海洋經(jīng)濟發(fā)展預(yù)測范文

時間:2023-08-28 17:04:50

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海洋經(jīng)濟發(fā)展預(yù)測

篇1

 

1.我國海洋環(huán)境監(jiān)測概況

 

1.1業(yè)務(wù)體系不斷完善

 

我國海洋環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)體系建設(shè)在經(jīng)歷了準備時期、起步時期、發(fā)展時期和提高時期四個階段后,進入了目前的國家與地方共同發(fā)展時期。l999年國家海洋局召開的海洋環(huán)境監(jiān)測工作會議提出了一個落實,二個突破,三個加強和四個提高的要求,標志著全國海洋環(huán)境監(jiān)測工作進入了一個新的快速且健康發(fā)展時期。目前,全國省級海洋環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)機構(gòu)已經(jīng)基本建立,并且開始陸續(xù)工作,市地級海洋環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)機構(gòu)也在建設(shè)之中。與此同時,在國家計委批準的中國海洋環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)項目的帶動下,國家海洋局原有的監(jiān)測業(yè)務(wù)機構(gòu)的能力水平有了大幅度的提高,初步形成了四級監(jiān)測業(yè)務(wù)體系。所以,中央和地方海洋環(huán)境監(jiān)測機構(gòu)的合理分工與密切的合作,在很大程度上滿足了各級政府與各級海洋行政管理部門的需求。完善合理的海洋環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的雛形已經(jīng)初步形成。

 

1.2海洋環(huán)境監(jiān)測管理法規(guī)、制度開始建立

 

中華人民共和國海洋環(huán)境保護法明確規(guī)定由國家海洋行政主管部門負責組織海洋環(huán)境的調(diào)查、監(jiān)測、監(jiān)視,開展科學(xué)研究。國家海洋局組織制定了海洋環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證管理制度、海洋環(huán)境監(jiān)測報告制度、海洋環(huán)境監(jiān)測資料審核評價制度、海洋環(huán)境監(jiān)測資料、資料、信息管理制度等一系列海洋環(huán)境監(jiān)測管理的規(guī)章制度,經(jīng)過幾年來在國家海洋局系統(tǒng)內(nèi)的試行,取得了較好的效果,初步形成了海洋環(huán)境監(jiān)測管理法規(guī)、制度體系。

 

1.3業(yè)務(wù)管理不斷深化,監(jiān)測質(zhì)量與技術(shù)水平不斷提高

 

在多年的工作實踐中,海洋環(huán)境監(jiān)測計劃方案逐步科學(xué)化、系列化,監(jiān)測業(yè)務(wù)活動逐步規(guī)范化、統(tǒng)一化,監(jiān)測資料信息管理逐步標準化、程序化,監(jiān)測網(wǎng)路管理逐步制度化、系統(tǒng)化,我國的海洋環(huán)境監(jiān)測業(yè)務(wù)管理已經(jīng)步入正規(guī)。特別是國家海洋局成立了海洋環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證管理小組,各分局也相應(yīng)成立了本單位的質(zhì)管小組,標志著我國海洋環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證與控制體系已經(jīng)初步形成。多年以來,海洋環(huán)境監(jiān)測質(zhì)量保證與控制體系一直得以有效運作,組織實施了從現(xiàn)場調(diào)查、站位布設(shè)、樣品采集、運送保存到實驗室分析、資料處理、綜合評價等海洋環(huán)境監(jiān)測全過程的質(zhì)量控制,組織完成了國家海洋局4個監(jiān)測中心人員考核上崗、國家級實驗室計量認證、標準物質(zhì)研制、實驗室互校、海洋監(jiān)測質(zhì)量保證手冊的編制等工作,對于確保我國海洋環(huán)境監(jiān)測資料資料的精密性、準確性、完整性、代表性和可比性、為海洋經(jīng)濟建設(shè)與海洋環(huán)境管理提供準確可靠的資料資料發(fā)揮了重要作用。

 

1.4監(jiān)測領(lǐng)域不斷拓展,監(jiān)測內(nèi)容逐漸豐富

 

目前,我國海洋環(huán)境監(jiān)測的覆蓋海區(qū)已近300萬km2,包括濱海區(qū)、近岸海域、近海海域和遠海海域。為沿海城市海洋傾廢區(qū)的選劃與管理,大中型港口疏浚物海上傾倒區(qū)選劃,沿海電廠海上傾倒區(qū)選劃及海洋自然保護區(qū)的規(guī)劃等海洋環(huán)境管理方面,提供了大量的基礎(chǔ)資料和科學(xué)依據(jù)。同時,海洋環(huán)境監(jiān)測所獲得的大量資料、資料,在沿海經(jīng)濟建設(shè)和海洋開發(fā)利用中發(fā)揮了重要作用。

 

近幾年來,海洋環(huán)境監(jiān)測工作獲得了重大發(fā)展。在大幅度調(diào)整充實趨勢性監(jiān)測站位,不一斷完善包括水質(zhì)質(zhì)量監(jiān)測、沉積物質(zhì)量監(jiān)測、生物質(zhì)量監(jiān)測、放射性監(jiān)測、大氣監(jiān)測等監(jiān)測介質(zhì)在內(nèi)的全海域海洋環(huán)境質(zhì)量趨勢性監(jiān)測工作的基礎(chǔ)上,全面開展了陸源排污監(jiān)督監(jiān)測、江河入海污染物總量及河口區(qū)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測、海洋工程跟蹤監(jiān)測等監(jiān)督性監(jiān)測,增養(yǎng)殖區(qū)監(jiān)測、海水浴場監(jiān)測、海洋自然保護區(qū)監(jiān)測、傾倒區(qū)監(jiān)測等海洋功能區(qū)監(jiān)測,海洋生態(tài)監(jiān)測,海洋污染事故應(yīng)急監(jiān)測等不同目標、不同服務(wù)物件、不同層次的全方位的海洋環(huán)境監(jiān)測工作,極大地豐富了海洋環(huán)境監(jiān)測的工作領(lǐng)域與工作內(nèi)容。

 

2.我國海洋環(huán)境監(jiān)測所面臨的新形勢

 

2.1海洋環(huán)境面臨的壓力與日俱增

 

當前,我國海洋環(huán)境的總體狀況主要表現(xiàn)為沿岸海區(qū)環(huán)境質(zhì)量逐年退化,近海污染范圍持續(xù)擴大,營養(yǎng)鹽和有機污染呈快速上升趨勢,突發(fā)性污損事件頻率加大,海洋生態(tài)破壞加劇。究其原因,海洋環(huán)境的壓力來自于以下幾個方面:我國尤其是沿海地區(qū)近年來的經(jīng)濟發(fā)展迅速,排放到海洋的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活污染物逐年增多,通過不同途徑入海的各類污染物質(zhì)已達1500萬t/a:海洋經(jīng)濟的迅猛發(fā)展所帶來的自身污染:圍海造地、灘涂開墾、海洋工程等其他人類活動對海洋生態(tài)的破壞等。十五和2010年前后將是我國經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵時期,沿海地區(qū)經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展,人口繼續(xù)增長,生活質(zhì)量提高,城市化進程加快,海洋開發(fā)全面展開,新的經(jīng)濟熱點不斷涌現(xiàn),我國海洋環(huán)境正面臨比以往任何時期更大的壓力。

 

2.2國家環(huán)境保護目標的實現(xiàn)對海洋環(huán)境監(jiān)測提出了更高的要求

 

國民經(jīng)濟和社會發(fā)展,九五計劃和2010年遠景目標綱要中明確提出力爭使環(huán)境污染和生態(tài)破壞加劇的趨勢得到基本控制,部分城市和地區(qū)環(huán)境質(zhì)量有所改善,國家環(huán)境保護九五計劃和2010年遠景目標也要求基本控制近岸海域污染和生態(tài)破壞的發(fā)展趨勢,使部分污染嚴重的重點河口、海灣、港區(qū)環(huán)境質(zhì)量有所改善。為實現(xiàn)這一目標,不僅必須不斷加強海洋環(huán)境保護和執(zhí)法管理的力度,而且有必要在一些嚴重污染海域?qū)嵤┉h(huán)境整治工程,海洋環(huán)境監(jiān)測的任務(wù)將更加艱巨。

 

2.3海洋環(huán)境監(jiān)督管理的深化賦予了海洋環(huán)境監(jiān)測新的任務(wù)

 

新修訂的海洋環(huán)境保護法增加了海洋生態(tài)保護一章,隨著對海洋環(huán)境的監(jiān)督管理由以往單一的污染防治向?qū)Q笊鷳B(tài)的監(jiān)督管理的深化,開展非污染要素對海洋環(huán)境影響監(jiān)測、開展海洋生態(tài)監(jiān)測等一些新的任務(wù)已經(jīng)成為當前海洋環(huán)境監(jiān)測工作亟待解決的重要課題。

 

2.4海洋經(jīng)濟建設(shè)對海洋環(huán)境監(jiān)測的需求日趨加大

 

為貫徹開發(fā)與保護并舉的國家環(huán)境保護基本政策,海洋漁業(yè)、海鹽業(yè)、海洋制造業(yè)、海洋油氣業(yè)、海濱砂礦業(yè)、海洋運輸業(yè)、濱海旅游業(yè)、海洋服務(wù)業(yè)等各項海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,無論是在項目可行性研究論證與環(huán)境影響評價階段、項目建設(shè)階段還是在后評估階段、項目運營階段,都需要海洋環(huán)境監(jiān)測為其提供強有力的環(huán)境技術(shù)服務(wù)。有些海洋產(chǎn)業(yè)如海水增養(yǎng)殖業(yè)甚至其生產(chǎn)過程自身都離不開海洋環(huán)境監(jiān)測所提供的海洋環(huán)境資料資料。

 

2.5海洋環(huán)境監(jiān)測工作必須為公眾服務(wù)

 

隨著社會經(jīng)濟文化事業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高,社會公眾的環(huán)境意識空前提高,人們對生產(chǎn)、生活、休閑娛樂空間的環(huán)境質(zhì)量日趨關(guān)注。為人民群眾的身心健康和活動安全提供環(huán)境信息服務(wù)、滿足人民群眾的環(huán)境信息知情權(quán),已經(jīng)成為各級監(jiān)測業(yè)務(wù)機構(gòu)的一項重要任務(wù)。因此,要求海洋環(huán)境監(jiān)測工作必須走出政府的小圈子,走向社會大舞臺。

 

2.6為維護國家海洋權(quán)益,要求盡快將監(jiān)測拓展到全部管轄海域

 

海洋的全球流動性和國際社會對中國海洋環(huán)境問題的關(guān)注,使我國的海洋環(huán)境監(jiān)測工作面臨嚴峻挑戰(zhàn)。一些國家將海洋污染問題的關(guān)注點放在中國,特別是我國周邊的一些國家。科學(xué)的監(jiān)測和評價結(jié)果將保障我國在復(fù)雜的國際政治和環(huán)境外交中處于有利位置。

 

3.海洋環(huán)境監(jiān)測對海洋經(jīng)濟發(fā)展的影響

 

3.1海洋環(huán)境監(jiān)測是監(jiān)督管理海洋環(huán)境的重要手段,是海洋經(jīng)濟發(fā)展的重要前提。通過監(jiān)測,一方面可以對海水的污染度進行有效的控制,為海洋經(jīng)濟的發(fā)展打下良好的基礎(chǔ),比如對海域中污染物的種類數(shù)量和濃度,污染物在海洋環(huán)境中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律進行掌握,提出防治污染的技術(shù)和措施予以及時的控制和治理,為海洋養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造良好的水土環(huán)境。

 

另一方面利用檢測所獲得的資料和資料,對沿海的經(jīng)濟建設(shè)和開發(fā)起到了非常重要的作用。濰坊市三北開發(fā)規(guī)劃的制定,南海鶯歌海油氣開發(fā),廣東大亞灣核電站建設(shè),遼河灘海油氣勘探開發(fā)工程建設(shè),香港策略性污水排放工程環(huán)境評價等都不同程度地使用了海洋環(huán)境監(jiān)測獲得的信息資料。這些信息資料在沿海省市海洋功能區(qū)劃、海洋開發(fā)規(guī)劃以及灘涂開發(fā)、水產(chǎn)養(yǎng)殖、防災(zāi)減災(zāi)、海上溢油事故索賠等方面也得到大量應(yīng)用,對海洋經(jīng)濟的發(fā)展影響深遠。

 

總之,雖然我國的海洋檢測系統(tǒng)有了很大的發(fā)展,但是隨著科技的進步,其中的不足也逐漸的顯露出來,所以要求我們在實際的工作中對海洋環(huán)境檢測的工作要不斷的繼續(xù),并且不斷的提高檢測的水平。同時海洋環(huán)境檢測對海洋經(jīng)濟發(fā)展的意義也是重大的,只有擁有了良好的海洋環(huán)境,海洋經(jīng)濟才有發(fā)展可談,所以海洋環(huán)境檢測勢在必行。

篇2

關(guān)鍵詞:河北??;海洋經(jīng)濟;預(yù)測

中圖分類號:F061.5 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2008)04-0125-03

1 引言

研究表明,海洋經(jīng)濟與陸地經(jīng)濟相互依存,互動發(fā)展,共同推動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。一方面,區(qū)域經(jīng)濟為海洋經(jīng)濟提供資源、勞動力、技術(shù)、資金、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和環(huán)境等發(fā)展要素的支撐;另一方面,海洋經(jīng)濟以其巨大的乘數(shù)效應(yīng),沿海產(chǎn)業(yè)集群的聚集效應(yīng),沿海工業(yè)園區(qū)循環(huán)經(jīng)濟的示范效應(yīng),從而優(yōu)化區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局,促進區(qū)域經(jīng)濟一體化,極大地帶動區(qū)域經(jīng)濟快速發(fā)展。

河北省是我國沿海省份之一,是首都北京和環(huán)渤海經(jīng)濟區(qū)的門戶,擁有豐富的海洋資源,為發(fā)展海洋經(jīng)濟提供了重要的資源條件。然而,河北省經(jīng)濟發(fā)展水平卻處于我國沿海地帶的“經(jīng)濟低谷”地段,究其原因,其中重要一點就是沒能充分發(fā)揮沿海省份的優(yōu)勢,海洋經(jīng)濟發(fā)展落后,對全省經(jīng)濟發(fā)展缺乏帶動力。因此,對河北省海洋經(jīng)濟對全省的帶動力進行定量分析與預(yù)測,有助于河北省對自身合理定位,尋找差距,解放思想,增強沿海大省意識,對于大力發(fā)展海洋經(jīng)濟,增強沿海地區(qū)經(jīng)濟實力,早日實現(xiàn)“沿海經(jīng)濟社會發(fā)展強省”的宏偉目標具有重要意義。

2 河北省海洋經(jīng)濟與全省經(jīng)濟相關(guān)性分析

2.1 河北省經(jīng)濟發(fā)展水平

由表1分析可以看出,2005年河北省GDP為10 116.6億元,居全國第6位,但是,人均GDP只有14 814元,在全國排在第11位,在11個沿海省份中僅高于廣西和海南,排在倒數(shù)第三位,在環(huán)渤海各沿海省份中排在倒數(shù)第一,僅相當于天津市人均GDP的40%。由以上分析可以看出,河北省經(jīng)濟發(fā)展狀況在全國的地位是東部的區(qū)位、中部的水平。

2.2 河北省海洋經(jīng)濟發(fā)展水平

由表1所示,2005年沿海各省市主要海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值數(shù)據(jù)可以看出, 2005年河北省主要海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值只有366億元,僅高于廣西和海南,居倒數(shù)第三位。這說明河北省經(jīng)濟很大程度上還局限于陸域經(jīng)濟,海洋資源尚未得有效利用,海洋經(jīng)濟規(guī)模偏小,效益水平明顯偏低。

2.3河北省海洋經(jīng)濟與全省經(jīng)濟相關(guān)度分析

由表1可以看出,2005年河北省人均GDP只有14 814元,在沿海11個省區(qū)相比,只高于廣西和海南,居倒數(shù)第三位。而2005年河北省主要海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值只有366億元,也僅高于廣西和海南,居倒數(shù)第三位。這說明海洋經(jīng)濟對區(qū)域經(jīng)濟具有一定帶動作用。河北省海洋經(jīng)濟與全省經(jīng)濟的相關(guān)度,我們用1995―2005年河北省海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值和全省GDP的歷史數(shù)據(jù)進行定量分析。

根據(jù)表2中的歷史數(shù)據(jù),運用SPSS軟件進行相關(guān)分析可知:海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值與全省GDP間的相關(guān)系數(shù)為0.981,二者在顯著水平a=0.01水平下顯著相關(guān)。這說明海洋經(jīng)濟與全省經(jīng)濟發(fā)展水平密切相關(guān),河北省在沿海省份中發(fā)展相對落后,與海洋經(jīng)濟不發(fā)達、帶動力弱有一定關(guān)系。

3 海洋經(jīng)濟對全省社會經(jīng)濟影響預(yù)測

3.1 河北省海洋經(jīng)濟預(yù)測

3.1.1 預(yù)測方法及模型

根據(jù)對趨勢分析法、回歸分析法、指數(shù)平滑法等常用統(tǒng)計分析方法的優(yōu)缺點、適用范圍的比較,決定采用趨勢分析法對河北省海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值進行預(yù)測。以表2中海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值數(shù)據(jù)為因變量Y,以產(chǎn)值數(shù)據(jù)的時間序號為自變量t,使用SPSS軟件進行趨勢擬合(其中多項式趨勢模型取二次,對數(shù)擬和模型以對應(yīng)年分為自變量)。根據(jù)擬合分析結(jié)果,比較各預(yù)測模型可以看出,二項式預(yù)測模型的復(fù)可決系數(shù)最大,為0.982,說明該模型對海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值和時間序列自變量的擬合程度最佳,故決定選擇二項式預(yù)測模型對海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值進行趨勢預(yù)測。

建立模型Yt=96.808-34.807t+5.094t2

根據(jù)此模型對海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值進行擬合,并對擬和值與實際值進行相關(guān)分析,可以看出,擬合值與實際值的相關(guān)系數(shù)為0.996,最大殘差為-26.83525。二者在顯著水平a=0.001下顯著相關(guān),擬合很好。

3.1.2海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值預(yù)測

利用該模型對河北省海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值進行擬合預(yù)測,得到2007―2015年預(yù)測值,如表3。

3.2河北省海洋經(jīng)濟影響預(yù)測

由于海洋產(chǎn)業(yè)之間以及海洋產(chǎn)業(yè)與其他產(chǎn)業(yè)之間復(fù)雜的關(guān)聯(lián)性,海洋經(jīng)濟對區(qū)域社會經(jīng)濟影響是一個非常復(fù)雜的問題,這里只從對地區(qū)生產(chǎn)總值和增加就業(yè)兩個方面的影響加以探討。

3.2.1根據(jù)海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值進行測算

由前面分析可知,海洋產(chǎn)業(yè)與全省經(jīng)濟密切相關(guān),因此,對海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值和全省GDP的歷史數(shù)據(jù)進行回歸分析,建立數(shù)學(xué)模型,進而進行全省GDP的預(yù)測。

首先,以各年份的海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值x為自變量,全省GDP產(chǎn)值y為因變量進行回歸分析,通過對各函數(shù)模型進行分析比較,可以看出二者之間存在著顯著的線性相關(guān),從而建立預(yù)測模型:Y=3815.226+18.626x。預(yù)測值與實際值相關(guān)系數(shù)為0.997,二者在顯著水平a=0.01下顯著相關(guān),擬合很好。將表3中的海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值預(yù)測值代入公式,得到全省GDP的預(yù)測值(見表5)。

由歷年海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值和海洋產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)的數(shù)據(jù)分析可知,二者之間并無明顯的線性相關(guān)關(guān)系,這受生產(chǎn)效率和工資水平等多種因素的影響,因此依據(jù)最近年份2004年的海洋產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值和從業(yè)人數(shù)的比率進行海洋產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)的預(yù)測。由數(shù)據(jù)可知,2004年,每萬元海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值可提供0.131個就業(yè)崗位,由此測算出各年份海洋產(chǎn)業(yè)從業(yè)人數(shù)(見表5)。

3.2.2根據(jù)港口吞吐量進行預(yù)測

河北省海洋經(jīng)濟的主要模式是“港口+臨港產(chǎn)業(yè)”,港口經(jīng)濟是海洋經(jīng)濟的核心內(nèi)容。港口吞吐量與港口的各項經(jīng)濟活動都有直接或間接的聯(lián)系。因此,為了研究方便,以港口年吞吐量對地區(qū)生產(chǎn)總值和就業(yè)的影響來說明港口經(jīng)濟的影響。這里以全省港口吞吐量和沿海地區(qū)生產(chǎn)總值的歷史數(shù)據(jù)為根據(jù)建立回歸模型,來預(yù)測全省港口吞吐量對全省沿海地區(qū)的經(jīng)濟影響。

港口吞吐量與港口建設(shè)項目完成情況密切相關(guān),由于曹妃甸工程的建設(shè),河北省“十一五”時期是港口吞吐量的巨變期,不能用趨勢外推的方法得到各年港口吞吐量的預(yù)測值,只能根據(jù)港口建設(shè)項目規(guī)劃進行階段性的預(yù)測。根據(jù)“十一五”規(guī)劃水運項目,到2010年,全省沿海港口泊位將達到113個,吞吐能力56 964萬噸,將其代入公式,可得到2010年河北省沿海秦唐滄地區(qū)生產(chǎn)總值為16 831.27億元。

不同地區(qū)港口吞吐量對就業(yè)的貢獻率不同,考慮到經(jīng)濟發(fā)展水平和工資水平和發(fā)展環(huán)境等因素因素的相似性,這里根據(jù)河北省的近鄰港口天津港港口吞吐量對地區(qū)就業(yè)貢獻率(每萬噸吞吐量對地區(qū)就業(yè)的貢獻為26人)進行計算,河北省到2010年比2005年港口吞吐量增加29 622.6萬噸,可增加就業(yè)77.02萬人。

4 結(jié)論

篇3

關(guān)鍵詞:水產(chǎn)品 價格指數(shù) 預(yù)測

一、序言

舟山發(fā)展海洋經(jīng)濟區(qū)位優(yōu)勢顯著,地理位置得天獨厚,是浙江海洋經(jīng)濟發(fā)展的先導(dǎo)區(qū),也是長江三角洲海洋經(jīng)濟發(fā)展的重要增長極。2011年國務(wù)院正式批準設(shè)立浙江舟山群島新區(qū),是首個以海洋經(jīng)濟為主題的國家戰(zhàn)略層面新區(qū),也是我國最大的海洋水產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、銷售基地。海洋水產(chǎn)業(yè)作為舟山傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)對舟山經(jīng)濟和社會全面發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義 [1]。研究舟山水產(chǎn)品價格指數(shù)變化趨勢對全國水產(chǎn)業(yè)將起到很重要的引導(dǎo)作用。

水產(chǎn)品價格指數(shù)是居民消費價格指數(shù)下的一個子類,其反映了消費者在購買水產(chǎn)品項目費用價格變動趨勢和程度的相對數(shù)。對舟山水產(chǎn)品價格指數(shù)進行合理的預(yù)測,不僅可以為舟山水產(chǎn)相關(guān)企業(yè)贏得利益最大化,還可以為政府制定相應(yīng)政策提供科學(xué)的依據(jù),將有效地促進水產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康穩(wěn)定的發(fā)展。

時間序列預(yù)測是一種最基本、最常用的預(yù)測方法。在如今大數(shù)據(jù)時代,時間序列預(yù)測方法尤其顯得重要,它既可以反映社會經(jīng)濟的發(fā)展變化過程、描述現(xiàn)象的發(fā)展狀態(tài)和結(jié)果;又可以研究社會經(jīng)濟現(xiàn)象的發(fā)展趨勢和發(fā)展速度等。通過多種時間序列預(yù)測法(移動平均法、加權(quán)移動平均法、二次移動平均法以及指數(shù)平滑法)分別對舟山水產(chǎn)品價格指數(shù)進行預(yù)測,并通過預(yù)測精度對各個方法的不同結(jié)果進行精確度的比較,最后確定最適合的方法并用其對舟山水產(chǎn)品價格指數(shù)作最后的預(yù)測。

二、基于時間序列的水產(chǎn)品價格指數(shù)預(yù)測

根據(jù)中國?舟山水產(chǎn)城指數(shù)網(wǎng)[2]上所提供的水產(chǎn)品價格指數(shù),作為原始數(shù)據(jù),然后分別用不同的方法對其進行預(yù)測分析,最后對各種方法下的預(yù)測精度進行比較,以此獲得最佳方法。2012年10月至2014年6月的舟山水產(chǎn)品價格指數(shù)如表1。

(一)移動平均法

移動平均法[3]是用一組最近的實際數(shù)據(jù)值來預(yù)測未來的一種常用方法,適用于近期預(yù)測。當產(chǎn)品需求處于平緩狀態(tài),且不存在季節(jié)性因素時,移動平均法能有效地消除預(yù)測中的隨機波動。移動平均法的基本原理,是通過移動平均消除時間序列中的不規(guī)則變動和其他變動,從而揭示出時間序列的長期趨勢。

簡單移動平均的各元素的權(quán)重都相等。計算公式如下:

Ft=(At-1+At-2+At-3+…+At-n)/n,式中,F(xiàn)t--對下一期的預(yù)測值;n--移動平均的時期個數(shù);At-1--前期實際值;At-2,At-3和At-n分別表示前兩期、前三期直至前n期的實際值。

預(yù)測精度是指預(yù)測值對實際值偏差的大小,其兩個指標分別為:平均絕對值偏差(Mean Absolute Deviation, MAD),它是指實際值與預(yù)測值的偏差的絕對值總和的均值;均方誤差(Mean Squared Error, MSE),是用來評價數(shù)據(jù)的變化程度,可以較直觀的衡量平均誤差,使用移動平均法預(yù)測的結(jié)果見表2。

(二)加權(quán)移動平均法

加權(quán)移動平均[4]給固定跨越期限內(nèi)的每個變量值以不相等的權(quán)重。其原理是:歷史各期產(chǎn)品需求的數(shù)據(jù)信息對預(yù)測未來期內(nèi)的需求量的作用是不一樣的。除了以n為周期的周期性變化外,遠離目標期的變量值的影響力相對較低,故應(yīng)給予較低的權(quán)重。

加權(quán)移動平均法的計算公式如下:

Ft=w1At-1+w2At-2+w3At-3+…+wnAt-n,式中,w1--第t-1期實際銷售額的權(quán)重;w2--第t-2期實際銷售額的權(quán)重;wn--第t-n期實際銷售額的權(quán)重;n--預(yù)測的時期數(shù);w1+ w2+…+ wn=1。

在運用加權(quán)平均法時,權(quán)重的選擇是一個應(yīng)該注意的問題。經(jīng)驗法和試算法是選擇權(quán)重的最簡單的方法。一般而言,最近期的數(shù)據(jù)最能預(yù)示未來的情況,因而權(quán)重應(yīng)大些。例如,根據(jù)前一個月的利潤和生產(chǎn)能力比起根據(jù)前幾個月能更好地估測下個月的利潤和生產(chǎn)能力。但是,如果數(shù)據(jù)是季節(jié)性的,則權(quán)重相對應(yīng)取季節(jié)性的數(shù)據(jù),使用加權(quán)移動平均法預(yù)測結(jié)果見表3。

(三)二次移動平均法

二次移動平均法[5],是對一次移動平均數(shù)再進行第二次移動平均,再以一次移動平均值和二次移動平均值為基礎(chǔ)建立預(yù)測模型,來計算預(yù)測值的方法。

如上所述,運用一次移動平均法求得的移動平均值,會產(chǎn)生滯后偏差。特別是在時間序列數(shù)據(jù)呈現(xiàn)線性趨勢時,移動平均值總是落后于觀察值數(shù)據(jù)的變化。二次移動平均法,正是為了糾正這一滯后偏差,建立預(yù)測目標的線性時間關(guān)系數(shù)學(xué)模型,來求得預(yù)測值。二次移動平均預(yù)測法解決了預(yù)測值滯后于實際觀察值的矛盾,適用于有明顯趨勢變動的市場現(xiàn)象時間序列的預(yù)測,同時它還保留了一次移動平均法的優(yōu)點。二次移動平均法適用于時間序列呈現(xiàn)線性趨勢變化的預(yù)測,使用二次移動平均法預(yù)測結(jié)果見表4。

(四)指數(shù)平滑法

指數(shù)平滑法[6]是生產(chǎn)預(yù)測中常用的一種方法,也用于中短期經(jīng)濟發(fā)展趨勢預(yù)測。所有預(yù)測方法中,指數(shù)平滑采用的最多。指數(shù)平滑法兼顧了全期平均和移動平均的優(yōu)點,不舍棄過去的數(shù)據(jù),僅提供逐漸減弱的影響程度,即隨著數(shù)據(jù)的偏離,提供逐漸收斂為零的權(quán)數(shù)。

也即指數(shù)平滑法是在移動平均法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種時間序列分析預(yù)測法,它是通過計算指數(shù)平滑值,配合一定的時間序列預(yù)測模型對現(xiàn)象的未來進行預(yù)測。其原理是任一期的指數(shù)平滑值都是本期實際觀察值與前一期指數(shù)平滑值的加權(quán)平均,使用指數(shù)平滑法預(yù)測的結(jié)果見表5。

指數(shù)平滑法的基本公式是:St=a*yt+(1-a)St-1,式中,St--時間t的平滑值;yt--時間

t的實際值;St-1--時間t-1的平滑值;a--平滑常數(shù),其取值范圍為[0,1]。

(五)各種方法精確度比較

綜合比較以上各種方法預(yù)測得到的數(shù)據(jù)詳見表6。

表6表明:移動平均法與加權(quán)移動平均法中,移動期數(shù)為4個月時的精確度要大于期數(shù)為3個月,可得出加權(quán)移動平均法要比移動平均法精確;從二次移動平均法的MAD與MSE值可以看出,這個方法不適用于此預(yù)測。其兩個精度指標值遠遠超過另三種方法,精確度是四個方法中最低的;比較可知指數(shù)平滑法是四種方法中最適合水產(chǎn)品價格指數(shù)預(yù)測的。無論是MAD值抑或MSE值都要低于其他的幾種方法,其精確度是最高的。

三、提高舟山水產(chǎn)品價格穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展的對策

抓住政府致力于發(fā)展海洋經(jīng)濟,建設(shè)舟山國家級海洋綜合開發(fā)試驗區(qū)的有利時機[7],運用有效地策略將舟山群島新區(qū)水產(chǎn)業(yè)打造成全國著名的海洋漁業(yè)產(chǎn)業(yè)集群。依據(jù)中國?舟山國際水產(chǎn)城指數(shù)結(jié)果分析來看,可利用的海洋漁業(yè)資源生產(chǎn)面臨資源危機,捕撈力量過剩的形勢下。為了能保障海洋漁業(yè)產(chǎn)量的穩(wěn)健增長,需要做好以下幾方面的事情。

(一)對捕撈海域繼續(xù)實行宏觀控制,努力發(fā)展遠洋漁業(yè)捕撈促進產(chǎn)量上升,為了彌補水產(chǎn)品資源短缺,努力發(fā)展高效生態(tài)養(yǎng)殖,力推傳統(tǒng)漁業(yè)向現(xiàn)代漁業(yè)轉(zhuǎn)變

應(yīng)重視海洋生物資源的保護,采取伏季休漁、禁漁區(qū),限制或禁止某些漁具作業(yè),以及漁業(yè)許可制度等措施。資源匱乏成了制約水產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的軟肋,支持并鼓勵有較雄厚經(jīng)濟實力的企業(yè)和公司獨立,或者采取合股組建遠洋捕撈隊,注冊漁業(yè)公司。同時,大力推廣生態(tài)循環(huán)型養(yǎng)殖模式,開展深海網(wǎng)箱養(yǎng)殖等形式,努力做到“靠海吃海,養(yǎng)海護?!?,盡快爭取完成向現(xiàn)代漁業(yè)的轉(zhuǎn)變。

(二)改進生產(chǎn)技術(shù),提高組織管理水平,采取集約型增長方式

提高水產(chǎn)品質(zhì)量安全,全程實施質(zhì)量監(jiān)管,積極發(fā)展無公害水產(chǎn)品,積極應(yīng)對國外市場技術(shù)性貿(mào)易壁壘的挑戰(zhàn)。大力發(fā)展名、優(yōu)、特、精水產(chǎn)品,打造成有影響力的海島新區(qū),引導(dǎo)國內(nèi)水產(chǎn)品市場。

(三)充分利用區(qū)域海洋資源,努力開發(fā)新的水產(chǎn)品類,加強養(yǎng)殖模式創(chuàng)新,改善養(yǎng)殖環(huán)境,大力發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)

舟山漁場有相當豐富的水域資源,海域面積達20959.06平方千米,應(yīng)利用好區(qū)域內(nèi)海水養(yǎng)殖生產(chǎn)優(yōu)越的自然條件來拓展養(yǎng)殖產(chǎn)量和種類。應(yīng)加強在養(yǎng)殖規(guī)模、養(yǎng)殖設(shè)施和養(yǎng)殖技術(shù)等方面的創(chuàng)新,大力建設(shè)深水網(wǎng)箱規(guī)?;B(yǎng)殖基地,推廣生態(tài)循環(huán)型養(yǎng)殖模式,治理環(huán)境污染,加強漁業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè),提高漁業(yè)經(jīng)濟效益,不斷增強漁業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻:

[1] 國家海洋局.中國海洋統(tǒng)計年鑒[M].北京:海洋出版社,2010.

[2] 舟山國際水產(chǎn)城.中國?舟山國際水產(chǎn)城指數(shù)網(wǎng),http:// /.

[3] 王振龍.時間序列分析[M].中國統(tǒng)計出版社,2000.

[4] 湯樹光,張楠.時間序列預(yù)測方法簡析[J].北京經(jīng)濟學(xué)院,1982(7).

[5] 田名譽,曹進.時間序列二次移動平均預(yù)測法――公式的推導(dǎo)及應(yīng)用[J].新疆工學(xué)院,1994(4).

篇4

【論文摘要】:改革開放以來,沿海地區(qū)因為便利的水上交通和豐富的海洋資源,使得經(jīng)濟飛速發(fā)展。但在經(jīng)濟發(fā)展的同時,我們也應(yīng)該看到,海洋正在遭受著前所未有的破壞,如何在促進海洋經(jīng)濟發(fā)展的同時,讓海洋的生態(tài)環(huán)境得到應(yīng)有的保護,已成為全世界共同關(guān)心的話題。文章就針對海洋經(jīng)濟和海洋環(huán)境的相互作用,談一談自己的看法。

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(xué)因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運動及演變規(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(xué)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(xué)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(xué)模型;波浪數(shù)學(xué)模型;液流相互作用模型;近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。

在水流數(shù)學(xué)模型研究方面,對于較大范圍的海域,通常可采用深度平均的潮流教學(xué)模型,對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(xué)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(xué)模型可以以N-S方程和通用的k-單流體數(shù)學(xué)模型。也可以基于多流體模型的基本概念,分別對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(xué)模型。

在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面,可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組,以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā),可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學(xué)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(dǎo)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(xué)模型,可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面,對于弱流情形,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(xué)模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場模型,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(xué)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(xué)、生物等作用的源、匯項,可建立一個統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)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(xué)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(xué)模擬無疑是一種十分有效的手段,但不論是何種數(shù)學(xué)模型,其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵,直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學(xué)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。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,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(xué)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(xué)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。 轉(zhuǎn)貼于

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。

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(xué)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(dǎo)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(xué)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

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(xué)、生態(tài)學(xué)、社會經(jīng)濟學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。

隨著沿海大、中型城市經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展,城平建設(shè)中的污水深海排放技術(shù),感潮水域污水多點排放漂移擴散研究,天然海灣、人工湖及人工運河的水質(zhì)交換能力,人工沙灘的保護措施,灘涂圍墾對水域環(huán)境的影響等,都將是需要認真解決的問題。

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關(guān)鍵詞:開發(fā)海洋經(jīng)濟 重大意義 開發(fā)方向 開發(fā)領(lǐng)域

中圖分類號:F205 文獻標識碼:A

文章編號:1004-4914(2011)08-048-02

一、開發(fā)海洋經(jīng)濟的重大現(xiàn)實意義

21世紀是人類挑戰(zhàn)海洋的新世紀。今后10年至50年,海洋將成為國際競爭的主要領(lǐng)域,發(fā)達國家的目光將從太空轉(zhuǎn)向海洋,海洋經(jīng)濟正在成為全球經(jīng)濟新的增長點。

1.海洋是人類生存發(fā)展的資源寶庫。人類社會正在以全新的姿態(tài)向海洋進軍,國際海洋競爭日趨激烈。美國提出:海洋是地球上“最后的開辟疆域”,未來50年要從外層空間轉(zhuǎn)向海洋。加拿大提出:發(fā)展海洋產(chǎn)業(yè),占領(lǐng)國際市場。日本利用科技加速海洋開發(fā)和提高國際競爭力。英國把發(fā)展海洋科學(xué)作為迎接跨世紀的一次革命。澳大利亞在今后10~15年內(nèi)要強化海洋基礎(chǔ)知識普及,加強海洋資源可持續(xù)利用與開發(fā)。國際海洋競爭主要表現(xiàn):發(fā)現(xiàn)、開發(fā)利用海洋新能源;勘探開發(fā)新的海洋礦產(chǎn)資源源;獲取更多的海洋食品;加速海洋新藥物資源的開發(fā)利用;實現(xiàn)安全、便捷的海上航線與運輸方式。

2.世界海洋經(jīng)濟發(fā)展前景看好。目前,全球現(xiàn)代海洋產(chǎn)業(yè)總值達1萬億美元。世界四大海洋支柱產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成,發(fā)展前景看好。一是海洋石油工業(yè)。全球海上石油探明儲量為200億噸以上,天然氣儲量80萬億立方米。100多個國家和地區(qū)從事海上石油勘察與開發(fā),投入開發(fā)的經(jīng)費每年達850億美元。2000年海上石油產(chǎn)量約13億噸,占世界油氣總產(chǎn)量40%,產(chǎn)值約3000億美元。21世紀中葉海洋油氣產(chǎn)量將超過陸地油氣產(chǎn)量。二是濱海旅游業(yè)。據(jù)世界旅游組織統(tǒng)計:濱海旅游業(yè)收入占全球旅游業(yè)總收入的1/2,約為2500億美元,比10年前增加了3倍;1998年全世界40大旅游目的地中有37個是沿海國家或地區(qū);沿海37個國家的旅游總收入達3572.8億美元,占全球旅游總收入的81%。三是現(xiàn)代海洋漁業(yè)。傳統(tǒng)的海洋捕撈業(yè)已發(fā)展為捕、養(yǎng)、加并舉的工業(yè)化漁業(yè)生產(chǎn)。近10年來,全世界海洋漁業(yè)產(chǎn)量每年達8500多萬噸,產(chǎn)值約2000億美元。四是海洋交通運輸業(yè)。全世界較大海港2000多個,國際貨運的90%以上通過海上運輸完成,1998年世界集裝箱港口吞吐量約為1.5億標準箱,海運收入1500億美元。

3.人口趨海移動趨勢加速。目前,60%的世界人口居住在距海岸100公里的地區(qū),有預(yù)測認為,到2020年,世界3/4的人口將居住在沿海地區(qū)。我國東部沿海地區(qū)是我國城市的密集區(qū)。這一地帶占14.2%的國土面積,卻分布有44.74%的城市數(shù)和51.44%的城市人口,是中國城市分布最密集的地帶;東部沿海地帶的特大城市和大城市人口分別占全國的59.81%和47.44%。研究預(yù)測表明,到2020年或21世紀中葉,我國60%的人口將居住在沿海地區(qū)。

未來50年,世界性、大規(guī)模開發(fā)利用海洋將成為國際競爭的主要內(nèi)容。我國已經(jīng)具備了大力發(fā)展海洋經(jīng)濟的條件和基礎(chǔ),爭取10年左右的時間,把我國建成世界級海洋經(jīng)濟大國甚至強國,為中華民族的偉大復(fù)興做出貢獻。

二、開發(fā)海洋濟是經(jīng)濟全球化的內(nèi)在要求

當今世界,經(jīng)濟全球化及地區(qū)經(jīng)濟一體化的趨勢在加速發(fā)展。經(jīng)濟全球化促使商品、資本、知識、信息、技術(shù)、人力資源等經(jīng)濟發(fā)展要素在全球范圍內(nèi)流動、組合和優(yōu)化配置,以至于國家和地區(qū)經(jīng)濟越來越多地被融入全球經(jīng)濟體系中,形成了相互依賴和影響的經(jīng)濟關(guān)系。

1.海洋開發(fā)利用對經(jīng)濟全球化的發(fā)展起到了重要的促進作用。經(jīng)濟全球化是市場經(jīng)濟發(fā)展的必然要求,這種要求必然打破地區(qū)和國別封鎖,真正實現(xiàn)生產(chǎn)要素和資源的全球流動及合理配置。而海洋的開發(fā)利用正是實現(xiàn)這一溝通的橋梁,是對外開放的主要載體。

2.率先發(fā)展起來的國家,依海洋而發(fā)達富有。世界上多數(shù)沿海國家和地區(qū)由于瀕臨海洋而形成優(yōu)越的地理環(huán)境,適合經(jīng)濟社會發(fā)展,使他們率先成為發(fā)達地區(qū)。我國發(fā)展較快和率先富裕起來的城市和地區(qū)集中體現(xiàn)在東南部沿海地區(qū)和14個沿海開放城市。

海洋經(jīng)濟已成為沿海國家經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)。開發(fā)海洋,利用海洋已經(jīng)成為沿海國家的共識。很多沿海國家把發(fā)展海洋經(jīng)濟列入國家發(fā)展戰(zhàn)略之中,出臺了各具特色的海洋開發(fā)計劃,不斷加大對海洋資源的開發(fā)力度,力爭使海洋經(jīng)濟成為國家經(jīng)濟中發(fā)展較快的一個領(lǐng)域,形成經(jīng)濟的增長極。

三、開發(fā)海洋是推動我國經(jīng)濟社會發(fā)展的重大戰(zhàn)略

我國是一個人口眾多,資源相對不足的發(fā)展中國家。開發(fā)利用海洋資源,對我國經(jīng)濟社會具有重大的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義。

1.我國經(jīng)濟持續(xù)快速發(fā)展需要實施海洋開發(fā)。我國經(jīng)濟發(fā)展持續(xù)快速與資源不足的矛盾越來越突出。一方面要節(jié)能降耗,另一方面要尋找新的資源。而我國所管轄的海域具有豐富的油氣資源和礦產(chǎn)資源,加大海洋開發(fā)力度,能極大地解放海洋生產(chǎn)力,促進國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

2.開發(fā)海洋是改善和提高人民生活質(zhì)量的重要途徑。發(fā)展海洋經(jīng)濟,有利于加快海洋地區(qū)的發(fā)展和實現(xiàn)全面建設(shè)小康社會的的步伐,率先實現(xiàn)現(xiàn)代化。我國有5億多人口居住在沿海地區(qū),并呈現(xiàn)逐步增加的趨勢。實現(xiàn)海洋開發(fā)戰(zhàn)略,有助于改善沿海地區(qū)居民生存環(huán)境,提供更多的就業(yè)機會,使人們從發(fā)展海洋經(jīng)濟中長期受益。

3.我國海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值在國民生產(chǎn)總值中成逐年提高的趨勢。1980年我國海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值80億元;1990年我國海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為438億元;1995年我國海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為2460億元;1997年我國海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值為20950億元,占國民生產(chǎn)總值的10%。這說明,我國海洋產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值呈不斷增長的趨勢,在國民生產(chǎn)總值中所占的比重在不斷提高。

4.實施海洋開發(fā)有助于維護國家海洋權(quán)益。海洋開發(fā),不僅僅只是一種開發(fā)能力,它也是提升、保護國家海洋權(quán)益的海上綜合能力的體現(xiàn)。我國是一個陸海兼?zhèn)涞膰?,沒有強大的海洋力量,就無法保證安全的出海通道和海洋國土安全。實施海洋開發(fā),建設(shè)海洋強國,是維護國家安全、實現(xiàn)祖國統(tǒng)一的重要基礎(chǔ)和重要保證。

四、海洋經(jīng)濟的開發(fā)方向和開發(fā)領(lǐng)域

1.海洋新的可開發(fā)資源不斷發(fā)現(xiàn)。近10年來,海洋科技突飛猛進,新的可開發(fā)利用的海洋資源不斷發(fā)現(xiàn),海洋已成為巨量財富源泉,為解決困擾人類生存和可持續(xù)發(fā)展的資源與環(huán)境兩大問題展現(xiàn)了新的曙光。一是以海底天然氣水合物資源、海底多金屬結(jié)核資源為代表的海洋新能源儲量巨大。二是海洋新藥物資源龐大。三是提取和開發(fā)利用深?;蛸Y源前景廣闊。據(jù)統(tǒng)計,深海基因資源的市場潛力年達30億美元。四是海水資源綜合利用前景可觀。隨著海水淡化成本的大幅下降,世界海水淡化市場一直以每年10%的速度增長。標志著全面開發(fā)利用海洋、保護海洋為基本特征的“海洋世紀”的到來。

2.目前海洋經(jīng)濟開發(fā)領(lǐng)域主要是海洋漁業(yè)、海洋交通運輸業(yè)、海洋旅游業(yè)和海洋油氣業(yè)?!熬盼濉币詠?,我國海洋經(jīng)濟一直保持在年均兩位數(shù)的快速增長?!熬盼濉逼陂g海洋產(chǎn)業(yè)增加值增長速度為年均15.7%。其中海洋漁業(yè)經(jīng)濟總量仍高居首位,占總產(chǎn)值的51%,年均增長18%;海洋交通貨物運輸業(yè)穩(wěn)定增長,占海洋經(jīng)濟總量的18%,居第二位;海洋油氣業(yè)異軍突起,占海洋經(jīng)濟總量16%,居第三位,年均增長高達32.3%;海洋旅游業(yè)持續(xù)發(fā)展,占海洋經(jīng)濟總量的15%,居第四位。

3.重視開發(fā)海洋新興產(chǎn)業(yè)。開發(fā)新興海洋產(chǎn)業(yè),是海洋經(jīng)濟的開發(fā)方向。海洋高新技術(shù)培育新興海洋產(chǎn)業(yè)。20世紀60年代以來,與海洋高技術(shù)研究與開發(fā)同步發(fā)展起來的是高投入、高產(chǎn)出、高風險、高科技含量的海洋高技術(shù)產(chǎn)業(yè),海洋高技術(shù)的迅猛發(fā)展引發(fā)帶動了海洋產(chǎn)業(yè)群的擴展壯大。1996年海洋高技術(shù)列入國家高技術(shù)研究開發(fā)“863”計劃。到1998年,我國海洋高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值實現(xiàn)500多億元。目前,我國的海洋高技術(shù)主要包括海洋油氣勘探開發(fā)技術(shù)、海洋生物技術(shù)和海水養(yǎng)殖技術(shù)、海洋監(jiān)測技術(shù)及海洋儀器制造業(yè)、海水淡化技術(shù)和海水直接利用技術(shù)、海洋能源開發(fā)技術(shù)、海洋信息技術(shù)等。

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藍色經(jīng)濟是指以海洋空間為基礎(chǔ),通過各種方式開發(fā)其中資源的生產(chǎn)活動。2011年1月4日,國務(wù)院以國函[2011]1號文件批復(fù)《山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)發(fā)展規(guī)劃》,這是“十二五”開局之年第一個獲批的國家發(fā)展戰(zhàn)略,也是我國第一個以海洋經(jīng)濟為主題的區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略。該規(guī)劃的通過,標志著我國的宏觀經(jīng)濟發(fā)展方向已經(jīng)突破陸域范圍走向海洋,也標志著山東半島藍色經(jīng)濟區(qū)的發(fā)展成為國家整個海洋經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分。

雖然半島經(jīng)濟在過去的幾十年中取得了飛速的發(fā)展,但由于長期粗放型經(jīng)濟發(fā)展方式的影響,山東半島地區(qū)海洋環(huán)境的現(xiàn)狀并不樂觀?,F(xiàn)階段,半島地區(qū)海域每年所承受的污染物已達數(shù)百萬噸,渤海部分海域所接受的污染量甚至超過了其本身自凈化能力的極限。每年因海洋污染造成的經(jīng)濟損失已達數(shù)十億元之巨。因此,作為以海洋為依托的藍色經(jīng)濟,如果不能從根本上解決海洋環(huán)境污染問題,必將嚴重制約藍色經(jīng)濟的健康持續(xù)發(fā)展。

二、山東半島近海污染現(xiàn)狀

山東半島緊靠黃海和渤海,大陸海岸線約為3121km,占全國的1 /6。改革開放以來,隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的高速發(fā)展,近岸工業(yè)區(qū)的大量涌現(xiàn)、海運事業(yè)的繁榮和填海造陸工程的增多使得排入海洋的污染物質(zhì)日趨增多,相關(guān)海域的自凈化能力也大為減弱,近海海域的海洋環(huán)境不斷惡化。

1.陸地污染

山東半島沿海區(qū)域是經(jīng)濟比較發(fā)達的區(qū)域,其工業(yè)化水平雖然比較高,但是有很多高污染、高消耗的工業(yè)。多年來由于人們忽視了對工業(yè)廢水和生活污水的處理,大部分污染、有毒物質(zhì)進入海洋。據(jù)統(tǒng)計,沿海7市、地排放工業(yè)廢水和農(nóng)業(yè)污染物接近10億噸。大量的有毒有害甚至劇毒物質(zhì)被直接排放入海,嚴重污染了近岸海域。渤海灣、萊州灣、山東半島南部近海海域的污染面積越來越大,這些海域的生態(tài)環(huán)境急劇惡化,赤潮、滸苔等各種海生災(zāi)難頻發(fā)。

2.事故性溢油污染

在山東半島沿岸海港眾多,航運發(fā)達。近年來由于海事部門的嚴格管理和相關(guān)部門的通力協(xié)作,已經(jīng)基本上消除了人為的排油,石油入海量主要來自事故溢油。事故性溢油事件具有突發(fā)性、復(fù)雜性等特點,不但會嚴重損害海洋的自然生態(tài)環(huán)境并對污染區(qū)域的漁業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、旅游業(yè)等造成巨大經(jīng)濟損失,而且后續(xù)影響時間比較長。如1984年秋,巴西15萬噸級的“加翠”號油輪在在離青島港時觸礁擱淺,右第三倉漏油, 溢油757噸,污染海岸線長達104公里,1500畝水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)受到污染;2006年3月,山東長島海域發(fā)生重大海上溢油事件,污染了長約200公里,寬約50公里的海域,經(jīng)濟損失約2億元。

3. 圍填海工程帶來的影響

圍填海工程是人類海洋開發(fā)活動中,向海洋拓展生存和生產(chǎn)空間的一種重要手段。近年來,半島地區(qū)為發(fā)展經(jīng)濟或保護陸地資源進行了各種工程建設(shè),使得半島地區(qū)的圍填海工程的數(shù)量和規(guī)模日趨擴大。大規(guī)模的圍填海工程一方面使得海岸線的長度大幅縮減,破壞了海岸的動態(tài)平衡,弱化了海灣的屬性,另一方面破壞了原有的海洋潮流系統(tǒng),使近海水域面積縮小,納水量減少,水交換能力變差,大幅削弱了海水的自凈化能力,加劇了海域污染。

三、加強近海環(huán)境保護的對策

由于海洋污染具有污染源廣,污染持續(xù)性強,擴散范圍大等特點,因此必須要認真研究,做好防治工作,堅持“以防為主,防治結(jié)合,綜合治理”的原則,保護好半島海域的自然環(huán)境,助力藍色經(jīng)濟的發(fā)展。

1.健全規(guī)章制度,加強環(huán)保意識

海洋環(huán)境污染一方面是由于關(guān)于海洋環(huán)境保護的法規(guī)不健全,針對性不強,另一方面是由于人們的法制觀念淡薄,有法不依,執(zhí)法部門執(zhí)法不嚴造成的。針對這種情況應(yīng)加強具有藍色經(jīng)濟區(qū)本地特點的法律法規(guī)的建設(shè),加大對《海洋環(huán)境保護法》的學(xué)習力度和其他海洋法規(guī)的宣傳力度,加強沿海地區(qū)公眾海洋環(huán)境法律、法規(guī)及政策的學(xué)習。提高民眾對海洋環(huán)境保護的認識,利于《海洋環(huán)境保護法》和其他海洋法規(guī)的貫徹和執(zhí)行。

2.減少陸地污染物的排放加強沿海企業(yè)的監(jiān)督

由于陸源污染具有種類多、數(shù)量大等特點,因此要想從根本上改變陸源污染的現(xiàn)狀必須做到以下四點:一是下大力氣調(diào)整沿岸地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)模式,轉(zhuǎn)變現(xiàn)有的經(jīng)濟增長方式,發(fā)展綠色經(jīng)濟。二是采用高新技術(shù)加強對重點工業(yè)和生活污染源的治理,增加工業(yè)廢水和生活污水收集和處理能力,減少入海污染量。三是加強沿海企業(yè)環(huán)境監(jiān)督管理,嚴格按照“誰污染,誰治理”的原則,進行專業(yè)處理和就地處理,禁止工業(yè)污染源中有毒有害物質(zhì)的隨意排放,徹底杜絕未經(jīng)處理的有毒有害廢水直接入海。

3.加強預(yù)警監(jiān)測,完善溢油應(yīng)急計劃

針對事故性溢油特點,應(yīng)從以下兩方面入手。一是加強國際合作與交流,學(xué)習發(fā)達國家先進的經(jīng)驗,充分利用和開發(fā)我國現(xiàn)有技術(shù)力量對海洋油污染實行實時動態(tài)監(jiān)控,建立半島油污染預(yù)防和反應(yīng)系統(tǒng),加快這一區(qū)域海洋污染預(yù)報系統(tǒng)的開發(fā)和使用。二是藍色經(jīng)濟區(qū)內(nèi)的環(huán)保部門和海事部門應(yīng)聯(lián)合成立藍色經(jīng)濟區(qū)重大海上污染事故應(yīng)急指揮部,編制重大海上溢油應(yīng)急計劃,配備相應(yīng)設(shè)施,加強應(yīng)急能力建設(shè),提高海上溢油監(jiān)視監(jiān)測、清除技術(shù)等。4 詳實規(guī)劃,建立跟蹤監(jiān)測和后期評估制度。

圍填海工程涉及多個部門多個行業(yè),是一項綜合性很強的專項系統(tǒng)工程。在進行圍填海工程規(guī)劃前要嚴格按照國家有關(guān)規(guī)定,對生態(tài)、環(huán)境進行分析、預(yù)測和評估,尊重海洋部門和環(huán)境保護部門的意見,對可能產(chǎn)生的影響要提出預(yù)防措施盡可能減輕對海洋環(huán)境影響。對于已經(jīng)開始的圍填海工程,相關(guān)部門要對工程所產(chǎn)生的環(huán)境影響進行跟蹤監(jiān)測,對后期影響進行評估,及時發(fā)現(xiàn)可能危害海洋環(huán)境的問題,并進行糾正。

篇7

關(guān)鍵詞:海洋經(jīng)濟 海洋環(huán)境 環(huán)境保護 海洋災(zāi)害

前言

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(xué)因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運動及演變規(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(xué)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(xué)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(xué)模型;波浪數(shù)學(xué)模型;液流相互作用模型;近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。

在水流數(shù)學(xué)模型研究方面,對于較大范圍的海域,通??刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W(xué)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(xué)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(xué)模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型為基礎(chǔ),針對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(xué)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(xué)模型。

在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面,可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組,以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā),可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學(xué)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(dǎo)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(xué)模型,可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面,對于弱流情形,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(xué)模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場模型,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(xué)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(xué)、生物等作用的源、匯項,可建立一個統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)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(xué)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(xué)模擬無疑是一種十分有效的手段,但不論是何種數(shù)學(xué)模型,其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵,直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學(xué)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(xué)、生態(tài)學(xué)、社會經(jīng)濟學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。

隨著沿海大、中型城市經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展,城平建設(shè)中的污水深海排放技術(shù),感潮水域污水多點排放漂移擴散研究,天然海灣、人工湖及人工運河的水質(zhì)交換能力,人工沙灘的保護措施,灘涂圍墾對水域環(huán)境的影響等,都將是需要認真解決的問題。

鑒于黃河三角洲海岸線不斷依退所帶來的國土面積減少、陸上設(shè)施受到威脅甚至破壞、對黃河三角洲濕地自然條件的毀滅性破壞等一系列問題,也是非常迫切需要研究的課題。此外,長江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸開發(fā)、灘涂圍墾和岸灘保護及整治工程對水域影響所引起的環(huán)境問題及其對策,也切枰?重點研究的課題??BR>以主要經(jīng)濟發(fā)達的河口和海岸帶地區(qū)以及主要海域的經(jīng)濟發(fā)展為背景,建立一個數(shù)字化的區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展模擬系統(tǒng)。與防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)一樣,將環(huán)境工程、水利工程、土木工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合,建立模型,通過多媒體技術(shù),形象化地針對經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃,預(yù)測由于發(fā)展經(jīng)濟帶來的海域環(huán)境水污染的惡化、海洋自然災(zāi)害(臺風、巨浪、風暴潮、地震、冰害、地質(zhì)災(zāi)害)頻發(fā)的情況。人類活動特別是大規(guī)模工程建設(shè)所引起的海洋環(huán)境的變遷和海岸演變,以及它們之間的相互作用,用數(shù)字手段統(tǒng)一地加以處理,建立智能化的決策支持系統(tǒng),以促進國民經(jīng)濟持續(xù)、健康地發(fā)展,將會是決策部門進行宏觀決策和具體規(guī)劃時的一個十分有

效的手段。

三、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(xué)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(xué)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(xué)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。

篇8

關(guān)鍵詞:海洋環(huán)境污染海洋災(zāi)害

海洋工程與海洋環(huán)境相互作用隨著沿海經(jīng)濟的迅猛發(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(xué)因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運動及演變規(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(xué)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(xué)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(xué)模型;波浪數(shù)學(xué)模型;液流相互作用模型;近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。

在水流數(shù)學(xué)模型研究方面,對于較大范圍的海域,通常可采用深度平均的潮流教學(xué)模型,對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(xué)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(xué)模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型為基礎(chǔ),針對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(xué)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(xué)模型。

在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面,可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組,以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā),可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學(xué)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(dǎo)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(xué)模型,可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面,對于弱流情形,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(xué)模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場模型,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(xué)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(xué)、生物等作用的源、匯項,可建立一個統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)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(xué)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(xué)模擬無疑是一種十分有效的手段,但不論是何種數(shù)學(xué)模型,其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵,直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學(xué)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。百事通

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(xué)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(xué)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(xué)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(dǎo)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(xué)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(xué)、生態(tài)學(xué)、社會經(jīng)濟學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。新晨

隨著沿海大、中型城市經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展,城平建設(shè)中的污水深海排放技術(shù),感潮水域污水多點排放漂移擴散研究,天然海灣、人工湖及人工運河的水質(zhì)交換能力,人工沙灘的保護措施,灘涂圍墾對水域環(huán)境的影響等,都將是需要認真解決的問題。

篇9

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(xué)因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運動及演變規(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(xué)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(xué)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(xué)模型;波浪數(shù)學(xué)模型;液流相互作用模型;近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。

在水流數(shù)學(xué)模型研究方面,對于較大范圍的海域,通常可采用深度平均的潮流教學(xué)模型,對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(xué)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(xué)模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型為基礎(chǔ),針對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(xué)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(xué)模型。

在波浪數(shù)學(xué)模型研究方面,可應(yīng)用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組,以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā),可導(dǎo)出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學(xué)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(dǎo)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(xué)模型,可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面,對于弱流情形,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(xué)模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場模型,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(xué)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(xué)、生物等作用的源、匯項,可建立一個統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)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(xué)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(xué)模擬無疑是一種十分有效的手段,但不論是何種數(shù)學(xué)模型,其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵,直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學(xué)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(xué)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(xué)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(xué)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(dǎo)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(xué)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(xué)、生態(tài)學(xué)、社會經(jīng)濟學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。

隨著沿海大、中型城市經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展,城平建設(shè)中的污水深海排放技術(shù),感潮水域污水多點排放漂移擴散研究,天然海灣、人工湖及人工運河的水質(zhì)交換能力,人工沙灘的保護措施,灘涂圍墾對水域環(huán)境的影響等,都將是需要認真解決的問題。

篇10

改革開放后,我國的沿海城市經(jīng)濟得到了飛速的發(fā)展,并推動了中國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展。沿海城市經(jīng)濟發(fā)展的影響作用日益凸顯,而沿海城市經(jīng)濟運行的質(zhì)量也逐漸成為理論界和各級管理部門普遍關(guān)注的焦點。本文從經(jīng)濟運行質(zhì)量的具體特征出發(fā),結(jié)合沿海城市經(jīng)濟發(fā)展的特點,設(shè)計沿海城市經(jīng)濟運行質(zhì)量評價指標體系,包括發(fā)展水平、發(fā)展速度、發(fā)展結(jié)構(gòu)和發(fā)展效率4個一級指標和人均GDP、人均財政收入等13個二級指標。

關(guān)鍵詞:

沿海城市;經(jīng)濟運行質(zhì)量;指標體系;經(jīng)濟發(fā)展

近年來,國務(wù)院發(fā)展研究中心等機構(gòu)一直在做國家層次的經(jīng)濟運行質(zhì)量評價研究,一些省市也在做區(qū)域?qū)哟蔚慕?jīng)濟運行質(zhì)量評價研究,但所用方法和體系不盡相同。而有關(guān)沿海城市的經(jīng)濟運行質(zhì)量的評價至今還沒有系統(tǒng)的研究成果。對國家層次或區(qū)域?qū)哟蔚慕?jīng)濟運行質(zhì)量評價的前提條件是建立一套有效的評價指標體系。因此,研究沿海城市經(jīng)濟運行質(zhì)量評價指標體系具有重要的現(xiàn)實意義。

1經(jīng)濟運行質(zhì)量的涵義

經(jīng)濟運行是指各種經(jīng)濟主體利用各種生產(chǎn)要素進行生產(chǎn)、流通、分配、消費等經(jīng)濟活動的過程。經(jīng)濟運行范疇很廣,小到一個企業(yè)的經(jīng)濟運行,大到一個城市的經(jīng)濟運行、一個地區(qū)的經(jīng)濟運行、一個國家的經(jīng)濟運行、甚至是全球經(jīng)濟運行。經(jīng)濟運行的任何環(huán)節(jié)運行不良都將最終導(dǎo)致整個經(jīng)濟運行出現(xiàn)問題。在分析經(jīng)濟運行時,應(yīng)根據(jù)分析對象也就是這個經(jīng)濟體的特點進行分析,將影響這個系統(tǒng)的眾多因素都考慮在內(nèi),以便深層地分析該經(jīng)濟體的經(jīng)濟運行情況。經(jīng)濟運行質(zhì)量是指在一段時間內(nèi),一個國家或者一個地區(qū)、一個城市、一個企業(yè)經(jīng)濟運行狀況的優(yōu)劣情況。經(jīng)濟運行質(zhì)量的優(yōu)劣主要體現(xiàn)在經(jīng)濟體的經(jīng)濟發(fā)展水平、經(jīng)濟發(fā)展速度、經(jīng)濟發(fā)展結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟發(fā)展效率等方面。經(jīng)濟發(fā)展水平是經(jīng)濟運行質(zhì)量的核心。反映了在一段時間內(nèi)經(jīng)濟體經(jīng)濟運行的主要經(jīng)濟成果。是經(jīng)濟體經(jīng)濟運行質(zhì)量的直接表現(xiàn)。經(jīng)濟發(fā)展效率主要關(guān)注在經(jīng)濟運行過程中投入與產(chǎn)出的關(guān)系。在資源有限的條件下,如何能夠利用最少的資源得到最大的產(chǎn)出,這將是經(jīng)濟體最終走向發(fā)展的有效途徑。

2沿海城市經(jīng)濟發(fā)展的特點

2.1區(qū)位優(yōu)勢突出。從區(qū)位條件看,沿海城市地理位置優(yōu)越,通常是其所處區(qū)域的內(nèi)外貿(mào)易的窗口,也是相鄰城市經(jīng)濟發(fā)展相互連接的樞紐。另外,沿海城市可借助港口優(yōu)勢形成強大的產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng),發(fā)展高新技術(shù)產(chǎn)業(yè),形成電子、冶金、信息、化工等產(chǎn)業(yè)集群。

2.2資源豐富。沿海城市擁有港口、環(huán)境、交通等優(yōu)勢資源。沿海城市公路、鐵路和海路運輸十分便利,具有良好的綜合交通運輸格局,為經(jīng)濟發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。沿海城市具有獨特的自然資源“,依山傍?!钡淖匀伙L光和舒適的氣候條件非常適合發(fā)展旅游業(yè),而旅游業(yè)的發(fā)展又能夠帶動城市的配套服務(wù)行業(yè)的發(fā)展,如食、住等行業(yè)。

2.3港口經(jīng)濟。港口經(jīng)濟基本上覆蓋了沿海城市經(jīng)濟的各個方面。一個港口的成功發(fā)展,將對其所處的沿海城市的社會經(jīng)濟發(fā)展帶來許多直接的和間接的影響,將帶動工業(yè)、倉儲運輸、金融業(yè)、服務(wù)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。港口經(jīng)濟對沿海城市經(jīng)濟的發(fā)展和支撐作用正在日益加強。

2.4海洋經(jīng)濟。海洋是沿海城市的特色和潛在的優(yōu)勢,海洋經(jīng)濟的發(fā)展對沿海城市經(jīng)濟和社會發(fā)展具有十分重要的意義。沿海城市可根據(jù)自身的實際情況,形成完備的海洋產(chǎn)業(yè)體系,包括海洋船舶業(yè)、海洋電力及海水利用業(yè)、海洋水產(chǎn)業(yè)、海洋鹽業(yè)、海洋生物醫(yī)藥業(yè)等。

3沿海城市經(jīng)濟運行質(zhì)量評價指標體系構(gòu)建原則

沿海城市經(jīng)濟運行質(zhì)量判斷應(yīng)該從其經(jīng)濟發(fā)展水平、經(jīng)濟運行速度、經(jīng)濟發(fā)展的協(xié)調(diào)程度和經(jīng)濟發(fā)展效率這四個方面來考慮。遵循指標的全面性、敏感性、科學(xué)性和可操作性等原則。

3.1全面性原則。所構(gòu)建的評價指標體系必須全面地反映沿海城市經(jīng)濟各個方面的運行質(zhì)量。所有能夠影響沿海城市經(jīng)濟運行質(zhì)量的因素,在評價指標體系中都應(yīng)該得到反映。

3.2敏感性原則。所構(gòu)建的評價指標體系必須具有一定的敏感性,即評價指標體系對沿海城市經(jīng)濟運行情況的變化能夠作出及時的、合理的反應(yīng),時滯性小。

3.3科學(xué)性原則。所構(gòu)建的評價指標體系中所涉及的指標數(shù)量適宜;指標間無重復(fù)現(xiàn)象,且指標間相關(guān)性小;指標能實際反映沿海城市經(jīng)濟運行的質(zhì)量。

3.4可操作性原則。所構(gòu)建的評價指標體系具有實際可操作性,一方面評價指標體系的適應(yīng)性強;另一方面,評價指標體系中各個指標的數(shù)據(jù)要易于獲取。

4沿海城市經(jīng)濟運行質(zhì)量評價指標體系的構(gòu)建

從經(jīng)濟運行質(zhì)量的具體特征出發(fā),結(jié)合沿海城市經(jīng)濟發(fā)展的特點,同時遵循沿海城市經(jīng)濟運行質(zhì)量評價指標體系構(gòu)建原則的基礎(chǔ)上,筆者構(gòu)建了沿海城市經(jīng)濟運行質(zhì)量評價指標體系,包括發(fā)展水平、發(fā)展速度、發(fā)展結(jié)構(gòu)和發(fā)展效率4個一級指標和人均GDP、人均財政收入等13個二級指標。具體如表1所示。結(jié)束語提高沿海城市經(jīng)濟運行質(zhì)量是一項長期的、緊迫的、具有深遠意義的發(fā)展任務(wù)。任何單一的指標都不能對沿海經(jīng)濟運行的質(zhì)量做出客觀的評價。本文根據(jù)科學(xué)發(fā)展觀的要求,從沿海城市經(jīng)濟運行發(fā)展的充分性、協(xié)調(diào)性、有效性等方面出發(fā),構(gòu)建出一個合理的沿海城市經(jīng)濟運行質(zhì)量的評價指標體系。該體系具備以下特點:①靈活性強。該體系層次分明,便于發(fā)現(xiàn)沿海城市經(jīng)濟運行質(zhì)量問題存在的主要方面;在綜合評價時,可以根據(jù)具體沿海城市的實際情況,對經(jīng)濟運行中需著重強調(diào)的方面給予較大的權(quán)重。②客觀性強。在評價指標體系的四大方面中,都設(shè)計有反映沿海城市經(jīng)濟特點的指標,如港口吞吐量、海洋生產(chǎn)總值占GDP比重等。③評價指標體系的每一個大的方面也可以自成體系,單獨使用或自由組合。因此,合理應(yīng)用這個評價指標體系,將為沿海城市科學(xué)決策提供依據(jù),提升沿海城市經(jīng)濟運行質(zhì)量,從而實現(xiàn)我國沿海城市經(jīng)濟的又好又快發(fā)展。

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