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一、問題的提出
現(xiàn)階段，可持續(xù)發(fā)展概念在國際社會已經(jīng)達成普遍共識，環(huán)境保護也是可持續(xù)發(fā)展的重中之重。聯(lián)合國頒布的《二十一世紀議程》指出：海洋是全球生命支持系統(tǒng)的一個基本組成部分，也是有助于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的寶貴財富。然而，我國的海洋環(huán)境管理中仍然存在諸多問題，如監(jiān)督執(zhí)行不到位，海洋環(huán)境政策的制定和管理缺乏一致性，海洋環(huán)境的管理體制不到位而形成的陸海管理脫節(jié)等，這些問題的出現(xiàn)都對海洋環(huán)境管理的信息溝通產(chǎn)生不利影響。海洋環(huán)境信息不僅影響涉海政府部門利益，而且與企業(yè)和社會公眾的利益也息息相關(guān)，能否準確、及時地獲得相關(guān)的海洋環(huán)境信息，關(guān)系到我國海洋環(huán)境能否得到有效保護以及各個利益相關(guān)者的利益能否得到實現(xiàn)。由此我們可以得出，海洋環(huán)境信息是合理利用、管理和發(fā)展海洋的關(guān)鍵因素。相反，如果我們在大規(guī)模、大力度，抑或是無序狀態(tài)的海洋開發(fā)活動下，海洋環(huán)境將難以承受，最終將給海洋環(huán)境造成嚴重的破壞，而海洋環(huán)境的破壞，又必然會影響、制約經(jīng)濟社會的發(fā)展。
按照系統(tǒng)論的觀點，海洋環(huán)境信息溝通機制，是指建立的一整套關(guān)于海洋環(huán)境的信息收集、分析、處理、反饋的制度和運行體系，以保障海洋環(huán)境保護中信息溝通順利實現(xiàn)為目的。主要包括政府系統(tǒng)內(nèi)部的溝通，即政府內(nèi)部各機構(gòu)、組織、部門和層級之間的橫向和縱向信息傳播、交流活動；政府與外界的溝通，即政府與社會大眾、媒體、非政府組織等之間的外部有效溝通。以政府為信息溝通的核心主體，通過一定的媒介，實現(xiàn)政府系統(tǒng)內(nèi)部的良好溝通以及政府與社會大眾之間的外部有效賢ǎ進而保持社會的穩(wěn)定，促進經(jīng)濟的發(fā)展，提高人們的生活水平。
二、當前我國海洋環(huán)境管理中信息溝通機制的現(xiàn)狀
（一）我國海洋環(huán)境管理的信息溝通工作取得一定進展
進入新世紀以來，隨著政府對海洋環(huán)境保護的逐步重視，我國在海洋環(huán)境保護管理方面得到迅速發(fā)展，特別是在信息溝通領(lǐng)域，以更加透明的方式與社會溝通有關(guān)的各種信息。在制度法律上，國家環(huán)?？偩譃榱送苿印肚鍧嵣a(chǎn)促進法》的實施，于2003年9月的《關(guān)于企業(yè)環(huán)境信息公開的公告》則是一個要求企業(yè)公開環(huán)境信息的法律措施。2008年，我國頒布并施行了《中華人民共和國政府信息公開條例》和《環(huán)境信息公開辦法（試行）》。通過立法等措施督促政府和企業(yè)公開環(huán)境信息，可以提高政府和社會效率，節(jié)省社會勞動。
（二）我國海洋環(huán)境保護信息溝通存在的問題
第一，環(huán)境保護信息協(xié)調(diào)機制不完善，信息溝通不暢?！翱缃纭币辉~概括自然和社會現(xiàn)象諸要素之間邊界模糊以及盤根錯節(jié)、錯綜復(fù)雜的互動關(guān)系。[1]海洋生態(tài)環(huán)境是跨界特性比較典型的領(lǐng)域之一。伴隨海洋生態(tài)環(huán)境跨界特性這一情景特質(zhì)的是行動主體的多元性，各主體參與海洋環(huán)境保護，信息溝通和共享尤為主要?，F(xiàn)實中，存在不同層級政府間，政府、企業(yè)、公眾的信息溝通不暢的問題。
中央政府注重整體的經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護的和諧統(tǒng)一，而地方政府是地方利益的代表者，存在地方保護主義，其第一要務(wù)是發(fā)展本地區(qū)的經(jīng)濟。同時，地方政府會隱瞞海洋環(huán)境的污染信息，免于中央政府的懲罰。污染企業(yè)雖然損害了整體的環(huán)境，但卻給當?shù)卣畮砹司薮蟮呢斦杖?，這種狀況就形成了地方政府違背中央政府政策的現(xiàn)象，加劇了中央和地方之間信息溝通不暢的問題。其次，在政府各個涉海部門之間，各部門為了自身利益最大化，必然盡力占有更多信息，作為利益交換的“砝碼”，使自身在部門間處于更重要的地位，這就導致了各涉海部門在海洋環(huán)境管理中的信息溝通不暢等問題。
此外，政府、企業(yè)、公眾之間信息缺乏溝通。三者中，政府擁有更充分的信息。從公共選擇理論來看，政府不只是“政治人”，更是“經(jīng)濟人”，政府也會考慮自身的利益。政府及其部門可以利用其掌握的信息，從企業(yè)那里得到“好處”。再者，政府大多數(shù)海洋資源保護相關(guān)的政策往往針對企業(yè)，限制企業(yè)的污染行為。企業(yè)為了逃避政府的監(jiān)管，往往上報假的環(huán)境信息來隱藏自己的污染行為。公眾具有知情權(quán)和監(jiān)督權(quán)，但公眾的權(quán)利往往被忽視，這直接導致政府對社會事務(wù)進行單方面管理。政府憑借其強大的組織優(yōu)勢大大降低了信息搜尋成本，取得比公眾更充分的信息。有資料表明，我國政府掌握絕大多數(shù)的信息資源，但只有20%是公開的。企業(yè)通過隱瞞自身的污染信息，不僅可以逃避政府的處罰，也能避免在社會公眾之間產(chǎn)生不良口碑的現(xiàn)象，不至于影響企業(yè)的利益。
第二，環(huán)境突發(fā)信息對外通報機制有待完善，外部交流薄弱。海洋環(huán)境突發(fā)事件發(fā)生過程中，政府通過一定的媒介實現(xiàn)政府與社會的良好溝通，對于遏制謠言、維護社會穩(wěn)定、提高救災(zāi)效率、防止行敗都有積極、正面的作用。我國在外部信息交流方面還有待完善，具體表現(xiàn)在：一是媒體的尷尬地位。在我國現(xiàn)行體制下，媒體作用的發(fā)揮受制于自身的地位，大多數(shù)媒體要依附于各級人民政府或有關(guān)部門，媒體如果要開展工作并發(fā)揮作用，往往要先得到有關(guān)政府部門的認可和授權(quán)，不然就無法發(fā)揮相應(yīng)的作用。二是信息的外部交流不足。受傳統(tǒng)政策因素的影響，我國在國際交流方面一直比較閉塞，缺乏對外信息交流的經(jīng)驗，尤其是環(huán)保信息管理經(jīng)驗嚴重不足。相應(yīng)的，我國也沒有建立有效的災(zāi)害信息對外交流機制。
三、促進我國在海洋環(huán)境管理機制中信息溝通的建議
信息溝通作為海洋環(huán)境管理中的重要組成部分，對海洋環(huán)境保護的方式、人員配置等有著重要影響。因此，不斷促進我國海洋環(huán)境管理溝通機制的發(fā)展，力爭把我國海洋環(huán)境管理水平提升到新的臺階就顯得尤為重要。
（一）完善信息管理系統(tǒng)，推進我國海洋環(huán)境管理信息平臺建設(shè)
當前，信息管理系統(tǒng)對信息溝通起著基礎(chǔ)作用，信息系統(tǒng)是否完善直接關(guān)系著信息溝通的質(zhì)量，進而影響救災(zāi)決策的科學性。我國要完善的信息管理系統(tǒng)應(yīng)是一個開放的信息交互平臺，支持數(shù)據(jù)、語音和視頻業(yè)務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)信息交換和資源共享，同時建立完善的信息安全體系和相應(yīng)的各子系統(tǒng)，進行跨行業(yè)、跨部門、跨地區(qū)的信息資源重組共享的系統(tǒng)?？梢园央娮诱?wù)作為平臺，建立各個地方、各個部門的海洋環(huán)境信息共享的數(shù)據(jù)資料庫，確保系統(tǒng)可以進行相互交流與溝通，便于信息及時更新，實現(xiàn)政府間信息的交流與共享，增強彼此間的信任和各級政府及各部門的合作意識，從而達到提高政務(wù)協(xié)作能力的目標。與此同時，政府電子化應(yīng)保證信息公開透明，包括海洋環(huán)境的基本狀況，管理相關(guān)措施和進展、成果。除此之外，還應(yīng)該包括海洋環(huán)境災(zāi)害等的突發(fā)事件和責任主體。相關(guān)法律法規(guī)應(yīng)通過電子網(wǎng)絡(luò)化平臺公開，盡力消除政府間信息不對稱的情況，實現(xiàn)社會公眾的有效監(jiān)督。為加強社會大眾輿論力量對企業(yè)環(huán)境治理的約束力度，我們要著力推進企業(yè)環(huán)境信息的公開化，使政府和社會公眾可以及時通過企業(yè)網(wǎng)站了解其對海洋環(huán)境恢復(fù)治理的有關(guān)情況，這也便于企業(yè)間相互監(jiān)督。另外，政府可以對企業(yè)環(huán)境行為進行評定，設(shè)置ABCD檔，并通過網(wǎng)絡(luò)媒體公布評定結(jié)果和相應(yīng)獎懲措施，便于社會各界進行監(jiān)督。
（二）建立溝通綠色通道，健全政府部門之間的信息溝通機制
現(xiàn)階段，海洋環(huán)境問題大多與海洋環(huán)境信息相聯(lián)系。如果說海洋環(huán)境信息能夠得到充分、有效的利用，那么許多海洋環(huán)境問題都是可以解決的。其中，最重要的就是進行政府和企業(yè)的信息公開。企業(yè)需要大量與環(huán)境保護相關(guān)的信息來實現(xiàn)企業(yè)利潤最大化；政府需要充足的環(huán)境信息來進行決策，統(tǒng)一管理。因此，我們在認真執(zhí)行現(xiàn)有的法律制度的同r，應(yīng)不斷完善信息公開的法律體系。我國目前有兩套海洋環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，兩套監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)重復(fù)建設(shè)造成了經(jīng)濟資源的巨大浪費，影響了整個海洋環(huán)境管理體制運作的效率。因而，我們可以通過建立資源“共享”系統(tǒng)，來改善政府信息不對稱現(xiàn)象。對企業(yè)的信息公開方面，我們可以建立相關(guān)網(wǎng)站，在網(wǎng)上及時更新環(huán)境信息，使公眾可以隨時查詢，讓社會公眾監(jiān)督企業(yè)，以此來實現(xiàn)企業(yè)環(huán)境信息的共享。
另一方面，政府、企業(yè)、公眾三者需要建立起協(xié)商合作關(guān)系。政府是國家意志的執(zhí)行者，在整個海洋環(huán)境管理中對總體設(shè)計、組織、協(xié)調(diào)和支持起著重要作用。企業(yè)是海洋環(huán)境的保護主體，也是污染主體。企業(yè)可以通過技術(shù)改造，通過采用清潔能源的生產(chǎn)技術(shù)，減少污染源，成為海洋環(huán)境的保護主體。社會公眾主要在海洋環(huán)境管理中起著監(jiān)督政府和企業(yè)的作用。因此，三者之間做到協(xié)調(diào)統(tǒng)一，才能將海洋環(huán)境管理中的信息不對稱現(xiàn)象控制在一個合理的范圍內(nèi)。
（三）建立有效的海洋環(huán)境突發(fā)事件信息對外通報機制
當前，經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步使世界的聯(lián)系更加緊密，中國離不開世界，世界也離不開中國。為了更好地融入世界，促進共同發(fā)展，我國應(yīng)該建立有效的災(zāi)害信息對外通報機制，積極參與國際組織在危機管理方面的擴展合作，同時加強與國際組織在災(zāi)害信息方面的溝通協(xié)調(diào)。[2]
在發(fā)生海洋環(huán)境突發(fā)事件的過程中，政府要充分利用媒體的優(yōu)勢，將突發(fā)事件的情況及時、準確地發(fā)給媒體，通過媒體，實現(xiàn)與社會公眾的信息公開與自由溝通，充分調(diào)動群眾的積極性與參與熱情，特別要帶動企業(yè)和第三部門積極地參與到突發(fā)事件處理活動中。同時，我們應(yīng)該加強國際交流，充分利用國外的援助和支持，以提高我們的管理水平。
在信息對外通報中，政府新聞發(fā)言人處于重要地位，他是直接面對媒體政府官方解釋或立場的窗口人物。因此，要完善新聞發(fā)言人制度以增加政府與媒體、公眾之間的信息溝通，促進政務(wù)公開，贏得政府在突發(fā)事件中的公信。同時，信息的對外通報要充分利用各種手段，不但要有效利用傳統(tǒng)媒體，還要運用手機報、博客、播客、微博等新的信息傳播平臺，通過利用新媒介技術(shù)來組織信息、管理信息，實現(xiàn)信息公開的目的，更好地構(gòu)建海洋環(huán)境突發(fā)事件的信息對外通報機制。
四、結(jié)語
隨著《中華人民共和國政府信息公開條例》的實施，我國海洋環(huán)境管理信息溝通工作取得了一定的進展，但是還存在信息共享、外部通報機制不健全等不足。希望通過建立信息溝通綠色通道、強化信息內(nèi)部共享和對外通報等措施，來完善我國的海洋環(huán)境管理信息溝通機制，促使我國在實踐中不斷積累和提高信息溝通管理經(jīng)驗，相信我國在海洋環(huán)境管理領(lǐng)域會更加成熟完善。
（作者單位為海南大學 ）
[作者簡介：趙冉（1992―），女，安徽合肥人，海南大學碩士研究生，研究方向：企業(yè)管理。劉湘洪（1966―），海南熱帶海洋學院副院長，博士生導師，研究方向：行政管理?；痦椖浚罕疚南岛Ｄ鲜「叩葘W?？茖W研究專項項目“海南省海洋生態(tài)環(huán)境協(xié)同治理機制研究――基于整體治理的視角”（Hnkyzy-201404）成果。]
短波天線是無線電通信系統(tǒng)的重要組成部分，它的作用是有效的發(fā)射或接收電磁波。隨著人們對電離層傳播特性的了解和設(shè)計出高增益天線，短波通訊應(yīng)用范圍也越來越廣[1]。海洋環(huán)境是極為苛刻的腐蝕環(huán)境，空氣濕度大、紫外線強、干濕交替、含鹽量高，對天線造成的腐蝕很強烈。海洋環(huán)境一般分為大氣區(qū)、飛濺區(qū)、潮差區(qū)和全浸區(qū)，尤以飛濺區(qū)腐蝕最為嚴重。在海洋環(huán)境下，對短波天線的防潮濕、防霉菌、防鹽霧的三防設(shè)計提出了更高的要求。短波天線一般架設(shè)于室外近海環(huán)境，直接面對嚴峻的海洋腐蝕環(huán)境。短波天線的三防設(shè)計主要涉及材料選擇、結(jié)構(gòu)和工藝三防設(shè)計、以及包裝、運輸和架設(shè)的三防保護措施等。
1 材料選擇
由于短波天線產(chǎn)品的特殊性(對材料導電性、絕緣性有特殊要求)，在選擇材料時有一定的局限性。材料本身的特性直接決定三防性能的好壞。所以，在選材上，需要選擇具有良好的耐候性，耐腐蝕、抗老化性能的材料。
短波天線常用的耐腐蝕金屬材料為不銹鋼、銅材和鋁材。不銹鋼材料常用于短波天線的振子線、拉線、索具等部位。在海洋環(huán)境下，不銹鋼的防腐性能相對來說是比較好的，常用不銹鋼在海洋環(huán)境下的腐蝕數(shù)據(jù)如表1所示。
在短波天線中應(yīng)用最廣泛的不銹鋼材料是304和1Cr18Ni9Ti，它們在干燥清潔大氣環(huán)境下，有優(yōu)良的耐蝕性能，還具有良好的綜合力學性能、工藝性能和焊接性能[2]。
銅材由于其優(yōu)良的導電性能，常用于短波天線振子、反射網(wǎng)、和小型結(jié)構(gòu)件等部位。在海洋環(huán)境下銅及銅合金表面會有一層均勻的綠繡，主要是均勻腐蝕形態(tài)，對點蝕、縫隙腐蝕不敏感，有良好的耐蝕性[3]。銅及銅合金在海洋環(huán)境下的平均腐蝕率都是比較低的(如表2所示)，可根據(jù)實際的需要選用。
鋁材常用于制作硬結(jié)構(gòu)短波天線振子和小型結(jié)構(gòu)零件。由于鋁及鋁合金在大氣中可以生成一層惰性的鈍化膜，在干燥大氣環(huán)境中很穩(wěn)定。在海洋環(huán)境中，鈍化膜易被氯離子刺破，耐蝕性也明顯下降。在海洋大氣環(huán)境下，鋁材的耐均勻腐蝕性能比較好，但是鋁及鋁合金的主要破壞形式不是均勻腐蝕而是點蝕、縫隙腐蝕、剝離腐蝕等多種腐蝕形式。鋁及鋁合金在飛濺區(qū)的腐蝕數(shù)據(jù)如表3所示。因為鋁材的腐蝕形式種類比較多，而且腐蝕程度也比較嚴重，所以短波天線在海洋環(huán)境下盡量不要選用鋁材。
短波天線常用的絕緣材料為高頻陶瓷和聚四氟乙烯。高頻陶瓷絕緣子組織致密，太陽紫外線對陶瓷也不起破壞作用，耐候性非常好。另外陶瓷釉有非常好的抗?jié)B透性，又有很好的耐自然界酸堿鹽水溶液性能，因此，其三防性能非常好。
2 三防結(jié)構(gòu)設(shè)計
結(jié)構(gòu)三防設(shè)計指在結(jié)構(gòu)形式設(shè)計時將三防問題作為一個因素考慮進去，所設(shè)計的結(jié)構(gòu)表面不易進水、積水、不易進潮氣、有潮氣能及時散出，耐日曬等。以下通過幾個具體結(jié)構(gòu)說明下短波天線在海洋環(huán)境下的三防設(shè)計考慮。
硬結(jié)構(gòu)短波天線振子線大部分都設(shè)計成管狀結(jié)構(gòu)，頭部有密封措施，使整個零部件成為一個密封的結(jié)構(gòu)，表面不會積水，管內(nèi)也不會進水，從根本上保證了天線幕的三防性能。
為防止電偶腐蝕，相互接觸的表面盡量選用同一種金屬材料。如果必須選用不同金屬，需要選擇接觸腐蝕等級低的材料，或者在其中一種金屬上鍍覆上允許與第二種金屬相接觸的金屬層。
3 三防工藝
合理選擇三防工藝可以在材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上進一步的提高短波天線在海洋環(huán)境下的三防性能。常用的三防工藝技術(shù)包括材料改性處理工藝、表面鍍涂處理工藝和灌封和絕緣處理工藝技術(shù)。
3.1 材料改性處理工藝
焊接時通過合理選擇焊接方式、焊接工裝、焊接次序等工藝，減小焊接應(yīng)力引起的結(jié)構(gòu)件變形，焊后采用去應(yīng)力方法消除殘余應(yīng)力，從而減少由殘余應(yīng)力造成的晶間腐蝕傾向。
3.2 表面鍍涂處理工藝
銅及銅合金結(jié)構(gòu)件如果沒有導電性要求可以進行鈍化處理，從而提高其耐蝕性。有導電要求的結(jié)構(gòu)件可以在保證電連接的前提下采用涂漆的方式保護。
3.3 灌封和絕緣處理工藝技術(shù)
阻抗變換器是短波天線的重要部件，對天線的性能影響很大，其內(nèi)部元器件的三防保護至關(guān)重要。常規(guī)的處理方式是線路表面涂覆三防絕緣清漆，并將樹脂(或泡沫)填入盒體內(nèi)部線路的空隙，對其進行整體灌封。通過絕緣處理和灌封處理可以提高產(chǎn)品的防潮、防霉、防鹽霧的能力，保證電子器件在惡劣的海洋環(huán)境下也可以長時間正常使用。
4 包裝、運輸和架設(shè)過程的三防保護措施
原材料、外購件、加工件等的外層保護的好壞，直接影響到天線的整體“三防”性能。從采購、運輸?shù)教炀€架設(shè)施工的一系列環(huán)節(jié)中，應(yīng)嚴格保護各種器材的表面。例如：包裝時盡量選用軟質(zhì)的包裝材料(如厚海綿、海綿紙等)進行包裝，吊裝時盡量使用吊裝帶而不要用鋼絲繩，以免刮傷天線面表面涂層，天線架設(shè)完成后進行局部補漆等。
5 結(jié)語
中圖分類號：P75 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0066-02
近年來，隨著各國對海洋資源的開發(fā)從近海走向深海，大型浮式結(jié)構(gòu)為滿足強度要求和安全性而不斷增加設(shè)計、制造、施工難度和成本，已經(jīng)難以有效發(fā)揮作用。由于海洋工程中傳統(tǒng)的實體式結(jié)構(gòu)投資大、施工周期長、受自然條件限制且維修較難，相比之下，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)具有重量輕、工業(yè)化程度高、整體強度剛度大、制造施工方面等特點，隨著海洋技術(shù)的發(fā)展，將其引入到海洋工程中 ，一般可用作人工島嶼上用于物資存儲的大型倉庫等建筑物[1]、海洋石油半潛式平臺、Spar和張力腿平臺、浮動機場、跨海浮橋、浮動碼頭、水上工廠倉儲、水上游樂場、浮式人工島、海上城市等海洋超大型浮式結(jié)構(gòu)物（VLFS）的浮體結(jié)構(gòu)[2]。
海洋環(huán)境中，波浪是結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要控制荷載，為有效利用海上空間、開發(fā)海洋資源，將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)引入到海洋環(huán)境中，針對實際參考的海洋水文條件施加海工模塊AQUA動力荷載，計算結(jié)構(gòu)的應(yīng)力，分析結(jié)構(gòu)的受力特性。
1 數(shù)值模擬分析
1.1 模型尺寸及參數(shù)
正放四角錐三層網(wǎng)架結(jié)構(gòu)高度為2H=30m，平面尺寸為200m×200m，由水平桿、斜桿及球節(jié)點構(gòu)成。水平桿長14.3m，外徑為2m，壁厚0.02m；斜桿桿長23.1m，外徑2m，壁厚為0.02m，斜桿與水平面夾角為50°球節(jié)點外徑為6m，壁厚為0.025m。浮式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)構(gòu)件均為鋼桿，選取Q235鋼，鋼材密度為7 850kg/m3，彈性模量為210GPa，泊松比0.3，許用應(yīng)力為235MPa。選定的分析對象為浮式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中心處的一榀網(wǎng)架如圖一所示，結(jié)構(gòu)透視圖如圖二所示，自由水面位于結(jié)構(gòu)高度一半處。
1.2 海洋水文條件
根據(jù)南海某工程實例，波高Hs=6.5m，波浪周期Ts=8s，海面流速v0=1.1m/s，水深d=1 000m，設(shè)計風速v=40m/s[3]，假定流速隨水深成線性遞減趨勢。在海工模塊AQUA中，波浪數(shù)據(jù)可通過讀取用戶自定義的UWAVE子程序獲得，該文采取線性Airy波理論[4]，通過編輯inp文件施加波浪力[5]及各種海洋環(huán)境荷載。
2 結(jié)果分析
考慮到波浪力、海流力作用方向為Y方向，對結(jié)構(gòu)在自重力、浮力、上部承載、海流力、拖曳力、慣性力和波浪力共同作用下Y方向的應(yīng)力進行計算分析，計算結(jié)果如圖三所示。結(jié)果顯示在Y方向結(jié)構(gòu)應(yīng)力最大值約為0.58MPa，所有應(yīng)力均小于鋼材的需用應(yīng)力，最大值出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)頂層斜桿與邊緣球節(jié)點連接處附近。頂層角點附件桿件應(yīng)力值與其它部位相比較大，這是由于邊界條件對該區(qū)域構(gòu)件有一定的約束作用，同時給結(jié)構(gòu)露出水面部分施加AQUA動力荷載時考慮了伴生力的作用，故該區(qū)域結(jié)構(gòu)應(yīng)力值較大。
3 結(jié)語
通過對浮式網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模型的有限元分析和計算，可看出在海洋環(huán)境荷載作用下，結(jié)構(gòu)整體的應(yīng)力分布較均勻，應(yīng)力較大區(qū)域主要集中在頂層斜桿與球節(jié)點連接處附近，為使結(jié)構(gòu)整體受力合理，為實際的工程應(yīng)用提供一定的參考，在實際結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)結(jié)合具體的工程要求，保證結(jié)構(gòu)強并處理好應(yīng)力值與許用應(yīng)力的關(guān)系，可采取改變局部構(gòu)件的尺寸參數(shù)等措施來提高結(jié)構(gòu)的有效承載力。
參考文獻
[1] 翟鋼軍，劉建明.平板網(wǎng)架結(jié)構(gòu)模糊優(yōu)化設(shè)計在海洋工程中的應(yīng)用[J].中國海洋平臺，2005，20（5）：21-25，50.
[2] 嚴建軍.海洋工程的新型浮式結(jié)構(gòu)―浮式網(wǎng)格結(jié)構(gòu)[J].中國海洋平臺，2008，23（4）：38-40.
隨著沿海經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,近海海域遭到越來越嚴重的污染,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,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(guān)心的環(huán)境問題。海洋經(jīng)濟的發(fā)展還面臨嚴酷的海洋自然環(huán)境,海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟的發(fā)展規(guī)模、速度和效益,精確預(yù)報海洋災(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,也成為嚴重關(guān)注的環(huán)境問題。為了開發(fā)海洋中的空間、礦產(chǎn)、漁業(yè)、能源等物質(zhì)資源,需要在海上進行各類工程建設(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發(fā)海洋中的一個應(yīng)引起特別關(guān)注的重要問題。為了適應(yīng)我國海洋經(jīng)濟的快速發(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,近海石油氣田的開發(fā),以及海岸帶開發(fā)過程中的后效問題的研究需要,針對我國重大海洋環(huán)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(huán)境特征對各類污染物作用的機理和規(guī)律研究,第二類課題是海洋工程設(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策。
一、海洋環(huán)境特征對各類污染物的作用機理和規(guī)律研究
以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、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、光、溫度、濕度)、物理因素(擴散、揮發(fā)、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(fù)雜條件下的運動及演變規(guī)律,并建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型。此外,近年來,在我國沿海海域,赤潮頻發(fā)嚴重。因此,除了加強赤潮的監(jiān)測和預(yù)報外,也應(yīng)加強在建立赤潮生長機理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項研究應(yīng)通過現(xiàn)場觀測、物理模型實驗和數(shù)學模擬研究相結(jié)合的方法來進行。由于現(xiàn)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(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,因此,往往只能用它來作為對某一水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。
用數(shù)學模擬方法來建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型是一個較為有效的方法。目前,在這方面國內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型,這些水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型大體上都基于以下幾方面的模型:水流數(shù)學模型;波浪數(shù)學模型;液流相互作用模型;近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學模型。
在水流數(shù)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(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)學模型,這樣才能夠較好地重現(xiàn)實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域,水流數(shù)學模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型為基礎(chǔ),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(shù)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(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進行模擬,建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學模型。
在波浪數(shù)學模型研究方面,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),可導出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學模型。通過引入弱非線性波色散關(guān)系,可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應(yīng)。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(tài)的N— S方程和波能平衡方程的結(jié)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(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?yīng)力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來,建立一種輻射應(yīng)力計算的新方法,用該方法可對較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進行數(shù)值模擬。
在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)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(yīng)力一通量代數(shù)全場模型,可對非對稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分數(shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報系統(tǒng)作為目標,在分析近海環(huán)境中各種物理、化學和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,針對近海海域水污染的特點,從三維湍流模型出發(fā),在動量方程中引入表面風應(yīng)力、底部切應(yīng)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(tǒng)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(zhuǎn)化的三維預(yù)報模型,它可為環(huán)境評價、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計等提供重要的科學依據(jù);同時對確定水域環(huán)境容量,從而制定水域環(huán)境保護策略,也具有十分重要的理論價值和應(yīng)用前景。
應(yīng)該指出,在海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型研究方面,數(shù)學模擬無疑是一種十分有效的手段,但不論是何種數(shù)學模型,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)模型的科學性和預(yù)測能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學模 型本身來取得的,有些可以通過現(xiàn)場觀測來得到,但其中一些最基本的卷數(shù)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(shè)備,現(xiàn)代化的量測儀器和測試系統(tǒng)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(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),獲得流場中水質(zhì)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(shù)。
二、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報及海洋工程設(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(zāi)害所造成的損失每年達上百億元人民幣,是世界上海洋災(zāi)害最嚴重的國家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費用很高,一旦發(fā)生破壞,將會造成重大的人員傷亡和巨額財產(chǎn)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(fā)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(shè)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(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國東臨西北太平洋,每年出現(xiàn)的臺風數(shù)目占全球的38%,其中對我國可能造成災(zāi)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(qū)產(chǎn)生風暴潮,形成風暴潮災(zāi)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(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象,結(jié)冰嚴重的年份則出現(xiàn)冰害。若對這些海洋災(zāi)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(jié)構(gòu)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(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù),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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)型式,冰排對錐體結(jié)構(gòu)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(shù)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(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來進行,它們各有其優(yōu)缺點,發(fā)展這兩種技術(shù)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(fā)生。強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、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(fā)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(nèi)外對此都很少研究,且由于試驗條件的限制,國內(nèi)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(lǐng)域。
以下的一些研究內(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)境地震危險性分析,設(shè)計地震動參數(shù)和頻譜特性,強震海底多維地震動及其空間分布規(guī)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(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯(lián)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(wěn)定性;海域中水工建筑物的性能設(shè)計和地震設(shè)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(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)境的物理化學損傷(低溫、凍融、大氣侵蝕)等;其二是設(shè)計不周或設(shè)計標準偏低,施工質(zhì)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(jīng)濟的發(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。時間及方向上的隨機性所導致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下,對現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論;結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測的新技術(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、浪、流、冰、地震等)的可靠度和優(yōu)化理論研究,設(shè)計與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu);研究和設(shè)計使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計使用期限內(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。
為了及時掌握海洋環(huán)境的風云變幻和災(zāi)害的可能來臨,發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng),如建立由近海到遠海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準備和各類應(yīng)急處理系統(tǒng);以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展為背景,進行重點研究,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)學物理模型,通過多媒體技術(shù),形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過程,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)的港口和海洋運輸外,正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計海上生產(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,估計到21世紀,可能出現(xiàn)能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經(jīng)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(jīng)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(fā)利用,各類海上工程建筑物數(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)施的安全運行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)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(fù)雜的地區(qū),但同時又是經(jīng)濟活動最為發(fā)達的地區(qū),海上工程建設(shè)如果考慮不當將會在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動態(tài)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(tài),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(chǎn)中的溢油事故將對海洋環(huán)境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)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(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)害帶來的報失,另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。
隨著人類對海洋資源的不斷開發(fā)和利用,海洋環(huán)境保護與人類生產(chǎn)實踐活動協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題,主要內(nèi)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(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物質(zhì)輸運擴散規(guī)律研究;大型海岸工程、岸灘保護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、防護及開發(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力學、生態(tài)學、社會經(jīng)濟學及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。
隨著沿海經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，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，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(guān)心的環(huán)境問題。海洋經(jīng)濟的發(fā)展還面臨嚴酷的海洋自然環(huán)境，海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟的發(fā)展規(guī)模、速度和效益，精確預(yù)報海洋災(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，也成為嚴重關(guān)注的環(huán)境問題。為了開發(fā)海洋中的空間、礦產(chǎn)、漁業(yè)、能源等物質(zhì)資源，需要在海上進行各類工程建設(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發(fā)海洋中的一個應(yīng)引起特別關(guān)注的重要問題。為了適應(yīng)我國海洋經(jīng)濟的快速發(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，近海石油氣田的開發(fā)，以及海岸帶開發(fā)過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環(huán)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(huán)境特征對各類污染物作用的機理和規(guī)律研究，第二類課題是海洋工程設(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策。
一、海洋環(huán)境特征對各類污染物的作用機理和規(guī)律研究
以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、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、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發(fā)、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(fù)雜條件下的運動及演變規(guī)律，并建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發(fā)嚴重。因此，除了加強赤潮的監(jiān)測和預(yù)報外，也應(yīng)加強在建立赤潮生長機理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項研究應(yīng)通過現(xiàn)場觀測、物理模型實驗和數(shù)學模擬研究相結(jié)合的方法來進行。由于現(xiàn)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(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，因此，往往只能用它來作為對某一水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。
用數(shù)學模擬方法來建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型，這些水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數(shù)學模型；波浪數(shù)學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學模型。
在水流數(shù)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(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)學模型，這樣才能夠較好地重現(xiàn)實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數(shù)學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎(chǔ)，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(shù)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(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學模型。
在波浪數(shù)學模型研究方面，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)，可導出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學模型。通過引入弱非線性波色散關(guān)系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應(yīng)。對高階Boussinesq方程的進一步研究，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(tài)的N—S方程和波能平衡方程的結(jié)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(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?yīng)力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來，建立一種輻射應(yīng)力計算的新方法，用該方法可對較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進行數(shù)值模擬。
在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)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(yīng)力一通量代數(shù)全場模型，可對非對稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分數(shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報系統(tǒng)作為目標，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發(fā)，在動量方程中引入表面風應(yīng)力、底部切應(yīng)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(tǒng)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(zhuǎn)化的三維預(yù)報模型，它可為環(huán)境評價、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計等提供重要的科學依據(jù)；同時對確定水域環(huán)境容量，從而制定水域環(huán)境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應(yīng)用前景。
應(yīng)該指出，在海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型研究方面，數(shù)學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學模型，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)模型的科學性和預(yù)測能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學模型本身來取得的，有些可以通過現(xiàn)場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數(shù)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(shè)備，現(xiàn)代化的量測儀器和測試系統(tǒng)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(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)，獲得流場中水質(zhì)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(shù)。
二、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報及海洋工程設(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(zāi)害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴重的國家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費用很高，一旦發(fā)生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產(chǎn)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(fā)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(shè)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(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現(xiàn)的臺風數(shù)目占全球的38%，其中對我國可能造成災(zāi)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(qū)產(chǎn)生風暴潮，形成風暴潮災(zāi)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(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰嚴重的年份則出現(xiàn)冰害。若對這些海洋災(zāi)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(jié)構(gòu)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(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù)，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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)型式，冰排對錐體結(jié)構(gòu)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(shù)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(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來進行，它們各有其優(yōu)缺點，發(fā)展這兩種技術(shù)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(fā)生。強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、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(fā)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(nèi)外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內(nèi)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(lǐng)域。
以下的一些研究內(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)境地震危險性分析，設(shè)計地震動參數(shù)和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規(guī)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(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯(lián)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(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計和地震設(shè)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(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)境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設(shè)計不周或設(shè)計標準偏低，施工質(zhì)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(jīng)濟的發(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。時間及方向上的隨機性所導致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下，對現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測的新技術(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、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優(yōu)化理論研究，設(shè)計與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu)；研究和設(shè)計使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計使用期限內(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。
為了及時掌握海洋環(huán)境的風云變幻和災(zāi)害的可能來臨，發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng)，如建立由近海到遠海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準備和各類應(yīng)急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展為背景，進行重點研究，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)學物理模型，通過多媒體技術(shù)，形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過程，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)的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計海上生產(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，估計到21世紀，可能出現(xiàn)能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經(jīng)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(jīng)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(fā)利用，各類海上工程建筑物數(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)施的安全運行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)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(fù)雜的地區(qū)，但同時又是經(jīng)濟活動最為發(fā)達的地區(qū)，海上工程建設(shè)如果考慮不當將會在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動態(tài)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(tài)，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(chǎn)中的溢油事故將對海洋環(huán)境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)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(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)害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。
隨著人類對海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護與人類生產(chǎn)實踐活動協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題，主要內(nèi)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(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物質(zhì)輸運擴散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演防護及開發(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力學、生態(tài)學、社會經(jīng)濟學及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。
隨著沿海經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，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，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(guān)心的環(huán)境問題。海洋經(jīng)濟的發(fā)展還面臨嚴酷的海洋自然環(huán)境，海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟的發(fā)展規(guī)模、速度和效益，精確預(yù)報海洋災(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，也成為嚴重關(guān)注的環(huán)境問題。為了開發(fā)海洋中的空間、礦產(chǎn)、漁業(yè)、能源等物質(zhì)資源，需要在海上進行各類工程建設(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發(fā)海洋中的一個應(yīng)引起特別關(guān)注的重要問題。為了適應(yīng)我國海洋經(jīng)濟的快速發(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，近海石油氣田的開發(fā)，以及海岸帶開發(fā)過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環(huán)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(huán)境特征對各類污染物作用的機理和規(guī)律研究，第二類課題是海洋工程設(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策。
一、海洋環(huán)境特征對各類污染物的作用機理和規(guī)律研究
以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、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、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發(fā)、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(fù)雜條件下的運動及演變規(guī)律，并建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發(fā)嚴重。因此，除了加強赤潮的監(jiān)測和預(yù)報外，也應(yīng)加強在建立赤潮生長機理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項研究應(yīng)通過現(xiàn)場觀測、物理模型實驗和數(shù)學模擬研究相結(jié)合的方法來進行。由于現(xiàn)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(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，因此，往往只能用它來作為對某一水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。
用數(shù)學模擬方法來建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型，這些水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數(shù)學模型；波浪數(shù)學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學模型。
在水流數(shù)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(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)學模型，這樣才能夠較好地重現(xiàn)實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數(shù)學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎(chǔ)，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(shù)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(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學模型。
在波浪數(shù)學模型研究方面，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)，可導出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學模型。通過引入弱非線性波色散關(guān)系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應(yīng)。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(tài)的N—S方程和波能平衡方程的結(jié)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(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?yīng)力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來，建立一種輻射應(yīng)力計算的新方法，用該方法可對較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進行數(shù)值模擬。
在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)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(yīng)力一通量代數(shù)全場模型，可對非對稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分數(shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報系統(tǒng)作為目標，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發(fā)，在動量方程中引入表面風應(yīng)力、底部切應(yīng)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(tǒng)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(zhuǎn)化的三維預(yù)報模型，它可為環(huán)境評價、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計等提供重要的科學依據(jù)；同時對確定水域環(huán)境容量，從而制定水域環(huán)境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應(yīng)用前景。
應(yīng)該指出，在海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型研究方面，數(shù)學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學模型，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)模型的科學性和預(yù)測能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學模型本身來取得的，有些可以通過現(xiàn)場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數(shù)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(shè)備，現(xiàn)代化的量測儀器和測試系統(tǒng)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(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)，獲得流場中水質(zhì)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(shù)。
二、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報及海洋工程設(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(zāi)害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴重的國家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費用很高，一旦發(fā)生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產(chǎn)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(fā)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(shè)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(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現(xiàn)的臺風數(shù)目占全球的38%，其中對我國可能造成災(zāi)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(qū)產(chǎn)生風暴潮，形成風暴潮災(zāi)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(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰嚴重的年份則出現(xiàn)冰害。若對這些海洋災(zāi)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(jié)構(gòu)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(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù)，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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)型式，冰排對錐體結(jié)構(gòu)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(shù)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(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來進行，它們各有其優(yōu)缺點，發(fā)展這兩種技術(shù)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(fā)生。強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、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(fā)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(nèi)外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內(nèi)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(lǐng)域。
以下的一些研究內(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)境地震危險性分析，設(shè)計地震動參數(shù)和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規(guī)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(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯(lián)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(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計和地震設(shè)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(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)境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設(shè)計不周或設(shè)計標準偏低，施工質(zhì)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(jīng)濟的發(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。時間及方向上的隨機性所導致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下，對現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測的新技術(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、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優(yōu)化理論研究，設(shè)計與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu)；研究和設(shè)計使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計使用期限內(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。
為了及時掌握海洋環(huán)境的風云變幻和災(zāi)害的可能來臨，發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng)，如建立由近海到遠海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準備和各類應(yīng)急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展為背景，進行重點研究，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)學物理模型，通過多媒體技術(shù)，形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過程，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)的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計海上生產(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，估計到21世紀，可能出現(xiàn)能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經(jīng)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(jīng)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(fā)利用，各類海上工程建筑物數(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)施的安全運行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)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(fù)雜的地區(qū)，但同時又是經(jīng)濟活動最為發(fā)達的地區(qū)，海上工程建設(shè)如果考慮不當將會在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動態(tài)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(tài)，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(chǎn)中的溢油事故將對海洋環(huán)境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)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(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)害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。
隨著人類對海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護與人類生產(chǎn)實踐活動協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題，主要內(nèi)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(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物質(zhì)輸運擴散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護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、防護及開發(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力學、生態(tài)學、社會經(jīng)濟學及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。
海洋工程與海洋環(huán)境相互作用隨著沿海經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，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，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(guān)心的環(huán)境問題。海洋經(jīng)濟的發(fā)展還面臨嚴酷的海洋自然環(huán)境，海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟的發(fā)展規(guī)模、速度和效益，精確預(yù)報海洋災(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，也成為嚴重關(guān)注的環(huán)境問題。為了開發(fā)海洋中的空間、礦產(chǎn)、漁業(yè)、能源等物質(zhì)資源，需要在海上進行各類工程建設(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發(fā)海洋中的一個應(yīng)引起特別關(guān)注的重要問題。為了適應(yīng)我國海洋經(jīng)濟的快速發(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，近海石油氣田的開發(fā)，以及海岸帶開發(fā)過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環(huán)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(huán)境特征對各類污染物作用的機理和規(guī)律研究，第二類課題是海洋工程設(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策。
一、海洋環(huán)境特征
對各類污染物的作用機理和規(guī)律研究以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、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、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發(fā)、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(fù)雜條件下的運動及演變規(guī)律，并建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發(fā)嚴重。因此，除了加強赤潮的監(jiān)測和預(yù)報外，也應(yīng)加強在建立赤潮生長機理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項研究應(yīng)通過現(xiàn)場觀測、物理模型實驗和數(shù)學模擬研究相結(jié)合的方法來進行。由于現(xiàn)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(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，因此，往往只能用它來作為對某一水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。
用數(shù)學模擬方法來建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型，這些水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數(shù)學模型；波浪數(shù)學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學模型。
在水流數(shù)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(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)學模型，這樣才能夠較好地重現(xiàn)實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數(shù)學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎(chǔ)，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(shù)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(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學模型。
在波浪數(shù)學模型研究方面，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)，可導出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學模型。通過引入弱非線性波色散關(guān)系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應(yīng)。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(tài)的N— S方程和波能平衡方程的結(jié)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(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(yīng)力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來，建立一種輻射應(yīng)力計算的新方法，用該方法可對較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進行數(shù)值模擬。
在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)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(yīng)力一通量代數(shù)全場模型，可對非對稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分數(shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報系統(tǒng)作為目標，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發(fā)，在動量方程中引入表面風應(yīng)力、底部切應(yīng)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(tǒng)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(zhuǎn)化的三維預(yù)報模型，它可為環(huán)境評價、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計等提供重要的科學依據(jù)；同時對確定水域環(huán)境容量，從而制定水域環(huán)境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應(yīng)用前景。
應(yīng)該指出，在海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型研究方面，數(shù)學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學模型，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)模型的科學性和預(yù)測能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學模型本身來取得的，有些可以通過現(xiàn)場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數(shù)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(shè)備，現(xiàn)代化的量測儀器和測試系統(tǒng)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(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)，獲得流場中水質(zhì)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(shù)。
二、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報及海洋工程設(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(zāi)害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴重的國家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費用很高，一旦發(fā)生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產(chǎn)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(fā)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(shè)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(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現(xiàn)的臺風數(shù)目占全球的38%，其中對我國可能造成災(zāi)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(qū)產(chǎn)生風暴潮，形成風暴潮災(zāi)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(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰嚴重的年份則出現(xiàn)冰害。若對這些海洋災(zāi)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(jié)構(gòu)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(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù)，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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)型式，冰排對錐體結(jié)構(gòu)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(shù)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(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來進行，它們各有其優(yōu)缺點，發(fā)展這兩種技術(shù)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(fā)生。強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、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(fā)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(nèi)外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內(nèi)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(lǐng)域。
以下的一些研究內(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)境地震危險性分析，設(shè)計地震動參數(shù)和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規(guī)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(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯(lián)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(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計和地震設(shè)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(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)境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設(shè)計不周或設(shè)計標準偏低，施工質(zhì)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(jīng)濟的發(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。時間及方向上的隨機性所導致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下，對現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測的新技術(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、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優(yōu)化理論研究，設(shè)計與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu)；研究和設(shè)計使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計使用期限內(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。
為了及時掌握海洋環(huán)境的風云變幻和災(zāi)害的可能來臨，發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng)，如建立由近海到遠海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準備和各類應(yīng)急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展為背景，進行重點研究，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)學物理模型，通過多媒體技術(shù)，形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過程，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)的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發(fā)展。
人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計海上生產(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，估計到21世紀，可能出現(xiàn)能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經(jīng)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(jīng)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(fā)利用，各類海上工程建筑物數(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)施的安全運行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)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(fù)雜的地區(qū)，但同時又是經(jīng)濟活動最為發(fā)達的地區(qū)，海上工程建設(shè)如果考慮不當將會在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動態(tài)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(tài)，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(chǎn)中的溢油事故將對海洋環(huán)境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)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(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)害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。
隨著人類對海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護與人類生產(chǎn)實踐活動協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題，主要內(nèi)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(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物質(zhì)輸運擴散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護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、防護及開發(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力學、生態(tài)學、社會經(jīng)濟學及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。
海洋工程與海洋環(huán)境相互作用隨著沿海經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，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，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(guān)心的環(huán)境問題。海洋經(jīng)濟的發(fā)展還面臨嚴酷的海洋自然環(huán)境，海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟的發(fā)展規(guī)模、速度和效益，精確預(yù)報海洋災(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，也成為嚴重關(guān)注的環(huán)境問題。為了開發(fā)海洋中的空間、礦產(chǎn)、漁業(yè)、能源等物質(zhì)資源，需要在海上進行各類工程建設(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發(fā)海洋中的一個應(yīng)引起特別關(guān)注的重要問題。為了適應(yīng)我國海洋經(jīng)濟的快速發(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，近海石油氣田的開發(fā)，以及海岸帶開發(fā)過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環(huán)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(huán)境特征對各類污染物作用的機理和規(guī)律研究，第二類課題是海洋工程設(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策。
一、海洋環(huán)境特征
對各類污染物的作用機理和規(guī)律研究以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、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、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發(fā)、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(fù)雜條件下的運動及演變規(guī)律，并建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發(fā)嚴重。因此，除了加強赤潮的監(jiān)測和預(yù)報外，也應(yīng)加強在建立赤潮生長機理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項研究應(yīng)通過現(xiàn)場觀測、物理模型實驗和數(shù)學模擬研究相結(jié)合的方法來進行。由于現(xiàn)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(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，因此，往往只能用它來作為對某一水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。
用數(shù)學模擬方法來建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內(nèi)外已有不少水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型，這些水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數(shù)學模型；波浪數(shù)學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學模型。
在水流數(shù)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(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)學模型，這樣才能夠較好地重現(xiàn)實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數(shù)學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎(chǔ)，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(shù)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(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學模型。
在波浪數(shù)學模型研究方面，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)，可導出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學模型。通過引入弱非線性波色散關(guān)系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應(yīng)。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(tài)的N—S方程和波能平衡方程的結(jié)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(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(yīng)力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來，建立一種輻射應(yīng)力計算的新方法，用該方法可對較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進行數(shù)值模擬。
在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)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(yīng)力一通量代數(shù)全場模型，可對非對稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分數(shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報系統(tǒng)作為目標，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發(fā)，在動量方程中引入表面風應(yīng)力、底部切應(yīng)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(tǒng)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(zhuǎn)化的三維預(yù)報模型，它可為環(huán)境評價、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計等提供重要的科學依據(jù)；同時對確定水域環(huán)境容量，從而制定水域環(huán)境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應(yīng)用前景。
應(yīng)該指出，在海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型研究方面，數(shù)學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學模型，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)模型的科學性和預(yù)測能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學模型本身來取得的，有些可以通過現(xiàn)場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數(shù)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(shè)備，現(xiàn)代化的量測儀器和測試系統(tǒng)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(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)，獲得流場中水質(zhì)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(shù)。
二、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報及海洋工程設(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(zāi)害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴重的國家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費用很高，一旦發(fā)生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產(chǎn)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(fā)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(shè)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(fù)雜多變的環(huán)境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現(xiàn)的臺風數(shù)目占全球的38%，其中對我國可能造成災(zāi)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(qū)產(chǎn)生風暴潮，形成風暴潮災(zāi)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(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象，結(jié)冰嚴重的年份則出現(xiàn)冰害。若對這些海洋災(zāi)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(jié)構(gòu)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(qū)溢油的遷移規(guī)律及預(yù)防和清理技術(shù)，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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)型式，冰排對錐體結(jié)構(gòu)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(shù)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(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來進行，它們各有其優(yōu)缺點，發(fā)展這兩種技術(shù)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(fā)生。強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、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(fā)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(nèi)外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內(nèi)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(lǐng)域。
以下的一些研究內(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)境地震危險性分析，設(shè)計地震動參數(shù)和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規(guī)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(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯(lián)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(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計和地震設(shè)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(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)境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設(shè)計不周或設(shè)計標準偏低，施工質(zhì)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(jīng)濟的發(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。時間及方向上的隨機性所導致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下，對現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測的新技術(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、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優(yōu)化理論研究，設(shè)計與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu)；研究和設(shè)計使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計使用期限內(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。
為了及時掌握海洋環(huán)境的風云變幻和災(zāi)害的可能來臨，發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng)，如建立由近海到遠海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準備和各類應(yīng)急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展為背景，進行重點研究，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)學物理模型，通過多媒體技術(shù)，形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過程，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)的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發(fā)展。
人們現(xiàn)已在建造或設(shè)計海上生產(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，估計到21世紀，可能出現(xiàn)能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經(jīng)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(jīng)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(fā)利用，各類海上工程建筑物數(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)施的安全運行及采取海洋工程防災(zāi)減災(zāi)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(fù)雜的地區(qū)，但同時又是經(jīng)濟活動最為發(fā)達的地區(qū)，海上工程建設(shè)如果考慮不當將會在一定程度上引發(fā)環(huán)境災(zāi)害。工程設(shè)施可能破壞原有海岸帶的動態(tài)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(tài)，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(chǎn)中的溢油事故將對海洋環(huán)境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設(shè)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(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)害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災(zāi)害。
隨著人類對海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護與人類生產(chǎn)實踐活動協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題，主要內(nèi)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(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物質(zhì)輸運擴散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護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、防護及開發(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力學、生態(tài)學、社會經(jīng)濟學及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。
一、海洋油污生態(tài)損害的概述
海洋油污生態(tài)損害就是人們在從事油類的開發(fā)、利用活動中導致的海洋生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)或功能發(fā)生嚴重不利變化的法律事實。其不同于傳統(tǒng)一般財產(chǎn)損害：
1、廣泛性。海上溢油造成的海洋生態(tài)損害波及范圍極其廣泛，通常會影響多個國家的海域。此外，海上溢油引起的生態(tài)損害所影響的海洋環(huán)境要素也極為廣泛，不僅嚴重影響海水的質(zhì)量、海洋沉積物環(huán)境、潮灘濕地等海洋環(huán)境，還會對浮游動植物、底棲生物、沿海鳥類等海洋生物造成威脅，并最終危及人類的健康與生存。
2、潛伏性和難以恢復(fù)性。由于生態(tài)系統(tǒng)本身有一定的自我修復(fù)能力，因而海上溢油生態(tài)損害的嚴重后果并不能立即顯現(xiàn)，而是經(jīng)過長期的累積而突然爆發(fā)。這一方面導致時隔多年后的損害后果與先前的溢油事故之間的因果關(guān)系難以準確認定；另一方面使得對于事故嚴重性的評估結(jié)論很難確定其準確性。該潛伏特性也加劇了海洋生態(tài)損害的恢復(fù)難度，因為待到損害全部顯現(xiàn)之日已經(jīng)難以還原和救濟。另外，油污本身難以降解，即使經(jīng)過技術(shù)處理也難以消除全部影響。
3、難以評估。海洋生態(tài)系統(tǒng)遭受損害，影響的是海洋生態(tài)系統(tǒng)中所有人共同的生態(tài)利益，因此海上溢油生態(tài)損害難以用貨幣估算。實踐中，由于海上溢油生態(tài)損害的特點及當前我國評估技術(shù)水平的局限，無法給出準確的溢油生態(tài)損害賠償標準。
二、對我國海洋油污生態(tài)損害索賠制度的法律拷問
（一）索賠主體不明確
我國《海洋環(huán)境保護法》第 90 條第 2 款規(guī)定："對破壞海洋生態(tài)、海洋水產(chǎn)資源、海洋保護區(qū)，給國家造成重大損失的，由行使海洋環(huán)境監(jiān)督管理權(quán)的部門代表國家對責任者提出損害賠償要求。"第 5 條規(guī)定："海洋環(huán)境監(jiān)督管理部門"包括國家環(huán)境保護部門、國家海洋部門、國家海事部門、國家漁業(yè)部門和軍隊環(huán)境保護部門，多個管理部門對海洋環(huán)境都負有監(jiān)管權(quán)。這給海洋生態(tài)索賠帶來諸多問題，如多個行政部門提出代表國家求償，職責劃分不清；索賠訴請重疊；索賠談判或訴訟中權(quán)限不清，索賠款項管理混亂等。
（二）賠償范圍無法律依據(jù)
首先，憲法、法律和法規(guī)對海洋生態(tài)損害的賠償范圍沒有規(guī)定，司法實踐只能借鑒國家部委的規(guī)章、最高人民法院司法解釋等文件。但這些文件的規(guī)定或缺乏適用依據(jù)，①或規(guī)定過于狹窄，②無法直接適用。其次，國家海洋局2007年的《技術(shù)導則》以及2010年底擬定的《海洋生態(tài)損害國家索賠條例（草案建議稿）》（以下簡稱"索賠條例"）雖然均直接或間接規(guī)定了索賠范圍，但均缺乏法律效力，無法作為司法實踐中的判決依據(jù)。
（三）油污損害賠償基金制度不到位
《海洋環(huán)境保護法》第 66 條規(guī)定："國家完善并實施船舶油污損害民事賠償責任制度； 按照船舶油污損害賠償責任由船東和貨主共同承擔風險的原則，建立船舶油污保險、油污損害賠償基金制度。"為我國建立油污損害賠償基金制度奠定了法律基礎(chǔ)，但規(guī)定過于原則，缺乏可操作性。2012年5月11日出臺了《船舶油污損害賠償基金征收和使用管理辦法》，不過該《辦法》僅是針對船舶油污損害賠償基金的規(guī)定，且在索賠范圍、受償順序、基金的索賠時效等方面均存在不少問題③，并不能適用于非船舶類海洋油污生態(tài)環(huán)境的基金。
三、對我國海洋油污生態(tài)損害索賠制度的完善建議
（一）建立健全海洋環(huán)境生態(tài)損害的公益訴訟制度
首先，明確與細化海洋環(huán)境公益訴訟的行政機關(guān)索賠主體。筆者認為，在建立海洋生態(tài)索賠公益訴訟制度時，應(yīng)明確國家海洋行政管理部門作為公益訴訟的主體。同時，針對我國海域遼闊和多級政府結(jié)構(gòu)的實際情況，應(yīng)適用地域管轄和級別管轄的原則。即一般的海洋生態(tài)損害公益訴訟由各地方海洋行政管理部門代表國家提訟；影響巨大或影響范圍較廣，涉及多個省市的海洋生態(tài)損害索賠訴訟由中央海洋行政管理部門代表國家提起公益訴訟。形成一個中央和地方職責分工明確又上下聯(lián)系緊密的分地域分級別訴訟主體制度。其次，建立社會團體、公益組織為索賠主體的公益訴訟制度為必要補充。新修訂的《民事訴訟法》第55條規(guī)定："對污染環(huán)境、侵害眾多消費者合法權(quán)益等損害公共利益的行為，法律規(guī)定的機關(guān)和有關(guān)組織可以向人民法院提訟"這為社會團體、公益組織介入訴訟程序提供了法律依據(jù)。筆者寄希望《海洋環(huán)境保護法》能對社會團體或公益組織進行生態(tài)損害索賠主體資格的授權(quán)，以便更加及時有效的保護海洋生態(tài)環(huán)境。
（二）授權(quán)《技術(shù)導則》并完善其中的賠償范圍
《技術(shù)導則》借鑒國際、國外先進評估標準制定出來，且專門針對海洋溢油生態(tài)損害。實踐中也已使用，在今后立法中應(yīng)明確授權(quán)其適用。但對其相關(guān)規(guī)定還應(yīng)進一步完善。其賠償范圍方面還應(yīng)借鑒2010年底擬定的《海洋生態(tài)損害國家索賠條例（草案建議稿）》及美國 1990《油污法》的規(guī)定，即筆者認為生態(tài)損害的賠償范圍應(yīng)包括海洋生態(tài)直接損失、生境修復(fù)費、生物種群恢復(fù)費、調(diào)查評估費、重建替代費用、過渡期損失費用及其他合理費用。
（三）建立健全海洋油污生態(tài)損害的賠償基金制度
上文已提到我國的船舶油污損害賠償基金尚不夠完善，我國近岸設(shè)備、鉆井平臺等海上設(shè)施的油污損害賠償基金制度更是空白。至此，筆者認為應(yīng)借鑒美國的油污賠償基金制度，其設(shè)立了專項基金--溢油責任信托基金（The Oil Spill Liability Trust Fund）（以下簡稱"OSLTF"）。 該基金有如下幾方面特色：第一，其適用范圍廣泛，只要是油類排放致?lián)p，均可適用；第二，設(shè)置了專門的主管部門，即由美國海岸警衛(wèi)隊設(shè)立了"國家污染基金中心"（National Pollution Funds Center： NPFC），負責管理OSLTF，并負責該基金的使用。NPFC下設(shè)8個部門，其中就包括自然資源損害索賠部。第三，OSLTF由基本基金和應(yīng)急基金組成。前者用于各項索賠，并可供總統(tǒng)用于包括托管人在履行職能時發(fā)生的評估自然資源損害以及擬定和實施修復(fù)、恢復(fù)、替代受損資源或獲取等同資源的費用在內(nèi)的五大用途；后者可用于先行支付油污事故應(yīng)急反應(yīng)費用，其中有部分可用于開始的自然資源評估。第四，任何單一事故從基金可獲取的資金不超過10億美元；與任何單一事故有關(guān)的自然資源損害評估和索賠不超過5億美元。④我國應(yīng)結(jié)合自身的實際并借鑒美國的先進做法對我國《船舶油污損害賠償基金征收和使用管理辦法》進行完善，并建立非船舶類油污損害賠償基金制度。
四、結(jié)語
在此僅希望文章能起到拋磚引玉的作用，引起更多學者對海洋油污生態(tài)損害問題的關(guān)注，并能夠努力進行理論和實踐探究，早日讓我國有完善的海洋生態(tài)損害索賠制度，更加及時、有效的對我國的海洋生態(tài)環(huán)境進行修復(fù)與保護。
注釋：
①梅宏.中國應(yīng)對海上溢油生態(tài)損害的立法進路[J].中國海商法年刊，2011，（4）.
②柯堅.建立我國生態(tài)環(huán)境損害多元化法律救濟機制--以康菲溢油污染事件為背景載[J].甘肅政法學院學報，2012，（120）.
[中圖分類號]F205 [文獻標識碼]A [文章編號]1671-7287（2012）02-0018-05
隨著人類海洋開發(fā)活動的日益拓展和深入，海洋開發(fā)過程中的資源過度開采、環(huán)境污染、生態(tài)破壞等問題也越來越突出。海洋經(jīng)濟、海洋生態(tài)以及海洋社會之間能否持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展，成為各個國家非常重視的問題；因為海洋區(qū)域空間的特殊性質(zhì)，海洋環(huán)境治理也成為當代國際關(guān)系處理的重要主題。本文嘗試從環(huán)境公民與海洋公民的關(guān)系人手，考察海洋公民這一概念對于海洋環(huán)境治理的意義。
一、環(huán)境公民理論：背景與內(nèi)容
20世紀50年代以來，隨著我國工業(yè)化進程的不斷加快，環(huán)境問題也變得越來越嚴重。林兵認為，中國環(huán)境問題的總體狀況應(yīng)當說是一種發(fā)展中的環(huán)境退化趨勢。這種退化趨勢形成的原因是：①長期實施的計劃經(jīng)濟政策，其發(fā)展目標重于環(huán)境保護要求，造成生態(tài)環(huán)境惡化趨勢迄今未能遏抑；②環(huán)境管理乏力，環(huán)境政策滯后；③社會生活副產(chǎn)品形成主要污染源。總體來看，當前我國的環(huán)境治理面臨的挑戰(zhàn)不容樂觀，呈現(xiàn)為發(fā)展中的治理格局，既體現(xiàn)出一定的環(huán)境治理力度與成效，同時也存在著環(huán)境治理目標同社會發(fā)展之間難以調(diào)和的矛盾。從治理方式看，我國環(huán)境治理的基本途徑是通過出臺法律法規(guī)形成相關(guān)制度。這種治理方式存在以下問題：治理主體單一、環(huán)境法制存在失靈現(xiàn)象、規(guī)劃環(huán)評程序不夠完善合理、環(huán)境政策滯后于環(huán)境問題變化。
正是因為我國環(huán)境治理的基本框架是自上而下的政府主導模式，所以其基本行為通常表現(xiàn)為規(guī)劃環(huán)評和行政執(zhí)法。其中，在環(huán)境執(zhí)法環(huán)節(jié)，環(huán)境治理通常以“環(huán)保風暴”的方式進行，也就是由中央環(huán)保部門在最高權(quán)力的支持下開展運動式的行動，借助階段性速效行為來提升中國的環(huán)保工作水平。事實上，這并不是一種常規(guī)的管理辦法，這種自上而下、權(quán)力主導的環(huán)境執(zhí)法模式存在著諸多缺陷。當然，政府主導模式有其速效和強有力的優(yōu)勢，但是從目前環(huán)境治理面臨的復(fù)雜情境看，單一的管理主體已經(jīng)不能夠適應(yīng)日益嚴峻的環(huán)境惡化壓力。發(fā)展環(huán)境公民權(quán)、形成環(huán)境治理的多元主體、發(fā)動公眾和組織廣泛參與環(huán)境治理，已經(jīng)成為當前環(huán)境治理的理性選擇。
隨著環(huán)境保護事業(yè)的發(fā)展，全球范圍內(nèi)自上而下的環(huán)境保護運動也在日漸轉(zhuǎn)向強調(diào)公眾參與和社區(qū)參與的環(huán)保行動；環(huán)境治理的主體從政府行為逐漸過渡到強調(diào)公民個體與各類社會組織的廣泛參與。事實上，歐美發(fā)達國家的轉(zhuǎn)變過程開始得更早一些，與這一轉(zhuǎn)變過程密切相關(guān)的環(huán)境公民理論也較早地出現(xiàn)。在20世紀中葉，環(huán)境問題日益凸顯，出現(xiàn)了公認的環(huán)境公害事件。到了20世紀70年代，隨著環(huán)境狀況的持續(xù)惡化，環(huán)境問題得到了普遍的關(guān)注。在知識生產(chǎn)領(lǐng)域，環(huán)境社會學、生態(tài)社會學以及環(huán)境政治學等學科范式也逐漸出現(xiàn)，這些學科的出現(xiàn)在一定意義上表達了人們對環(huán)境問題及其應(yīng)對的理性思考。隨著公眾與各類社會組織環(huán)境問題意識的提升，環(huán)境治理運動也蓬勃展開。毋庸置疑，人類社會與環(huán)境之間的對立逐漸加劇，構(gòu)成了環(huán)境公民、環(huán)境公民權(quán)概念及其理論形成的深刻背景。
環(huán)境公民、環(huán)境公民權(quán)以及環(huán)境公民社會等概念和理論的形成與發(fā)展，其目的是要克服在生態(tài)可持續(xù)發(fā)展目標下的公民個體行為與態(tài)度之間的不一致性，從而有助于創(chuàng)建一種真正可持續(xù)的社會。環(huán)境公民是指那些在面臨環(huán)境問題時通過改變個體態(tài)度實施環(huán)境保護行為的個體。而環(huán)境公民權(quán)就是實施環(huán)境保護行為時公民應(yīng)該享有的權(quán)利與承擔的責任。隨著環(huán)境公民理論在環(huán)境治理過程中的實踐，自上而下的政策驅(qū)動行為和環(huán)境公民理論指導下的廣泛社會參與相結(jié)合的綜合治理模式，已經(jīng)成為部分國家和地區(qū)環(huán)境治理行為的常態(tài)。
環(huán)境公民理論的核心就是處理環(huán)境治理中的個體責任問題，主要表現(xiàn)在環(huán)境公民理論的實在論基礎(chǔ)、論證邏輯和環(huán)境公民權(quán)基本內(nèi)容等方面。
第一，環(huán)境公民理論的實在論基礎(chǔ)。公民個體與環(huán)境之間的實在關(guān)系問題，表征了環(huán)境公民行為有其實在論基礎(chǔ)。個體責任與環(huán)境問題之間關(guān)聯(lián)的基礎(chǔ)，是個體與生存環(huán)境之間存在的實在性關(guān)系。這種實在性關(guān)系將環(huán)境公民權(quán)置于物質(zhì)性的環(huán)境實踐活動中，使得權(quán)利和義務(wù)有了現(xiàn)實的歸依。
從現(xiàn)實的環(huán)境治理實踐來看，中西方采取的環(huán)境治理策略存在顯著差異。西方國家普遍采用的環(huán)境治理策略是給予公民社會發(fā)展的空間，表現(xiàn)出多主體、多中心和協(xié)同參與的特征。目前，上述治理策略在我國的影響非常有限。在環(huán)境政策制定方面，有觀點認為中國的主要環(huán)境政策是由，官員在大體上不受公眾意見影響的情況下制定的。而且“所有重要的環(huán)境組織，如自然之友、中華環(huán)境保護基金會都受政府的嚴格控制，其主要功能是提升中國的綠色形象，利用外國的幫助，進行環(huán)境研究，在政府綠色政策的執(zhí)行方面尋求公眾支持，并且將綠色價值社會化。在政策過程中，它們不允許發(fā)揮積極作用”。這種觀點雖然有失偏頗，但是也大體指出了我國環(huán)境政策制定和實施過程中存在的既有特征。這種環(huán)境治理方式在一定程度上人為割裂了公民個體與環(huán)境之間的實在關(guān)系，客觀上增大了環(huán)境保護的難度。
第二，環(huán)境公民理論的基本邏輯。其基本邏輯是如果公民個體能夠更多地意識到自己的行為對于他人的環(huán)境責任，而且能夠基于一種實現(xiàn)環(huán)境正義的天然需要而不是顯示其關(guān)愛與同情之類的道德情感來履行這種公民權(quán)責任，那么社會的生態(tài)可持續(xù)性水平將會得到空前程度的提高。這個邏輯至少包括兩個基本判斷：一是個體具備環(huán)境問題的知識并能夠進行環(huán)境問題知覺和判斷；二是個體能夠形成環(huán)境保護行為的動機并產(chǎn)生環(huán)境保護行為。從個體學習能力和行為產(chǎn)出或形成動機的能力來看，這兩個判斷都可以成立。在此基礎(chǔ)上，個體能夠?qū)h(huán)境保護與個體環(huán)境責任結(jié)合在一起，克服個體環(huán)境態(tài)度與環(huán)境行為之間的不一致現(xiàn)象。當然，除了個體因素之外，上述兩個判斷的成立還需要特定的語境和現(xiàn)實條件。這些條件的形成又有賴于個體之外社會的、文化的環(huán)境因素。判斷一的成立，至少需要進一步拷問環(huán)境知識的來源和個體環(huán)境知覺判斷的一般特征與個體差異特征。判斷二的成立，則要對環(huán)保動機的激活過程、環(huán)保行為的類型和內(nèi)容等問題進行深入考察。在這個意義上，環(huán)境公民行為總是與特定社會環(huán)境（或社會文化）提供的語境和條件聯(lián)系在一起的。所以，環(huán)境公民理論實際上把個體與社會、個體責任與社會文化建構(gòu)緊密的關(guān)聯(lián)在一起。
第三，環(huán)境公民權(quán)在實踐問題上的局限性。首先，公民的環(huán)境責任與義務(wù)具有有限性，個體間的環(huán)境責任存在差異。這既表現(xiàn)為環(huán)境責任意識水平上的差異，也表現(xiàn)為環(huán)境保護行為結(jié)果的差異。每個公民個體的生態(tài)軌跡不同，從而形成了公民的環(huán)境責任與義務(wù)，用來確保自己的生態(tài)軌跡不會減少和阻礙其他個體包括后代從事有意義生活的機會。所以，環(huán)境公民權(quán)盡管在很多方面體現(xiàn)為人對自然的關(guān)心，但本質(zhì)上只能是一種并非無限性的人類責任。其次，公民的環(huán)境責任主要強調(diào)了公民個體對于環(huán)境問題解決的單向責任。也就是說，環(huán)境公民權(quán)主要強調(diào)了公民個體的單向性義務(wù)，強調(diào)了公民責任對于環(huán)境改善的重要意義。這在一定程度上超越了公民的個體道德層面，甚至有悖于個體的現(xiàn)實利益訴求。
二、海洋公民：環(huán)境公民理論在海洋領(lǐng)域的延伸
我國的海洋環(huán)境治理實踐也與一般的環(huán)境治理過程相似，主要是通過自上而下的政府動員型環(huán)境治理實踐來進行。這種實踐活動方式一方面體現(xiàn)了環(huán)境治理中政府主導的特征，保障了我國環(huán)保政策和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施；另一方面也忽視甚至在客觀上壓抑了社會力量積極自主參與環(huán)保實踐的動機。
當然，海洋環(huán)境治理過程也存在自身的特征。從治理對象看，海洋環(huán)境問題較之于陸地環(huán)境問題更為復(fù)雜。這種復(fù)雜性既體現(xiàn)在海洋生態(tài)資源的流動性上，也體現(xiàn)在海洋環(huán)境問題的易擴散性上。從治理主體看，海洋環(huán)境治理的主體通常具有跨地區(qū)、跨國家的性質(zhì)，更加強調(diào)治理主體間的協(xié)同合作。較之于一般環(huán)境治理，海洋環(huán)境治理的難度更大，更難以確定統(tǒng)一有效的法律規(guī)范和一般原則。因此，更應(yīng)該發(fā)動社會力量廣泛參與，以彌補自上而下式治理活動的不足，發(fā)展海洋公民的理念和行為應(yīng)該成為海洋環(huán)境治理的重要途徑。
海洋公民是指在海洋活動過程中行使海洋知情權(quán)、海洋決策權(quán)和海洋事務(wù)訴訟權(quán)的公民及公民組織。海洋公民是構(gòu)建健康可持續(xù)發(fā)展的海洋社會秩序的基本主體，在海洋資源開發(fā)、海洋生態(tài)保護、海洋權(quán)益維護中發(fā)揮重要的基礎(chǔ)作用。海洋公民主要的活動方式，就是在海洋資源開發(fā)、海洋生態(tài)保護、海洋權(quán)益維護中積極參與和影響其他公眾、企業(yè)、政府及其他社會組織的海洋實踐過程、海洋決策過程以及海洋管理過程。
海洋公民的觀念是隨著海洋環(huán)境保護實踐活動而發(fā)展起來的。這一概念既來自于傳統(tǒng)公民概念，也直接脫胎于環(huán)境公民研究。傳統(tǒng)公民概念主要討論公共領(lǐng)域的問題，因而主要與公共生活、公共事務(wù)及決策等問題相關(guān)聯(lián)。隨著環(huán)境社會學與環(huán)境政治學等學科的出現(xiàn)和發(fā)展，公民的概念開始擴展到社會成員的環(huán)境心理、行為和態(tài)度領(lǐng)域，并被看做是一種鼓勵公民行為轉(zhuǎn)變的基本機制，用來降低人類對環(huán)境的消極影響，環(huán)境公民理論也應(yīng)運而生，并為海洋公民概念的提出提供了理論條件。當然，海洋公民概念的內(nèi)涵更為寬泛，不僅僅局限在海洋環(huán)境治理的領(lǐng)域，也不僅僅只與海洋環(huán)境保護行為相關(guān)聯(lián)，還涉及海洋事務(wù)的各個領(lǐng)域和層次，包括海洋開發(fā)、保護與管理過程中的公眾參與、海洋權(quán)益維護上的公民行為等。
在海洋環(huán)境治理的領(lǐng)域內(nèi)，海洋公民的概念發(fā)展了環(huán)境公民的理念。從兩者的關(guān)系看，海洋公民這一概念滿足了環(huán)境公民理論的實在論基礎(chǔ)和基本論證邏輯的要求，同時也反映了海洋社會發(fā)展的客觀要求。
環(huán)境公民理論的實在論基礎(chǔ)在于公民個體與環(huán)境之間的實在關(guān)系導致了環(huán)境問題與個體責任的關(guān)聯(lián)。對于海洋公民而言，其實在論基礎(chǔ)一方面繼承了環(huán)境公民的實在論特征，同時也表現(xiàn)出自身的特點。海洋公民的實在論基礎(chǔ)根植于比一般“人一地”關(guān)系更為復(fù)雜的“人-?！标P(guān)系上?！叭??！标P(guān)系即人類活動與海洋相互作用、相互影響的關(guān)系以及以海洋為背景的人與人之間的關(guān)系。自工業(yè)革命以來，大工業(yè)生產(chǎn)擴展了人類開發(fā)自然、利用自然的能力，作為人類活動聚集度最高的海岸帶首當其沖，環(huán)境污染、資源破壞、生態(tài)退化、災(zāi)害頻發(fā)等問題觸目驚心，人海關(guān)系向著不協(xié)調(diào)、惡化的方向急速演變。人類的涉海行為與海洋環(huán)境的惡化構(gòu)成了海洋公民概念在海洋環(huán)境治理領(lǐng)域的實在論前提。
從海洋公民個體責任的論證邏輯看，海洋公民這一概念滿足了環(huán)境公民權(quán)成立的兩個基本判斷：一方面，公眾日益具備海洋環(huán)境相關(guān)的知識并能夠?qū)Ｑ蟓h(huán)境問題進行知覺和判斷。隨著全球海洋資源的不斷開發(fā)，海洋生態(tài)環(huán)境破壞不斷加劇以及海洋權(quán)益爭奪日益激烈，海洋環(huán)境保護問題也日益成為全球各國特別是沿海各國的重要議題。海洋環(huán)境保護中的個體責任問題也成為上述議題中的基本組成部分。另一方面，海洋環(huán)境問題日益引起公民的關(guān)注和廣泛參與。在海洋空間內(nèi)，當前公民個體已經(jīng)能夠形成海洋環(huán)境保護行為的動機并產(chǎn)出海洋環(huán)境保護行為。基于上述判斷，海洋公民概念的論證在邏輯上也是成立的。
此外，公眾環(huán)境意識水平的提高特別是海洋環(huán)境意識水平的提高為海洋公民行為的發(fā)展提供了主體特征條件。海洋環(huán)境意識是環(huán)境意識在海洋空間領(lǐng)域的表征，是人類涉海行為的自我認知，是人類對海洋空間的自然屬性和社會屬性的意識。從當前的人類海洋實踐來看，經(jīng)濟社會的進步仍然意味著海洋權(quán)益爭奪和海洋環(huán)境破壞的進一步加??；同時也反映出協(xié)調(diào)發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展觀念的影響日益擴大，新生態(tài)文明的海洋意識觀念也初顯端倪。這表明，公民的海洋環(huán)境意識在逐漸地提高和改善。
不同于具有封閉性的陸地社會，海洋空間（領(lǐng)域）的特性使得海洋社會更趨復(fù)雜。在海洋實踐中，人類的涉海行為及其在這種行為過程中形成的社會關(guān)系都與海洋環(huán)境的變化存在直接或間接的關(guān)系。
總之，海洋公民這一概念擴大和延伸了環(huán)境公民理論的研究。將環(huán)境公民權(quán)與環(huán)境公民行為置于海洋空間或海洋社會這一領(lǐng)域，有利于進一步細化環(huán)境社會學和海洋社會學研究的領(lǐng)域。如果把海洋社會學研究的對象設(shè)定為人們的海洋實踐行為，海洋公民概念突出了人們的海洋開發(fā)、保護和管理等涉海行為的實踐特征，能夠更好地把海洋社會理論研究和具體海洋實踐對策統(tǒng)合起來。此外，環(huán)境社會理論與生態(tài)政治理論之間的密切關(guān)系也在海洋公民這一概念中體現(xiàn)出來。
三、培養(yǎng)海洋公民理念和規(guī)范海洋公民行為的策略
從海洋實踐的角度看，加強海洋公民研究、推廣海洋公民的理念具有以下意義：有助于擴大政府海洋開發(fā)與治理決策的公眾基礎(chǔ)；有助于提高政府海洋政策的決策水平；有助于提高海洋環(huán)境治理的效率和水平，降低海洋管理的行政成本，最大限度地包容海洋環(huán)境治理的多主體特征，尤其強調(diào)海洋環(huán)境保護的個體責任；有助于動員全社會力量參與海洋開發(fā)保護與治理的各個環(huán)節(jié)。在海洋環(huán)境保護領(lǐng)域，公眾參與的方式和途徑及其面對的挑戰(zhàn)不同于一般的環(huán)境公民參與行為，海洋公民研究突出了海洋實踐過程中公眾參與的獨特特征，有助于形成更有針對性的策略與建議。因此，在海洋開發(fā)、保護與治理的領(lǐng)域需要大力培育海洋公民理念、規(guī)范海洋公民行為。
首先，改善海洋教育的形式和水平。研究表明，較高水平的海洋教育能夠更大地提高海洋公民感水平。海洋教育可以有效地提高公眾的環(huán)境意識水平，具體途徑和做法是大力開展海洋科普教育，推進基礎(chǔ)教育和高等教育階段的海洋知識體系建設(shè)，從而提高海洋相關(guān)的教育水平。此外，海洋意識教育水平也不能僅僅依靠正式教育體制內(nèi)的改革，大力發(fā)展非正式教育組織機構(gòu)和非傳統(tǒng)的海洋教育課程體系和培訓計劃，積極開展涉海培訓活動也都是重要的舉措。
其次，增加與海洋環(huán)境相關(guān)的個人接觸。在個體行為層面上，培養(yǎng)和發(fā)展親海洋行為是有效提高海洋公民行為水平的重要途徑。研究表明，海岸帶居民的海洋環(huán)境意識水平要高于內(nèi)陸居民。公民個體與海洋空間有關(guān)的歷史生存經(jīng)驗、家庭與工作的區(qū)域特征以及娛樂休閑的方式，都會對海洋公民行為產(chǎn)生影響。
再次，加強海洋保護法制建設(shè)，建立健全海洋決策參與制度。從確定社會秩序的角度看，環(huán)境立法可能是保護環(huán)境的最有效途徑，可以把環(huán)境保護的個人責任、組織責任等考慮在立法程序內(nèi)，使得環(huán)境保護的全民參與有法可依。在政府海洋立法與政策制定過程中，在企業(yè)和其他社會組織進行涉海事務(wù)決策過程中，同時也在海洋環(huán)境和海洋事務(wù)的監(jiān)測與評價過程中，規(guī)范海洋公民行為，需要有制度性的保障，這需要政府、企業(yè)和其他各類社會組織建立健全政策與決策制度。
最后，大力培育海洋環(huán)境非政府組織。一方面，各類環(huán)境非政府組織在環(huán)境保護和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展方面發(fā)揮了巨大的作用；另一方面，環(huán)境非政府組織在公眾與政府之間開展多種形式的活動，對于環(huán)境保護個人與社會責任的提升起到了巨大的作用。在海洋環(huán)境保護方面，海洋環(huán)境非政府組織活動范圍非常寬泛，既包括海洋環(huán)保宣傳教育、海洋環(huán)保策劃組織活動和海洋環(huán)境的科學研究活動，也包括與海洋環(huán)境相關(guān)公共政策制定的積極參與、與海洋環(huán)境相關(guān)問題解決和事件處理的監(jiān)測、咨詢及評估事務(wù)。
第三條本規(guī)定所指的傾倒區(qū)包括海洋傾倒區(qū)和臨時性海洋傾倒區(qū)。
海洋傾倒區(qū)是指由國務(wù)院批準的、供某一區(qū)域在海上傾倒日常生產(chǎn)建設(shè)活動產(chǎn)生的廢棄物而劃定的長期使用的傾倒區(qū)。
臨時性海洋傾倒區(qū)是指為滿足海岸和海洋工程等建設(shè)項目的需要而劃定的限期、限量傾倒廢棄物的傾倒區(qū)。
第四條國家海洋局及其海區(qū)分局是實施本規(guī)定的主管部門。
第五條選劃傾倒區(qū)應(yīng)當符合全國海洋功能區(qū)劃和全國海洋環(huán)境保護規(guī)劃的要求。
第六條國家海洋局根據(jù)全國海洋功能區(qū)劃、全國海洋環(huán)境保護規(guī)劃及沿海經(jīng)濟發(fā)展需要制定傾倒區(qū)規(guī)劃。
第七條臨時性海洋傾倒區(qū)由國家海洋局負責審批。
國家海洋局受理和組織選劃下列臨時性海洋傾倒區(qū)：
（一）疏浚物或惰性無機地質(zhì)廢料總傾倒量在500萬立方米（含500萬立方米）以上的臨時性海洋傾倒區(qū)；
（二）傾倒除疏浚物、惰性無機地質(zhì)廢料和人體骨灰以外的其它廢棄物的臨時性海洋傾倒區(qū)；
（三）傾倒作業(yè)活動涉及兩個海區(qū)的臨時性海洋傾倒區(qū)；
（四）軍事工程、絕密工程等特殊性質(zhì)工程使用的臨時性海洋傾倒區(qū)；
（五）香港、澳門特別行政區(qū)的廢棄物在內(nèi)地管理海域傾倒的臨時性海洋傾倒區(qū)；
（六）國家海洋局認為對海洋環(huán)境可能產(chǎn)生較大影響的其它臨時性海洋傾倒區(qū)。
國家海洋局海區(qū)分局受理和組織選劃前款規(guī)定以外的臨時性海洋傾倒區(qū)。
第八條海洋傾倒區(qū)由國家海洋局根據(jù)傾倒區(qū)規(guī)劃提出并組織選劃，也可由需要傾倒廢棄物的單位提出選劃申請，經(jīng)國家海洋局同意后開展選劃工作。
臨時性海洋傾倒區(qū)由需要傾倒廢棄物的單位在工程可行性研究階段向具有受理權(quán)限的主管部門提出書面申請，經(jīng)同意后開展選劃工作。
申請報告的主要內(nèi)容包括：申請理由、擬傾倒廢棄物的名稱、數(shù)量、作業(yè)時限、廢棄物特性以及其它有關(guān)材料。
第九條主管部門在接到需要傾倒廢棄物的單位書面申請之日起10個工作日內(nèi)做出是否同意選劃傾倒區(qū)的答復(fù)。
第十條傾倒區(qū)選劃程序如下：
（一）由申請單位委托主管部門認可的選劃技術(shù)單位編制傾倒區(qū)選劃大綱。
（二）主管部門自收到申請單位提交的傾倒區(qū)選劃大綱送審稿之日起15個工作日內(nèi)組織評審。
（三）主管部門自收到申請單位提交的傾倒區(qū)選劃大綱報批稿之日起15個工作日內(nèi)提出審查意見回復(fù)申請單位。
（四）申請單位根據(jù)主管部門對選劃大綱的審查意見開展傾倒區(qū)選劃工作并編制傾倒區(qū)選劃報告。
（五）主管部門自收到申請單位提交的傾倒區(qū)選劃報告送審稿之日起15個工作日內(nèi)組織評審。
（六）申請單位將傾倒區(qū)選劃報告報批稿報送主管部門，并抄送海事、漁業(yè)行政主管部門和所在海域的省級海洋行政主管部門。由國家海洋局組織選劃的，申請單位應(yīng)將傾倒區(qū)選劃報告報批稿同時報送國家海洋局海區(qū)分局。
（七）國家海洋局海區(qū)分局應(yīng)在收到傾倒區(qū)選劃報告報批稿之日起10個工作日內(nèi)提出初審意見報國家海洋局。
（八）國家海洋局自收到海洋傾倒區(qū)選劃報告報批稿之日起15個工作日內(nèi)送國務(wù)院環(huán)境保護行政主管部門審核。國務(wù)院環(huán)境保護行政主管部門應(yīng)在15個工作日內(nèi)提出審核意見并回復(fù)國家海洋局，逾期未回復(fù)審核意見則視為同意。國家海洋局在收到國務(wù)院環(huán)境保護行政主管部門的審核意見之日起15個工作日內(nèi)將海洋傾倒區(qū)選劃報告報國務(wù)院審批。
國家海洋局自收到臨時性海洋傾倒區(qū)選劃報告報批稿之日起30個工作日內(nèi)予以審批。
第十一條國家海洋局組織傾倒區(qū)選劃大綱和選劃報告評審時，征求國家海事、漁業(yè)行政主管部門的意見。
國家海洋局海區(qū)分局組?愕骨蟾俸脫ǜ嫫郎笫?，征求所哉奊液J?、渔覕承政主管部门止P艋溝囊餳?
國家海事、漁業(yè)行政主管部門或其直屬機構(gòu)應(yīng)在傾倒區(qū)選劃大綱和選劃報告評審后10個工作日內(nèi)向國家海洋局或海區(qū)分局提交書面意見，逾期則視為同意。
主管部門在組織選劃傾倒區(qū)時應(yīng)征求所在海域省級海洋行政主管部門意見。
第十二條在編制傾倒區(qū)選劃報告時，應(yīng)對廢棄物的特性、成分、傾倒的方式、數(shù)量、強度、頻率、傾倒物質(zhì)的擴散方式、傾倒物質(zhì)對海洋生態(tài)環(huán)境、通航安全、海洋開發(fā)利用活動的影響等因素進行分析并做出相應(yīng)的結(jié)論，同時要提出防止傾倒污染的管理措施、對策和建議。
第十三條在已有傾倒區(qū)的附近海域，原則上不再設(shè)立新的傾倒區(qū)。但是已有的傾倒區(qū)由于其容量、環(huán)境因素以及經(jīng)濟和社會條件等原因不宜使用或不能滿足傾倒作業(yè)需要時，可選劃新的傾倒區(qū)。
第十四條兩項以上工程同時使用一個臨時性海洋傾倒區(qū)時，可按照總傾倒量將選劃論證工作予以合并，提交一份選劃報告。
一項工程使用另一項工程已選劃或正在使用的臨時性海洋傾倒區(qū)時，應(yīng)在原選劃工作的基礎(chǔ)上對傾倒增量的可行性進行論證，并提交論證報告，報國家海洋局批準。
第十五條疏浚物傾倒總量在50萬立方米以下的工程項目需要使用臨時性海洋傾倒區(qū)時，可由選劃技術(shù)單位在收集傾倒區(qū)及其附近海域現(xiàn)有自然環(huán)境和社會經(jīng)濟資料的基礎(chǔ)上開展專題論證，直接編制選劃報告。傾倒申請單位將選劃報告報送國家海洋局海區(qū)分局，海區(qū)分局在組織專家審查并征求有關(guān)部門意見后提出初審意見，報國家海洋局審批。
疏浚物傾倒總量在5萬立方米以下且對海洋環(huán)境影響很小的工程項目需要使用臨時性海洋傾倒區(qū)時，由國家海洋局海區(qū)分局在征求有關(guān)部門意見后確定臨時性海洋傾倒區(qū)的位置和范圍，報國家海洋局審批。
人體骨灰所需的傾倒區(qū)由國家海洋局海區(qū)分局根據(jù)需要指定傾倒區(qū)域。
第十六條國家海洋局負責海洋傾倒區(qū)公告。公告內(nèi)容包括海洋傾倒區(qū)的位置、傾倒廢棄物的種類和數(shù)量、使用期限等。
國家海洋局海區(qū)分局負責臨時性海洋傾倒區(qū)公告。公告內(nèi)容包括臨時性海洋傾倒區(qū)的位置、傾倒單位、工程名稱、傾倒數(shù)量、作業(yè)時間和傾倒區(qū)使用期限等。
第十七條當海洋傾倒區(qū)不宜使用或暫時不宜使用時，由國家海洋局予以封閉或暫停使用，并公告。
當臨時性海洋傾倒區(qū)不宜使用或暫時不宜使用時，由國家海洋局海區(qū)分局予以封閉或暫停使用，并公告。
對使用期限已滿或傾倒活動已結(jié)束的臨時性海洋傾倒區(qū)，國家海洋局海區(qū)分局應(yīng)在期滿或傾倒作業(yè)結(jié)束后立即予以封閉，并于封閉后20個工作日內(nèi)報國家海洋局備案。
廢棄物傾倒單位應(yīng)自傾倒區(qū)暫停使用或封閉之日起終止在該傾倒區(qū)的傾倒作業(yè)。
第十八條臨時性海洋傾倒區(qū)的有效期一般不超過3年。在臨時性海洋傾倒區(qū)3年期滿時，傾倒作業(yè)尚未完成的，廢棄物傾倒單位必須向主管部門提出延期申請，并提交環(huán)境監(jiān)測報告。
主管部門根據(jù)傾倒作業(yè)狀況和環(huán)境監(jiān)測結(jié)論做出是否延期的決定，并將延期使用情況通告國家海事、漁業(yè)行政主管部門或其直屬機構(gòu)。臨時性海洋傾倒區(qū)的延長期限不得超過1年。
第十九條廢棄物傾倒單位在實施傾倒作業(yè)過程中應(yīng)當接受中國海監(jiān)機構(gòu)的監(jiān)督檢查，并為執(zhí)法人員執(zhí)行公務(wù)提供方便。
第二十條在產(chǎn)業(yè)活動密集區(qū)域或傾倒作業(yè)活動與其他產(chǎn)業(yè)活動容易發(fā)生沖突的?蚧ǖ那愕骨凳┣愕棺饕凳保掀鍇愕溝ノ揮Φ狽⒉記愕棺饕倒妗?
第二十一條國家海洋局海區(qū)分局應(yīng)當根據(jù)傾倒區(qū)使用的狀況適時組織環(huán)境監(jiān)測工作，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果制定相應(yīng)的管理措施，包括封閉或暫停使用傾倒區(qū)，調(diào)整傾倒的方式、數(shù)量、強度、使用年限等。
廢棄物傾倒單位應(yīng)當委托主管部門認可的機構(gòu)承擔傾倒區(qū)進行監(jiān)測與評價工作，監(jiān)測評價方案應(yīng)當報國家海洋局海區(qū)分局核準。
第二十二條國家海洋局海區(qū)分局應(yīng)將海洋傾倒區(qū)的監(jiān)測結(jié)果定期報送國家海洋局備案。
在臨時性海洋傾倒區(qū)傾倒作業(yè)結(jié)束后90日內(nèi)，廢棄物傾倒單位應(yīng)向國家海洋局海區(qū)分局提交環(huán)境監(jiān)測評價報告。主管部門可根據(jù)臨時性海洋傾倒區(qū)的使用狀況和傾倒作業(yè)強度，要求廢棄物傾倒單位提交階段性監(jiān)測結(jié)果。
第二十三條傾倒區(qū)的選劃和監(jiān)測工作應(yīng)當符合傾倒區(qū)選劃和監(jiān)測技術(shù)規(guī)范。
第二十四條承擔傾倒區(qū)選劃和環(huán)境監(jiān)測的單位對選劃結(jié)論和監(jiān)測結(jié)論負責，并嚴格按照國家有關(guān)規(guī)定收取傾倒區(qū)選劃費用和海洋環(huán)境監(jiān)測費用。
第二十五條違反本規(guī)定，未開展傾倒區(qū)選劃工作擅自實施傾倒作業(yè)的，主管部門按《中華人民共和國海洋環(huán)境保護法》第七十三條之規(guī)定予以處罰。
第二十六條違反本規(guī)定，向已封閉的傾倒區(qū)傾倒廢棄物的，主管部門按《中華人民共和國海洋環(huán)境保護法》第八十六條之規(guī)定予以處罰。
第二十七條廢棄物傾倒單位違反本規(guī)定，在傾倒區(qū)選劃工作中弄虛作假的，由主管部門給予警告；情節(jié)嚴重的，主管部門可責令其停止傾倒作業(yè)，吊銷傾倒許可證。
第二十八條從事傾倒區(qū)選劃和監(jiān)測的單位，在傾倒區(qū)選劃和監(jiān)測工作中弄虛作假的，由主管部門予以警告；情節(jié)嚴重的，在5年之內(nèi)不得從事傾倒區(qū)選劃和監(jiān)測工作。
