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海洋环境特性范文1
关键词：海洋环境；海洋环境保护；国际海洋环境保护法
中图分类号：D993.5
文献标识码：A
文章编号：1671-0169(2012)02-0018-05
根据对以往海洋环境保护的经验、教训的总结，把海洋环境自身的特性作为方案选择的重要依据，我曾提出保护海洋环境的四项基本原则，即“以海定海，关注长远利益，生态保护优先原则”；“以海定陆，海陆协调，分步推进原则”；“特域特法，一般法和特别法相结合原则”和“体制服从事务，多种管理模式并用原则”①。这几项原则以及支持我提出这些原则的主要“经验、教训”，都来自国内海洋环境保护的实践，适用于一国在本国管辖范围内开展的海洋环境保护。然而，当真正按照“海洋环境自身的特性”，把视野放宽到人类海洋环境时，我们发现这些原则有几分“狭隘”。不仅如此，人类海洋环境的视野也让我们对世界各国已经采取的国内的和国际的海洋环境保护之所以没有产生令人满意的效果②有了更清醒的认识。
虽然人们习惯上将国家管辖海域称为海洋国土，但海洋与陆地相比，除了在面积等个别自然属性方面相同之外，更多的是不同点。比如，人们不能以占有和保护私家园林的方式占有和保护海洋及其对人类的使用价值，因为海洋是广泛连通的，其对人类的使用价值是在普遍连通的状态下赋有的一种品质。虽然人们可以用海域的概念，利用经纬度等技术手段，对海洋作出此疆彼界的划分，对海洋实行分割“占有”，但人们无法在此疆彼界分割的状态下实现海洋的价值。同样，人们也无法在此疆彼界的限定范围内独立地（实际上是孤立地）实现对海洋的保护。要有效保护海洋，按照此疆彼界分别占有或领有海洋的人们必须按照海洋连通的自然本性，站在人类海洋环境利益的高度看待海洋环境保护，安排保护海洋环境的行动，制定保护海洋环境的法律或政策。
从保护人类海洋环境利益的需要出发，我们认为应当在海洋保护和利用上采用以下原则：
一、普遍合作原则
所谓普遍合作，包括省、市、区（县）等之间的国内合作，也包括邻国合作、区域合作和全球合作。
《联合国海洋法公约》（以下简称《公约》）在《海洋环境的保护和保全》一章中，除要求“各国”履行“保护和保全海洋环境的义务”③之外，还积极倡导国际合作④。《公约》要求的国际合作主要包括：
1.规则制订上的国际合作。《公约》第197条规定：“各国在为保护和保全海洋环境而拟订和制订符合本《公约》的国际规则、标准和建议的办法及程序时，应在全球性的基础上或在区域性的基础上，直接或通过主管国际组织进行合作，同时考虑到区域的特点。”该条所要求的“在全球性或区域性的基础上的合作”可以概括为规则制订上的国际合作。
2.消除污染影响、防止或减少污染损害上的国际合作。《公约》第198条提到了一种情形，即“一国获知海洋环境有即将遭受污染损害的迫切危险或已经遭受污染损害的情况”。在这种情况下，《公约》除了要求获知这种情形的国家“立即通知其认为可能受这种损害影响的其他国家以及各主管国际组织”⑤外，要求“受影响区域的各国，应按照其能力，与各主管国际组织尽可能地进行合作，以消除污染的影响并防止或尽量减少损害”。为了实现这个目的，《公约》还要求“各国应共同发展和促进各种应急计划”⑥。
3.促进研究，实施科学研究方案，取得情报、资料、知识方面的国际合作。《公约》第200条规定：“各国应直接或通过主管国际组织进行合作，以促进研究、实施科学研究方案、并鼓励交换所取得的关于海洋环境污染的情报和资料。各国应尽力积极参加区域性和全球性方案，以取得有关鉴定污染的性质和范围、面临污染的情况以及其通过的途径、危险和补救办法的知识。”
4.订立适当的科学准则上的国际合作。《公约》第201条规定：“各国应参照依据第二百条取得的情报和资料，直接或通过主管国际组织进行合作，订立适当的科学准则，以便拟订和制订防止、减少和控制海洋环境污染的规则、标准和建议的办法和程序。”
这些合作都是必要的，但仅有这些还不足以保持海洋的蓝色，因为海洋蓝色消退不只污染一个方面，而上述要求最多也只能解决污染防治的问题。
所谓普遍合作，其内涵之一就是针对海洋蓝色消退的不同情况采取相应的国际合作的应对措施。比如，海洋蓝色消退的主要表现形式之一是海洋生物资源衰减甚至枯竭，在防止海洋生物资源衰减、恢复海洋生物资源量方面也应该开展国际合作。《公约》在《公海》一章就有关于“在养护和管理生物资源方面合作”⑦的规定。而我们需要做的是在公海生物资源以及高度洄游生物资源等的养护和管理上开展具体的和更加有效的合作。
普遍合作，从另一个侧面来看就是普遍参与。《公约》第117条规定：“所有国家均有义务为该国国民采取，或与其他国家合作采取养护公海生物资源的必要措施。”根据这一规定，“所有国家”虽然有独立为“各该国国民采取”“养护公海生物资源的必要措施”或者“与其他国家合作采取”相关措施的选择权，但“采取”这样的措施却是“所有国家”的“义务”。各国可以选择的是采取措施的形式，而不是是否采取措施。按照这一义务设定的精神，当养护公海生物资源需要各国采取合作行动时，参与合作也是有关国家的义务。在这种情况下，普遍合作包含着普遍参与。有关国家选择“与其他国家合作”的方式“养护公海生物资源的必要措施”只是“参与”的一种方式。《公约》关于“各国在养护和管理生物资源方面的合作”的规定在一定程度上赋予“合作”以义务内涵。它规定：“各国应互相合作以养护和管理公海区域内的生物资源。凡其国民开发相同生物资源，或在同一区域内开发不同生物资源的国家，应进行谈判，以期采取养护有关生物资源的必要措施。为此目的，这些国家应在适当情形下进行合作，以设立分区域或区域渔业组织。”⑧不管是“应互相合作”，还是“应进行谈判”、“应在适当情形下进行合作”，都是各国有义务做的⑨。这与《公约》接下来规定的“有关国家应确保养护措施及其实施不在形式上或事实上对任何国家的渔民有所歧视”⑩是义务一样。之所以把这些合作规定为义务，是因为要实现相关的养护和管理目标，或取得相关养护和管理条件，必须有相关国家的实际参与。显然，如果相关国家不参与，“分区域或区域渔业组织”就很难成立起来；即使勉强成立了，也难以发挥组织协调生物资源养护和管理的作用。如果“其国民开发相同生物资源，或在同一区域内开发不同生物资源的国家”不进行谈判，就很难“采取养护有关生物资源的必要措施”。这是因为，如果相关国家不能形成合作关系，一起确定和实施养护和管理措施，其结果就会是所有国家都不考虑采取或拒绝“采取养护有关生物资源的必要措施”。在多个国家的“国民”“开发相同生物资源，或在同一区域内开发不同生物资源”的情况下，单独一个国家采取养护措施是徒劳的。所以，在不能形成普遍参与的国际合作的情况下，所谓养护生物资源只能是一句空话。在这个意义上，普遍合作原则实际上就是无例外参与原则。在这个原则中，国际合作是形式，参与是内容。这个原则的实质是以国际合作的形式参与海洋环境保护与管理。在具体的海洋生物资源养护和管理中，就是以国际合作的形式无例外地参与海洋生物资源的养护和管理。
二、一致行动原则
所谓一致行动原则是指在实施海洋保护方面所有利益相关者采取一致行动。所谓利益相关者既包括因蓝色消退而遭受损失的主体，也包括因恢复海洋的蓝色而可能受益的主体。所谓一致行动既包括采取行动的时间要求上的一致，比如按照时令要求进入或结束禁渔期；也包括采取行动的强度上的一致，比如对排放入海的污水采取相同的污染物许可标准。
如果说前述普遍合作原则强调的是参与的无例外，那么，一致行动原则强调的是普遍参与的行动的一致性。这一原则关心的是海洋环境保护和管理中普遍参与的有效性。按照普遍合作原则，各国都应参与或以国际合作的方式参与海洋环境保护和管理；而按照一致行动原则，各国要力图使自己参与的保护和管理活动产生保护和管理的效果。以对“溯河产卵种群”的保护为例。对“溯河产卵种群”的保护需要“鱼源国”、“溯河产卵种群”洄游或通过其专属经济区的鱼源国以外的国家（简称洄游通过国）、既非鱼源国亦非“溯河产卵种群”“洄游通过国”而捕捞这种种群的其他国家（简称其他捕捞国）之间的合作，但这种合作要切实产生保护“溯河产卵种群”的效果，这要求有关各国之间的合作行动必须是“一致”的，或者说是协调的。《公约》之所以要求“鱼源国”对“溯河产卵种群”负“主要”“责任”，之所以要求鱼源国与其他相关国家通过“协商”，“确定源自其河流的种群的总可捕捞量”，要求在“专属经济区外部界限以外”捕捞的国家“保持协商，以期就这种捕捞的条款和条件达成协议”，之所以要求“鱼源国和其他有关国家”“达成协议，以执行有关专属经济区以外的溯河产卵种群的法律和规章”B11，等等，就是要达到在对“溯河产卵种群”的捕捞和保护上实现有关各国行动上的一致。只有行动一致才能真正达到保护“溯河产卵种群”的目的。这里的一致包括执行同一个“总可捕量”，遵守有关捕捞条款和条件达成的协议，实施“有关专属经济区以外溯河产卵种群的法律和规章”等等。
三、惠益共享原则
海洋里有广阔的人类共享空间，这个空间可以笼统地称为公海和国际海底。这个公共的空间里既蕴藏着无穷的财富，也潜藏着使海洋的蓝色消退的危机。分享财富、避免危机的最好办法是惠益共享。
惠益共享原则的基本含义是：从人类共享空间取得的惠益由人类共享。这一原则中的惠益不是处于私人消费者控制之下的利益，不是私营企业家收获的产品和利润，而是海洋向人类提供各种服务的能力。比如出产鱼虾贝藻，提供货物运输通道，海底石油等矿产可以供人类用于生产和消费，潮汐、波浪等可以给人类提供动力，等等。所谓惠益共享的基本要求有二：其一，私主体，不管是个人、区域，还是个别国家、少数国家，都不得独享或联合独享海洋对人类的惠益，不管是海洋的某种服务功能，还是某个特定海域可能给人类带来的利益。总之，海洋的惠益不得由个人、少数人或个别国家、少数国家垄断B12。其二，海洋开发活动不得以牺牲海洋的服务功能为代价。开发活动是为了取得海洋的惠益，而这种取得在绝大多数的情况下都是人类个体利益的需要。为满足个体需要的海洋开发活动不能以牺牲海洋的共同惠益为代价。即使是为了人类的共同利益，也不应牺牲海洋对人类的服务功能，除非所得的利益明显大于所失的海洋惠益，因为人类不应为了眼前的开发利益而牺牲长远的利益。
在从人类共享空间取得的惠益由人类共享的原则之下，我们应当承认不同的国家在开发利用作为人类共同遗产的海洋上的均等机会。根据《公约》的规定，在“用于国际航行的海峡”中，“所有船舶和飞机均享有过境通行的权利”B13就体现了这种均等性。
按照从人类共享空间取得的惠益由人类共享的原则，我们应当赞同用从共享空间取得的收益实施对共享空间质量的维护。这包含两个方面的内容：其一，开发利用共享海洋空间的行为如果造成海洋环境损害，开发者有义务治理海洋损害。其二，从共享海洋空间取得的收益应当成为用于修复海洋创伤的财政来源。
按照从人类共享空间取得的惠益由人类共享的原则，应当承认一些活动的优先地位。这包括：
1.保护海洋的活动对开发利用海洋的活动具有优先性；
2.认识海洋的活动（包括为认识海洋而开展的科学研究活动）对开发利用海洋的活动具有优先性；
3.为公共利益开发利用海洋的活动对私人或个别国家开发利用海洋的活动具有优先性。
四、谨慎开发原则
惠益共享原则的基本要求之一是海洋开发活动不得以牺牲海洋的服务功能为代价。把它转换为按照损害―补偿的原理表达的要求，则该要求包含这样的思想：从共享空间所获得的收益应足以支付维护共享空间质量的费用B14。如果开发所得不足以支付消除开发活动给共享空间带来的不利影响的费用，这样的开发活动就是支付了“牺牲海洋服务功能”的代价。
要确保海洋开发活动所获得的收益足以支付维护海洋质量的费用，对公海和国际海底的开发活动应当实行谨慎行事原则B15，或者叫谨慎开发原则。这个原则的基本含义是，只有在确信开发所得利益足以支付为消除开发活动所可能带来的不利影响时才可以开发，对可能出现无力消除不利影响的情况，不能以无科学上确定的结论为理由而拒绝停止开发。
谨慎开发原则落实在海洋开发实践中可以表现为“先研究后开发”。实行“先研究后开发”的目的是实现有科学保障而后开发。《联合国海洋法公约》关于“海洋科学研究”的规定与谨慎开发原则存在精神实质上的暗合，有利于贯彻谨慎开发原则。它赋予“所有国家”“进行海洋科学研究”的权利B16，要求“各国和各主管国际组织”“促进和便利海洋科学研究的发展和进行”B17，鼓励“各国和各主管国际组织”“促进为和平目的进行海洋科学研究的国际合作”B18等等，都有利于人类开展海洋科学研究，并进而掌握海洋的规律，取得开发海洋的知识、技术和能力。
按照谨慎开发原则，对深海资源的开发，对极区的开发和利用应实行严格的准入制度。这里所说的准入主要是就技术水平、开发能力等设置较高的门槛。
五、强制保护原则
国际贸易领域奉行自由贸易原则，海洋环境保护不能接受“自由贸易”原则，而应采取强制保护原则。所谓强制保护原则包含两个方面的内容：其一，对公海和国际海底实施强制保护；其二，各管辖国家应对其管辖海域实施强制保护。海洋的连通性使海域的领土的绝对性大打折扣。国家可以从空间范围上对管辖海域行使管辖权，但这种管辖权的内容却不像对陆地的管辖权那样丰满。
所谓强制保护主要是指强制推行保护标准和保护计划，在私人或个别国家的开发活动与已确立的保护标准、保护计划相冲突时，保护标准和保护规划优先于私人或个别国家的开发活动。比如，《公约》规定，各国应制订“防止、减少和控制倾倒对海洋环境的污染”的法律和规章，而这种“法律、规章和措施应确保非经各国主管当局准许，不进行倾倒”B19。如果在国家有关“法律、规章和措施”制定之前客观上存在未经“主管当局准许”的倾倒，在国家有关“法律、规章和措施”制定之后，倾倒者也应服从先申请“准许”再行倾倒的规定。如果未得到准许就不能倾倒。再如，依照《中华人民共和国海洋环境保护法》第9条的规定：“国家根据海洋环境质量状况和国家经济、技术条件，制定国家海洋环境质量标准。”这个标准是强制标准，即使渔民、企业等依照《中华人民共和国海域使用管理法》取得海域使用权，也必须遵守海洋环境质量标准。在国家海洋环境质量标准与私人取得的海域使用权之间，是国家海洋环境质量标准决定私人海域使用权的限度，而不是私人海域使用权决定国家海洋环境质量标准的高低。
强制保护原则表现在立法实践中，就是依据海洋环境保护的需要设定规范，不必考虑已经形成的对海洋的占有、使用关系以及有关主体依据这种关系所享有的利益。
强制保护也可以理解为先行保护。就像在各国对南极的大规模开发到来之前先缔结《南极条约》，建立保护南极的法律规范一样。
六、保护措施法律化原则
不管是普遍合作原则、一致行动原则，还是惠益共享原则、强制保护原则等，都需要形成具有普遍约束力的法律文件，把保护措施、共享利益的分配、合作方式、实现行动一致的办法变成法律规范和法律制度。现在国际层次上的海洋环境保护得益于《公约》的制定和实施，南极的环境之所以没有遭受严重的破坏，在很大程度上是因为《南极条约》以及《关于环境保护的南极条约议定书》等国际法律文件对南极地区设置了保护网。《国际捕鲸管制公约》、《养护大西洋金枪鱼国际公约》、《跨界鱼类种群和高度洄游鱼类种群的养护和管理协定》等国际法律文件对保护海洋生物资源无疑也发挥了巨大的作用。
按照保护措施法律化原则，我们需要做的是制定更多关于海洋环境保护的国际法，这些国际法还应当要求缔约国、签署国等及时制定符合国际法要求的国内法。
按照保护措施法律化的原则，关于海洋环境保护的国际法还应建立相应的诉讼制度，给相关国家、非政府组织等阻止或干预侵犯海洋环境的行为提供通畅的诉讼途径。
注释：
①参见拙作：《保护海洋环境应当坚持的几项基本原则》，载徐祥民主编：《海洋法律、社会与管理》（第二卷），海洋出版社2010年版。
②《21世纪议程》对海洋治理的成就也做如此判断。《议程》第17章第4条称：“尽管在国家、分区域、区域和全球各级都作出了努力,但是,目前针对海洋资源和沿海资源的管理所采取的方针并没有常常证明是能够实现可持续的发展,而世界许多地区的沿海资源和沿海环境在迅速地退化和受到侵蚀。”
③《联合国海洋法公约》第192条。
④后来的《21世纪议程》等国际文件也都注意到在海洋环境保护方面国际合作的重要性。（见《21世纪议程》第十七章）。
⑤《联合国海洋法公约》第198条。
⑥《联合国海洋法公约》第199条。
⑦《联合国海洋法公约》第117-120条。
⑧《联合国海洋法公约》第118条。
⑨之所以把这些合作规定为义务，是因为要实现相关的养护和管理目标，取得相关养护和管理措施，必须有相关国家的实际参与。显然，如果相关国家不参与，“分区域或区域渔业组织”就很难成立起来，即使勉强成立了，也难以发挥组织协调生物资源养护和管理的作用。
⑩《联合国海洋法公约》第119条第3项。
B11《联合国海洋法公约》第66条。
B12我们曾就禁止或限制围海造地做过较深入的思考，提出的禁止或限制围海造地的理由之一就是“海洋是人类的共同财产，而填海所造之地归某些个人或单位占有或使用”，（参见徐祥民、凌欣著《对禁止或限制围海造地的理由的思考》，载《中国海洋报》2007年3月13日“理论实践”版），也就是惠益由个别社会主体享受。
B13《联合国海洋法公约》第38条。
B14围海造地就存在“围填海造地所得的是低价利益，而付出的是生态成本”的情况。参见徐祥民、凌欣著《对禁止或限制围海造地的理由的思考》，载《中国海洋报》2007年3月13日“理论实践”版。
B15我们曾对“谨慎行事原则”做了如下界定：“谨慎行事原则是指各国在从事与环境有关的活动时，应当谨慎小心、周密计划和安排，遇有严重或不可逆转的损害的潜在性威胁时，不得以缺乏科学充分确实证据为理由，延迟采取本国能力范围之内的、符合成本效益的合理措施防治环境恶化。”（徐祥民、孟庆垒等著：《国际环境法的基本原则研究》，中国环境科学出版社2008年版，第188页）。
B16《联合国海洋法公约》第238条。
B17《联合国海洋法公约》第239条。
海洋环境特性范文2
关键词海洋环境污染海洋灾害海洋工程与海洋环境相互作用
随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，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结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。
海洋环境特性范文3
关键词海洋环境污染海洋灾害海洋工程与海洋环境相互作用
随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，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结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。
海洋环境特性范文4
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能
够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，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结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。转随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。
鉴于黄河三角洲海岸线不断依退所带来的国土面积减少、陆上设施受到威胁甚至破坏、对黄河三角洲湿地自然条件的毁灭性破坏等一系列问题，也是非常迫切需要研究的课题。此外，长江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸开发、滩涂围垦和岸滩保护及整治工程对水域影响所引起的环境问题及其对策，也切枰?重点研究的课题??BR>以主要经济发达的河口和海岸带地区以及主要海域的经济发展为背景，建立一个数字化的区域经济发展模拟系统。与防灾、抗灾和减灾决策支持系统一样，将环境工程、水利工程、土木工程与网络技术、计算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立模型，通过多媒体技术，形象化地针对经济发展规划，预测由于发展经济带来的海域环境水污染的恶化、海洋自然灾害（台风、巨浪、风暴潮、地震、冰害、地质灾害）频发的情况。人类活动特别是大规模工程建设所引起的海洋环境的变迁和海岸演变，以及它们之间的相互作用，用数字手段统一地加以处理，建立智能化的决策支持系统，以促进国民经济持续、健康地发展，将会是决策部门进行宏观决策和具体规划时的一个十分有
效的手段。
三、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
海洋环境特性范文5
随着我国沿海经济的快速发展，快(高)速交通网络的需求持续增长，大规模跨海大桥的建设正在筹划和付诸实施。自上世纪九十年代初，我国陆续建设了一批具有代表性的大型跨海大桥，如青马大桥、东海大桥和杭州湾大桥等，而未来十年我国将在沿海地区开展较大规模的大型跨海大桥的建设实施，建立连接经济热点地区的沿海快速物流通道，形成沿海地区的高速交通网络。结合既有大跨桥梁建设经验和大跨桥梁建设的设计理念，即将建设的大型跨海大桥的主梁将采用以钢箱梁为代表的桥梁钢结构形式。从已有的研究成果来看，江河流域的大跨桥梁钢结构由于服役年限大小而或多或少地出现了腐蚀和疲劳耐久性问题，给桥梁的养护管理带来了较大的挑战。
相比于内陆地区的江河环境，海洋环境下的桥梁钢结构将面临更加严峻的自然环境侵蚀和极端环境条件作用，辅之以大流量、重装载车辆荷载的长期持续作用，海洋环境下的桥梁钢结构的耐久性问题势必更为严峻。
因此，在开展大规模跨海大桥的建设前，有必要针对海洋环境下桥梁钢结构的耐久性开展全面、深入地的现场调研，探索性地研究江河环境和海洋环境下大跨桥梁钢结构的耐久性退化规律，初步了解和掌握施工质量、服役环境条件等因素对桥梁钢结构耐久性的影响，提取海洋环境下提升桥梁钢结构耐久性的施工质量和运营养护管理的关键控制因素，对海洋环境下桥梁钢结构的耐久性研究开展未雨绸缪地思考，为沿海地区跨海大桥的建设实施和养护管理提供有益的技术参考和帮助。
通过调查代表性地区的典型大跨桥梁钢结构的耐久性现状，探索性地研究江河环境和海洋环境下大跨桥梁钢结构已出现的耐久性退化规律，初步了解和掌握施工质量、服役环境条件等因素对桥梁钢结构耐久性的影响，提取海洋环境下提升桥梁钢结构耐久性的施工质量和运营养护管理的关键控制因素。
一、桥梁钢结构耐久性现场调研项目概况
针对海洋环境和江河环境选取了金塘大桥、西堠门大桥、桃夭门大桥、杭州湾跨海大桥、江东大桥、江阴长江大桥、泰州长江大桥和虎门大桥等八座大跨径桥梁，着重对各座桥梁的钢箱梁开展了耐久性状况的现场调查工作，各座桥梁的概况如表2.1.1所示。从表中可以看出，八座桥梁中的四座为跨海大桥，四座为跨江(河)大桥;四座为斜拉桥，四座为悬索桥;桥龄最长的为虎门大桥(17年)，桥龄最短的为泰州长江大桥(2年);主跨最大的为西堠门大桥(1650m)，最小的为江东大桥(260m)。由此可知，所选取的桥梁在环境类型、桥梁形式、服役年限、主跨跨度等方面具有较强的代表性，涵盖了大跨桥梁参数的主要变化范围，相关调研及研究结果能够如实反映既有大跨桥梁钢结构耐久性的现状，相关结论可为海洋环境下大跨桥梁钢结构耐久性的工程应用技术研究提供基础性支撑。
表2.1.1 项目调研桥梁概况表
桥梁名称 地区 环境类型 通车时间 桥龄 结构形式 主跨跨度
金塘大桥 浙江省 海洋环境 2007年 7年 斜拉桥 620m
西堠门大桥 浙江省 海洋环境 2010年 4年 悬索桥 1650m
桃夭门大桥 浙江省 海洋环境 2003年 11年 斜拉桥 580m
杭州湾大桥 浙江省 海洋环境 2003年 11年 斜拉桥 325m
江东大桥 浙江省 江河环境 2008年 6年 斜拉桥 260m
江阴长江大桥 江苏省 江河环境 1999年 15年 悬索桥 1385m
泰州长江大桥 江苏省 江河环境 2012年 2年 悬索桥 1080m
虎门大桥 广东省 江河环境 1997年 17年 悬索桥 888m
二、腐蚀耐久性调查
在腐蚀耐久性方面，不论桥龄长短，各座桥梁均或多或少地存在着腐蚀病害问题，腐蚀病害主要形式有涂层霉斑、起皮、脱落、基材成点状、片状腐蚀，焊缝应力腐蚀等。主要存在以下特点
1、海洋环境和江河环境下的桥梁钢结构均不同程度地存在腐蚀病害，海洋环境条件下的腐蚀病害总体更为严重。相比于江河环境，海洋环境下的大气腐蚀性更强、极端天气侵袭更为频繁，而现有的涂层设计和施工质量控制则未给予合理的加强和处理。同时，海洋环境下的施工条件相对更加苛刻，使得现场涂层的施工质量相对较低。上述两种因素的综合作用下，最终导致海洋环境下的桥梁钢结构的腐蚀耐久性水平总体较低。
2、钢箱梁外部的腐蚀耐久性整体状况良好，而内部的腐蚀耐久性状况则相对较差。调研发现，尽管八座桥梁钢箱梁内部的腐蚀耐久性状况差异较大，但是外部均未发现明显的涂层、基材和焊缝腐蚀病害。调查发现，钢箱梁涂层质量和防腐效果受部件和焊缝的表面形状等影响较大，而相比于钢箱梁内部，钢箱梁外部的结构相对简单，焊缝数量和复杂程度相对较低，有益于提高涂层的防腐效果。同时，在实际的养护管理中，钢箱梁外部的涂层养护受到的重视程度更高，涂层腐蚀的检测和修补的频率较高，导致钢箱梁外部的涂层防腐状况显著好于钢箱梁内部。
3、钢箱梁内部腐蚀病害的易发部位为钢箱梁的顶板和底板，顶板的主要病害为涂装层霉斑、板件和焊缝片(线)状点蚀，底板主要为箱内积水导致的成片涂层和基材腐蚀。
4、现场涂装部位的腐蚀病害显著高于工厂涂装，二次修复的涂装层寿命远低于原状涂装层。以现场栓-焊连接部位、纵肋内部等为代表的隐蔽部位腐蚀耐久性能存在较大隐患，而这些部位的除锈和二次涂装的难度相对较大。
5、焊缝的表面形状和空间位置对其防腐性能的影响较大。调查发现：焊缝处的点状腐蚀病害往往发生在表面凹凸不平的焊缝位置处。相对于底板和横隔板等部位，顶板或顶板-横隔板等部位的焊缝处更容易出现腐蚀病害。
三、疲劳耐久性调研
相对于腐蚀耐久性问题，桥梁钢结构的疲劳耐久性问题突出性较不显著，调研中的八座桥梁中三座桥龄较大的桥梁发现较为严重的疲劳开裂问题，
1、钢箱梁的疲劳裂纹主要出现在钢桥面板的主车道部位，未在底板等其他部位发现疲劳裂纹。三座桥梁的疲劳裂纹均发生在钢桥面板的四个典型焊缝细节处，分别为顶板-纵肋焊缝、顶板纵肋对接焊缝、纵肋-顶板焊缝以及顶板-横隔板焊缝等，未在底板等其他部位发现疲劳裂纹，上述四类裂纹的出现部位大部分对应于主车道，超车道位置处的疲劳裂纹较少，表明车辆荷载对疲劳裂纹的开展影响较大。
2、顶板-纵肋、纵肋-横隔板焊缝、横隔板过焊孔母材等是桥梁疲劳裂纹的易发部位。顶板-纵肋焊缝疲劳裂纹受顶板厚度的影响较大，主要表现在虎门大桥和江阴长江大桥的顶板-纵肋焊缝处疲劳开裂较为明显，其他发现疲劳裂纹的桥梁中这类裂纹则未有发现，而两座桥梁的顶板厚度仅为12mm，小于目前常规的14mm和16mm。
3、交通荷载水平和焊缝质量是影响钢桥面板疲劳耐久性的两个重要因素。发生疲劳开裂纹的桥梁的交通均表现为流量大、重车比例高等特点，。疲劳裂纹往往发生在现场焊接的焊缝位置，而在工厂内施工的焊缝则开裂相对较少。现场焊缝检测结果发现，工厂内施工的焊缝质量较好，缺陷分布较少，而相比之下，现场焊缝的质量较差而缺陷分布较多。
四、结束语
腐蚀和疲劳耐久性是海洋环境下桥梁钢结构耐久性能的两个重要方面。调研结果表明，目前的桥梁钢结构的腐蚀和疲劳耐久性能存在一定的问题，主要表现在现场涂装和焊缝质量较差，难以满足桥梁钢结构的全寿命周期耐久性需求。下一步应继续开展腐蚀和疲劳试验，研究不同涂装养护修复技术和疲劳裂纹维修加固方法对提升既有桥梁钢结构的腐蚀和疲劳耐久性的有益效果，进而建立既有桥梁钢结构腐蚀和疲劳耐久性的养护管理方法，提高桥梁耐久性。
海洋环境特性范文6
11近岸海域水文动力环境改变围填海项目建设是要按照“先围后填”的原则，通过在工程修建海堤、围堤、护岸等永久性水中构筑物将填筑区域与海相隔，然后通过推填、吹填等方式形成陆域。新建的海堤、围堤、护岸一般即为新形成的海岸线，此类岸线多为笔直或呈弧形，与原有自然岸线相差较大，邻近海域的潮汐、波浪都将发生改变，进而影响到区域的水动力、泥沙冲淤、地形地貌等。如郭伟等［6］发现经过20年的围填海，到2000年深圳西部海岸滩槽演变剧烈，伶仃洋海岸地区纳潮量减少20％～30％，深圳湾纳潮量减少15．6％，造成了一系列严重影响；大连市于普兰店湾、复州湾和大窑湾内部进行大面积围填，使得水动力条件不断减弱，海域淤积严重，进而丧失海湾属性［7］；厦门西海域和同安湾开发直接改变了海域潮流运动特性和水动力条件，大大减少海域纳潮面积，出现明显的淤积现象。大规模的围填海工程甚至可能影响到项目所在海湾的纳潮量和防洪排涝，对沿海城市处理风暴潮和内涝等突发性自然灾害时产生风险隐患。
12沿岸海域生态系统受损围填海占用的是海洋空间，是将海洋变成了陆地，作为海洋的“原住民”———海洋生物所受的影响和冲击是最大的，海洋生物赖以生存的自然环境被破坏，迫使游泳动物举家搬迁，浮游动植物随波逐流，潮间带和潮下带底栖生物大部分遭遇灭顶之灾，红树林、芦苇等环境敏感湿地植物被砍伐填埋，从而丧失了生态调节功能，区域生物的种类、密度、多样性和群落结构都将随之改变、演替［9］，这种变化和影响会通过生态链、食物链逐渐延伸到沿海陆地生态系统、滩涂湿地生态系统、河口湾生态系统和沿岸浅海生态系统，而且其影响程度和结果都是不可测的。如胶州湾沧口潮间带的生物种类从60年代的141种锐减到90年代的不到10种，且在2007年的海洋生态系统评价中被评为亚健康。
13滨海湿地生态和景观破坏滨海湿地除了在净化海洋、降低海洋污染、防治海岸侵蚀方面有重要作用外，芦苇、红树林等滨海湿地也可为丹顶鹤、白鹭和黑嘴鸥等多种珍稀鸟类提供栖息、繁殖地及迁徙的中转地，独特的、优美的滨海景致和自然风光，也是进行户外活动、体验自然、促进身心健康的首选。可是当大片滨海湿地被围填海项目占用后，原有的自然景色风貌必然消失，原有的自然岸线变得趋于平直，曲折率大幅降低，使得高生态功能的自然景观向低生态功能的半自然或人工景观转变，沿岸生物栖息地遭到破坏，生物生境的自然性下降或丧失，生态功能衰退，严重的则造成珍稀物种的消失。兴化湾自20世纪50年代开始围填海，滩涂湿地景观生态人工化和破碎化日趋加剧，导致生物多样性下降，生态服务功能严重衰退；马玉等通过对珠江口滨海湿地调查发现受滩涂开发与围填海等的影响，珠江口滨海湿地围垦严重，使得天然湿地面积减少，湿地生产力不断下降，湿地环境状况不断恶化。
14渔业资源受损滨海滩涂潮间带、河海交界、沿岸海域是主要经济鱼类、虾蟹和贝类的产卵场或栖息地，围填海工程建设导致滩涂面积大幅减小，海岸带的自然生态平衡和鱼类洄游规律被打破，海洋渔业生物因生境遭到破坏而无法生存，尤其是各种水生生物的幼卵会被覆盖掩埋，使得渔业生物资源大幅减少甚至灭绝。舟山群岛作为我国四大渔场之一，近年来受大面积围填海影响，渔业资源锐减；被称为“中华蚬库”的大连庄河市蛤蜊岛附近海域生物资源亦因连岛大堤的修建，生态系统被破坏而彻底消失。
15海水质量下降海湾内围填海工程导致纳潮量减小，使得湾内水体交换能力变差，降低了海湾的环境容量，削弱了海水的自净能力，从而也引起水环境质量下降。胶州湾海域因受围填海养殖的影响，富营养化指数在20世纪60年代为0．03，本世纪初已上升至2，赤潮发生频率也日渐增多。根据海洋环境调查结果，泉州湾海域无机氮、活性磷酸盐含量近10几年来亦有大幅增加，富营养化问题依然严重。此外，围填海工程在建设期间涉及修建围堤、取沙、海上吹填、陆域推填等工艺，施工过程中泥沙、油污等或多或少的将进入海洋，影响到海洋环境。项目建成投产运营后，产生的生产生活污水、废弃物又将是海洋污染的一个来源。
2海洋生态环境保护建议
围填海使沿海地市的海洋经济得到了快速发展，以较低成本快速地取得了显著的经济增长，不过随着城市化、工业化的螺旋式发展，上述问题又逐渐转变成制约海洋经济继续向前的“瓶颈”，这就需要采取多种手段、措施来推进海洋产业结构的调整、转型和升级，强化海洋生态环境管理，保护海洋生态环境。
21切实优化用海项目产业布局要实现海洋产业的可持续发展，必须要确保海洋环境的可持续利用，也就是说要协调海洋产业的发展和海洋环境的保护，从优化结构、保证重点、合理用海、长远发展的角度来建立海洋产业布局，提高各级政府对围填海工程建设规划的宏观调控水平，摒弃高能耗、高污染的项目，防止粗放型用海造成的过度开发利用，对规模性用海项目在运营后的排污处理、防洪防涝做统一考虑和规划，做到合理选址、达标排放，降低用海项目叠加和累积带来的环境污染和环境容量压力增大。
22开展用海项目不可行性论证评估虽然围填海项目在申请用海之前都要进行可行性论证和环境评估等工作，但在地方社会经济发展的巨大政治经济利益面前，行政力量干预、经济利益交换甚至申报虚假项目等情况并不少见，更遑论在项目立项后改变用途，项目运营后造成环境污染等。因此，有必要针对某类大规模围填海项目开展不可行性论证，深入研究项目用海对海洋生态环境存在的风险，论证评估其可能造成的不良后果和环境代价，以供海洋行政主管单位综合考量决定。
23加强海洋环境动态监视监测和监管围填海项目建设涉及海洋生态、海岸地貌、水文动力等多学科多专业方面的工作，且在项目运营后带来的风险尚不可测，为保证其不会对海洋环境形成污染和影响，对某些重特大型围填海项目，从建设之初就要实施动态监视监测和监管，对于变更用途的进行严肃查处；对于施工或运营后对海洋环境的不利影响的，及时纠正甚至关停整改，同时通过在项目周边布设固定的监测站点，定期进行生态环境调查，长期跟踪生态环境的变化情况。
24建立区域海洋生态预警机制在某些典型的、脆弱的海洋生态系统海域可开展敏感指示生物研究，加强对环境质量出现明显变化时的监控，建立区域性海洋生态预警机制，当出现恶劣影响或污染时，能及时地、有组织地开展应急监测并对监测结果进行分析和评估，评估结果能及时提供给海洋行政主管部门或地方政府决策者，为其预防和处理突发事件提供依据，同时能及时通告社会民众，降低或减少突发事件带来的负面影响，避免对海洋生态环境的“涸泽而渔”。
25加强海洋生态文明示范区的建设迄今为止，我国已经建立各类海洋保护区210多处，面积大约3．3万km2，占海域面积的1．1％，海洋保护区网络已初步建立，下一步要深入开展海洋生态文明示范区建设，在示范区内加强珍稀物种的保护性研究，加强对海域环境容量的研究、加强对生态保护和修复技术的研究，探索海洋生态文明建设模式，制定完善生态文明建设的目标、指标体系和考核评估办法［19］，提高对海洋生态文明的认识和科研水平，并将技术成果转化为生产力，为保护海洋生态环境提供坚实的技术支撑和进步源泉。
26加强海洋生态文明建设的法制保障海洋生态文明是提高海洋资源开发能力、保护海洋生态环境、促进海洋经济可持续发展的需求或者说是基石，并不是作为政府或者管理者的政绩口号而存在，必须建立和完善相应的法律法规来保障海洋生态文明的建设、发展和不断改进，用现代的海洋经济理念和法律制度来管理海洋、开发海洋、保护海洋。通过海域使用金、海洋生态税的规范缴交和使用，为海域开发利用的科学推进和海域使用管理技术研究提供资金保障，促进海洋环境保护意识的提高，通过加强海洋执法的联动性、交互性，消除行业执法的孤立性，推动和扩展海洋环境保护的范围，通过建立公众参与用海监督的模式或渠道，增强公众参与海洋管理的意识，用广泛的群众路线来积极推进海洋经济发展和生态文明建设。
3结束语
