海洋環(huán)境特征精選(九篇)

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第1篇：海洋環(huán)境特征范文

海洋環(huán)境容量的物權化及其權利載體

海洋生態(tài)損害求償?shù)暮诵脑谟诨謴鸵蛞缬偷任廴臼鹿试斐傻暮Ｑ笊鷳B(tài)服務功能的退化或喪失。所謂海洋生態(tài)服務功能主要是指通過海洋生態(tài)系統(tǒng)及其運動變化提供的有助于維持和實現(xiàn)人類生活的所有條件和過程。②我們所熟悉的海洋水體分解、降解、凈化和吸收溶水性污染物的現(xiàn)象便是上述功能的具體體現(xiàn)。在自然科學界，承載上述海洋生態(tài)服務功能的環(huán)境功能體被稱為海洋環(huán)境容量，這意味著各類以海洋水體為直接侵害對象的海洋生態(tài)損害最終在物理層面都表現(xiàn)為對海洋環(huán)境容量的損害。因此，構建我國海洋生態(tài)價值財產權屬體系的關鍵就在于實現(xiàn)海洋環(huán)境容量這一海洋生態(tài)功能體的資源化與物權化。(一)海洋環(huán)境容量的物權化海洋環(huán)境容量，是指為符合國家海水質量標準對維持某一海域特定生態(tài)功能所提出的要求，在一定時間范圍內該海域所允許的污染物最大排放數(shù)量。它來源于海水的自凈能力，是自凈能力綜合表現(xiàn)的定量化描述［6］。海洋環(huán)境容量從被人類認識之日起便具有自然與社會的雙重屬性。一方面，它承繼了環(huán)境容量無形性的特點，是自然地賦存于海水之中的海洋資源，體現(xiàn)著海水凈化、稀釋污染物的生態(tài)功能;另一方面，它是人類社會賴以存在和發(fā)展的環(huán)境要素，能夠納入社會生產的循環(huán)過程之中滿足人們的排污需求，并通過資源配置與交易創(chuàng)造極大的社會財富。因此，當我們以生態(tài)理性為基點，去突破傳統(tǒng)而保守的物權客體限定標準，以包容的法學邏輯觀念和解釋論的推演路徑去嘗試著將環(huán)境容量納入物權客體的范圍時，我們發(fā)現(xiàn)作為一種自然資源的海洋環(huán)境容量在相當程度上能夠滿足物權客體的特征，具備物權化的可能。第一，海洋環(huán)境容量具有可感知性。盡管海洋環(huán)境容量因其無形的物質形態(tài)而不易為人們從視覺上直觀感知，但其所承載的海洋生態(tài)功能卻與人類以及各種海洋生物的生存息息相關。當海洋水體發(fā)揮溶解、稀釋污染物的凈化作用時，人們雖無法直接目睹卻完全能夠對這一生態(tài)過程有所感覺。因此，海洋環(huán)境容量的可感知性毋庸置疑。第二，海洋環(huán)境容量具有相對的可支配性。傳統(tǒng)民法理論認為，具有物理上的獨立性是成為物權客體的必要條件［7］(P.66－67)，即物必須在現(xiàn)實形態(tài)上能夠與其他物相區(qū)分，而海洋環(huán)境容量在物理形態(tài)上并不具有完全獨立性。但是，隨著社會的發(fā)展，獨立物的概念正在發(fā)生變化，一個物即便不具有物理上的獨立性，也可以根據(jù)交易上的觀念或以法律規(guī)定作為標準來確定某物是否具有獨立性［8］(P.63)。以此標準衡量，海洋環(huán)境容量能夠通過特定化的方法成為獨立物，從而能夠在一定程度上為人力所支配。一方面，通過科學定量化的方法，海洋環(huán)境容量能夠以具體數(shù)值的形式從海洋水體中分離出來，具有觀念上的獨立性;另一方面，盡管水體具有一定的流動性，使得在全球水循環(huán)的過程之中，海洋環(huán)境容量與其他水環(huán)境容量相互交融、難以割裂。但是，由于受風力等外力因素的影響較弱，污染物在水體中的擴散速度慢且擴散程度不完全，導致水體污染更易呈現(xiàn)出局部性和地域性的特征①。因此，人們在水污染控制的問題上更傾向于以相對局限和靜止的觀念、采用區(qū)域化的研究方法，將眼光集中于某一特定水域而非整體水環(huán)境，所以當我們將某一海域視為以岸為界的獨立水體時，該海域中所包含的海洋環(huán)境容量自然作為獨立的物質形態(tài)存在，而與其他類型的水環(huán)境容量相區(qū)分。例如，在河流沿岸排放的污染物雖然將隨河水的流動而最終歸入大海，間接對海洋生態(tài)環(huán)境造成不利影響，但是如果將海洋水環(huán)境相對靜止化和固定化，那么沿河排污就是一種消耗河水環(huán)境容量的行為，而非對海洋環(huán)境容量的利用。第三，海洋環(huán)境容量具有可確定性。自20世紀80年代以來，我國的自然科學工作者就已經探索出了與我國環(huán)境系統(tǒng)相適應的環(huán)境容量確定方法。某一特定地域、特定環(huán)境要素對某種污染物質的可利用容量，可依“特定環(huán)境要素的體積乘以每立方米污染物的極限密度減去每立方米環(huán)境要素自含污染物的平均密度之差”得出［9］。綜合考慮海水水體特征、水質目標、污染物特性、污染物排放方式以及污染源的時空分布等因素的影響后，上述方法對于海洋環(huán)境容量的測算同樣適用。可見，只要通過科學計算，特定時間、特定地域內的環(huán)境容量能夠以數(shù)值的形式確定，海洋環(huán)境容量已不再如以往般高深莫測、難以估量［10］(P．79)。通過以上對海洋環(huán)境容量物權化特征的探討，我們可以得出如下結論:社會生活的日新月異推動物權法突破既有局限，將更多新型的法律客體納入物權法的研究視野之下，以滿足主體的現(xiàn)實需求。在此背景之下，如果以適度開放的寬松標準衡量，那么海洋環(huán)境容量符合物權法上關于物的基本屬性的要求，具有充當物權客體的資格。(二)海洋排污權及其法域歸屬海洋環(huán)境容量資源化后的權利載體當為海洋排污權。它是權利主體依法享有的對以海洋環(huán)境自凈能力為基礎而產生的海洋環(huán)境容量進行使用、收益的權利，亦稱為“海洋環(huán)境容量使用權”。由定義可知，海洋排污權是以海洋環(huán)境容量為客體而形成的財產權利，在性質上應屬于準物權。②在符合物權基本屬性的前提下，準物權在權利客體、權利構成及權利是否具有公權色彩方面均具有特殊性。作為準物權之一的海洋排污權，也同樣具有有別于傳統(tǒng)物權的獨特屬性:首先，海洋排污權的客體具有特殊性。作為海洋排污權客體的海洋環(huán)境容量在物理意義上難以與其所棲生的物質載體，即海洋水體相分離，對海洋環(huán)境容量的特定性就需要依據(jù)彈性標準予以變通解釋。由于不同物權對客體的支配內容和支配程度不同，所以對于不同類型的物權，其客體特定性的要求也有寬嚴之分。有時，我們通過特定的數(shù)量、特定的地域或特定的期限等方式也可以使物權人直接支配客體，實現(xiàn)其目的。此時，就可以認定該客體具有特定性［11］(P．6)。因此，反思物權客體的特定性等同于同一性的不當理論，采取時空結合觀，我們發(fā)現(xiàn)海洋環(huán)境容量是可以通過空間與期限等條件的設置實現(xiàn)特定化的，因而權利人也就具備直接支配其的可能性。其次，海洋排污權在占有和排他權能方面存在特殊性。一方面，海洋排污權的核心在于利用而非支配，即其存在不以占有海洋環(huán)境容量及其物質載體為必要，在行使效果上追求在保持海洋環(huán)境質量狀況的前提下，實現(xiàn)海洋環(huán)境容量資源價值的最大化，因此海洋排污權基本不具有占有權能。首先，海洋排污權的客體是存在于一定海域范圍內的海洋環(huán)境容量，進而推斷出豎立于海洋環(huán)境容量之上的所有權為該海域范圍內的海洋環(huán)境容量所有權。因此，以海洋環(huán)境容量為共同客體的海洋環(huán)境容量所有權與海洋排污權就是母權與子權的關系。海洋環(huán)境容量所有權是國家海洋環(huán)境容量資源永久在私法上的體現(xiàn)。一國能夠在多大海域面積內擁有海洋環(huán)境容量資源的開發(fā)利用決定了海洋環(huán)境容量所有權的權利邊界，從而進一步決定了作為子權利的海洋排污權的權利設定邊界。首先，對于領海區(qū)域，依據(jù)《聯(lián)合國海洋法公約》，沿海國的及于其陸地領土及其內水以外鄰接的一帶海域，即自領?；€量起，向外延伸不超過12海里的領海(參見《聯(lián)合國海洋法公約》(UnitedNationsConventionontheLawoftheSea)第2、3條)。顯然，一國對其所及的領域當然地享有資源開發(fā)利用的權利。我國已通過《中華人民共和國領海及毗鄰區(qū)法》第5條規(guī)定:“中華人民共和國對領海的及于領海上空、領海的海床及底土?！毙紝︻I海的，那么12海里領海海域水體中所承載的全部海洋環(huán)境容量均屬于國家的自然資源范疇，應由政府代表國家享有領海范圍內的海洋環(huán)境容量所有權。其次，對于領海海域以外的海洋環(huán)境容量資源，其是否也應當屬于一國自然資源的范圍之內，需要根據(jù)國際法的規(guī)則進行確認。根據(jù)《聯(lián)合國海洋法公約》的規(guī)定，沿海國對自領?；€量起200海里，即專屬經濟區(qū)范圍內的海域擁有勘探和開發(fā)、養(yǎng)護和管理海床上覆水域和海床及其底土的自然資源，以及從事經濟性開發(fā)和勘探的權利(參見《聯(lián)合國海洋法公約》第56條);200海里以外的海床上覆水域，則適用公海制度，任何國家不得對此區(qū)域宣布權利，開發(fā)200海里以外的大陸架上的非生物資源，應繳付費用或實物。由此可見，一國對海洋環(huán)境容量資源的邊界限定為200海里的專屬經濟區(qū)，沿海國可以根據(jù)本國的資源所有權傳統(tǒng)，在此范圍內形成海洋環(huán)境容量的國家所有權或私人所有權。就我國而言，《憲法》第9條明確宣布，我國實行自然資源國家所有的一元化模式，由政府代表國家行使自然資源所有權。因此，我國專屬經濟區(qū)海域內的全部海洋環(huán)境容量資源歸國家所有，其他任何自然人或法人不能成為海洋環(huán)境容量所有權的權利主體。在此模式下，海洋環(huán)境容量所有權可以被定義為國家享有的對海洋環(huán)境容量資源進行使用、收益和處分的權利。私人若使用海洋環(huán)境容量必須向政府提出申請，由政府代表國家以行政許可的方式賦予其海洋環(huán)境容量使用權，即海洋排污權。同時，針對周邊國家的用海行為在我國專屬經濟區(qū)內造成的跨境海洋污染和生態(tài)損害，我國即可以國家海洋環(huán)境容量所有權受到侵害為由提出侵權損害賠償請求，從而扭轉我國在面對他國跨境海洋污染、船舶運輸污染、碰撞與油污損害的求償問題時的被動地位，使海洋生態(tài)價值滅失的損害填補能夠在責任追究的過程中得以實現(xiàn)。

海洋排污權與不同權屬間的沖突與協(xié)調

海洋排污權設立后，由于其自身不具有嚴格的排他性，加之作為其權利客體的海洋水體同時又承載著多種不同類型的海洋資源性權利，因此海洋排污權之間以及海洋排污權與海洋中所存在的其他用益物權之間便不可避免地會發(fā)生沖突。由于包括海洋排污權在內的各項海洋資源性用益物權同時又是海洋生態(tài)損害求償中不同相繼經濟損失受害人與純粹經濟損失受害人尋求救濟的權利基礎，因此探尋解決沖突的協(xié)調規(guī)則在事實上將為確立上述不同受害人的受償順序創(chuàng)造條件。特別是在損失無法全部賠償?shù)膱龊?，確立該順序的意義尤為重大。(一)海洋排污權之間的沖突與協(xié)調對于以同一海域的海洋環(huán)境容量為客體的海洋排污權之間的沖突，可以依據(jù)下述方法加以解決:第一，以海洋排污權的目的位序為依據(jù)。如果各海洋排污權設定的目的不同，則可以按照一定的目的位序協(xié)調海洋排污權之間的沖突，順位在先的海洋排污權優(yōu)于順位在后的海洋排污權行使。這一協(xié)調原則的實施須以厘定合理的目的順位為基礎，對此，水權優(yōu)先權的目的順位為海洋排污權目的順位的設定提供了參考。目前，對于水權優(yōu)先順位的規(guī)定主要存在三種立法模式:其一，我國《水法》第21條規(guī)定的“開發(fā)、利用水資源，應當首先滿足城鄉(xiāng)居民生活用水，并兼顧農業(yè)、工業(yè)、生態(tài)環(huán)境用水以及航運等需要”，由此條款可推導出居民生活用水、農業(yè)用水、工業(yè)用水、生態(tài)環(huán)境用水、航運用水的水權優(yōu)先順序;其二，根據(jù)我國臺灣地區(qū)“水利法”第18條的規(guī)定，用水標的之順序為:家用及公共給水、農業(yè)用水、水力用水、工業(yè)用水、水運以及其他用途;其三，美國堪薩斯州采用的水權順位，依次為家庭用水、市政用水、灌溉用水、工業(yè)用水、娛樂用水、水力用水。從以上三種水權優(yōu)先位序的立法模式上，我們大體可以看出水權行使普遍依照民事用水、公共用水優(yōu)先，工業(yè)用水略后的原則①。據(jù)此，在不同排污目的的海洋排污權發(fā)生效力沖突時，協(xié)調解決應當遵循如下順位規(guī)則，即民用家庭海洋排污權、公共海洋排污權、農用海洋排污權、工業(yè)海洋排污權、航運海洋排污權以及娛樂休閑海洋排污權。第二，以海洋排污權的設定時間為依據(jù)。如果各海洋排污權設定的目的相同，對于處于同一順位的海洋排污權，其行權沖突的協(xié)調就應當按照時間在先的原則，優(yōu)先保護較早取得海洋排污權的權利主體。這一協(xié)調原則的實施必須以事先設定海洋排污權確立的認定時間為基礎，對此可以按照登記在先效力優(yōu)先的權利協(xié)調規(guī)則，以排污權登記并獲得排污許可證的時點為標準，先行登記并取得海洋排污許可的排污權優(yōu)先于嗣后登記的排污權。(二)海洋排污權與海洋他項用益物權之間的沖突與協(xié)調對于海洋排污權與海洋中的他項用益物權之間的沖突，本文認為，應當以海洋功能區(qū)劃的用海要求為基本原則，遵循生存性利益優(yōu)先、功能性用海優(yōu)先的標準進行權利協(xié)調。首先，海洋中多項用益物權的行使應當以海洋功能區(qū)的劃分為基本原則。海洋功能區(qū)劃是根據(jù)海區(qū)的地理位置和自然資源、環(huán)境狀況，結合考慮海洋開發(fā)利用現(xiàn)狀和經濟社會發(fā)展需求，劃分出的具有特定主導功能、適用不同開發(fā)方式并能取得最佳綜合效益的區(qū)域(參見《中國海洋21世紀議程》第7．25條)，海洋功能區(qū)劃分的主要作用之一就在于考慮到海洋資源在空間分布及存在形式上的復合性和開放性，協(xié)調和解決資源開發(fā)利用中的矛盾，形成合理有序的海洋資源開發(fā)利用秩序［13］(P．90)。對于海水增養(yǎng)殖區(qū)域，海洋排污權不得侵害海洋漁業(yè)權，對此《海洋環(huán)境保護法》明確規(guī)定，在重要漁業(yè)水域不得新建排污口，向海域排放含熱廢水，應當保證臨近的漁業(yè)水域的水溫符合國家標準(參見《海洋環(huán)境保護法》第36條)。而在海洋傾倒區(qū)以及海洋油氣開發(fā)區(qū)等海洋排污權的作用區(qū)域，漁業(yè)權、娛樂用海權等海洋他物權則不能實現(xiàn)。其次，在未劃定功能區(qū)的海域或功能區(qū)劃不明確的海域，對于海洋多項用益物權的沖突需要以公平原則進行利益衡量，以確定權利行使的先后位序。一方面，承載生存性利益的海洋他物權應當優(yōu)先行使。自然資源所能夠實現(xiàn)的價值體現(xiàn)為人類的生存性利益和財產性利益，人類生存權意味著在一定的經濟發(fā)展水平條件下，每個人都有權享有為維持他本人和家屬的健康和福利所需要的生活水準，以保證基本生活水平和健康水平得到維持和提高?？梢?，保證生存性權益是人類的基本要求，是整個社會公平安定的基礎。因此，對于人類生存發(fā)展所不可或缺的生存性自然資源物權理應優(yōu)先于財產性自然資源物權得以實現(xiàn)。具體到海洋權利的行使方面，與人類的生存性利益密切相關的民事用海權，包括民用海洋排污權、自用漁業(yè)權等優(yōu)先行使，而以實現(xiàn)財產性利益為目的的工業(yè)、商業(yè)用海權則略后。另一方面，以功能性資源為客體的海洋他物權應當優(yōu)先行使。按照所承載的利益不同，全部海洋資源可以做消費性資源和功能性資源的劃分。消費性資源，是指對其開發(fā)利用將會消耗資源本身或改變資源原有形態(tài)的資源類型，如海洋環(huán)境容量資源、用于灌溉的海水資源;功能性資源則是指開發(fā)利用后不會造成資源固有狀態(tài)發(fā)生改變自然資源，如用于養(yǎng)殖或航運的海水資源。在通常情況下，以功能性資源為客體的海洋他物權應當先于以消費性資源為客體的海洋他物權行使，原因就在于海洋中的功能性資源在開發(fā)利用時不會發(fā)生資源減少或改變的后果，例如，漁民利用海水進行魚類養(yǎng)殖，其行為本身不會消耗海洋水體或者顯著改變海洋水體的性質，養(yǎng)殖權行使完畢后仍然可以滿足海洋排污權的實現(xiàn)，而倘若允許海洋排污權先行使，則會降低海水水質，影響到海水的滋養(yǎng)功能，從而使海水養(yǎng)殖權難以實現(xiàn)。因此，原則上海洋排污權應當略后于以功能性資源為權利客體的海洋他物權。

作者：鄧海峰

第2篇：海洋環(huán)境特征范文

關鍵詞:海洋環(huán)境污染海洋災害海洋工程與海洋環(huán)境相互作用

隨著沿海經濟的迅猛發(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(huán)境問題。海洋經濟的發(fā)展還面臨嚴酷的海洋自然環(huán)境，海洋災害直接影響著海洋經濟的發(fā)展規(guī)模、速度和效益，精確預報海洋災害的發(fā)生、發(fā)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(huán)境問題。為了開發(fā)海洋中的空間、礦產、漁業(yè)、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(fā)展的情況下，工程建設的規(guī)模日益巨大，這些大規(guī)模的工程建設和海洋環(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(fā)展，海洋環(huán)境的日益惡化，海洋災害的頻發(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施防災、抗災和減災研究，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、轉化規(guī)律的研究為基礎，考慮各種自然環(huán)境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規(guī)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(fā)嚴重。因此，除了加強赤潮的監(jiān)測和預報外，也應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。

此項研究應通過現(xiàn)場觀測、物理模型實驗和數(shù)學模擬研究相結合的方法來進行。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預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數(shù)學模擬方法來建立海洋水質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(shù)學模型；波浪數(shù)學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數(shù)學模型。

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

在波浪數(shù)學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組，以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā)，可導出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學模型。通過引入弱非線性波色散關系，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，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合，可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程，用這個方程可模擬規(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺Φ挠嬎愎脚c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力進行數(shù)值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數(shù)學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數(shù)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(shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統(tǒng)作為目標，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學和生物現(xiàn)象的基礎上，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(tǒng)一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環(huán)境評價、水質規(guī)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(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用前景。

應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數(shù)學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學模型，其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，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(shù)據(jù)是無法從數(shù)學模型本身來取得的，有些可以通過現(xiàn)場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，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(shù)。

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(fā)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(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(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(qū)每年都有結冰現(xiàn)象，結冰嚴重的年份則出現(xiàn)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(qū)溢油的遷移規(guī)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(shù)值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優(yōu)缺點，發(fā)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(fā)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(fā)生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環(huán)境污染等的后果也不堪設想。

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(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(huán)境地震危險性分析，設計地震動參數(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，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、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(huán)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(fā)展造成重大的影響。

因此，發(fā)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(huán)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(xiàn)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(tài)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(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(huán)境的風云變幻和災害的可能來臨，發(fā)展海洋環(huán)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(tǒng)，如建立由近海到遠海的海洋環(huán)境及災害觀測網(wǎng)絡、預報與預警系統(tǒng)、沿岸防災準備和各類應急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經濟發(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)模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數(shù)字信息系統(tǒng)，將海岸和近海工程與網(wǎng)絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結合，建立數(shù)學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發(fā)生機理、傳播規(guī)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(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(xiàn)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(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(qū)，但同時又是經濟活動最為發(fā)達的地區(qū)，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發(fā)環(huán)境災害。工程設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(huán)境災害。

隨著人類對海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護與人類生產實踐活動協(xié)調發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)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(huán)境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環(huán)境和生態(tài)影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演防護及開發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態(tài)學、社會經濟學及與環(huán)境關系的綜合分析與協(xié)調。

隨著沿海大、中型城市經濟建設的快速發(fā)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(huán)境的影響等，都將是需要認真解決的問題。

第3篇：海洋環(huán)境特征范文

關鍵詞海洋環(huán)境污染海洋災害海洋工程與海洋環(huán)境相互作用

隨著沿海經濟的迅猛發(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(huán)境問題。海洋經濟的發(fā)展還面臨嚴酷的海洋自然環(huán)境，海洋災害直接影響著海洋經濟的發(fā)展規(guī)模、速度和效益，精確預報海洋災害的發(fā)生、發(fā)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(huán)境問題。為了開發(fā)海洋中的空間、礦產、漁業(yè)、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(fā)展的情況下，工程建設的規(guī)模日益巨大，這些大規(guī)模的工程建設和海洋環(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(fā)展，海洋環(huán)境的日益惡化，海洋災害的頻發(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施防災、抗災和減災研究，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、轉化規(guī)律的研究為基礎，考慮各種自然環(huán)境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規(guī)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(fā)嚴重。因此，除了加強赤潮的監(jiān)測和預報外，也應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。

此項研究應通過現(xiàn)場觀測、物理模型實驗和數(shù)學模擬研究相結合的方法來進行。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預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數(shù)學模擬方法來建立海洋水質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(shù)學模型；波浪數(shù)學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數(shù)學模型。

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

在波浪數(shù)學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組，以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā)，可導出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學模型。通過引入弱非線性波色散關系，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(tài)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(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺Φ挠嬎愎脚c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力進行數(shù)值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數(shù)學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數(shù)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(shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統(tǒng)作為目標，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學和生物現(xiàn)象的基礎上，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(tǒng)一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環(huán)境評價、水質規(guī)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(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用前景。

應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數(shù)學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學模型，其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，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(shù)據(jù)是無法從數(shù)學模型本身來取得的，有些可以通過現(xiàn)場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，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(shù)。

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(fā)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(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(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(qū)每年都有結冰現(xiàn)象，結冰嚴重的年份則出現(xiàn)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(qū)溢油的遷移規(guī)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(shù)值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優(yōu)缺點，發(fā)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(fā)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(fā)生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環(huán)境污染等的后果也不堪設想。

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(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(huán)境地震危險性分析，設計地震動參數(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，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、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(huán)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(fā)展造成重大的影響。

因此，發(fā)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(huán)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(xiàn)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(tài)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(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(huán)境的風云變幻和災害的可能來臨，發(fā)展海洋環(huán)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(tǒng)，如建立由近海到遠海的海洋環(huán)境及災害觀測網(wǎng)絡、預報與預警系統(tǒng)、沿岸防災準備和各類應急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經濟發(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)模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數(shù)字信息系統(tǒng)，將海岸和近海工程與網(wǎng)絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結合，建立數(shù)學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發(fā)生機理、傳播規(guī)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(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(xiàn)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(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(qū)，但同時又是經濟活動最為發(fā)達的地區(qū)，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發(fā)環(huán)境災害。工程設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(huán)境災害。

隨著人類對海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護與人類生產實踐活動協(xié)調發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)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(huán)境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環(huán)境和生態(tài)影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態(tài)學、社會經濟學及與環(huán)境關系的綜合分析與協(xié)調。

隨著沿海大、中型城市經濟建設的快速發(fā)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(huán)境的影響等，都將是需要認真解決的問題。

第4篇：海洋環(huán)境特征范文

目前，在國際層面，得到較廣泛認知的是世界自然保護聯(lián)盟(IUCN)于1988年就海洋保護區(qū)給出的較為廣泛的定義:“通過法律或其他有效的方法予以部分或全部保護的潮間帶或潮下帶的任何海區(qū)，包括其上覆水體及相關的植物、動物、歷史和文化特征”。

對于世界自然保護聯(lián)盟的定義，可以從保護方法、保護范圍、保護對象這三個維度進行解讀:

首先，在保護的方法上，世界自然保護聯(lián)盟強調法律方法或其他有效方法，對法律方法做了特別提示。在世界自然保護聯(lián)盟看來，通過法律手段建立海洋保護區(qū)是值得鼓勵的，可以為海洋保護區(qū)制度的發(fā)展提供合法性基礎。同時，法律方法不僅僅指國內立法，還應該包括國際法，這就是在國家管轄范圍以外建立海洋保護區(qū)需要與現(xiàn)行國際法協(xié)調的應有之義。世界自然保護聯(lián)盟的定義對法律方法的強調得到了國際社會的積極回應。世界可持續(xù)發(fā)展峰會(the WorldSummit on SustainableDevelopment，簡稱WSSD) 2002年在約翰內斯堡(Johannesburg)召開時提出“約翰內斯堡行動計劃”(the Johannesburg Plan of工mplementation)，在鼓勵國家發(fā)展海洋保護區(qū)同時強調要遵守國際法，與現(xiàn)行國際法一致;《保護東北大西洋海洋環(huán)境公約》(OSPAR Convention)建立的OSPAR委員會在建立包括公海水域的海洋保護區(qū)決議別指出海洋保護區(qū)與國際法的協(xié)調一致(consistent withinternational law)。

其次，在保護的范圍上，世界自然保護聯(lián)盟的概念是可以立體適用的。世界自然保護聯(lián)盟所用的語詞“任何海區(qū)”(any括潮間帶或潮下帶范圍內的海岸、水面、area)說明其構建的海洋保護區(qū)概念不僅包淺水層，世界自然保護聯(lián)盟在界定海洋保護區(qū)概念的時候，還包括這個范圍以內的海底環(huán)境。主要目的是促進各國在國家管轄范圍以內建立和發(fā)展海洋保護區(qū)。潮間帶或潮下帶在水平范圍上的延展性，使得國家在建立海洋保護區(qū)時可以基于海洋科學的考量在海區(qū)范圍的選擇上具有較大的選擇權。但與此同時，潮間帶或潮下帶也具有一定程度的模糊性，導致在公海建立海洋保護區(qū)時會存在爭議，成為世界自然保護聯(lián)盟海洋保護區(qū)定義的瑕疵。

最后，在保護的對象上，世界自然保護聯(lián)盟的界定是非常廣泛的。鑒于海洋環(huán)境和海洋生物多樣性危機得到國際社會的廣泛關注，海洋保護區(qū)的主要目標在于保護海洋環(huán)境和海洋生物，即生物指向型海洋保護區(qū)。但在實踐中，為了保護特殊的海洋地貌、歷史和文化特征等，各國也通過建立海洋保護區(qū)的方式進行保護，稱之為非生物指向型海洋保護區(qū)。例如，為了保護泰坦尼克號沉船遺址，美國和英國蕉北大西洋建立了沉船遺址保護區(qū)。

世界自然保護聯(lián)盟在世界自然環(huán)境保護領域享有重要地位，政府、政府間國際組織及非政府組織均能通過該組織進行合作，專家、科學家、學者和志愿者均可以個人名義加入該組織。世界自然保護聯(lián)盟在國際上具有廣泛的代表性，能吸納官方層面和民間層面的不同觀點;加上其給出的定義比較寬泛，在實踐中可以通過對概念的解釋將各國、國際組織建立的不同類型的海洋保護區(qū)均囊括在內，使得世界自然保護聯(lián)盟對海洋保護區(qū)的概念界定得到了國際社會較為廣泛的接受。依據(jù)世界自然保護聯(lián)盟的寬泛定義，海洋保護區(qū)不僅具有生物及生態(tài)學屬性，同樣具有歷史文化屬性以及相關聯(lián)的經濟學屬性，只要是符合其保護目標的各種類型和規(guī)模的海洋保護區(qū)都可以歸入給定義的范疇，在某種程度上可以作為一項國際標準。

(二)海洋保護區(qū)與公海保護區(qū)

在海洋法上，海洋保護區(qū)是正在發(fā)展著的新概念，與海洋保護區(qū)相關的法律制度尚處在謹慎構建中。不同國家、國際組織在實踐中建立了各種不同類型的海洋保護區(qū)，發(fā)展了多種不同的海洋保護區(qū)定義。這些數(shù)量眾多的海洋保護區(qū)位于不同的海洋區(qū)域，或是國家管轄范圍內，或是公海;適用不同的標準，或嚴格，或有名無實;采用不同的管理方式，或是單獨管理，或是聯(lián)合管理等。

毫無疑問，建立海洋保護區(qū)的國際實踐是紛繁復雜的，由此可以認為，過于嚴格和狹窄的界定將滿足不了實踐的需要，而過于寬泛的界定則不能很好地指導國際實踐。也就是說，一定程度的寬泛界定有其合理性，可以使實踐中己經產生的各種不同類型的保護區(qū)能夠被納入國際海洋保護區(qū)網(wǎng)絡，同時排除那些有名無實的保護區(qū)。鑒于此，筆者認為應當對海洋保護區(qū)進行廣義的界定，而國際自然保護聯(lián)盟的寬泛定義則具有參考性，即海洋保護區(qū)的定義應當包括保護方法、保護范圍和保護對象這三個要素。

首先，海洋保護區(qū)保護方法的基礎是法律手段或其他手段，而不論采取何種保護方法，都需要有國際法基礎，在公海建立海洋保護區(qū)更是如此;可以稱之為海洋保護區(qū)的合法性。其次，在保護范圍上，海洋保護區(qū)應當突破近?；蛘吖铝⒑Ｑ笃瑓^(qū)的限制，在宏觀上將各個海洋區(qū)域作為整體考慮;可以稱之為海洋保護區(qū)的整體性。最后，海洋保護區(qū)的保護對象是多元化的，既保護海洋環(huán)境和海洋生物多樣性，也保護在科學、美學、文化、教育等方面具有特殊利益的對象;可以稱之為海洋保護區(qū)的系統(tǒng)性。

基于以上分析，綜合考量海洋保護區(qū)的合法性、整體性和系統(tǒng)性特征，本文對海洋保護區(qū)的定義如下:

“海洋保護區(qū)是在符合國際法的基礎上，為保護海洋環(huán)境、生物多樣性、歷史和文化特征等，在特定海域施行某些保護性措施，以實現(xiàn)海洋生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的目標”。

第5篇：海洋環(huán)境特征范文

以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉化規(guī)律的研究為基礎，考慮各種自然環(huán)境因素（浪、流、風、光、溫度、濕度）、物理因素（擴散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放）、化學因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規(guī)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(fā)嚴重。因此，除了加強赤潮的監(jiān)測和預報外，也應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。

此項研究應通過現(xiàn)場觀測、物理模型實驗和數(shù)學模擬研究相結合的方法來進行。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預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。

用數(shù)學模擬方法來建立海洋水質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(shù)學模型；波浪數(shù)學模型；液流相互作用模型；近海海域污染物遷移轉化數(shù)學模型。

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

在波浪數(shù)學模型研究方面，可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組，以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā)，可導出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學模型。通過引入弱非線性波色散關系，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(tài)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(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺Φ挠嬎愎脚c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力進行數(shù)值模擬。

在近海海域污染物遷移轉化數(shù)學模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數(shù)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(shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統(tǒng)作為目標，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學和生物現(xiàn)象的基礎上，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(tǒng)一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環(huán)境評價、水質規(guī)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(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用前景。

應該指出，在海洋水質預測預報模型研究方面，數(shù)學模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學模型，其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質模型的技術關鍵，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(shù)據(jù)是無法從數(shù)學模型本身來取得的，有些可以通過現(xiàn)場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。

能模擬海洋動力因素的先進實驗設備，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(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(xiàn)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(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(qū)，但同時又是經濟活動最為發(fā)達的地區(qū)，海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發(fā)環(huán)境災害。工程設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(huán)境災害。隨著人類對海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護與人類生產實踐活動協(xié)調發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)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(huán)境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結構的環(huán)境和生態(tài)影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質輸運擴散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態(tài)學、社會經濟學及與環(huán)境關系的綜合分析與協(xié)調。

隨著沿海大、中型城市經濟建設的快速發(fā)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(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>以主要經濟發(fā)達的河口和海岸帶地區(qū)以及主要海域的經濟發(fā)展為背景，建立一個數(shù)字化的區(qū)域經濟發(fā)展模擬系統(tǒng)。與防災、抗災和減災決策支持系統(tǒng)一樣，將環(huán)境工程、水利工程、土木工程與網(wǎng)絡技術、計算機技術、遙感技術、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結合，建立模型，通過多媒體技術，形象化地針對經濟發(fā)展規(guī)劃，預測由于發(fā)展經濟帶來的海域環(huán)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(fā)的情況。人類活動特別是大規(guī)模工程建設所引起的海洋環(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(fā)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(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(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(qū)每年都有結冰現(xiàn)象，結冰嚴重的年份則出現(xiàn)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(qū)溢油的遷移規(guī)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(shù)值模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中，模型冰可采用凍結模型冰和非凍結模型冰來進行，它們各有其優(yōu)缺點，發(fā)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(fā)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(fā)生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害——火災、環(huán)境污染等的后果也不堪設想。

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(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(huán)境地震危險性分析，設計地震動參數(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，考慮周圍水介質影響的結構振動破壞機理、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(huán)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(fā)展造成重大的影響。

因此，發(fā)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(huán)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(xiàn)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(tài)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(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(huán)境的風云變幻和災害的可能來臨，發(fā)展海洋環(huán)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(tǒng)，如建立由近海到遠海的海洋環(huán)境及災害觀測網(wǎng)絡、預報與預警系統(tǒng)、沿岸防災準備和各類應急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經濟發(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)模型與結構；以及建立海岸和近海工程設施防災減災數(shù)字信息系統(tǒng)，將海岸和近海工程與網(wǎng)絡技術人算機技術、遙感技術、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結合，建立數(shù)學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發(fā)生機理、傳播規(guī)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(tǒng)。

第6篇：海洋環(huán)境特征范文

一、形成赤潮的原因：

1、海水富營養(yǎng)化是赤潮發(fā)生的物質基礎和首要條件 。

由于城市工業(yè)廢水和生活污水大量排入海中，使營養(yǎng)物質在水體中副集，造成海域富營養(yǎng)化。此時，水域中氮、磷等營養(yǎng)鹽類，鐵、錳等微量元素以及有機化合物的含量大大增加，促進赤潮生物的大量繁殖。赤潮檢測的結果表明，赤潮發(fā)生海域的水體均已遭到嚴重污染，富營養(yǎng)化，氮磷等營養(yǎng)鹽物質大大超標。其次一些有機物質也會促使赤潮生物急劇增殖。

2、水文氣象和海水理化因子的變化是赤潮發(fā)生的重要原因。

海水的溫度是赤潮發(fā)生的重要環(huán)境因子，20℃～30℃是赤潮發(fā)生的適宜溫度范圍?？茖W家發(fā)現(xiàn)一周內水溫突然升高大于2℃是赤潮發(fā)生的先兆。海水的化學因子如鹽度變化也是促使生物因子—赤潮生物大量繁殖的原因之一。由于徑流、涌升流、水團或海流的交匯作用，使海底層營養(yǎng)鹽上升到水上層，造成沿海水域高度富營養(yǎng)化。營養(yǎng)鹽類含量急劇上升，引起硅藻的大量繁殖。這些硅藻過盛，特別是骨條硅藻的密集常常引起赤潮。據(jù)監(jiān)測資料表明，在赤潮發(fā)生時，水域多為干旱少雨，天氣悶熱，水溫偏高，風力較弱，或者潮流緩慢等水域環(huán)境。

3、海水養(yǎng)殖的自身污染亦是誘發(fā)赤潮的因素之一。

隨著我國沿海養(yǎng)殖業(yè)的大發(fā)展，尤其是對蝦養(yǎng)殖業(yè)的蓬勃發(fā)展，產生了嚴重的自身污染問題。在對蝦養(yǎng)殖中，人工投喂大量配合飼料和鮮活餌料，加之養(yǎng)殖技術陳舊和不完善，往往造成投餌量偏大，池內殘存餌料增多，嚴重污染了養(yǎng)殖水質。另一方面，由于蝦池每天需要排換水，所以每天都有大量污水排入海中，這些帶有大量殘餌、糞便的水中含有氨氮、尿素、尿酸及其它形式的含氮化合物物，加快了海水的富營養(yǎng)化，這樣為赤潮生物提供了適宜的生物環(huán)境，使其增殖加快，特別是在高溫、悶熱、無風的條件下最易發(fā)生赤潮。由此可見，海水養(yǎng)殖業(yè)的自身污染也使赤潮發(fā)生的頻率增加。再進一步分析，這些氮和磷正是來源于人類生產和生活產生的廢水、廢物。

二、赤潮的危害：

1、赤潮對海洋生態(tài)平衡的破壞。

海洋是一種生物與環(huán)境、生物與生物之間相互依存，相互制約的復雜生態(tài)系統(tǒng)。系統(tǒng)中的物質循環(huán)、能量流動都是處于相對穩(wěn)定，動態(tài)平衡的。當赤潮發(fā)生時這種平衡遭到干擾和破壞。在植物性赤潮發(fā)生初期，由于植物的光合作用，水體會出現(xiàn)高葉綠素a、高溶解氧、高化學耗氧量。這種環(huán)境因素的改變，致使一些海洋生物不能正常生長、發(fā)育、繁殖，導致一些生物逃避甚至死亡，破壞了原有的生態(tài)平衡。

2、赤潮對海洋漁業(yè)和水產資源的破壞。

赤潮破壞魚、蝦、貝類等資源的主要原因是：

（1）破壞漁場的鉺料基礎，造成漁業(yè)減產。

（2）赤潮生物的異常發(fā)制繁殖，可引起魚、蝦、貝等經濟生物瓣機械堵塞，造成這些生物窒息而死。

（3）赤潮后期，赤潮生物大量死亡，在細菌分解作用下，可造成環(huán)境嚴重缺氧或者產生硫化氫等有害物質，使海洋生物缺氧或中毒死亡。

（4）有些赤潮的體內或代謝產物中含有生物毒素，能直接毒死魚、蝦、貝類等生物。

3、赤潮對人類健康的危害

有些赤潮生物分泌赤潮毒素，當魚、貝類處于有毒赤潮區(qū)域內，攝食這些有毒生物，雖不能被毒死，但生物毒素可在體內積累，其含量大大超過食用時人體可接受的水平。這些魚蝦、貝類如果不慎被人食用，就引起人體中毒，嚴重時可導致死亡。

三、赤潮的預防：

為保護海洋資源環(huán)境，保證海水養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，維護人類的健康。避免和減少赤潮災害，結合實際情況，對預防赤潮災害采取相應的措施及對策。

1、控制污水污物入海，防止海水富營養(yǎng)化。

海水富營養(yǎng)化是形成赤潮的物資基礎。攜帶大量無機物的工業(yè)廢水及生活污水排放入海是引起海域富營養(yǎng)化的主要原因。我國沿海地區(qū)是經濟，人口密集，工農業(yè)生產發(fā)展快，從而導致大量的工業(yè)廢水和生活污水排入海中。據(jù)統(tǒng)計，占全國面積不足5%的沿海地區(qū)每年向海洋排放的工業(yè)廢水和生活污水近70億噸。因此，必須采取有效措施，嚴格控制工業(yè)廢水和生活污水向海洋排放。按照國家制定的海水標準和海洋環(huán)境保護法的要求，對排放入海的工業(yè)廢水和生活污水要進行嚴格處理。

2、建立海洋環(huán)境監(jiān)視網(wǎng)絡，加強赤潮監(jiān)視。

我國海域遼闊，2萬多千米的漫長海岸線，僅憑國家和有關部門力量，對海洋進行全國監(jiān)視是很難做到。有必要把目前各主管海洋環(huán)境的單位，沿海廣大居民，漁業(yè)捕撈船，海上生產部門和社會各方面力量組織起來，開展專業(yè)和群眾相結合的海洋監(jiān)視活動，擴大監(jiān)視海洋的覆蓋面，及時獲取赤潮和與赤潮有密切關系的污染信息。別是赤潮多發(fā)區(qū)，近岸水域，海水養(yǎng)殖區(qū)和江河入?？谒蛞M行嚴密監(jiān)視，及時獲取赤潮信息。一旦發(fā)現(xiàn)赤潮和赤潮征兆，監(jiān)視網(wǎng)絡機構可及時通知有關部門，有組織有計劃地進行跟蹤監(jiān)視監(jiān)測，提出治理措施，千方百計減少赤潮的危害。

3、加強海洋環(huán)境的監(jiān)測，開展赤潮的預報服務。

為使赤潮災害控制在最小限度，減少損失，必須積極開展赤潮預報服務。為全面了解赤潮的發(fā)生機制，應該對海洋環(huán)境和生態(tài)進行全面監(jiān)測，尤其是赤潮的多發(fā)區(qū)，海洋污染較嚴重的海域，要增加監(jiān)測頻率和密度。當有赤潮發(fā)生時，應對赤潮進行跟蹤監(jiān)視監(jiān)測，及時獲取資料。在獲得大量資料的基礎上，對赤潮的形成機制進行研究分析，提出預報模式，開展赤潮預報服務。

4、科學合理地開發(fā)利用海洋資源。

調查資料表明，近幾年赤潮多發(fā)生于沿岸排污口，海洋環(huán)境條件較差，潮流較弱，水體交換能力較弱的海區(qū)，而海洋環(huán)境狀況的惡化，又是由于沿岸工業(yè)、海岸工程、鹽業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)和海洋油汽開發(fā)等行業(yè)沒有統(tǒng)籌安排，布局不合理造成的。為避免和減少赤潮災害的發(fā)生，應開展海洋功能區(qū)規(guī)劃工作，從全局出發(fā)，科學指導海洋開發(fā)和利用。對重點海域要作出開發(fā)規(guī)劃，減少盲目性，做到積極保護，科學管理，全面規(guī)劃，綜合開發(fā)。另外，海水養(yǎng)殖業(yè)應積極推廣科學養(yǎng)殖技術，加強養(yǎng)殖業(yè)的科學管理，控制養(yǎng)殖廢水的排放，保持養(yǎng)殖區(qū)水質處于良好狀態(tài)。

第7篇：海洋環(huán)境特征范文

關鍵詞：海洋混凝土耐久性杭州灣跨海大橋

中圖分類號：TU37 文獻標識碼：A 文章編號：

改革開放以來，東部沿海城市的經濟迅速發(fā)展，高層結構、 跨海大橋、 海港碼頭、 海底隧道乃至海上采油平臺等重要工程迅速涌現(xiàn)。通常認為混凝土建筑物的無修補安全使用期可達100年，然而，海洋環(huán)境下混凝土由于受到海洋環(huán)境的凍融破壞、海水侵蝕、鋼筋銹蝕、冰浪撞擊、磨損等各種因素的影響使其過早被破壞，實際使用年限遠遠低于設計要求，使用壽命最短的不到10 年，因此，海洋環(huán)境下混凝土服役壽命的過早衰減和失效已成為當今面臨的世界性難題，引起國內外混凝土科學與工程界的密切關注。

海洋環(huán)境下耐久性的影響因素和作用機理

1.1 凍融作用

海工混凝土抗凍耐久性方面存在的問題，一部分是混凝土材料共同的問題(如引氣、孔結構和強度等)，另一些則是海洋環(huán)境中產生的特殊問題如鹽結晶和海水化學腐蝕等。試驗表明，在有鹽溶液存在的情況下混凝土的飽水程度很高， 因此，海工混凝土的凍融破壞更為嚴重，應從抗裂防滲和耐海水化學腐蝕兩方面來保證海工混凝土抗海水凍融耐久性。

1.2 鋼筋銹蝕破壞

鋼筋的銹蝕在混凝土耐久性問題中的地位日益突出。鋼筋銹蝕破壞最嚴重是潮汐區(qū)中部 上部位，我國南方海洋環(huán)境下混凝土破壞以鋼筋銹蝕為主。鋼筋銹蝕屬電化學反應，其產生和發(fā)展必須同時滿足(1)鈍化膜破壞(2)足夠量的氧(3)足夠量的水分，三者缺一不可。

1.2.1混凝土抗?jié)B性對鋼筋銹蝕的影響

抗?jié)B性是影響混凝土耐久性的關鍵。提高混凝土的抗?jié)B性是在一定范圍內減小水灰比、增加養(yǎng)護期及摻砂渣、粉煤灰、硅灰等火山灰質材料，改善水泥石的孔徑分布和孔結構，增加凝膠孔，使抗?jié)B性提高，

1.2.2 混凝土碳化作用對鋼筋銹蝕的影響

混凝土碳化是指混凝土中的堿性物質Ca(oH)2 與空氣中CO2 作用生成CaCO3。，使結構變化、堿度下降?；炷撂蓟笠疴g化膜破壞、產生鋼筋銹蝕，碳化后產生的收縮會加快鋼筋銹蝕決定混凝土碳化速度的根本因素一是混凝土本身的堿性物質含量，二是混凝土的密實度。Ca(oH)2含量高、密實度大的混凝土抗碳化性能強。

1.2.3氯離子滲透作用對鋼筋銹蝕的影響

氯化物以離子形態(tài)滲透進部分或完全被水填充的孔中，在水泥基質內以化學或物理形態(tài)被部分結合，氯化物滲透與碳化滲透不同，它比碳化的侵入深度和速度要大得多，氯化物含量的分布是從混凝土表面到內部，逐漸減少?？紫堵屎涂捉Y構是制約c1滲透的關鍵因素。

1．3 海洋化學腐蝕

建筑物水下部位遭受海水化學腐蝕而潰散的并不普遍，對海工混凝土建筑并非主要因素。

1．3．1 海水的化學成分

海水中溶有大氣中所包含的各種氣體成分，略呈堿性，PH8.2~8.4。

1．3．2 硫酸鹽侵蝕

海水中硫酸鎂與水泥水化產物CA結合生成鈣礬石，體積膨脹產生很大的內應力，使混凝土膨脹和開裂。水泥熟料中的礦物成分對抗硫酸侵蝕有顯著影響。

1．3．3 溶蝕作用

混凝土受到海水的不斷侵蝕．內部的Ca(0H) 隨水流出使其濃度逐漸降低，隨著石灰濃度不斷降低，水泥水化物中的CaO也將陸續(xù)分解溶出，使混凝土產生空隙，導致破壞

1．3．4 鎂鹽侵蝕

海水中的鎂鹽與混凝土中的Ca(0H)2作用，產生不定形物質Mg(0H)z，易溶于水的CaCl以及硅酸鈣的替代物硅酸鎂，使

水泥漿體的強度下降結構遭受破壞。

3．5 堿骨料反應

二氧化硅是許多巖石的主要成分，當PH≥10．5的堿性溶液與固體二氧化硅接觸時，會產生硅酸物凝膠，這種凝膠吸附水分而產生l0～15MPa壓力，高于普通混凝土的抗拉強度而導致混凝土的膨脹和開裂

1.4 機械撞擊及磨損

許多海工混凝土建筑物的最直接破壞，是由于風浪及冰塊撞擊等造成的。這些機械作用造成建筑物局部損壞、海水侵入，其破壞作用超過化學腐蝕作用。

1.5 施工質量不良

根據(jù)調查結果．混凝土的破壞太部分都是由于施工質量不良或材料不穩(wěn)定所引起的 因加水量不控制、離析嚴重、震搗不密實、養(yǎng)護不講究而造成密實性差，難以抵御各種外界因素的破壞。因此，菔工質量與耐久性之間有極密切的關系。

2 提高耐久性的技術措施

2.1海工耐久混凝土

海工耐久混凝土是指采用常規(guī)原材料、常規(guī)工藝、摻加礦物摻合料及化學外加劑，經配合比優(yōu)化而制作的，在海洋環(huán)境中具有高耐久性、高穩(wěn)定性和良好工作性的高性能結構混凝土，它以氯離子擴散系數(shù)為核心控制指標，采用大比例摻入礦物摻合料和低水膠比降低氯離子擴散系數(shù)。

杭州灣跨海大橋不同部位混凝土中水膠比及其他材料用量，見表1所示。

表1杭州灣跨海大橋不同部位混凝土中水膠比及其他材料用量表

杭州灣大橋工程混凝土結構均采用海工耐久性混凝土。在參考國內外規(guī)范的基礎上，進行了海工耐久混凝專題研究，制定了《杭州灣跨海大橋混凝土施工技術規(guī)程》，對海工耐久混凝土的原材料、配合比設計及工作性能、施工控制等提供了具有特色的控制要求。

同時，杭州灣跨海大橋在國內首次按混凝土氯離子擴散系數(shù)快速非穩(wěn)態(tài)電遷移(RCM)實驗方法，規(guī)定了混凝土撬氯離子滲透性要求?；炷谅入x子擴散系數(shù)Drcm根據(jù)混凝土結構使用年限預測模型以及所處的腐蝕環(huán)境、鋼筋保護層厚度等綜合因素確定。

2．2合理的鋼筋保護層

理論上，結構的保護層越厚，氯離子擴散到鋼筋表面的路徑越長，鋼筋表露氯離子積累到臨界濃度時間也越久。但是，保護層過厚會限制構件力學性能的發(fā)揮，并且不利于對裂縫寬度進行控制，因此，需要根據(jù)結構部位和受力特點，設置合理的鋼筋保護層厚度。

杭州灣跨海大橋工程結合國外跨海工程實例，參考國內外有關規(guī)范，根據(jù)杭州灣的腐蝕環(huán)境、橋梁各部位的受力特點和設計使用年限，制定了不同部位混凝土的保護層厚度，如表2所示。

表2不同部位混凝土的保護層厚度

杭州灣大橋混凝土結構各部位氯離子擴散系數(shù)和鋼筋保護層厚度組合，經過理論模型推算可以滿足100年使用年限的要求。通過嚴格的施工控制和質量檢驗，實體結構質量良好，基本符合理論計算的假定。

2.3杭州灣大橋工程中附加措施

2.3.1 塑料波紋管與真空輔助壓漿

對于預應力混凝土結構，孔道的不密實極易造成高應力狀態(tài)下預應力筋的銹蝕。為增強預應力孔道壓漿的密實性，提高預應力體系的耐久性，大橋預應力混凝土箱梁采用耐腐蝕、密封性能好的塑料波紋管，配合真空輔助壓漿技術，作為預應力混凝土結構的耐久性措施之一。

2 .3．2環(huán)氧涂層鋼筋

環(huán)氧涂層鋼筋是采用靜電噴涂工藝使其表面形成連續(xù)的環(huán)氧絕緣層的鋼筋。

鑒于環(huán)氧涂層鋼筋的優(yōu)點，杭州灣跨海大橋在腐蝕最為嚴重的浪濺區(qū)現(xiàn)澆墩身中采用了環(huán)氧涂層鋼筋，作為提高混凝土結構耐久性的附加措施之一。

3．3鋼筋阻銹劑

與海工耐久混凝土配合，鋼筋阻銹劑能大幅度提高對鋼筋的防護能力。與普通混凝土相比，海工耐久混凝土一方面使得腐蝕介質達到鋼筋表面的量減少，另一方面密實的混凝土又能長期有效地保持鋼筋阻銹劑的高濃度，從而使阻銹劑得以較為長期地發(fā)揮抑制或延緩鋼筋電化學腐蝕的效能。

杭州灣大橋工程潮差區(qū)的承臺和浪濺區(qū)的墩身部位使用了摻人型阻銹劑，作為保證混凝土結構耐久性的補充措施。

2. 3．4外加電流陰極防護

外加電流陰極防護系統(tǒng)設計的要點包括：陽極材料在正常運行的電流密度條件下，保證最少100年的使用年限，從而保證結構鋼筋始終處于陰極狀態(tài)而不發(fā)生銹蝕；充分考慮腐蝕環(huán)境的不同，針對不同區(qū)域進行相應的設計。

杭州灣大橋南、北航道橋主墩承臺、塔座及下塔柱處于潮差區(qū)和浪濺區(qū)，采用了外加電流陰極防護系統(tǒng)。

3．5滲透性控制模板

使用滲透性控制模板是提高混凝土表面質量的有效途徑。該模板的襯墊是一種無紡纖維，它能把剛人模的混凝土表面多余的空氣和水排出，使混凝土表面水膠比降低，同時可確?；炷猎陴B(yǎng)護期間保持高濕度，將裂縫風險減到最小，因而可大幅提高混凝土表面的密實度和強度，C35混凝土根據(jù)回彈試驗結果推定達到C60。

杭州灣大橋海上預制和現(xiàn)澆墩及南灘涂引橋部分橋墩應用了該產品，工程實踐表明，使用滲透控制模板可大大改善混凝土的外觀質量，提高混凝土表面的抗裂性、抗?jié)B性和耐久性。

2.3．6混凝土表面涂層

涂覆型涂層防腐蝕措施是針對海洋環(huán)境混凝土結構的表面防護技術之一。該措施的特點是隔絕氯離子、酸性氣體等有害介質在混凝土內的滲透和擴散，尤其適合于以鹽霧水汽為特征的海洋侵蝕環(huán)境下混凝土的保護。

杭州灣大橋海中承臺以上混凝土結構均采用封閉型涂裝體系進行表面涂裝，涂層設計使用年限為20年。

3結語

跨海通道所處的環(huán)境及運營條件復雜而且惡劣，海洋環(huán)境下混凝土受凍融破壞、海水侵蝕、鋼筋銹蝕、冰浪撞擊、磨損等各種因素的影響使其過早被破壞，對跨海通道的耐久性設計工工作提出了更高的要求。杭州灣跨海大橋已應用多種有效措施提高耐久性，可見海洋環(huán)境下混凝土耐久性研究已經有初步成果。結合現(xiàn)有研究現(xiàn)狀和實際工程案例杭州灣跨海大橋，總結以下幾點觀點：

在盡量降低工程造價的前提下，同時又要滿足設計年限的要求，對腐蝕條件惡劣和結構構造存在隱患的部位采用相應的耐久性補充措施是提高混凝土結構耐久性的有效途徑。

海洋環(huán)境下混凝土耐久性影響因素中氯離子的滲透引發(fā)是最主要也是最顯著的因素，因此，一方面一搞混凝土本身的抗氯離子滲透的能力，另一方面設置合理的鋼筋保護層厚度是基本的，顯著有效的措施。

提高海洋環(huán)境下混凝土耐久性，不僅需要設計與前期準備的充分，而且還需要合格的施工工藝和嚴格的質量控制，在實際施工中需要嚴格把關。

加強對混凝土的耐久性后期的跟蹤檢測，建立耐久性動態(tài)無損監(jiān)測和評估系統(tǒng)，既可以提前規(guī)避耐久性降低帶來的風險，也可以對癥下藥，降低后期修補等成本，以確保設計使用年限。

參考文獻：

霍洪媛，姚武.海洋工程混凝土耐久性研究[J].混凝土，2008（1）：7-16.

吳瑾，程吉昕．海洋環(huán)境下鋼筋混凝土結構耐久性評估[J].水力發(fā)電學報，2005，24(1):69—73．

張寶勝，干偉忠.杭州灣跨海大橋混凝土結構耐久性解決方案[J].土木工程學報，2006，39（6）：72-77.

第8篇：海洋環(huán)境特征范文

為了定量研究渤海主要海灣海洋資源和生態(tài)承載狀態(tài)，有效利用渤海海洋資源，本文建立了海灣資源和生態(tài)環(huán)境承載力評價指標體系，運用狀態(tài)空間評價模型對渤海內三個海灣資源和生態(tài)環(huán)境承載力進行了綜合評價。結果顯示，2005-2008年三灣均處于超載狀態(tài)，其中，萊州灣承載壓力最大，承載力值偏低，渤海灣和遼東灣承載力值略好。通過分析，渤海內三灣在未來的社會經濟發(fā)展過程中將面臨較大的資源和生態(tài)環(huán)境制約，因此，必須通過合理調整產業(yè)結構，發(fā)展循環(huán)經濟，嚴格控制人口增長，加大海洋環(huán)境治理和生態(tài)修復力度，逐步恢復污染海域的生態(tài)系統(tǒng)服務和環(huán)境納污功能，才能有效提高渤海生態(tài)環(huán)境整體承載水平。

關鍵詞 資源和生態(tài)環(huán)境承載力；狀態(tài)空間評價模型；渤海；比較研究

中圖分類號 X55

文獻標識碼 A

文章編號 1002-2104（2012）12-0007-06 doi：10.3969/j.issn.1002-2104.2012.12.002

上世紀60年代末70年代初，美國麻省理工學院的丹尼斯·梅多斯等學者組成“羅馬俱樂部”，利用系統(tǒng)動力學模型對世界范圍的資源、環(huán)境與人的關系進行評價，并預測到21 世紀中葉全球經濟增長將達到極限，為后期資源、環(huán)境承載力的研究奠定了學術基礎[1]。著名經濟學家Arrow與其他學者一起在《Science》上發(fā)表了《經濟增長、承載力與環(huán)境》一文，在學術界和政界均產生了極大反響，引起了人們對環(huán)境承載力相關問題的高度關注[2]。

我國專家學者于20 世紀90 年代初開始對資源、環(huán)境和生態(tài)承載力進行研究。1999 年王中根、夏軍運用資源與需求的差量法對西北典型干旱區(qū)河流流域的生態(tài)承載力進行了評價和預測[3]。2001年毛漢英、余丹林運用三維狀態(tài)空間法表示社會、經濟、自然復合生態(tài)系統(tǒng)進行了綜合評價[4]。2009年付會探討了海洋生態(tài)承載力的內涵和特征，指出海洋生態(tài)承載力由壓力和承壓兩部分構成[5]。

綜上所述，在海洋承載力研究成果的基礎上[6-7]定義海洋資源和生態(tài)環(huán)境承載力，是在一定的時空范圍內，海洋資源和生態(tài)環(huán)境在良性循環(huán)的條件下，能夠承載人類社會經濟發(fā)展規(guī)模的能力，是承載體“海洋資源和生態(tài)環(huán)境”與承載對象“社會經濟發(fā)展”之間耦合關系的反映。本文在定義海洋資源和生態(tài)環(huán)境承載力的基礎上，構建了較為系統(tǒng)的指標體系，充分收集研究相關數(shù)據(jù)，采用毛漢英等人提出的狀態(tài)空間法對渤海內主要海灣的資源和生態(tài)環(huán)境承載力進行研究分析。

1 海洋資源與生態(tài)環(huán)境承載力評價方法

1.1 狀態(tài)空間評價模型

近年來，越來越多的研究將狀態(tài)空間法應用于定量描述和測度區(qū)域承載力和承載狀況。其本質是一種時域分析方法，通過狀態(tài)空間的原點同系統(tǒng)狀態(tài)點構成的矢量模來表示區(qū)域承載力的大小，不僅可以表征系統(tǒng)外部特征，更揭示了系統(tǒng)內部狀態(tài)和性能[8]。

本文借鑒狀態(tài)空間法研究海灣資源和生態(tài)環(huán)境承載力的主要思路如下：

首先，選取若干能較好反映目標區(qū)域的海洋資源、生態(tài)和環(huán)境系統(tǒng)的指標，建立海洋承載力評價指標體系，結合實際情況確定各指標在某一特定時段的理想值，根據(jù)各指標的相對重要程度排序，計算各指標的權重。

其次，計算狀態(tài)空間中的點到坐標原點的矢量模，即海洋資源和生態(tài)環(huán)境承載力（Carrying Capacity of Marine Resources， Ecology and Environment，簡稱CMREE）的數(shù)學表達式[9]為：

CMREE=|M|=∑ni=1Wix2ir

公式中xir為各指標處在理想狀態(tài)下的空間坐標值（i=1，2，...，n）；Wi為各指標的權重；|M|為海洋資源和生態(tài)環(huán)境承載力的矢量模；n為選取指標數(shù)量。

最后，通過比較不同狀態(tài)下的矢量模值的大小來判斷海洋資源和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的承載狀況。當CMREE>1，=1，

1.2 指標體系及數(shù)據(jù)來源

1.2.1 指標體系的確定

要準確度量渤海內主要海灣資源和生態(tài)環(huán)境的承載狀況，必須構建能有效反應渤海內海洋資源、生態(tài)和環(huán)境承載系統(tǒng)的指標體系。經實地調研及多重共線性分析，并組織相關領域專家學者召開專題會議，確定影響海灣承載力的四類指標，分別為：社會經濟發(fā)展壓力、海洋資源供給能力、海洋環(huán)境支撐能力和生物多樣性維持能力。同時考慮到指標代表的信息以及指標間的相互關聯(lián)性，最終選取了30項指標作為目標區(qū)域海洋承載力的評價指標體系[10]（見表1）。

1.2.2 數(shù)據(jù)選取

渤海三面環(huán)陸，在遼寧、河北、山東、天津三省一市之間，渤海內三大海灣（遼東灣、渤海灣和萊州灣）區(qū)域跨行政區(qū)分布，部分數(shù)據(jù)無法直接獲得，需要歸納、計算和整理，文中不一一列舉。指標數(shù)據(jù)主要來源2005-2008年中國海洋統(tǒng)計年鑒、中國城市統(tǒng)計年鑒、天津統(tǒng)計年鑒、河北統(tǒng)計年鑒、山東統(tǒng)計年鑒、遼寧統(tǒng)計年鑒、中國海洋環(huán)境質量公報、地方海洋環(huán)境質量公報、中國近岸海域環(huán)境質量公報、中國環(huán)境統(tǒng)計年報、地方年鑒和地方志等資料，以及2009年環(huán)渤海實地調研獲得。

1.3 理想值與指標權重的確定

1.3.1 理想值的確定

根據(jù)渤海灣區(qū)域的實際情況，結合該區(qū)域各地市相關規(guī)劃，理想值的選取主要有以下幾種方式：一是采用與發(fā)展階段目標相應的國家標準和行業(yè)規(guī)定作為理想值，如：水質綜合指數(shù)、生物多樣性綜合指數(shù)、無機氮和COD海洋環(huán)境容量等指標；二是參照國際和國內相似發(fā)展程度下的對應指標數(shù)據(jù)，以階段內的最大值或最小值作為理想值。如：人口密度、GDP比重、第二產業(yè)比重、海洋產業(yè)總產值、廢水排放總量、原油和天然氣儲量、海洋捕撈和養(yǎng)殖量、環(huán)保投資指數(shù)以及污水處理率等指標；三是結合SPSS差值計算階段內指標實際值，如：海水養(yǎng)殖面積、碼頭長度、泊位個數(shù)、鹽田面積等指標；四是部分指標在評價區(qū)間是固定值，采用其實際值作為理想值，如岸線長度、海域和濕地面積、自然保護區(qū)面積等指標。最終確定各海灣理想值見表2。

1.3.2 指標權重的確定

本文采用層次分析法[11]計算各指標權重，經課題組研究人員及相關領域知名專家的問卷調查，對渤海內海洋資源和生態(tài)環(huán)境承載力評價指標進行兩兩比較打分，分別構造判斷矩陣，各判斷矩陣的平均隨機一致性均小于0.1，說明各判斷矩陣均具有滿意一致性，權重的分配是合理的，類別層和要素層權重見表3。

1.4 海灣資源和生態(tài)環(huán)境承載力計算

為了消除不同指標量綱和數(shù)量級差對于評價的負面影響，對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理。通過海灣承載力評價指標的實際值與理想值的比值對各指標數(shù)據(jù)進行標準化處理。對承載力的貢獻是正向的，稱為正效應；對資源、生態(tài)和環(huán)境消耗的是負向的，稱為負效應。

其數(shù)學公式如下：

正效應：rij=xijx′ij；

負效應： rij=x′ijxij

其中，rij為各指標標準化處理后的數(shù)值，xij為各指標原始數(shù)據(jù)，x′ij為各指標的理想值。

按照狀態(tài)空間法的海灣承載力（CMREE）公式進行計算，可得渤海內三灣資源和生態(tài)環(huán)境承載力的值。通過對目標層和四個類別層承載狀況的分析，以期對渤海內三灣資源和生態(tài)環(huán)境承載能力有一個全面的掌握。

2 渤海內三灣海洋資源與生態(tài)環(huán)境承載力評價及比較分析

2.1 目標層承載力比較分析

通過狀態(tài)空間評價模型及承載力計算公式得到三灣區(qū)域海洋資源和生態(tài)環(huán)境承載力值（見圖1）。截至2008年底，萊州灣海洋資源和環(huán)境承載壓力最大，渤海灣和遼東灣承載力值略好于萊州灣，但是總體上三灣均處于超載狀態(tài)。盡管三灣海洋生態(tài)承載狀況存在一定的波動，但三灣承載狀況整體呈緩慢下降趨勢。

2.2 類別層和要素層承載力比較分析

在三灣海洋資源和生態(tài)環(huán)境評價體系目標層承載狀況分析的基礎上，對其復合系統(tǒng)的類別層，也就是社會經濟發(fā)展壓力、海洋資源供給能力、海洋環(huán)境支撐能力與生物多樣性維持能力分別進行評價分析，從而找出引起三灣海洋資源和生態(tài)環(huán)境承載狀況變化的主要原因，更好地為三灣區(qū)域海洋經濟可持續(xù)發(fā)展提供幫助。

2.2.1 社會經濟發(fā)展壓力承載狀況

2005-2008年三個海灣社會經濟發(fā)展壓力值在1.2-1.4之間波動，總體呈逐漸增大的趨勢。其中遼東灣和萊州灣壓力值呈快速下降趨勢，從1.39下降到1.29左右；渤海灣壓力值雖有波動，但趨勢沒變，壓力最小值為1.29（見圖2-A）。從要素層承載狀況分析，三灣人口和環(huán)境壓力較大，社會經濟下行壓力明顯，主要由于2005-2008年三灣區(qū)域經濟快速增長，其中，渤海灣區(qū)域GDP占

環(huán)渤

海區(qū)域比重接近20%，遼東灣區(qū)域海洋產業(yè)總產值年均增速30%以上。經濟發(fā)展的同時不可避免的帶來COD、氨氮等污染物增加，海水富營養(yǎng)化程度加重，海洋環(huán)境惡化等問題。同時，隨著環(huán)渤海區(qū)域內遼寧“五點一線”振興規(guī)劃、黃河三角洲高效生態(tài)區(qū)、藍色半島經濟區(qū)上升為國家戰(zhàn)略，三個海灣社會經濟發(fā)展壓力增大的趨勢短期內難以改變。

2.2.2 海洋資源供給能力比較分析

2005-2008年三個灣海洋資源供給能力值在1.5-1.9之間，三灣資源供給能力呈緩慢上升趨勢（見圖2-B）。其中，渤海灣供給能力最強，供給能力從1.56提高到1.85。遼東灣和萊州灣供給能力次之，在1.69-1.77之間。盡管三灣資源供給能力有提高的趨勢，但資源存儲量有限，長期看三灣海洋資源供給能力仍然存在較大壓力。

從要素層承載狀況分析，三灣旅游資源供給能力較弱，漁業(yè)資源和空間海域資源次之，油氣資源相對較好。環(huán)渤海區(qū)域濱海旅游資源豐富，但旅游配套基礎設施落后，因此2005-2008年三灣旅游供給能力相對較弱，隨著旅游配套設施的不斷完善，預期旅游供給能力有提高的空間。盡管漁業(yè)捕撈量和養(yǎng)殖產量逐年增加，但近岸漁業(yè)資源幾近枯竭，如不采取有力的漁業(yè)資源保護措施，海洋漁業(yè)資源供給有下降的趨勢。2005年以來三灣油氣資源供給能力明顯提高，一方面由于渤海是我國重要的石油天然氣生產基地，油氣資源儲藏豐富，具有很強的油氣供給能力；另一方面區(qū)域經濟快速增長帶動了經濟社會對石油、天然氣資源需求的增加，導致油氣資源供給能力的快速提高。但是由于油氣資源儲量是有限的，因此這種供給能力提高是難以持續(xù)的。

2.2.3 海洋環(huán)境支撐能力比較分析

2005-2008年三個灣海洋環(huán)境支撐能力值在1.1-1.3之間，三灣環(huán)境支撐能力整體呈緩慢下降趨勢。其中，渤海灣支撐能力在1.17-1.23間波動，遼東灣從1.3下降到1.2左右，萊州灣從1.25下降到1.2左右?？梢钥闯?，盡管渤海灣和萊州灣環(huán)境支撐能力有波動，但總體下降的趨勢是一致的，在海洋環(huán)境容量是有限的前提下，三灣海洋環(huán)境支撐能力仍然存在較大壓力。從要素層承載狀況分析，2005-2008年渤海灣增加了環(huán)保投入比重，但水質狀況仍較差，海洋環(huán)境容量趨于飽和。遼東灣和萊州灣環(huán)保投入比重呈下降趨勢，但入海污染物總量有限，因此水質狀況相對較好。三灣需進一步加大對環(huán)保基礎設施的投入，從源頭上控制住污染物入?？偭?，改善提升三灣的水環(huán)境質量。

2.2.4 生物多樣性維持能力比較分析

2005-2008年三個灣生物多樣性維持能力在0.9-0.95之間，三灣生物維持能力整體呈緩慢下降趨勢，其值偏低（見圖2-D）。其中，渤海灣下降趨勢較明顯，維持能力從0.95下降到0.9，萊州灣次之，維持能力從0.95下降到0.92，遼東灣在0.93-0.95間波動。隨著沿海區(qū)域經濟快速發(fā)展，不可避免帶來近岸海域水質惡化的趨勢，三灣生物多樣性維持能力面臨的壓力可能長期存在下去。 從要素層承載狀況分析，2005-2008年渤海灣和萊州灣生物多樣性綜合指數(shù)呈下降并趨穩(wěn)態(tài)勢，遼東灣生物多樣性綜合指數(shù)呈小幅波動上升趨勢。生物多樣性對海洋生態(tài)系統(tǒng)完整性至關重要，直接關系到生物多樣性維持能力的強弱，因此應通過禁止不合理的海洋開發(fā)活動，嚴格控制污染物入?？偭浚苊猸h(huán)渤海區(qū)域近岸海洋生態(tài)環(huán)境繼續(xù)惡化。

3 結論與政策建議

2005-2008年渤海內三個海灣的海洋資源和生態(tài)環(huán)境承載力普遍偏低，且整體呈下降趨勢，其中，萊州灣綜合承載狀況最差。目前渤海內三個海灣均處于超承載狀態(tài)，而生態(tài)環(huán)境的支持和維持能力尚顯不足，在未來的經濟社會發(fā)展壓力增大的狀況下將會逐漸遇到較大的環(huán)境制約。結合類別層和要素層承載狀況比較分析：渤海灣環(huán)境壓力相對較大，遼東灣和萊州灣次之；遼東灣捕撈和養(yǎng)殖能力相對其他兩個海灣較強；渤海灣和萊州灣的油氣資源供給能力較強，但本文油氣資源儲量指標數(shù)據(jù)由油氣產量數(shù)據(jù)替代，因此這種供給能力的暫時提高是不可持續(xù)的；渤海灣水質狀況在三灣中最差，生物多樣性綜合指數(shù)相對較高，但三灣生物多樣性指數(shù)整體呈緩慢下降趨勢。針對以上分析結果，應在以下幾方面改進：

第一，合理調整產業(yè)結構，發(fā)展循環(huán)經濟。加快由粗放的海洋資源加工型向集約發(fā)展工業(yè)化方向轉型，實行規(guī)?；⒓s化生產。借助環(huán)渤海區(qū)域強大的海洋科技資源，大力發(fā)展新興海洋科技產業(yè)。

第二，嚴格控制人口增長。人的活動是環(huán)境壓力的最終來源，減輕資源、環(huán)境壓力和提高生態(tài)環(huán)境承載能力必須嚴格控制人口增長。環(huán)渤海地區(qū)人均資源量相對不足，更加凸顯控制該區(qū)域人口增長的必要性和迫切性。其中，渤海灣地區(qū)環(huán)境壓力最大，控制人口增長刻不容緩。

第三，加大海洋環(huán)境治理和生態(tài)修復力度。將渤海污染防治和沿海陸域城鎮(zhèn)環(huán)境綜合整治有機結合起來，實施渤海區(qū)域整體預防和治理，逐步恢復污染海域的生態(tài)系統(tǒng)服務和環(huán)境納污功能[12]，提高渤海生態(tài)環(huán)境整體承載水平。

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

Comparative Study on the Carrying Capacity of Marine Resources， Ecology

and Environment in Three Bays of Bohai Sea

TAN Yingyu1 ZHANG Ping2 LIU Rongzi2 ZHOU Lei1

（1.Environmental Science Research & Design Institute of Zhejiang Province， Hangzhou Zhejiang 310007， China；2.China Institute for Marine Affairs， Beijing 100860， China）

Abstract The paper establishes an evaluation system of indicators for the carrying capacity of marine resources， ecology and environment （CMREE） to improve the quantitative research on the state of marine ecological carrying capacity for Bohai Sea， and also meet the urgent need for more effective way in using and exploiting the marine resources. It gets the comprehensive assessments for three bays in Bohai Sea by running StatusSpace Evaluation Method. The results showed that the three bays were all overloaded from 2005 to 2008. Additonally， Laizhou Bay took the most pressure and the CMREE was relatively low， Bohai Bay and Liaodong Bay were relatively good. By analyzing， marine resources， ecology and environment in these three bays of Bohai Sea will be the most seriously restrictive factors for social economic development in the future. Therefore， the effective way to improve CMREE for the whole Bohai Sea is restructuring industries， promoting the circular economy， controlling the population growth， implementing the marine governance， strengthening the ecological recover， and gradually recovering the marine ecosystem services and environmental capacity.

Key words carrying capacity of marine resources， ecology and environment （CMREE）； StatusSpace Evaluation Method； Bohai Sea； comparative analysis

收稿日期：2012-07-10

第9篇：海洋環(huán)境特征范文

1海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力評價

當前，就國內外學者對海洋經濟的研究來看，國外學者的研究主要集中在對海洋產業(yè)投資的模式研究上，自90年代以來國外研究海洋和海岸利用的專家學者從不同角度提出了海洋產業(yè)投資的模式，其中代表性的有SorensenandMaCreary（1990）、Vallenga（1991）、Pi-do（1992）以及Chua（1993）。AdablatroVal－lenga提出了關于海洋資源利用和海洋綜合管理的一系列可持續(xù)發(fā)展模型。波蘭著名海洋生態(tài)學專家斯蒂芬•伊格納爾提出了海洋經濟可持續(xù)發(fā)展的六項對策。國內學者則較深入地研究了海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力評價理論、方法及應用問題。①海洋經濟可持續(xù)發(fā)展評價指標：張德賢等人（2000）修正了Vallenga海洋經濟可持續(xù)發(fā)展模型，提出海洋經濟可持續(xù)發(fā)展指標體系從是社會發(fā)展、海洋經濟、海洋資源、海洋環(huán)境和海洋可持續(xù)能力五個維度對海洋的可持續(xù)進行界定[1]；金建君等（2001）根據(jù)遼寧海岸帶的特點，建立一個分三層的可持續(xù)發(fā)展評價指標體系[2]；韓增林等（2003）提出了海洋經濟可持續(xù)發(fā)展的指標體系采用多層樹狀的層次結構設置[3]；②評價方法與應用：現(xiàn)有海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力評價方法主要包括德爾菲法、層次分析法、熵值法、因子分析法、灰色關聯(lián)分析法、系統(tǒng)動力學法等。如李夫星（2013）采用了德爾菲法對環(huán)渤海沿海地區(qū)津冀魯遼四省市的海洋可持續(xù)發(fā)展能力分別進行了定量評價[4]；劉明等（2008）采用層次分析法對11個沿海地區(qū)海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力進行評價[5]；方景清（2009）等綜合運用德爾菲法、層次分析法對天津濱海新區(qū)海洋經濟可持續(xù)發(fā)展?jié)摿M行了集成測算[6]；黃萍等（2008）采用熵值法對江蘇省海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力進行定量評價[7]；馮曉波等（2006）、邵桂蘭等（2011）、何顯錦等（2013）分別采用了主成分分析法[8~10]，對11個沿海地區(qū)、廣西壯族自治區(qū)、山東省的海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力進行評價；白福臣（2009）、方欣等（2012）分別運用了灰色關聯(lián)分析法，對11個沿海地區(qū)、浙江省海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力進行評價[11，12]；狄乾斌等（2012）基于社會子系統(tǒng)、海洋經濟子系統(tǒng)、海洋資源與環(huán)境子系統(tǒng)3個模塊，建立了海洋經濟可持續(xù)發(fā)展的系統(tǒng)動力學模型[13]。以上研究側重于全國、區(qū)域及沿海地區(qū)海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力的評價分析，尚缺乏對環(huán)渤海地區(qū)海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力較為系統(tǒng)的評價研究。就研究方法而言，因子分析法較難獲取指標樣本容量和指標量化數(shù)據(jù)；德爾菲法和層次分析法在確定權重時，有較大主觀性，評價結果缺乏客觀性；熵值法對數(shù)據(jù)的依賴性較強，且對數(shù)據(jù)序列變化的敏感度較高，可能會導致權重計算結果違背實際判斷。鑒于以上研究現(xiàn)狀，本文將運用德爾菲法、層次分析法、熵值法，通過集成綜合確定指標權重，全面、系統(tǒng)地評價環(huán)渤海地區(qū)海洋經濟的可持續(xù)發(fā)展能力。

2渤海海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力評價指標體系的構建

2.1海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力的內涵可持續(xù)發(fā)展是一種新的發(fā)展觀，是以人類社會與自然和諧及發(fā)展為目標，以經濟社會與環(huán)境協(xié)調為途徑，逐步實現(xiàn)一條人口、環(huán)境、資源與發(fā)展相協(xié)調的道路。海洋經濟可持續(xù)發(fā)展是可持續(xù)發(fā)展理念在海洋領域的具體體現(xiàn)，它是這樣一種發(fā)展模式，即：為了滿足當代及后代人對海洋產品的需求，人類利用現(xiàn)代科學技術和物質裝備手段，選擇適當?shù)暮Ｑ箝_發(fā)方式和資源利用模式，在確保生態(tài)環(huán)境得到正確保護下，科學合理地開發(fā)利用海洋資源的過程。海洋經濟可持續(xù)發(fā)展，意味著在某時間段內，其中的任意前一時間點上的海洋經濟發(fā)展水平都落后于后一發(fā)展水平。從海洋經濟可持續(xù)發(fā)展的模式來看，海洋經濟可持續(xù)發(fā)展涉及海洋資源、環(huán)境、經濟和社會等諸多因素，既有主觀因素也有客觀因素，是一個復雜的動態(tài)系統(tǒng)。而海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力是海洋經濟可持續(xù)發(fā)展的必須主觀條件、內在動力，即海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力應包含以上主觀因素。因此，海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力可以定義為：在一定技術條件下，海洋系統(tǒng)內部各要素通過自身的發(fā)展和相互間的互動反饋，獲得的支撐海洋經濟可持續(xù)發(fā)展的整體能力。

2.2渤海海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力指標體系構建通過對海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力內涵的分析，海洋經濟可持續(xù)發(fā)展涉及多個海洋系統(tǒng)，具體包括海洋資源供給、海洋經濟、海洋環(huán)境治理與生態(tài)保護、海洋科技等子系統(tǒng)，在對其能力評價指標選取時應綜合考慮這些子系統(tǒng)因素。本文根據(jù)指標體系構建的科學性、系統(tǒng)性、可操作性、定性與定量相結合等原則，參考《2014中國海洋發(fā)展報告》《2013年中國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略報告》以及國內外相關文獻[14~21]，并根據(jù)環(huán)渤海地區(qū)三省一市海洋發(fā)展的實際情況，構建了渤海海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力評價指標體系（見表1）。具體包括經濟發(fā)展（A1）、社會民生（A2）、資源支撐（A3）、環(huán)境狀況（A4）、科技創(chuàng)新（A5）5個子系統(tǒng)，以及14個準則層和35個指標層（見表1）。

2.2.1經濟發(fā)展系統(tǒng)指環(huán)渤海地區(qū)利用海洋資源、人力、技術以及資本等經濟發(fā)展要素，通過合理的海洋經濟結構和產業(yè)配置，轉化為產品和服務的總體能力。本研究從經濟增長、結構優(yōu)化、發(fā)展質量、產業(yè)發(fā)展四大方面來刻畫海洋經濟發(fā)展，經濟增長方面選取了海洋生產總值、海洋生產總值占GDP比重、海洋生產總值增長速度三個指標，結構優(yōu)化方面選取了三產增加值占海洋生產總值比重、新興產業(yè)增加值占海洋生產總值比重兩個指標，發(fā)展質量方面選取了海洋勞動生產率、海洋經濟密度兩個指標，產業(yè)發(fā)展方面選取了主要海洋產業(yè)的實物量指標，包括海水產品產量、港口貨物吞吐量、濱海國內旅游人數(shù)。海洋經濟規(guī)模的擴大、結構的優(yōu)化、發(fā)展質量的提高、海洋產業(yè)的發(fā)展為海洋經濟的可持續(xù)發(fā)展提供了重大的推動力。

2.2.2社會民生系統(tǒng)反映海洋對于環(huán)渤海地區(qū)社會民生改善的貢獻程度，本研究從就業(yè)拉動、收入分配、生活質量三方面刻畫。就業(yè)拉動方面選取了環(huán)渤海地區(qū)涉海就業(yè)人員，收入分配方面選取了城鄉(xiāng)居民收入占GDP比重、城鄉(xiāng)收入比，生活質量方面選取了城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、漁民人均純收入、恩格爾系數(shù)。隨著沿海地區(qū)對海洋的開發(fā)利用程度的增強，就業(yè)拉動力得到增強、收入分配得到優(yōu)化、生活質量得到提高，海洋在改善沿海地區(qū)人民生活與社會發(fā)展方面起到的貢獻作用越來越顯著，從而保證了海洋經濟的可持續(xù)發(fā)展。

2.2.3資源支撐系統(tǒng)指環(huán)渤海地區(qū)海洋資源的數(shù)量和質量，其對沿海區(qū)域海洋經濟的發(fā)展起基礎性支撐作用。本研究從空間資源、生物資源、礦產資源三方面刻畫?？臻g資源方面選取了人均濕地面積、海水養(yǎng)殖面積、鹽田總面積，生物資源方面選取了海水養(yǎng)殖及捕撈量、海洋生物醫(yī)藥業(yè)增加值，礦產資源方面選取了海洋油氣產量、海濱砂礦開采量?？臻g資源、生物資源、礦產資源的持續(xù)開發(fā)利用為海洋經濟的可持續(xù)發(fā)展提供了源源不斷的資源支撐作用。

2.2.4環(huán)境狀況系統(tǒng)指環(huán)渤海地區(qū)海洋環(huán)境壓力，以及各級政府及社會有關各界擁有的治理海洋環(huán)境污染從而使海洋環(huán)境恢復到一定目標的能力。本研究從環(huán)境壓力、環(huán)境治理兩方面刻畫。環(huán)境壓力方面選取了近岸海域海水環(huán)境質量、風暴潮直接經濟損失、工業(yè)廢水直接人海排放量，環(huán)境治理方面選取了沿海城市污水處理率、海洋自然保護區(qū)面積、污染治理當年竣工項目數(shù)。環(huán)境狀況的好壞直接影響著海洋經濟可持續(xù)發(fā)展的能力。

2.2.5科技創(chuàng)新系統(tǒng)指環(huán)渤海地區(qū)利用科學技術水平提高海洋資源的利用效率，提高海洋環(huán)境保護能力等，以此服務于海洋經濟更高效的發(fā)展。海洋科技發(fā)展水平直接體現(xiàn)環(huán)渤海地區(qū)海洋經濟可持續(xù)發(fā)展的能力和潛力。本研究從科技投入、科技產出兩方面刻畫?？萍纪度敕矫孢x取了海洋研究與試驗發(fā)展經費占海洋生產總值比重、萬名涉海就業(yè)人員中海洋科技人員數(shù)、海洋科研機構數(shù)量，科技產出方面選取了海洋專利授權數(shù)、海洋科研機構課題投入成果應用與科技服務合計占科研課題總數(shù)比重。海洋科技始終影響著海洋經濟發(fā)展的各個歷史進程，并滲透到海洋經濟可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)中的各個要素，從而對海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力產生巨大的推動作用。

3研究方法

環(huán)渤海地區(qū)海洋經濟可持續(xù)綜合發(fā)展指數(shù)（CISD，ComprehensiveIndexofSustainableDevelopmen）t是海洋經濟可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)總體發(fā)展水平的集中體現(xiàn)，本文通過構建此指數(shù)來定量評價環(huán)渤海地區(qū)海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力，根據(jù)各指標的特征，運用遞階多層次綜合評價法進行計算。

4渤海海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力評價的實證分析

4.1指標賦值及無量綱化考慮到數(shù)據(jù)的可獲性及權威性，本文選取2007—2012年環(huán)渤海地區(qū)三省一市海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力評價指標體系指標層數(shù)據(jù)構建其海洋經濟可持續(xù)發(fā)展指數(shù)，數(shù)據(jù)主要來源于各類統(tǒng)計年鑒與統(tǒng)計公報，如《中國統(tǒng)計年鑒》《中國海洋統(tǒng)計年鑒》《各省、區(qū)、市統(tǒng)計年鑒》《中國漁業(yè)統(tǒng)計年鑒》《中國海域使用管理公報》《中國海洋災害公報》《中國海洋環(huán)境狀況公報》等。

4.2指標權重確定考慮到渤海海洋經濟系統(tǒng)的多目標性、復雜性等特點，以及海洋經濟可持續(xù)發(fā)展評價指標體系應具有的通用性和穩(wěn)定性，為建立一個較為穩(wěn)定的指標權重體系，本文選取專家咨詢法（德爾菲法）、層次分析法（AHP法）、熵值法分別確定指標權重[23~27]，結合定性和定量方法綜合確定權重，然后運用簡均法進行綜合集成，權重結果見表3。由表3結果知，經濟發(fā)展、社會民生、資源支撐、環(huán)境狀態(tài)、科技創(chuàng)新5個子系統(tǒng)對于目標層的權重依次為26.1%、13.3%、27.4%、15.1%、18.1%。

4.3測算結果及分析根據(jù)公式（1），以及上文確定的指標標準化值及權重，計算得到2007—2012年渤海海洋經濟可持續(xù)發(fā)展綜合指數(shù)和各子系統(tǒng)指數(shù)值（見表4），參照表1中的可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)等級標準，得到渤海海洋經濟整體及各子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展等級（見表5）。下文從渤海海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力整體水平、各子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展水平兩個角度進行分析。

4.3.1渤海海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力評價由測算結果知，2007—2012年，渤海海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力水平呈上升趨勢（見圖1），海洋經濟可持續(xù)發(fā)展?jié)摿^大。其中，2007—2009年渤海海洋經濟可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)總體效果為不可持續(xù)，2010年為弱可持續(xù)，2011年為中度可持續(xù)，2012年為強可持續(xù)。值得注意的是，2008—2009年渤海海洋經濟可持續(xù)發(fā)展指數(shù)增速度較緩慢，主要是因為受2008年金融危機影響，海洋經濟發(fā)展趨緩。隨著2009年“藍色經濟”概念的提出和四萬億投資計劃的刺激，2010年渤海海洋經濟可持續(xù)發(fā)展指數(shù)增速快速回升，2011年之后在世界經濟形勢衰退和國民經濟增速趨緩的影響下，指數(shù)增速持續(xù)回落。

4.3.2渤海海洋經濟可持續(xù)發(fā)展各子系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展能力評價2007—2012年渤海海洋經濟可持續(xù)發(fā)展子系統(tǒng)包括經濟發(fā)展子、社會民生、資源支撐、環(huán)境狀況、科技創(chuàng)新5個子系統(tǒng)，根據(jù)5個子系統(tǒng)的指數(shù)值變化趨勢（見圖1），可知：（1）經濟發(fā)展子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展水平呈快速上升趨勢，經濟發(fā)展子指數(shù)值從0.13持續(xù)平穩(wěn)上升至1.35，相應的可持續(xù)發(fā)展等級由2007年的不可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)過渡到2008年的弱可持續(xù)，再由2009年的弱可持續(xù)過渡到2010年的中度可持續(xù)，2011—2012年指數(shù)值均超過了強可持續(xù)發(fā)展等級0.75的臨界值。2007—2012年環(huán)渤海地區(qū)海洋經濟逐步向結構優(yōu)化、質量效益型提高階段發(fā)展，從經濟規(guī)?？?，環(huán)渤海地區(qū)海洋生產總值由2007年的8787.8億元上升至2012年的17925.1億元，且占環(huán)渤海地區(qū)生產總值的比重也不斷上升，由34.3%增長到35.8%；從產業(yè)結構來看，環(huán)渤海地區(qū)海洋服務業(yè)呈現(xiàn)較快發(fā)展，海洋新興產業(yè)保持良好發(fā)展勢頭；從發(fā)展質量來看，環(huán)渤海地區(qū)海洋勞動生產率實現(xiàn)穩(wěn)定增長；從海洋產業(yè)發(fā)展看，海洋交通運輸業(yè)、濱海旅游業(yè)快速發(fā)展。（2）科技創(chuàng)新子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展水平整體上呈較快上升趨勢（2008年除外），科技創(chuàng)新子指數(shù)值先降后升，2008年為波谷點，相應的可持續(xù)發(fā)展等級由2007—2008年的不可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)過渡到2009年的弱可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)，再過渡到2010年的中度可持續(xù)，2011—2012年指數(shù)值均超過了強可持續(xù)發(fā)展等級0.75的臨界值。海洋科技創(chuàng)新是轉變海洋資源開發(fā)方式，促進海洋經濟轉型升級核心要素和重要支撐力量。2007—2012年環(huán)渤海地區(qū)海洋科研投入與產出均呈增長態(tài)勢，且科技產出對其可持續(xù)發(fā)展能力的貢獻大于海洋科技投入，且海洋專利授權數(shù)、海洋科研機構課題數(shù)呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。（3）環(huán)境狀態(tài)子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展水平呈穩(wěn)步上升趨勢，環(huán)境狀態(tài)子指數(shù)值從0.08持續(xù)平穩(wěn)上升至0.53，相應的可持續(xù)發(fā)展等級由也由2007—2009年的不可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)過渡到2010—2011年的弱可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)，進而再過渡到2012年的中度可持續(xù)狀態(tài)。2012年，渤海符合第一類海水水質標準的海域面積比例已降低至約47%，第四類和劣于第四類海水水質標準的海域面積與2006年同期相比增加了近3倍，達到1.8萬平方千米，約占渤?？偯娣e的23%。盡管面臨著海水環(huán)境質量惡化、風暴潮經濟損失等嚴峻的環(huán)境壓力，環(huán)渤海地區(qū)也在加快對海洋環(huán)境的治理與保護，沿海城市污水處理率、海洋自然保護區(qū)面積在逐年提高，其中，2007—2012年海洋自然保護區(qū)面積年均增速達24%。（4）資源支撐子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展水平呈緩慢上升趨勢，資源支撐子指數(shù)值從0.04持續(xù)上升至0.48，相應的可持續(xù)發(fā)展等級也由不可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)過渡到弱可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)。由表3中的結果知，渤海海洋資源對其海洋經濟可持續(xù)能力的貢獻最大，所有子系統(tǒng)中，資源支撐權重最大，為27.4%，雖然資源在海洋經濟發(fā)展過程中起到重要作用，但其可持續(xù)發(fā)展水平卻不及經濟發(fā)展、科技創(chuàng)新、環(huán)境狀況。其中，傳統(tǒng)的空間資源、漁業(yè)資源和礦產資源等的開發(fā)繼續(xù)保持平穩(wěn)增長，海洋生物資源、油氣資源的開發(fā)處于快速增長。渤海海洋資源的可持續(xù)發(fā)展能力偏弱，反映了海洋資源開發(fā)利用強度在加大，對海洋經濟的承載力在減弱，這與環(huán)渤海地區(qū)工業(yè)化發(fā)展模式、海洋資源無序掠奪性的開發(fā)是分不開的。（5）社會民生子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展水平呈緩慢上升趨勢，社會民生子指數(shù)值從0.06持續(xù)上升至0.32，相應的可持續(xù)發(fā)展等級也由不可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)過渡到弱可持續(xù)發(fā)展狀態(tài)。反映了海洋對沿海地區(qū)就業(yè)拉動、收入分配、生活質量等社會民生改善方面的貢獻突出。其中，環(huán)渤海地區(qū)涉海就業(yè)人員數(shù)量逐年遞增，2012年涉海就業(yè)人員數(shù)占全國從業(yè)人員總數(shù)的1.5%；環(huán)渤海地區(qū)漁民人均純收入水平不斷提高，2012年達到1.3萬元，年均增速為8.1%。

5結論與建議

本文從經濟發(fā)展、科技創(chuàng)新、環(huán)境狀態(tài)、資源支撐、社會民生五大方面建立了環(huán)渤海地區(qū)三省一市海洋經濟可持續(xù)發(fā)展能力的指標體系，并運用CISD線性組合模型構建了可持續(xù)綜合發(fā)展指數(shù)，對環(huán)渤海地區(qū)三省一市的海洋經濟可持續(xù)發(fā)展綜合能力及各子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力進行了定量評價。測算結果顯示，2007—2012年環(huán)渤海地區(qū)三省一市海洋經濟可持續(xù)發(fā)展綜合能力呈上升趨勢；經濟發(fā)展子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展水平由不可持續(xù)快速上升至強可持續(xù)；科技創(chuàng)新子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展水平由不可持續(xù)快速波折上升至強可持續(xù)；環(huán)境狀態(tài)子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展水平由不可持續(xù)穩(wěn)步上升至中度可持續(xù)；資源支撐子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展水平由不可持續(xù)緩慢上升至弱可持續(xù)；社會民生子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展水平由不可持續(xù)緩慢上升至弱可持續(xù)。綜上所述，經濟發(fā)展、科技創(chuàng)新子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展能力較強，而環(huán)境、資源子系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展偏弱。為促進環(huán)渤海地區(qū)海洋經濟可持續(xù)發(fā)展，應統(tǒng)籌兼顧經濟、社會民生、資源、環(huán)境、科技各子系統(tǒng)的可持續(xù)性協(xié)調發(fā)展，建議從以下幾個方面實施提升路徑和政策支持的切入點：

5.1強化海洋科技創(chuàng)新強化海洋科技發(fā)展是提升渤海海洋經濟科持續(xù)發(fā)展的重要路徑?，F(xiàn)代海洋經濟的發(fā)展是以海洋科學知識的創(chuàng)新和海洋高新技術的發(fā)展為依托，海洋環(huán)境的復雜性、多變性和高風險性，決定了海洋開發(fā)和海洋經濟的發(fā)展必須緊緊依靠高新技術的發(fā)展。當前渤海海洋經濟已經進入必須依靠科技進步推動結構轉型升級的重要歷史階段，構建海洋科技創(chuàng)新體系、增強自主創(chuàng)新能力成為其海洋經濟增長方式轉變的中心環(huán)節(jié)。環(huán)渤海地區(qū)應以高新技術改造傳統(tǒng)海洋產業(yè)，形成新興海洋產業(yè)，提高海洋技術對海洋經濟的貢獻率，不斷整合科技資源，形成多元化的渤海海洋創(chuàng)新投入體系；組織實施一批重大科技攻關和示范項目，形成一批具有自主知識產權的科技成果和產品，加快實現(xiàn)海洋技術跨越，全面提升環(huán)渤海地區(qū)的海洋科技綜合實力和區(qū)域創(chuàng)新能力；集聚創(chuàng)新要素，加強海洋科技園區(qū)建設；健全高等院校的海洋專業(yè)，堅持以人為本，培養(yǎng)和造就一大批海洋科技創(chuàng)新人才。

5.2加強海洋生態(tài)環(huán)境保護，健全海洋環(huán)境監(jiān)測預報系統(tǒng)當前，由于近年來盲目開發(fā)和環(huán)境污染，渤海生態(tài)系統(tǒng)遭到嚴重破壞，環(huán)境負荷已處于過載狀態(tài)，海洋生態(tài)環(huán)境已成為制約渤海海洋經濟可持續(xù)發(fā)展的重要因素。因此，將渤海海洋生態(tài)環(huán)境的發(fā)展模式由損害為主向恢復保護為主轉變，提高海洋生態(tài)環(huán)境的承載能力對其海洋經濟可持續(xù)發(fā)展至關重要。環(huán)渤海地區(qū)應建立污染防治與管理的法規(guī)體系，對渤海的綜合管理、環(huán)境保護、污染防治、資源有償使用等做出明確規(guī)定，使渤海的開發(fā)利用、環(huán)境保護和管理納入法制化管理軌道；加強海洋環(huán)境統(tǒng)一監(jiān)督管理，使各沿海省市的近岸海域環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)、漁業(yè)水域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)成為環(huán)渤海環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)的重要組成部分，與陸域環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)共同組成從流域到海洋的有效的環(huán)境監(jiān)測體系；完善海洋環(huán)境監(jiān)測預報系統(tǒng)，對海洋災害實時評估監(jiān)測與災后快速反應，有效地減輕和控制海洋災害。

5.3合理有效地開發(fā)利用海洋資源當前，環(huán)渤海地區(qū)三省一市海洋經濟發(fā)展仍然沒有擺脫以資源環(huán)境破壞為代價獲取經濟增長的傳統(tǒng)工業(yè)化發(fā)展模式，部分資源過度開發(fā)，資源已經成為制約其海洋經濟可持續(xù)發(fā)展的關鍵因素。因此，將渤海海洋資源的開發(fā)利用模式從外延式開發(fā)為主向內涵式開發(fā)與恢復為主轉變，對其海洋經濟可持續(xù)發(fā)展尤為重要。應制定統(tǒng)一協(xié)調的海洋開發(fā)政策，建立健全有利于海洋資源可持續(xù)利用的法律法規(guī)；實行開發(fā)與保護并重的方針，綜合有效地開發(fā)利用海洋資源；提高海洋資源開發(fā)的科技含量，不斷發(fā)現(xiàn)新資源，利用新技術，形成和發(fā)展海洋新產業(yè)；海洋資源開發(fā)應與海洋環(huán)境保護同步規(guī)劃、同步實施，建設良性循環(huán)的資源經濟和海洋生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。