緒論：寫作既是個人情感的抒發，也是對學術真理的探索，歡迎閱讀由發表云整理的11篇海洋災害及其防治范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇（1）

基于遼寧沿海經濟帶發展戰略背景的大連市漁港發展對策

湛江海洋經濟發展研究

我國黃海海洋產業發展的機遇與挑戰

河蟹產業快速發展實證研究——基于“中國河蟹之鄉”江蘇興化永豐鎮的調查

水產科研機構管理人員績效考評體系研究

我國水產加工企業創業歷程及成長動力的扎根理論研究

標準化在促進漁業發展中的作用及其實踐

基于信息不對稱理論的水產品質量安全監管

完善我國水產品質量安全檢驗檢測體系建設的研究與思考

撬動羅非魚國內銷售市場的幾點思考

網箱魚類排泄物收集碳匯系統與生態效能研究

推進淡水養殖業可持續發展的思考

我國漁業水域突發污染事件分析

我國水產養殖業環境污染防治研究

南非發展淡水養殖業需要關注的幾個問題

國際海洋生態安全存在的問題及其原因分析

風暴潮災害損失和經濟增長的耦合關系研究

山東半島藍色經濟區海洋產業與區域經濟的耦合關系研究

廣東海洋大學海洋經濟與管理研究中心揭牌

大連水產學院參加中國航海日各種活動

2009年海峽兩岸青年海洋教育文化交流活動在臺舉行——中國海洋大學、上海海洋大學、浙江海洋學院師生代表參會

我國漁業發展現狀、問題及出路

現代漁業公共政策研究的若干思考

農村小額信貸發展的國際經驗與中國實踐

《環境污染損害責任保險法》之法律構架

我國政策性漁業保險發展探析

我國漁業產業結構優化研究

試論基于社區的漁業管理

從海洋綜合管理的視角完善海域使用管理——基于舟山海域的實證考察

IUU捕撈問題之經濟學透視

漁業科技成果轉化中存在的問題及其對策

常見水產品安全指標在相關標準間的矛盾分析

我國水產品質量安全SWOT分析及戰略選擇

上海市水域水生生物增殖放流現狀和存在問題

水生生物資源增殖的服務功能分析和品種選擇

農產品貿易中價值標準設定與量化的探討——以日本水產品進口情況為案例

海洋災害經濟損失的模糊測定——以風暴潮為例

美國青蛙成蛙健康養殖技術經濟評價

以科學發展觀為指導努力使漁業發展成為國家生態文明的基礎產業

關于建立海洋生態補償機制的探討

關于開展水域荒漠化防治工作的幾點思考

淺談漁業水域污染與漁業養殖生產

工廠化養殖循環水處理系統的建造技術及其市場前景

中國漁業生產:計量經濟模型的構建與應用

基于需求主體的漁業金融供給路徑探討

稅費在東山縣單拖漁業捕撈能力控制中作用的實證分析

新漁村建設面臨的問題及化解思路

上海市漁民權益保護機制研究

關于轉變漁業增長方式促進社會主義新漁區建設的思考

我國遠洋漁業亟待國家重點扶持以加快發展

改革開放以來我國海水養殖政策的演變與發展

關于千島湖發展休閑漁業的思考

新疆漁業發展的現狀及展望

中國蝦產品出口競爭力分析

基于比較優勢的中歐貿易產品結構實證分析

篇（2）

海洋工程與海洋環境相互作用隨著沿海經濟的迅猛發展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，使海域環境質量明顯下降，生態環境日趨惡化，并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國，特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境，海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益，精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施，也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源，需要在海上進行各類工程建設，在目前科技日益發展的情況下，工程建設的規模日益巨大，這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展，海洋環境的日益惡化，海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展，近海石油氣田的開發，以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。

在這方面，重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究，第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究，第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。

一、海洋環境特征

對各類污染物的作用機理和規律研究以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎，考慮各種自然環境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律，并建立海洋水質預測預報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發嚴重。因此，除了加強赤潮的監測和預報外，也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。

此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。

在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎，針對水溫和鹽度分層流的流動特性，考慮浮力對紊動的影響，建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。

在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。

針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N— S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。

應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。

二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。

90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺，1989年風暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等）。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。

在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。

我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。

近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。

以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的，如近海環境地震危險性分析，設計地震動參數和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩定性；海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。

海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設計不周或設計標準偏低，施工質量差，原材料不合格，管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。

因此，發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下，對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法；結構病害治理用的新材料、新技術和新方法；海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下（風、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優化理論研究，設計與建造新型抗災工程結構；研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨，發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統，如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統；以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景，進行重點研究，建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統，將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立數學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程，建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。

三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。

人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。

由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。

隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。

篇（3）

海洋工程與海洋環境相互作用隨著沿海經濟的迅猛發展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，使海域環境質量明顯下降，生態環境日趨惡化，并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國，特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境，海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益，精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施，也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源，需要在海上進行各類工程建設，在目前科技日益發展的情況下，工程建設的規模日益巨大，這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展，海洋環境的日益惡化，海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展，近海石油氣田的開發，以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。

在這方面，重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究，第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究，第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。

一、海洋環境特征

對各類污染物的作用機理和規律研究以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎，考慮各種自然環境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律，并建立海洋水質預測預報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發嚴重。因此，除了加強赤潮的監測和預報外，也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。

此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。

在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎，針對水溫和鹽度分層流的流動特性，考慮浮力對紊動的影響，建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。

在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。

針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N—S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。

應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。

二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。

90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺，1989年風暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等）。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。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，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。

我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。

近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。

以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的，如近海環境地震危險性分析，設計地震動參數和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩定性；海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。

海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設計不周或設計標準偏低，施工質量差，原材料不合格，管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。

因此，發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下，對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法；結構病害治理用的新材料、新技術和新方法；海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下（風、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優化理論研究，設計與建造新型抗災工程結構；研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨，發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統，如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統；以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景，進行重點研究，建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統，將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立數學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程，建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。

三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。

人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。

由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。

隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。新晨

篇（4）

前言

隨著沿海經濟的迅猛發展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，使海域環境質量明顯下降，生態環境日趨惡化，并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世　界各國，特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境，海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益，精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施，也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源，需要在海上進行各類工程建設，在目前科技日益發展的情況下，工程建設的規模日益巨大，這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展，海洋環境的日益惡化，海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展，近海石油氣田的開發，以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要，針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。

在這方面，重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究，第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究，第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。

一、海洋環境特征對各類污染物的作用機理和規律研究

以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎，考慮各種自然環境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律，并建立海洋水質預測預報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發嚴重。因此，除了加強赤潮的監測和預報外，也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。

此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。

在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎，針對水溫和鹽度分層流的流動特性，考慮浮力對紊動的影響，建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。

在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能

夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。

針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N— S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型。可以將輻射應力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。

應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。

二、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策

為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。

由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。

隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。

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

鑒于黃河三角洲海岸線不斷依退所帶來的國土面積減少、陸上設施受到威脅甚至破壞、對黃河三角洲濕地自然條件的毀滅性破壞等一系列問題，也是非常迫切需要研究的課題。此外，長江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸開發、灘涂圍墾和岸灘保護及整治工程對水域影響所引起的環境問題及其對策，也切枰?重點研究的課題??BR>以主要經濟發達的河口和海岸帶地區以及主要海域的經濟發展為背景，建立一個數字化的區域經濟發展模擬系統。與防災、抗災和減災決策支持系統一樣，將環境工程、水利工程、土木工程與網絡技術、計算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立模型，通過多媒體技術，形象化地針對經濟發展規劃，預測由于發展經濟帶來的海域環境水污染的惡化、海洋自然災害（臺風、巨浪、風暴潮、地震、冰害、地質災害）頻發的情況。人類活動特別是大規模工程建設所引起的海洋環境的變遷和海岸演變，以及它們之間的相互作用，用數字手段統一地加以處理，建立智能化的決策支持系統，以促進國民經濟持續、健康地發展，將會是決策部門進行宏觀決策和具體規劃時的一個十分有

效的手段。

三、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究

海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺，1989年風暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等）。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。

在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。

我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。

近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。

以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的，如近海環境地震危險性分析，設計地震動參數和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩定性；海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。

篇（5）

隨著沿海經濟的迅猛發展,近海海域遭到越來越嚴重的污染,使海域環境質量明顯下降,生態環境日趨惡化,并對生物資源和人體健康產生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國,特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關心的環境問題。海洋經濟的發展還面臨嚴酷的海洋自然環境,海洋災害直接影響著海洋經濟的發展規模、速度和效益,精確預報海洋災害的發生、發展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施,也成為嚴重關注的環境問題。為了開發海洋中的空間、礦產、漁業、能源等物質資源,需要在海上進行各類工程建設,在目前科技日益發展的情況下,工程建設的規模日益巨大,這些大規模的工程建設和海洋環境之間的相互作用也將是開發海洋中的一個應引起特別關注的重要問題。為了適應我國海洋經濟的快速發展,海洋環境的日益惡化,海洋災害的頻發和海洋工程向大型化發展,近海石油氣田的開發,以及海岸帶開發過程中的后效問題的研究需要,針對我國重大海洋環境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。

在這方面,重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環境特征對各類污染物作用的機理和規律研究,第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究,第三類課題是海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用吸防治措施與對策。

一、海洋環境特征對各類污染物的作用機理和規律研究

以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎,考慮各種自然環境因素(浪、流、風、光、溫度、濕度)、物理因素(擴散、揮發、沉降、吸附、釋放)、化學因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律,并建立海洋水質預測預報模型。此外,近年來,在我國沿海海域,赤潮頻發嚴重。因此,除了加強赤潮的監測和預報外,也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。

此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大,且受到許多客觀條件的限制,所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用,很難將其中的單因素影響分離出來,因此,往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前,在這方面國內外已有不少水質預測預報模型,這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型:水流數學模型;波浪數學模型;液流相互作用模型;近海海域污染物遷移轉化數學模型。

在水流數學模型研究方面,對于較大范圍的海域,通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W模型,對于紊動影響不顯著的海域,可不考慮湍流影響,而對于湍流效應顯著的區域,如排污口近區,則應考慮湍流效應。此外,采用坐標變換,可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型,這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域,水流數學模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型為基礎,針對水溫和鹽度分層流的流動特性,考慮浮力對紊動的影響,建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k-(單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念,分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬,建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。

在波浪數學模型研究方面,可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組,以提高求解效率。從水波發展方程出發,可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系,可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究,可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度,并提高方程的非線性精度,可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。

針對帶自由表面的波浪場問題,通過把能有效模擬自由面形態的N— S方程和波能平衡方程的結合,可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程,用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型,可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面,對于弱流情形,可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型;對于強流情形,可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺Φ挠嬎愎脚c拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來,建立一種輻射應力計算的新方法,用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型,可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標,在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上,針對近海海域水污染的特點,從三維湍流模型出發,在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用;在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項,可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型,它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據;同時對確定水域環境容量,從而制定水域環境保護策略,也具有十分重要的理論價值和應用前景。

應該指出,在海洋水質預測預報模型研究方面,數學模擬無疑是一種十分有效的手段,但不論是何種數學模型,其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵,直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模 型本身來取得的,有些可以通過現場觀測來得到,但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到,在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備,現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統,可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構,獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程;并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程,可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。

二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究

海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來,我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣,是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高,一旦發生破壞,將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失(如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺,1989年風暴潮損失超6億元,1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等)。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞,面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋,每年出現的臺風數目占全球的38%,其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時,都會在沿岸局部地區產生風暴潮,形成風暴潮災害。

在我國北方海域(渤海和北黃海),冬季由于受寒潮影響,沿岸地區每年都有結冰現象,結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成,不但可給結構物以強大的冰壓力,而且由于冰激引起的振動作用,也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術,至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂,斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺,為了抵抗冰害,往往建成正、倒錐體的結構型式,冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用,也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中,除進行理論分析和數值模擬外,實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中,模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行,它們各有其優缺點,發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。

我國是一個多地震的國家,海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物(海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等)發生破壞,除其直接經濟損失極大外,其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。

近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升,造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性,特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明,地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理,至今國內外對此都很少研究,且由于試驗條件的限制,國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。

以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的,如近海環境地震危險性分析,設計地震動參數和頻譜特性,強震海底多維地震動及其空間分布規律,地震波傳播特性及地震動輸入機理;海域中大型海上水工建筑物在地震作用下,考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗;核電站海域工程建筑物抗地震性能,海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用,碼頭及護岸建筑物地震穩定性;海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。

海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化,其損傷主要來自兩個方面:其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷(裂縫)、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷(低溫、凍融、大氣侵蝕)等;其二是設計不周或設計標準偏低,施工質量差,原材料不合格,管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。

因此,發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下,對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論;結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法;結構病害治理用的新材料、新技術和新方法;海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下(風、浪、流、冰、地震等)的可靠度和優化理論研究,設計與建造新型抗災工程結構;研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度,而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨,發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統,如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統;以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景,進行重點研究,建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構;以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統,將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合,建立數學物理模型,通過多媒體技術,形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程,建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。

三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策

為了充分利用海洋空間,現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外,正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程,估計到21世紀,可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等,日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長,60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。

由此可見,隨著海洋資源與空間的開發利用,各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大,保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區,但同時又是經濟活動最為發達的地區,海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡,影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態,破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地,若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失,另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。

隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用,海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題,主要內容包括:航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響,深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響;破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究;大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變;海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論,如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。

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1、概述

海洋管理也可稱為海洋綜合管理，是各級海洋行政主管部門代表政府履行的一項基本職責。它的核心內容包括：海域使用管理、海洋環境管理以及海洋權益管理，協調機制?！吨袊Ｑ?1世紀議程》關于海洋綜合管理問題的定義是：“海洋綜合管理應從國家的海洋權益、海洋資源、海洋環境的整體利益出發，通過方針、政策、法規、區劃、規劃的制定和實施，以及組織協調、綜合平衡有關產業部門和沿海地區在開發利用海洋中的關系，以達到維護海洋權益，合理開發海洋資源，保護海洋環境，促進海洋經濟持續、穩定、協調發展的目的。

當前我國海洋管理的業務化工作中海洋災害應急監測、海域使用測量、入海排污口監測、海岸帶調查等工作仍然以人工現場采樣、調查船走航監測為主。這就造成了日常管理效率低、管理滯后、災害發現不及時、應急反應速度慢等問題。

隨著衛星遙感技術的日益成熟以及衛星海洋學的發展，遙感中的大量高新技術被應用到海洋日常管理中來，成為獲取和更新空間數據的強有力手段。不僅可進行一次性的資料調查和環境監測，通過多時相信息的綜合開發與利用，將遙感系統與地理信息系統有機整合，能夠實現資源與環境的快速檢測和預報。

2、遙感在海洋管理的應用

2.1 海洋災害預警

我國大陸海岸線長，海岸帶人口眾多，經濟發達，發生海洋災害時往往損失巨大。我國沿海常見的海洋災害包括：赤潮、臺風、風暴潮、海岸侵蝕、海洋溢油和海水污染等。當災害發生時，常規監測方法無法給出全面的災情評估。

在赤潮監測中，應用最為廣泛的衛星數據為美國的SeaWiFS資料，其空間分辨率為1Km，時間分辨率為1-2天。SeaWiFS被稱為第二代水色傳感器，擁有比前代傳感器更多的波段、更高的信噪比（SNR）與更好的大氣校正算法，在計算生物量、葉綠素a濃度和水體透明度等方面有更可靠的生物光學算法。如果采用補償懸浮物散射的大氣校正算法和適合當地的葉綠素算法，SeaWiFS能很好的估算葉綠素濃度數據，進而預測赤潮的發生。雷達是近年來溢油探測中十分重要的傳感器，用于溢油探測的雷達主要有兩種，即合成孔徑雷達（SAR） 和側視機載雷（ SLAR）。通過氣象衛星也可以對臺風的風速、氣壓、影響范圍和移動路徑等情況有比較準確的了解。通過陸地衛星如我國發射的HJ-1A/B以及資源三號衛星，可以對海岸帶環境變化情況給出比較可靠的分析.

遙感技術是獲得海洋信息的重要手段。由于衛星遙感技術具有實效性、大尺度、成本低、快速和長時間連續監測等其他方法不能比擬的優點，利用遙感技術建立全天候多層次立體海洋環境監測是海洋災害監測、預警工作開展的基礎，它也能夠對我國沿岸海區的異常和災害的發生提供足夠多的基礎觀測資料，對改善我國現有海洋環境監測技術水準，減輕海洋災害，促進我國海洋經濟發展具有重要意義。

2.2 海域使用動態監管

當前我國海域管理自動化程度低，管理和各種業務數據分散，如何將復雜多樣的海洋數據如功能區劃、基礎地理、海域使用、資源、環境、規劃以及其它專題數據有機的管理起來，是海洋管理部門最關心的問題。

在海域使用管理系統中，利用遙感影像作為背景資料，疊加上海域使用數據，可以更加直觀的顯示和反映信息。如在遙感影像上疊加不同時期的海岸線，可以明顯地看出海岸線的沖瘀變化情況，對岸線進行監測。通過遙感影像，可以確定新審批的填海面積，并根據該面積進行有計劃的填?；顒?。同時還可以監測岸邊的圍墾活動以及河口地區沖瘀的變化情況。

目前，衛星數據被廣泛應用在海域使用管理領域，如SPOT、LandSAT、我國資源三號衛星等。LandSAT衛星屬于美國NASA的陸地衛星（Landsat）計劃（1975年前稱為地球資源技術衛星 ― ERTS ），從1972年7月23日以來， 已發射8顆（第6顆發射失?。Ｄ壳癓andsat1―4均相繼失效，Landsat 5仍在超期運行（從1984年3月1日發射至今）。 Landsat 7于1999年4月15日發射升空。Landsat8于2013年2月11日發射升空，經過100天測試運行后開始獲取影像。

2.3 海洋環境參數反演

海洋環境參數包括：海表面溫度，海流、海面風場、波浪、海面高度等.利用衛星數據可以對這些海洋環境參數進行反演，提高對海洋環境現狀的認識，同時可以對海洋災害如臺風、海嘯等進行預警.

目前最廣泛使用的傳感器包括：AVHRR、JASON-1、TOPEX/POSEIDON以及QickSCAT等。

AVHRR原本是為氣象研究設計的，但其第3、4、5通道用于探測亮溫數據，其數據經反演可得到海表溫度。由于其具有重訪周期短、可靠性高、成本低并有長時間序列的存檔數據等特點，在氣象之外的環境遙感應用領域中得到了很大的發展。由于NOAA衛星不斷有后續衛星發射，因此用AVHRR進行海溫反演的研究從未間斷，并建立了豐富的模型與算法。1992年8月10日發射的TOPEX/ Poseidon衛星是NASA、美國航天局、法國國家空間研究中心以及法國航天局聯合完成的衛星任務，其目的是用于地圖海洋表面地形。

3、總結

海洋遙感技術對海洋資源管理和環境監測領域的影響日益增強，為研究、開發、利用和保護海洋提供了豐富的資料，成為人類認識海洋的關鍵技術。隨著遙感技術的發展及其與GIS技術結合的日臻緊密，遙感技術在各個領域中的應用必將更加廣泛。2I世紀是海洋的世紀，將遙感技術中的科技生產力轉化為海洋管理部門的現實生產力，提高涉海部門的管理水平，增強辦事效率，滿足社會需求，是全體海洋工作者的責任和義務。相信通過海洋部門和其它部門的共同努力，我國海洋管理的科學化、信息化和網絡化指日可待。

參考文獻

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1、引言

熱帶氣旋是發生在熱帶或副熱帶洋面上，具有有組織的對流和確定氣旋性環流的非鋒面性渦旋的統稱。包括熱帶低壓、熱帶風暴、強熱帶風暴、臺風（強臺風和超強臺風）的統稱。熱帶氣旋災害主要由熱帶氣旋所帶來的狂風、暴雨和風暴潮及其引發的一系列災害所造成的。

溫州處在浙江省的東南沿海地區，東臨東海，受季風天氣影響強烈，是東南沿海受熱帶氣旋災害較為嚴重的地區之一。歷年來多次遭受熱帶氣旋的正面襲擊或影響，對溫州國民經濟造成巨大的損失，是我國重要的抗災減災地區之一。

2、溫州沿海地區受災情況與分析

溫州市地處東南沿海，屬亞熱季風氣候區和東海區，外海缺少島嶼阻擋，西南群山起伏，東北平原流急水高，每年夏秋之間熱帶氣旋影響多，而且影響大，往往熱帶氣旋路徑直撲而來，熱帶氣旋夾帶暴雨、大潮、洪水經常會給溫州市帶來嚴重損失。

張麗佳在《中國東南沿海地區臺風危害性評價》中，引入Tzc（臺風災害災次指數）對中國東南沿海地區臺風危險性格局進行了深入地分析，其分析得出，浙江南部沿海、福建、廣東大部分地區受臺風影響較多。同時，浙江的溫州和臺州受臺風至災因子影響較大[1]。

據此，我們可知溫州地區深受熱帶氣旋及其次生災害的影響。

2.1、溫州沿海地區受災時空分布特征

據記載，從1949年起至2010年間，共有41次熱帶氣旋在浙江省沿海登陸。而熱帶氣旋在溫州沿海登陸的就有17次，平均每年0.3次，其中僅2000年至2010年這10間登陸熱帶氣旋就達7次之多。圖1反映了62a溫州沿海登陸熱帶氣旋數的年際變化特征。這62a中，48a無熱帶氣旋在溫州沿海登陸，14a有1個以上熱帶氣旋登陸，其中1972年、2004年和2007年登陸個數則達2個。

近10a溫州沿海熱帶氣旋登陸頻次高，共10個，其中有4個在蒼南登陸。2007年16號臺風“羅莎”于10月7日在浙江省蒼南縣霞關鎮與福建省福鼎市交界處登陸，是當年第二個在蒼南登陸的熱帶氣旋，也是近年來在溫州登陸最晚的熱帶氣旋。

溫州南部的蒼南和平陽是溫州沿海熱帶氣旋登陸的高頻地區，北部以樂清較頻繁。每年的6～10月，尤其7～9月更是熱帶氣旋及其引發的災害最肆虐的時期，也是抗臺防災的關鍵時期。

2、影響溫州的熱帶氣旋特征

2.1、影響類型

直接影響是熱帶氣旋對溫州影響的主要形式，影響也最大。這類情況較為復雜，這與熱帶氣旋自身特點及周圍環流均有關系。主要影響形式包括：（1）臺風登陸溫州市，一般把這種影響稱為正面襲擊。（2）臺風沿海北上，或者轉向東北方向移動，但經過浙江省沿海時也常出現較強的影響，包括沿海大風、強降水，也有風暴潮發生，與第（1）種情況相比，影響較輕，影響范圍也較小。（3）臺風在閩中北登陸，有時對溫州產生重大影響[2]。

熱帶氣旋對溫州的間接影響有兩層含義，一是熱帶氣旋在浙江省登陸，除產生大風、暴雨、洪水、風暴潮等影響外，還有如誘發地質災害、非登陸地大暴雨、臺前強對流天氣等。

2.2、源地和路徑特征

熱帶氣旋登陸地點的變化及危害的范圍與熱帶氣旋移動路徑有密切的關系。登陸溫州的熱帶氣旋發生源地主要為臺灣、菲律賓以東的西太平洋海域。由于在太平洋海域生成的熱帶氣旋主要受西太平洋副熱帶高氣壓環流引導熱帶氣旋多以偏西路徑移動。因此，登陸溫州的熱帶氣旋在登陸前有兩種情況：1）一次登陸型：自西太平洋海域西北行進入東海后繼續西北偏北行，主要登陸溫州蒼南至樂清的沿海地區。2）一次以上登陸型：自西太平洋海域形成向西北偏西行，島之后，穿過臺灣島進入臺灣海峽繼續向西北偏北移動，主要在溫州蒼南和福建交界處登陸。

溫州登陸熱帶氣旋在登陸后表現出不同的情況：1）在當地登陸之后強度逐漸減弱至消失；2）登陸之后以北上為主，最后強度減弱進入海洋并消失；3）繼續向西北方向移動進入內陸地區，強度減弱直到消失。

2.3、大風特征

熱帶氣旋是一種氣壓極低的渦旋，具有強大的氣壓梯度和旋轉力，根據不同的級別會產生大到極大的風速，破壞作用隨風速增大而增大。

2.4、降雨特征

熱帶氣旋登陸過程中伴隨著強降雨天氣。因此熱帶氣旋強降雨是熱帶氣旋一個重要至災因子。許多極端暴雨記錄都與熱帶氣旋活動有關。2006年8號超強臺風“桑美”登陸使蒼南縣平均降雨量達364mm，其中蒼南昌禪達到606mm。

3、溫州沿海登熱帶氣旋成災分析

熱帶氣旋本身就是極嚴重的災害性天氣，熱帶氣旋更是全球發生頻率最高、影響最嚴重的一種災害。熱帶氣旋災害在近岸表現為風、浪與風暴潮結合引起的災害；在內陸則主要表現為風和暴雨災害以及由暴雨引起的洪水和誘發的滑坡、塌方及泥石流等災害。

3.1、暴雨災害

每當西太平洋熱帶氣旋逼近，在副高南側偏東氣流引導下，從洋面上帶來充沛的水汽，加之臺風劇烈的環流和地形沿坡抬升，加劇形成了溫州市以南北雁蕩山區的順溪、橋墩、棣頭、曹村和砩頭及昌禪等處的特大臺風暴雨中心[4]。

熱帶氣旋具有充足的水汽和強烈的空氣對流運動，本身就容易形成暴雨。根據國內外學者對暴雨的分析和研究，最強的暴雨常常是由臺風或與臺風有關的天氣系統造成的。據統計，登陸中國的熱帶氣旋幾乎都帶來了暴雨，60%形成了特大暴雨。臺風暴雨的強度主要受臺風本身環流、環境條件和下墊面的影響。僅1980～1990年11a間，浙江省發生的較大的洪澇災害中有19次是由熱帶氣旋引起的。

3.2、狂風災害

隨著經濟的發展，臺風帶來的災害損失越發嚴重，而在臺風造成的所有災害之中，風災的危害僅次于臺風暴雨引發的洪澇災害，諸如船只的翻沉、房屋倒塌等建筑物的毀壞及臺風浪、臺風潮等災害均直接取決于臺風的大風[5]。

登陸熱帶氣旋風力多達12級或以上，陣風常常達到30m/s，12級及以上的大風在1m2的面積上產生200kg或更大的壓力。如此強大的大風造成的破壞性是很大的，它能摧毀房屋，堤岸等建筑物，樹木可以被拔去，作物會一掃而空。

在海洋上，熱帶氣旋登陸過程中的強大風力能掀起滔天巨浪，掀翻船只，還往往給海上工程、海上運輸、海上軍事活動及海洋漁業帶來災害性影響。由于波浪水效應而加大風暴潮侵入陸地的面積，從而給海岸帶的種植業、水產養殖業帶來巨大損失。這就形成了狂風引起機械性破壞和巨浪的災害鏈。

3.3、風暴潮災害

風暴潮是熱帶氣旋造成重大災害的又一重要驅動力。如果臺風、暴潮與當地天文大潮三者相遇，海面水位將超過當地“警戒水位”，從而釀成巨大的風暴潮災害。風暴潮能引起海堤決口，造成人員傷亡、田舍淹沒；風暴潮引起的增水能引發海水倒灌，導致土地鹽堿化等[7]。

1994年8月21日，9417號臺風在溫州瑞安登陸，登陸時中心附近最大風力超過12級（40m/s）。由于發生風、雨、潮“三碰頭”，加之夜間登陸，且登陸地人口稠密，造成全省死亡1126人，直接經濟損失177.6億元。

3.4、人為因素加重災害

除了由于熱帶氣旋所帶來的災害及次生災害導致重大人員傷亡和重大經濟損失外，人為因素也是重要的因素。比如，民房質量差、抗風力不強；群眾防臺意識不強，存在麻痹思想； 避風點不規范，安全度不高等等。如0608號超強臺風“桑美”登陸期間蒼南縣全縣因災死亡153人。原因為避難所抗風強度不夠，導致群體性傷亡。

4、溫州沿海登陸熱帶氣旋災害預防對策

本文將熱帶氣旋災害防治對策主要從三個方面出發：完善災前的預警、預報系統，開展防治措施；加強災后的重建和修復工作；建立災害評估系統。

4.1、完善災前的預警、預報系統，開展防治措施

（1）完善預警預報系統

全面的災害預警系統能讓各部門及民眾有充足的時間來防御應對臺風災害，能夠大大提高我們預防臺風災害的綜合能力；對臺風移動方向，登陸地點、時間和暴雨程度，河道、水庫水位的預報、預測都起到重要作用。

（2）防災工程措施

加固房屋，優化結構使房屋能夠經受最大的臺風等級。開展房屋安全鑒定，為群眾提供安全避風場所。就洪水而言，應該要加固堤壩，提高防洪泄洪能力。

（3）加快宣傳防災減災教育，提高群眾防災意識

利用現有學校教育基地或建立新的教育基地，或者利用電視、網絡媒體進行防臺抗臺知識宣傳，加大臺風的科普和防臺抗臺知識的宣傳力度，加強全社會尤其是臺風多發地、重災區人民群眾的防臺抗臺宣傳教育，提高臺風中的自救能力。有關部門要根據法律、法規和規章規定，加強全民防災減災意識宣傳教育，進一步樹立和提高人民群眾防災減災意識和自救能力。

4.2、加強災后的重建和修復工作

所有的自然災害都會或多或少造成一定的經濟損失和人員傷亡。我們能做的只能是盡可能將損失減到最低，并且在造成損失后的第一時間就要開始災后重建。因此在這個方面上應該加強社會保障體系的建設，讓每一位受災群眾或受災地區得到幫助。提高全社會的防災意識和防災水平，建立完備的災害風險轉移機制，通過加大災害的人身財產保險，大力推進災害保險與再保險事業的發展，加快災后恢復重建。同時應對超強臺風應將“心理干預”和“心理修復”納入區域救災體系。

4.3、建立災害評估系統

建立GIS臺風災害評估系統，進行災害分級管理。采用遙感、GIS等先進技術建立綜合、快速的臺風災害評估系統，采取業務行政部門與地方政府評估相結合的方法，在災害發生后迅速評估，確定等級。制定分級管理細則，實行分級的抗災、救災的科學管理，使我們的救災管理逐步走向科學化法制化。

參考文獻

[1] 張麗佳，劉敏，陸敏. 中國東南沿海地區臺風危險性評價[J]. 人民長江，2010，3（3）.

[2] 梁必驥，梁經萍，溫之平. 中國臺風災害及其影響的研究[J]. 自然災害學報， 1995， 4（1）： 84-91.

[3] 薛根元，俞善賢. 云娜臺風災害特點與浙江省臺風災害初步研究[J]. 自然災害學報，2006，8（4）.

[4] 葉復聲. 溫州地形對臺風降水的影響[J]. 浙江氣象科技， 1993，14（1）：17-19

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中圖分類號： P62 文獻標識碼： A

1. 引言

我國地域遼闊，地質、地貌條件復雜，地質災害的種類眾多、發生頻繁。隨著建設事業的發展，地質災害對城市、廠礦、交通和能源等重大工程建設及其正常運行的危害日益嚴重；隨著人類工程活動的加劇，同時也誘發和加劇了多種地質災害，并引起了災害的連鎖反應。這些災害已經危及人類的生存環境，制約了經濟建設的發展速度。各種地質災害均屬不同的地質事件。它們是在地殼運動、地面發展演變，以及人類活動過程中，發生的災害性地質事件。其發生發展分別受到各種地質作用的控制和制約，在地殼運動和地面演化的發展進程里，分別具有各自的時序和空間展布規律。顯示出地殼表層不同地區的活動程度（強弱）不同，地質災害的嚴重程度也有差異。

2．地質災害的分類及活動特征

地質災害是由內、外動力地質作用和人類工程活動及其相互作用下，在地殼運動和地質、地貌發展演化過程中出現的災害性地質事件，它直接危害著工程建設與人類生命財產的安全。我國地質災害可以分為4個大的類型（表1～4），即內動力地質作用為主的地質災害；外動力地質作用為主的地質災害；不良介質條件造成的工程病害；人類活動誘發的地質災害等。

（1）內動力地質作用形成地質災害

內動力地質作用由于地球內部能而產生，主要在地球的深部圈層進行，包括使巖石圈變形變位的構造運動、變質作用和巖漿作用。各種內動力地質災害實質都是現今地殼運動直接或間接表現形式之一。盡管它們都具有各自的運動形式和表現特征，可以呈塊體的升降、帶狀的錯位、緩慢的形變、突發的沖擊和驟然的爆發等多種形式，但它們大都是在地應力作用下的表現。

（2）外動力地質作用形成地質災害

外動力地質作用起源于太陽能為主的地球外部能，表現為巖石圈表層和其外包圈層―大氣圈、水圈、生物圈的相互作用。地面的運動和地形、地貌的變遷具有長期性和普遍性，這是自然發展變化的規律。不能把上述的運動和變遷都簡單的列為地質災害范疇以內，關鍵在于區別運動量和變遷速度是否達到形成災害的程度，是否達到影響和損壞工程建筑的程度，或者將要達到災害的臨界程度。

表1 內動力地質作用形成的地質災害

內動力地質作用

形成的地質災害類型 災害發生與地殼運動的關系 防治能力

與情況

主要動力原因 地殼運動特征

地面升降或掀斜 地應力 緩慢 避讓

活動斷裂的位移

地裂縫活動 地應力

地應力 緩慢

緩慢 避讓

避讓

高

應

力及能量集中 坑道變形及高邊坡失穩

坑道部分突水、突泥

坑道煤、瓦斯突出

巖爆

地震

海嘯（地震誘發的）

地下熱害 地應力

地應力

地應力

地應力

地應力

地應力是部分原因 緩慢

突發

突發

突發

突發

突發

緩慢 可部分治理

可部分治理

可部分治理

可部分治理

避讓

避讓

避讓

火山活動 巖漿活動 突發 避讓

表2外動力地質作用形成的地質災害

外動力地質作用

形成的地質災害類型 災害與主要的外動力地質作用 防治能力

與情況

主要作用過程 主要營力

土石的斜坡運移

（崩塌、滑坡、泥石流） 搬運作用 重力與水 避讓與可部分治理

水土流失 搬運作用 重力與水 可部分治理和制止發生

沖刷和堆積 侵蝕與沉積作用 流水

風沙與沙漠化 風化剝蝕作用 風與干旱

土地鹽漬化、沼澤化、冷浸田、管涌、浸沒、滲漏 潛水面升降作用為主 地下水

地面沉降 人類工程活動為主 地下水

地下海水入侵 人類工程活動為主 地下水

巖溶與塌陷 侵蝕作用與人類工程活動 地下水 避讓與部治理

地下水污染 搬運作用與人類工程活動 地下水 制止發生與治理

海岸變遷 侵蝕、搬運、沉積 海水 較難治理

海洋地質災害 侵蝕、搬運、沉積 海水 較難治理

其它（如煤炭地下燃燒） 風化作用 氧化 較難治理

（3）不良介質條件（巖體、土體）造成的工程病害

介質條件具體指巖體、土體條件，以及其中夾有破裂面、軟弱面、不均勻層、脹縮層、可變層、振動液化層等。這些條件都可以導致工程病害。如果沒有可靠的現場定量化的測試數據作為地基承載能力的計算依據，就不能滿足重大工程和高層建筑設計的需要。

（4）由于人類活動對地質災害的影響

人類在創造財富，建設和改造環境的過程中，必然從事大量的工程活動。過量的和不合理的人類工程活動，往往是誘發和導致有關地質災害加劇的重要原因之一，有時甚至成為災害的直接肇事者。應該著重指出：我國地質災害損失總值的65%左右，均與人類活動的影響和參與有關。目前，這種損失仍有上升趨勢。因此，及時控制人類工程的不合理活動，已經具有明顯的迫切性。

表3由于不良介質條件造成的工程病害

工程中的不良介質條件造成的病害 工程病害的特征和原因 防治能力

與情況

工程地質特征 力學特征 地基承載力

巖體 軟弱夾層 容易形成滑脫面 軟弱 弱 可以有效的查清和防治，防治效益是很大的

破裂面 容易發生位移 不連續面 不穩

破碎帶中的破裂物質 強度低不均勻 弱、不均勻 不均勻

洞穴及不均勻塊體 承載力弱不均勻 弱、不均勻 不均勻

不良工程的巖石 具有脹縮性等 變化 變化不定

土體 淤泥類軟土 疏松軟弱 軟弱 不穩 可以有效的查清和防治，防治效益是很大的

黃土類土（部分） 濕陷性 濕陷 不穩

紅粘土 收縮性、不均勻 收縮 較不穩

膨脹土 膨脹性 脹縮 不穩

鹽漬土 可變形 變化 不穩

凍土 可變形 變化 不穩

飽和粉土（部分）

飽和粉細砂 液化性 震動液化 震動失穩

表4 人類活動誘發的地質災害

地質災害類型 人類活動的主導原因 災害的特征 防治能力

與情況

地下水污染 人類排污 緩慢 可以有效制止

水土流失 人類破壞植被 緩慢

風沙及沙漠化 人類破壞植被 緩慢

沖刷和淤積 人類不合理工程 緩慢

人工填土 人工堆積 緩慢

地面沉降 人類過量開采地下水 緩慢 進行合理的工程活動可以減輕災害損失

土石的斜坡運移

（崩塌、滑坡、泥石流） 人類工程活動 緩慢

塌陷 礦產開采，抽水振動 緩慢

地裂縫 過量開采地下流體 緩慢

工程活動誘發的高應力及能量集中 高應力及能量集中 人類工程活動 突發

坑道變形及高邊坡失穩 人類工程活動 緩慢

坑道突水、突泥 人類工程活動 突發

坑道煤、瓦斯突出 人類工程活動 突發

巖爆 人類工程活動 突發

礦爆 人類工程活動 突發

誘發地震（水庫、注水等） 人類工程活動 突發

地下熱害 人類工程活動 緩慢

3．地質減災對策

目前，對它們的各自研究水平和防治能力各不相同，防治難度也相差很大，因此，需要分別采取不同的對策。

（1）對內動力地質作用為主的地質災害，目前的研究和預測的水平相對較低，治理能力也很差，主要采取避讓的辦法，少數可以部分超前避讓減輕災害的嚴重程度。例如地震災害，目前雖進行了不少工作，但實現地震預報還是未來的長遠目標，即使能準確進行地震短臨預報，也難以阻止地震發生，只能減少生命的傷亡和部分財產的損失，房屋和其他建筑物還可能照樣倒塌。從工程建設角度考慮問題，就產生了要求研究減輕地震災害的對策問題。以內動力地質作用為主的各種地質災害，均與地震災害有類似特點，現在對其危險區段圈定的可靠性，比起中近期預報和短臨預報的成功率要高。因此，超前研究區域地殼穩定性，覓找相對穩定地段，即地質災害相對較輕的地段，開展安全建設，并對建筑物提出合理加固和預防措施，是減輕損失的可靠辦法；其次才是對災害危險區的前兆臺網監測和有關基礎研究工作的部署。所以，適當加強構造穩定性評價研究，增加其災前經費投入，可以避免更大損失，已成為當前減災的戰略指導方針之一。

（2）外動力地質作用為主的各種地質災害，雖然對少數具有一定的治理能力，但花費巨大，現在絕大部分的災害仍以避讓為主。目前的研究水平已經能夠可靠的或者較為可靠的圈定它們的危險區段，因此，加強地面穩定性評估工作，在經費上超前投入，是提高減災效益的最好辦法之一。同時也要加強系統地動態監測，對災害的臨界程度進行分析和判斷，預報災害的發生和對災害作防治處理等。

（3）不良介質條件（巖體、土體）造成的工程病害損失，在我國許多地區多起因于宏觀決策失誤。例如，由于工程選址前期缺少必要的工程地質調查和地質勘察，以致造成不合理的工程選址，往往會大大增加工程地基的建設投資，因而浪費了建設資金。如果按照常規地質工作程序，超前進行介質條件的穩定性勘查評價研究，獲得可靠的現場定量化的測試數據為工程設計提供依據，這部分損失大都可以避免或減少。

（4）人類活動對地質災害的影響日益增大，我國每年平均由地質災害造成的直接損失估計可達200億元以上，其中130億元均與人類活動具有一定的聯系。因此，了解人類工程的合理指標，制止人類不合理的工程活動，合理規劃開發和整治土地，對減輕地質災害的損失，具有重要意義。

4．結語

為了避讓地質災害的侵擾，合理規劃、整治和開發利用土地，覓找相對安全、經濟的建設場區，確定合理的工程加固措施，以保證工程建筑場地的安全和最大的經濟效益，從而達到綜合防災、減災的目標。

參考文獻：

〔1〕高慶華等,1996,地殼運動問題,見:地質力學的方法與實踐(第四版)(上),北京:地質出版社.

〔2〕谷德振,1963,地質構造與工程建設,科學通報,(10).

〔3〕郭希哲,1991,中國地質災害與防治,北京:地質出版社.

〔4〕郭希哲等,1990,我國地質災害評估和防治對策建議.地質災害與防治,Vol.1,No.1.

〔5〕蔣溥等,1991,中國地質災害及其宏觀成因環境,地質災害與防治,Vol.2,No,1.

〔6〕孫葉,1998,區域地殼穩定性地質力學,地質力學.

〔7〕李興唐等,1987,區域地殼穩定性研究理論及方法,地質出版社.

〔8〕劉國昌,1979,區域穩定性與地震,水文地質工程地質, Vol.46,No,2.

〔9〕劉國昌,1993,區域穩定工程地質, 長春:吉林大學出版社.

篇（9）

一、海洋環境特征

對各類污染物的作用機理和規律研究以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規律的研究為基礎，考慮各種自然環境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規律，并建立海洋水質預測預報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發嚴重。因此，除了加強赤潮的監測和預報外，也應加強在建立赤潮生長機理和發展規律方面的研究工作。

此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。

在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通?？刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎，針對水溫和鹽度分層流的流動特性，考慮浮力對紊動的影響，建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。

在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。

針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N—S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺Φ挠嬎愎脚c拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。

應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。

二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。

90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺，1989年風暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等）。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。

在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。

我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。

近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。

以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的，如近海環境地震危險性分析，設計地震動參數和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩定性；海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。

海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設計不周或設計標準偏低，施工質量差，原材料不合格，管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經濟的發展造成重大的影響。

因此，發展以下的一些技術和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下，對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結構健康狀態及損傷檢測的新技術和新方法；結構病害治理用的新材料、新技術和新方法；海洋工程結構在多種復雜海洋環境條件下（風、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優化理論研究，設計與建造新型抗災工程結構；研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時掌握海洋環境的風云變幻和災害的可能來臨，發展海洋環境及災害的預報技術是非常必要的。為此需要建立以下一些系統，如建立由近海到遠海的海洋環境及災害觀測網絡、預報與預警系統、沿岸防災準備和各類應急處理系統；以主要海域和海岸帶區域經濟發展為背景，進行重點研究，建立數字化的海洋環境信息系統模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數字信息系統，將海岸和近海工程與網絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立數學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發生機理、傳播規律、模擬災害破壞的過程，建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統。

三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。

人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。

由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。

隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。

篇（10）

此項研究應通過現場觀測、物理模型實驗和數學模擬研究相結合的方法來進行。由于現場觀測工作耗資巨大，且受到許多客觀條件的限制，所獲得的數據往往有許多綜合因素的共同作用，很難將其中的單因素影響分離出來，因此，往往只能用它來作為對某一水質預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數學模擬方法來建立海洋水質預測預報模型是一個較為有效的方法。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這些水質預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型：水流數學模型；波浪數學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數學模型。

在水流數學模型研究方面，對于較大范圍的海域，通常可采用深度平均的潮流教學模型，對于紊動影響不顯著的海域，可不考慮湍流影響，而對于湍流效應顯著的區域，如排污口近區，則應考慮湍流效應。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域，水流數學模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型為基礎，針對水溫和鹽度分層流的流動特性，考慮浮力對紊動的影響，建立用于模擬同時存在溫度和鹽度梯度這一類密度分層流的k－（單流體數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規律以及相間相互作用規律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數學模型。

在波浪數學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數方程組，以提高求解效率。從水波發展方程出發，可導出一種用于大區域波浪變形問題的數學模型。通過引入弱非線性波色散關系，可使雙曲型緩坡方程能

夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。

針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態的N—S方程和波能平衡方程的結合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規則波和不規則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺Φ挠嬎愎脚c拋物型緩坡方程中的待求變量聯系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數全場模型，可對非對稱潮流作用下的側向岸邊排放問題過分數值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統作為目標，在分析近海環境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環境評價、水質規劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環境容量，從而制定水域環境保護策略，也具有十分重要的理論價值和應用前景。

應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數學模型，其模型中所需的必要參數和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，直接影響到水質模型的科學性和預測能力。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，現代化的量測儀器和測試系統是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。

二、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策

為了充分利用海洋空間，現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。人們現已在建造或設計海上生產、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結構和海底工程，估計到21世紀，可能出現能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等，日本已經于99年8月在東京灣用6塊380米長，60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。

由此可見，隨著海洋資源與空間的開發利用，各類海上工程建筑物數量不斷增多、規模日益復雜和龐大，保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區，但同時又是經濟活動最為發達的地區，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發環境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態平衡，影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態，破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地，若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產中的溢油事故將對海洋環境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失，另一方面又要避免人為造成的海洋環境災害。轉隨著人類對海洋資源的不斷開發和利用，海洋環境保護與人類生產實踐活動協調發展日顯重要。如港口開發中的環境問題，主要內容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環境和生態影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態學、社會經濟學及與環境關系的綜合分析與協調。

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

鑒于黃河三角洲海岸線不斷依退所帶來的國土面積減少、陸上設施受到威脅甚至破壞、對黃河三角洲濕地自然條件的毀滅性破壞等一系列問題，也是非常迫切需要研究的課題。此外，長江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸開發、灘涂圍墾和岸灘保護及整治工程對水域影響所引起的環境問題及其對策，也切枰?重點研究的課題??BR>以主要經濟發達的河口和海岸帶地區以及主要海域的經濟發展為背景，建立一個數字化的區域經濟發展模擬系統。與防災、抗災和減災決策支持系統一樣，將環境工程、水利工程、土木工程與網絡技術、計算機技術、遙感技術、地理信息系統、全球定位系統相結合，建立模型，通過多媒體技術，形象化地針對經濟發展規劃，預測由于發展經濟帶來的海域環境水污染的惡化、海洋自然災害（臺風、巨浪、風暴潮、地震、冰害、地質災害）頻發的情況。人類活動特別是大規模工程建設所引起的海洋環境的變遷和海岸演變，以及它們之間的相互作用，用數字手段統一地加以處理，建立智能化的決策支持系統，以促進國民經濟持續、健康地發展，將會是決策部門進行宏觀決策和具體規劃時的一個十分有

效的手段。

三、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究

海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。90年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結構的投資費用很高，一旦發生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產損失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平臺，1989年風暴潮損失超6億元，1991年DB29銷管船在南海通臺風翻沉等）。當前我國海洋能源開發與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞，面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環境因素。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時，都會在沿岸局部地區產生風暴潮，形成風暴潮災害。

在我國北方海域（渤海和北黃海），冬季由于受寒潮影響，沿岸地區每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區溢油的遷移規律及預防和清理技術，至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺，為了抵抗冰害，往往建成正、倒錐體的結構型式，冰排對錐體結構的冰荷載及與其的動力相互作用，也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優缺點，發展這兩種技術是海冰力學研究中的一個課題。

我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環境污染等的后果也不堪設想。

近年環太平洋地區地震的頻度和強度都在上升，造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原理和減震技術措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。

以下的一些研究內容將是為解決海洋工程設施抗震措施中的關鍵技術所必需考慮的，如近海環境地震危險性分析，設計地震動參數和頻譜特性，強震海底多維地震動及其空間分布規律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩定性；海域中水工建筑物的性能設計和地震設防標準等。

篇（11）

中圖分類號：P331 文獻標識碼： A

1 我國地質環境和災害突出和嚴重性

我國環境地質和災害地質極為突出和嚴重，而且有日益惡化之勢。例如我國在經濟調整增長的同時，災害的損失也日漸增大。1989年，災害損失525億元，1990年為616億元，1991年達1050億元，占國民生產總值的1/6。如不考慮物價上漲因素，災害所造成的經濟損失增長1990為17．33％，1991年高達70．45％，問題嚴重，不容忽視。

要把保護地質環境，減輕地質災害工作看作是創造財富的工作，其在社會發展中的作用與地礦勘查工作相同。

水資源的開發利用和合理調配是今后我國值得注意的重大問題。此外，地下水日益短缺，水質不斷下降，過量開采還引起地面沉降、海水入侵等一系列地質災害。一些跨世紀的重大工程，對區域的生態平衡和環境也存在著巨大的影響。因此，開展地下水資源和地質環境研究對我國經濟發展和社會穩定具有重大意義。

2 我國地質環境和災害問題研究分析

由于我國地質環境和災害問題突出，除繼續密切結合國土開發整治和國民經濟建設需要，進行完善地質環境區劃和區域評價，加強發展地質環境和地質災害監控—預報—減輕系統以外，要重點開展以下幾個領域的工作：

2.1 干旱地區水資源的調查開發利用與保護研究 我國干旱區面積占全國面積1/4以上，主要包括新疆大部，內蒙古、甘肅、青海西部、寧夏等，降水量不足200毫米。這里，土地資源、礦產資源飛能源和氣候資源都比較豐富，農業、工礦業發展潛力比較大，但發展中的最大制約因素就是水資源問題。因此，加強西北干旱地區水資源的開發利用與保護研究，具有開發西北超前的戰略研究意義。

2.2 我國西南巖溶石山生態環境治理與農業持續發展試驗基地研究 我國西南六省巖溶區是世界上最大的聯片巖溶區，是我國重要能源和有色金屬基地。西南巖溶地區又是我國四大生態脆弱帶（黃土、沙漠、紅壤土、巖溶）之一，過去國家對其它三個類型的研究，已有較大持續的科技投入，有力地推動了對它們的治理。但對巖溶區，僅“六五”期間組織過一次以治水為主題的攻關，而在基礎問題上無重大投入。

為了盡快改變巖溶山區落后面貌，要在這一地區選出的基礎問題和應用問題開展多學科、多部門的綜合治理試驗基地研究，為巖溶石山治理、資源的合理評價開發、促進西南地區持續發展提供可靠的科學基礎，對全區乃至全球巖溶石山治理都可起示范作用。

①巖溶地區四層圈之間相互作用規律（碳、水、鈣及其它元素環）。②西南巖溶石山的形成演化與人地協調發展關系研究。③巖溶地區資源形成機理和分布規律。④巖溶生態系統的類型、展布規律與經濟開發關系。⑤巖溶地區石漠化的形成條件飛機理和演變過程。⑥巖溶石山區人口、糧食、環境、經濟持續協調發展戰略。

2.3 東部沿海地區環境與災害監測、預報和防治系統研究 東部沿海地區作為我國經濟改革的窗口，近十幾年來獲得了迅速的發展，成為我國一個重要而又獨特的經濟區域。但是，不能不看到，隨著沿海經濟建設的迅猛發展和對海洋資源的大規模開發，也帶來了日益嚴重的環境問題和災害的激發，自然環境正在進一步惡化。

20世紀70年代以前，我國只有零星的地區發生海水入侵。隨著沿海開發，大量超采地下水、海水入侵范圍不斷擴大，遼寧、河北、山東、江蘇、廣東等省的沿海城市均出現了不同程度的海水入侵。海水入侵使陸地上的淡水資源遭到破壞，更加劇了水荒。同時，使大片土地變成鹽荒地，僅山東萊州地區因海水入侵造成的工農業損失累計就高達50億元。

過量開采地下水造成的另一災害是地面沉降。我國東部沿海地區已近20座城市出現地面沉降，上海、天津兩城市最大累計沉降量達到263厘米左右，位于長江三角洲的蘇州、無錫、常州、嘉興、肖山地區已發展成數千平方公里的沉降帶，滄州、保定等地的城市地面沉降達2000平方公里。地面沉降使一些民用建筑破壞，地下管道斷裂，加大了海水入侵和內澇積水的危害。

人工采砂、淡水截流、亂采亂挖珊瑚礁和砍伐紅樹林造成海岸的侵蝕，如海南清蘭港沿岸，近十年來海岸線后退了150～200米。海岸侵蝕使海岸建筑、土地資源、旅游資源遭到破壞，威脅到港口、碼頭的安全。

在我國海岸帶上的一些城市、港口、海灣出現了不同程度的環境污染，有的地區甚至相當嚴重，大大超過了國家標準。污染不僅給漁業、鹽業、旅游業造成損失，而且誘發赤潮災害的發生。近年來，我國赤潮發生頻率增高，每年數十次，給生態環境、漁業生產帶來破壞，也威脅到人民身體健康。 特別需要指出的是，沿海地區災害造成的損失有日益增長的勢頭。據統計，由海洋災害造成的損失，20世紀50年代平均每年不足1億元，80年代初期平均每年5億元，1992年則高達100多億元。在某種程度上，海洋災害已成為制約沿海經濟發展的因素之一。

沿海地區在國民經濟建設中占有舉足輕重的地位，沿海開發正顯加速發展態勢。而我國海岸帶從北向南跨越了不同的古板塊，地質環境相當脆弱復雜，一旦遭到破壞，要花很大財力和物力才能恢復。面對這種情況，除了加強對沿海地區開發的綜合管理，建立健全資源、環境合理開發、綜合利用和保護的法規體系，處理好資源、環境和建設的關系以外，要加強對該區環境與災害監測、預報和防治系統的研究程度，力求控制重大地質災害的突然發生和嚴重危害，減輕地質災害造成的損失；另一方面，深入研究各類地質災害的形成機制和發生、發展規律，研制和推廣主要地質災害的調查方面的監測、防治技術。通過這一地區的研究，為全國各地區環境、災害監測、預報和防治，為減輕地質災害積累經驗提供依據。

2.4 地表過程與土地的可持續利用研究 最近國際地科聯為了參與并推進《21世紀議程》的開展，成立了環境規劃和管理地質學專門委員會（COGEOENNIRONMENT），以便更充分地發揮地質學在環境保護中的重要作用，提高公眾和決策者對地學在有效地管理和保護環境及其資源的重要性認識。最近，該委員會向環境問題科學委員會（SCOPE）提出開展《地表過程與土地持續利用》研究的建議，作為地科聯參加持續發展工作的一個項目，以便在國土利用和規劃中發揮地質學家的作用。

最近一系列研究表明，地表過程對土地狀況有著極大的影響，它們可以限制或增強土地利用變化和工程建設的可能性。據國際地科聯主席W．S·法伊夫（1993）研究，全球表層土壤的年損失率達0．7％，水土流失產生嚴重地質生態后果甚至已超出糧食供應本身的問題。我國不少地區水土流失的情況日趨嚴重，不僅使土壤厚度變化劇烈，而且造成土壤養分降低，土質變差。為了協調和持續發展，我們應從對各種地表過程研究入手，并定量評價水土流失現狀，進而提出地質上的治理措施和方案，以便探索不同類型地區的地表過程與生態系統和農業持續發展的關系，使土地能為人類的繁榮和社會發展而得到持續的發展。

2.5 城市廢物的地質安全處置研究 目前，城市規模不斷擴大，人口集居密度不斷提高，從20世紀50年代到20世紀80年代，城市人口由0．6億增加到2．2億，城市廢物迅速增長。據1985年粗略統計，僅我國城市垃圾量年產已達5188萬噸，其增長率超過10％，預計現在年產量已達到1億多噸。我國城市廢物排放量大，而且集中，不但至今基本上未得到妥善處置，而且其數量有大幅度增長趨勢，對大氣、地表水和地下水的污染非常嚴重。此外，我國核廢料的安全地質處置，特別是高放射性核廢物的安全隔離還是一項艱巨的任務。為此，地質學家要與其它自然科學家一起，研究城市廢物的地質安全處置技術和方法，實現廢物的安全處置。

2.6 化學定時炸彈與人類的生存和健康 人類活動對地球環境的影響日益加劇。因此，協調人地關系，探討人地作用機理，揭示人類生存與環境之間的內在聯系，已成為維護人類繼續繁榮和不斷發展的關鍵，并開始成為人類認識地球新的出發點和突破口。