間較其他國家短，混凝土結構損壞尚未完全顯現；但化冰鹽造成北京西直門老立交橋在使用20 a便被迫拆除的工程實例足以給我們警示。據報導，近年來中國冬季融雪劑的用量逐年增加。2001年北京市使用融雪劑1 000 t左右，2002年增至7 000 t；2008年中國南方特大雪災，僅京珠高速公路灑落近千噸融雪劑；2009年2月北京3場降雪便消耗融雪劑9 000多t；2010年中國遭遇大面積大雪和歷史上罕見低溫天氣，僅1月份北京首場降雪便消耗融雪劑3萬t；2011年中國再次大面積遭遇大雪，融雪劑不得不廣泛使用。近年來，不少發達國家致力于開發新型環保型融雪材料，但終因價格和適用性等原因無法推廣。因此，如何通過提高混凝土材料的抗氯離子滲透特性以從根本上減小或避免其對土木工程的損壞十分重要。
范穎芳，等：納米高嶺土顆粒改性水泥基復合材料的性能
中國正處于經濟高速發展時期，諸多耗資巨大的重要構筑物，如跨海大橋、海底隧道、海上采油平臺、海港、近海與海岸工程等已經或正在興建，其中混凝土結構始終是普遍采用的結構形式。然而，海洋環境、融雪環境中水分和氯離子滲透至混凝土內部將直接導致鋼筋銹蝕、混凝土開裂，進一步加速鋼筋銹蝕，形成惡性循環致使混凝土結構劣化，甚至引發災難性事故的工程案例不勝枚舉。自20世紀50 年代至今，氯離子在普通混凝土中滲透作用成為普遍關注的課題，學者們在氯離子擴散模型、氯離子滲透預測、裂縫對氯離子滲透影響、荷載對氯離子滲透作用影響等方面開展了廣泛的試驗研究、理論分析和數值模擬，取得了豐碩的成果。然而，如何從材料層次出發，通過提高材料抗氯離子滲透特性以從根本上改善混凝土結構耐氯鹽侵蝕性能的研究尚有待開展。
氯離子在水泥基材料中的擴散性能受水灰比、水泥類型、混凝土配合比、養護條件等諸多因素有關。在實際工程中，在混凝土中摻加不同種類的塑化劑降低混凝土氯離子滲透性，造成材料強度和延性降低。隨著納米技術在土木工程中的應用，學者們對混凝土中摻加納米SiO2、納米TiO2、納米Fe2O3、Al2O3和高嶺土顆粒來改善混凝土性能，研究了不同納米顆粒對水泥基材料增韌機理、物理力學性能等[14]方面的影響。He等[5]研究了蒙脫粘土、SiO2、TiO2、Al2O3、Fe2O3等不同納米顆粒對水泥砂漿抗氯離子滲透性的影響，研究表明當納米顆粒摻量為水泥質量1%時，蒙脫粘性水泥砂漿28 d氯離子擴散系數最小。另外，Tregger等[6]和Morsy等[7]研究表明納米高嶺土的雙層結構能有效阻礙氯離子的滲透。因此，鑒于粘土材料低廉的價格，采用納米高嶺善水泥基材料的氯離子滲透性必將有十分廣闊的應用前景。然而，目前有關納米高嶺性水泥基材料氯離子滲透性、納米高嶺土最佳摻量等方面的定量研究成果尚較缺乏。
為了研究高抗氯離子滲透性水泥混凝土，將納米高嶺土摻入水泥基材料，研究納米高嶺土顆粒對水泥基材料氯離子滲透性的改善效果，基于前期有關納米高嶺土在水泥基材料中分散性研究成果[8]，確定了提高水泥砂漿、水泥混凝土氯離子滲透性的高嶺土最佳摻量，探討了高嶺性水泥基材料（包括水泥凈漿、水泥砂漿和水泥混凝土）工作性、強度和氯離子滲透性；從微觀角度揭示高齡土顆粒對水泥基材料性能的改性機理。
1試驗部分
1.1主要原料
試驗用水泥為小野田PO42.5R普通硅酸鹽水泥，其化學成分詳見表1。所用納米顆粒材料為納米高嶺土，是納米高嶺土原礦用破碎機進行粗、中碎以后，采用沖擊磨進行一段超細粉碎，然后經煅燒精制而成，其理論化學組成為Al2Si2O5（OH）4 [9]。利用掃描電鏡和XRD觀測，可以得到納米高嶺土微觀形貌（如圖1所示），其化學成分和主要技術參數分別列于表1和表2。
