海洋环境特征精选(九篇)

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第1篇：海洋环境特征范文

海洋环境容量的物权化及其权利载体

海洋生态损害求偿的核心在于恢复因溢油等污染事故造成的海洋生态服务功能的退化或丧失。所谓海洋生态服务功能主要是指通过海洋生态系统及其运动变化提供的有助于维持和实现人类生活的所有条件和过程。②我们所熟悉的海洋水体分解、降解、净化和吸收溶水性污染物的现象便是上述功能的具体体现。在自然科学界，承载上述海洋生态服务功能的环境功能体被称为海洋环境容量，这意味着各类以海洋水体为直接侵害对象的海洋生态损害最终在物理层面都表现为对海洋环境容量的损害。因此，构建我国海洋生态价值财产权属体系的关键就在于实现海洋环境容量这一海洋生态功能体的资源化与物权化。(一)海洋环境容量的物权化海洋环境容量，是指为符合国家海水质量标准对维持某一海域特定生态功能所提出的要求，在一定时间范围内该海域所允许的污染物最大排放数量。它来源于海水的自净能力，是自净能力综合表现的定量化描述［6］。海洋环境容量从被人类认识之日起便具有自然与社会的双重属性。一方面，它承继了环境容量无形性的特点，是自然地赋存于海水之中的海洋资源，体现着海水净化、稀释污染物的生态功能;另一方面，它是人类社会赖以存在和发展的环境要素，能够纳入社会生产的循环过程之中满足人们的排污需求，并通过资源配置与交易创造极大的社会财富。因此，当我们以生态理性为基点，去突破传统而保守的物权客体限定标准，以包容的法学逻辑观念和解释论的推演路径去尝试着将环境容量纳入物权客体的范围时，我们发现作为一种自然资源的海洋环境容量在相当程度上能够满足物权客体的特征，具备物权化的可能。第一，海洋环境容量具有可感知性。尽管海洋环境容量因其无形的物质形态而不易为人们从视觉上直观感知，但其所承载的海洋生态功能却与人类以及各种海洋生物的生存息息相关。当海洋水体发挥溶解、稀释污染物的净化作用时，人们虽无法直接目睹却完全能够对这一生态过程有所感觉。因此，海洋环境容量的可感知性毋庸置疑。第二，海洋环境容量具有相对的可支配性。传统民法理论认为，具有物理上的独立性是成为物权客体的必要条件［7］(P.66－67)，即物必须在现实形态上能够与其他物相区分，而海洋环境容量在物理形态上并不具有完全独立性。但是，随着社会的发展，独立物的概念正在发生变化，一个物即便不具有物理上的独立性，也可以根据交易上的观念或以法律规定作为标准来确定某物是否具有独立性［8］(P.63)。以此标准衡量，海洋环境容量能够通过特定化的方法成为独立物，从而能够在一定程度上为人力所支配。一方面，通过科学定量化的方法，海洋环境容量能够以具体数值的形式从海洋水体中分离出来，具有观念上的独立性;另一方面，尽管水体具有一定的流动性，使得在全球水循环的过程之中，海洋环境容量与其他水环境容量相互交融、难以割裂。但是，由于受风力等外力因素的影响较弱，污染物在水体中的扩散速度慢且扩散程度不完全，导致水体污染更易呈现出局部性和地域性的特征①。因此，人们在水污染控制的问题上更倾向于以相对局限和静止的观念、采用区域化的研究方法，将眼光集中于某一特定水域而非整体水环境，所以当我们将某一海域视为以岸为界的独立水体时，该海域中所包含的海洋环境容量自然作为独立的物质形态存在，而与其他类型的水环境容量相区分。例如，在河流沿岸排放的污染物虽然将随河水的流动而最终归入大海，间接对海洋生态环境造成不利影响，但是如果将海洋水环境相对静止化和固定化，那么沿河排污就是一种消耗河水环境容量的行为，而非对海洋环境容量的利用。第三，海洋环境容量具有可确定性。自20世纪80年代以来，我国的自然科学工作者就已经探索出了与我国环境系统相适应的环境容量确定方法。某一特定地域、特定环境要素对某种污染物质的可利用容量，可依“特定环境要素的体积乘以每立方米污染物的极限密度减去每立方米环境要素自含污染物的平均密度之差”得出［9］。综合考虑海水水体特征、水质目标、污染物特性、污染物排放方式以及污染源的时空分布等因素的影响后，上述方法对于海洋环境容量的测算同样适用。可见，只要通过科学计算，特定时间、特定地域内的环境容量能够以数值的形式确定，海洋环境容量已不再如以往般高深莫测、难以估量［10］(P．79)。通过以上对海洋环境容量物权化特征的探讨，我们可以得出如下结论:社会生活的日新月异推动物权法突破既有局限，将更多新型的法律客体纳入物权法的研究视野之下，以满足主体的现实需求。在此背景之下，如果以适度开放的宽松标准衡量，那么海洋环境容量符合物权法上关于物的基本属性的要求，具有充当物权客体的资格。(二)海洋排污权及其法域归属海洋环境容量资源化后的权利载体当为海洋排污权。它是权利主体依法享有的对以海洋环境自净能力为基础而产生的海洋环境容量进行使用、收益的权利，亦称为“海洋环境容量使用权”。由定义可知，海洋排污权是以海洋环境容量为客体而形成的财产权利，在性质上应属于准物权。②在符合物权基本属性的前提下，准物权在权利客体、权利构成及权利是否具有公权色彩方面均具有特殊性。作为准物权之一的海洋排污权，也同样具有有别于传统物权的独特属性:首先，海洋排污权的客体具有特殊性。作为海洋排污权客体的海洋环境容量在物理意义上难以与其所栖生的物质载体，即海洋水体相分离，对海洋环境容量的特定性就需要依据弹性标准予以变通解释。由于不同物权对客体的支配内容和支配程度不同，所以对于不同类型的物权，其客体特定性的要求也有宽严之分。有时，我们通过特定的数量、特定的地域或特定的期限等方式也可以使物权人直接支配客体，实现其目的。此时，就可以认定该客体具有特定性［11］(P．6)。因此，反思物权客体的特定性等同于同一性的不当理论，采取时空结合观，我们发现海洋环境容量是可以通过空间与期限等条件的设置实现特定化的，因而权利人也就具备直接支配其的可能性。其次，海洋排污权在占有和排他权能方面存在特殊性。一方面，海洋排污权的核心在于利用而非支配，即其存在不以占有海洋环境容量及其物质载体为必要，在行使效果上追求在保持海洋环境质量状况的前提下，实现海洋环境容量资源价值的最大化，因此海洋排污权基本不具有占有权能。首先，海洋排污权的客体是存在于一定海域范围内的海洋环境容量，进而推断出竖立于海洋环境容量之上的所有权为该海域范围内的海洋环境容量所有权。因此，以海洋环境容量为共同客体的海洋环境容量所有权与海洋排污权就是母权与子权的关系。海洋环境容量所有权是国家海洋环境容量资源永久在私法上的体现。一国能够在多大海域面积内拥有海洋环境容量资源的开发利用决定了海洋环境容量所有权的权利边界，从而进一步决定了作为子权利的海洋排污权的权利设定边界。首先，对于领海区域，依据《联合国海洋法公约》，沿海国的及于其陆地领土及其内水以外邻接的一带海域，即自领海基线量起，向外延伸不超过12海里的领海(参见《联合国海洋法公约》(UnitedNationsConventionontheLawoftheSea)第2、3条)。显然，一国对其所及的领域当然地享有资源开发利用的权利。我国已通过《中华人民共和国领海及毗邻区法》第5条规定:“中华人民共和国对领海的及于领海上空、领海的海床及底土。”宣布对领海的，那么12海里领海海域水体中所承载的全部海洋环境容量均属于国家的自然资源范畴，应由政府代表国家享有领海范围内的海洋环境容量所有权。其次，对于领海海域以外的海洋环境容量资源，其是否也应当属于一国自然资源的范围之内，需要根据国际法的规则进行确认。根据《联合国海洋法公约》的规定，沿海国对自领海基线量起200海里，即专属经济区范围内的海域拥有勘探和开发、养护和管理海床上覆水域和海床及其底土的自然资源，以及从事经济性开发和勘探的权利(参见《联合国海洋法公约》第56条);200海里以外的海床上覆水域，则适用公海制度，任何国家不得对此区域宣布权利，开发200海里以外的大陆架上的非生物资源，应缴付费用或实物。由此可见，一国对海洋环境容量资源的边界限定为200海里的专属经济区，沿海国可以根据本国的资源所有权传统，在此范围内形成海洋环境容量的国家所有权或私人所有权。就我国而言，《宪法》第9条明确宣布，我国实行自然资源国家所有的一元化模式，由政府代表国家行使自然资源所有权。因此，我国专属经济区海域内的全部海洋环境容量资源归国家所有，其他任何自然人或法人不能成为海洋环境容量所有权的权利主体。在此模式下，海洋环境容量所有权可以被定义为国家享有的对海洋环境容量资源进行使用、收益和处分的权利。私人若使用海洋环境容量必须向政府提出申请，由政府代表国家以行政许可的方式赋予其海洋环境容量使用权，即海洋排污权。同时，针对周边国家的用海行为在我国专属经济区内造成的跨境海洋污染和生态损害，我国即可以国家海洋环境容量所有权受到侵害为由提出侵权损害赔偿请求，从而扭转我国在面对他国跨境海洋污染、船舶运输污染、碰撞与油污损害的求偿问题时的被动地位，使海洋生态价值灭失的损害填补能够在责任追究的过程中得以实现。

海洋排污权与不同权属间的冲突与协调

海洋排污权设立后，由于其自身不具有严格的排他性，加之作为其权利客体的海洋水体同时又承载着多种不同类型的海洋资源性权利，因此海洋排污权之间以及海洋排污权与海洋中所存在的其他用益物权之间便不可避免地会发生冲突。由于包括海洋排污权在内的各项海洋资源性用益物权同时又是海洋生态损害求偿中不同相继经济损失受害人与纯粹经济损失受害人寻求救济的权利基础，因此探寻解决冲突的协调规则在事实上将为确立上述不同受害人的受偿顺序创造条件。特别是在损失无法全部赔偿的场合，确立该顺序的意义尤为重大。(一)海洋排污权之间的冲突与协调对于以同一海域的海洋环境容量为客体的海洋排污权之间的冲突，可以依据下述方法加以解决:第一，以海洋排污权的目的位序为依据。如果各海洋排污权设定的目的不同，则可以按照一定的目的位序协调海洋排污权之间的冲突，顺位在先的海洋排污权优于顺位在后的海洋排污权行使。这一协调原则的实施须以厘定合理的目的顺位为基础，对此，水权优先权的目的顺位为海洋排污权目的顺位的设定提供了参考。目前，对于水权优先顺位的规定主要存在三种立法模式:其一，我国《水法》第21条规定的“开发、利用水资源，应当首先满足城乡居民生活用水，并兼顾农业、工业、生态环境用水以及航运等需要”，由此条款可推导出居民生活用水、农业用水、工业用水、生态环境用水、航运用水的水权优先顺序;其二，根据我国台湾地区“水利法”第18条的规定，用水标的之顺序为:家用及公共给水、农业用水、水力用水、工业用水、水运以及其他用途;其三，美国堪萨斯州采用的水权顺位，依次为家庭用水、市政用水、灌溉用水、工业用水、娱乐用水、水力用水。从以上三种水权优先位序的立法模式上，我们大体可以看出水权行使普遍依照民事用水、公共用水优先，工业用水略后的原则①。据此，在不同排污目的的海洋排污权发生效力冲突时，协调解决应当遵循如下顺位规则，即民用家庭海洋排污权、公共海洋排污权、农用海洋排污权、工业海洋排污权、航运海洋排污权以及娱乐休闲海洋排污权。第二，以海洋排污权的设定时间为依据。如果各海洋排污权设定的目的相同，对于处于同一顺位的海洋排污权，其行权冲突的协调就应当按照时间在先的原则，优先保护较早取得海洋排污权的权利主体。这一协调原则的实施必须以事先设定海洋排污权确立的认定时间为基础，对此可以按照登记在先效力优先的权利协调规则，以排污权登记并获得排污许可证的时点为标准，先行登记并取得海洋排污许可的排污权优先于嗣后登记的排污权。(二)海洋排污权与海洋他项用益物权之间的冲突与协调对于海洋排污权与海洋中的他项用益物权之间的冲突，本文认为，应当以海洋功能区划的用海要求为基本原则，遵循生存性利益优先、功能性用海优先的标准进行权利协调。首先，海洋中多项用益物权的行使应当以海洋功能区的划分为基本原则。海洋功能区划是根据海区的地理位置和自然资源、环境状况，结合考虑海洋开发利用现状和经济社会发展需求，划分出的具有特定主导功能、适用不同开发方式并能取得最佳综合效益的区域(参见《中国海洋21世纪议程》第7．25条)，海洋功能区划分的主要作用之一就在于考虑到海洋资源在空间分布及存在形式上的复合性和开放性，协调和解决资源开发利用中的矛盾，形成合理有序的海洋资源开发利用秩序［13］(P．90)。对于海水增养殖区域，海洋排污权不得侵害海洋渔业权，对此《海洋环境保护法》明确规定，在重要渔业水域不得新建排污口，向海域排放含热废水，应当保证临近的渔业水域的水温符合国家标准(参见《海洋环境保护法》第36条)。而在海洋倾倒区以及海洋油气开发区等海洋排污权的作用区域，渔业权、娱乐用海权等海洋他物权则不能实现。其次，在未划定功能区的海域或功能区划不明确的海域，对于海洋多项用益物权的冲突需要以公平原则进行利益衡量，以确定权利行使的先后位序。一方面，承载生存性利益的海洋他物权应当优先行使。自然资源所能够实现的价值体现为人类的生存性利益和财产性利益，人类生存权意味着在一定的经济发展水平条件下，每个人都有权享有为维持他本人和家属的健康和福利所需要的生活水准，以保证基本生活水平和健康水平得到维持和提高。可见，保证生存性权益是人类的基本要求，是整个社会公平安定的基础。因此，对于人类生存发展所不可或缺的生存性自然资源物权理应优先于财产性自然资源物权得以实现。具体到海洋权利的行使方面，与人类的生存性利益密切相关的民事用海权，包括民用海洋排污权、自用渔业权等优先行使，而以实现财产性利益为目的的工业、商业用海权则略后。另一方面，以功能性资源为客体的海洋他物权应当优先行使。按照所承载的利益不同，全部海洋资源可以做消费性资源和功能性资源的划分。消费性资源，是指对其开发利用将会消耗资源本身或改变资源原有形态的资源类型，如海洋环境容量资源、用于灌溉的海水资源;功能性资源则是指开发利用后不会造成资源固有状态发生改变自然资源，如用于养殖或航运的海水资源。在通常情况下，以功能性资源为客体的海洋他物权应当先于以消费性资源为客体的海洋他物权行使，原因就在于海洋中的功能性资源在开发利用时不会发生资源减少或改变的后果，例如，渔民利用海水进行鱼类养殖，其行为本身不会消耗海洋水体或者显著改变海洋水体的性质，养殖权行使完毕后仍然可以满足海洋排污权的实现，而倘若允许海洋排污权先行使，则会降低海水水质，影响到海水的滋养功能，从而使海水养殖权难以实现。因此，原则上海洋排污权应当略后于以功能性资源为权利客体的海洋他物权。

作者：邓海峰

第2篇：海洋环境特征范文

关键词:海洋环境污染海洋灾害海洋工程与海洋环境相互作用

随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。

在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。

一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究

以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。

此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。

用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。

在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。

在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。

针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。

在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。

应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。

能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。

二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究

海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。

在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。

我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。

近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。

以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。

海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。

因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。

为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。

三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策

为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。

由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。

随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。

随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。

第3篇：海洋环境特征范文

关键词海洋环境污染海洋灾害海洋工程与海洋环境相互作用

随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。

在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。

一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究

以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。

此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。

用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。

在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。

在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。

针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。

在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。

应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。

能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。

二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究

海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。

在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。

我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。

近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。

以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。

海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。

因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。

为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。

三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策

为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。

由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。

随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。

随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。

第4篇：海洋环境特征范文

目前，在国际层面，得到较广泛认知的是世界自然保护联盟(IUCN)于1988年就海洋保护区给出的较为广泛的定义:“通过法律或其他有效的方法予以部分或全部保护的潮间带或潮下带的任何海区，包括其上覆水体及相关的植物、动物、历史和文化特征”。

对于世界自然保护联盟的定义，可以从保护方法、保护范围、保护对象这三个维度进行解读:

首先，在保护的方法上，世界自然保护联盟强调法律方法或其他有效方法，对法律方法做了特别提示。在世界自然保护联盟看来，通过法律手段建立海洋保护区是值得鼓励的，可以为海洋保护区制度的发展提供合法性基础。同时，法律方法不仅仅指国内立法，还应该包括国际法，这就是在国家管辖范围以外建立海洋保护区需要与现行国际法协调的应有之义。世界自然保护联盟的定义对法律方法的强调得到了国际社会的积极回应。世界可持续发展峰会(the WorldSummit on SustainableDevelopment，简称WSSD) 2002年在约翰内斯堡(Johannesburg)召开时提出“约翰内斯堡行动计划”(the Johannesburg Plan of工mplementation)，在鼓励国家发展海洋保护区同时强调要遵守国际法，与现行国际法一致;《保护东北大西洋海洋环境公约》(OSPAR Convention)建立的OSPAR委员会在建立包括公海水域的海洋保护区决议别指出海洋保护区与国际法的协调一致(consistent withinternational law)。

其次，在保护的范围上，世界自然保护联盟的概念是可以立体适用的。世界自然保护联盟所用的语词“任何海区”(any括潮间带或潮下带范围内的海岸、水面、area)说明其构建的海洋保护区概念不仅包浅水层，世界自然保护联盟在界定海洋保护区概念的时候，还包括这个范围以内的海底环境。主要目的是促进各国在国家管辖范围以内建立和发展海洋保护区。潮间带或潮下带在水平范围上的延展性，使得国家在建立海洋保护区时可以基于海洋科学的考量在海区范围的选择上具有较大的选择权。但与此同时，潮间带或潮下带也具有一定程度的模糊性，导致在公海建立海洋保护区时会存在争议，成为世界自然保护联盟海洋保护区定义的瑕疵。

最后，在保护的对象上，世界自然保护联盟的界定是非常广泛的。鉴于海洋环境和海洋生物多样性危机得到国际社会的广泛关注，海洋保护区的主要目标在于保护海洋环境和海洋生物，即生物指向型海洋保护区。但在实践中，为了保护特殊的海洋地貌、历史和文化特征等，各国也通过建立海洋保护区的方式进行保护，称之为非生物指向型海洋保护区。例如，为了保护泰坦尼克号沉船遗址，美国和英国蕉北大西洋建立了沉船遗址保护区。

世界自然保护联盟在世界自然环境保护领域享有重要地位，政府、政府间国际组织及非政府组织均能通过该组织进行合作，专家、科学家、学者和志愿者均可以个人名义加入该组织。世界自然保护联盟在国际上具有广泛的代表性，能吸纳官方层面和民间层面的不同观点;加上其给出的定义比较宽泛，在实践中可以通过对概念的解释将各国、国际组织建立的不同类型的海洋保护区均囊括在内，使得世界自然保护联盟对海洋保护区的概念界定得到了国际社会较为广泛的接受。依据世界自然保护联盟的宽泛定义，海洋保护区不仅具有生物及生态学属性，同样具有历史文化属性以及相关联的经济学属性，只要是符合其保护目标的各种类型和规模的海洋保护区都可以归入给定义的范畴，在某种程度上可以作为一项国际标准。

(二)海洋保护区与公海保护区

在海洋法上，海洋保护区是正在发展着的新概念，与海洋保护区相关的法律制度尚处在谨慎构建中。不同国家、国际组织在实践中建立了各种不同类型的海洋保护区，发展了多种不同的海洋保护区定义。这些数量众多的海洋保护区位于不同的海洋区域，或是国家管辖范围内，或是公海;适用不同的标准，或严格，或有名无实;采用不同的管理方式，或是单独管理，或是联合管理等。

毫无疑问，建立海洋保护区的国际实践是纷繁复杂的，由此可以认为，过于严格和狭窄的界定将满足不了实践的需要，而过于宽泛的界定则不能很好地指导国际实践。也就是说，一定程度的宽泛界定有其合理性，可以使实践中己经产生的各种不同类型的保护区能够被纳入国际海洋保护区网络，同时排除那些有名无实的保护区。鉴于此，笔者认为应当对海洋保护区进行广义的界定，而国际自然保护联盟的宽泛定义则具有参考性，即海洋保护区的定义应当包括保护方法、保护范围和保护对象这三个要素。

首先，海洋保护区保护方法的基础是法律手段或其他手段，而不论采取何种保护方法，都需要有国际法基础，在公海建立海洋保护区更是如此;可以称之为海洋保护区的合法性。其次，在保护范围上，海洋保护区应当突破近海或者孤立海洋片区的限制，在宏观上将各个海洋区域作为整体考虑;可以称之为海洋保护区的整体性。最后，海洋保护区的保护对象是多元化的，既保护海洋环境和海洋生物多样性，也保护在科学、美学、文化、教育等方面具有特殊利益的对象;可以称之为海洋保护区的系统性。

基于以上分析，综合考量海洋保护区的合法性、整体性和系统性特征，本文对海洋保护区的定义如下:

“海洋保护区是在符合国际法的基础上，为保护海洋环境、生物多样性、历史和文化特征等，在特定海域施行某些保护性措施，以实现海洋生态环境可持续发展的目标”。

第5篇：海洋环境特征范文

以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。

此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。

用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。

在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。

在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能

够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。

针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。

在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。

在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。

应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。

能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。

二、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策

为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。

由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。

随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。

鉴于黄河三角洲海岸线不断依退所带来的国土面积减少、陆上设施受到威胁甚至破坏、对黄河三角洲湿地自然条件的毁灭性破坏等一系列问题，也是非常迫切需要研究的课题。此外，长江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸开发、滩涂围垦和岸滩保护及整治工程对水域影响所引起的环境问题及其对策，也切枰?重点研究的课题??BR>以主要经济发达的河口和海岸带地区以及主要海域的经济发展为背景，建立一个数字化的区域经济发展模拟系统。与防灾、抗灾和减灾决策支持系统一样，将环境工程、水利工程、土木工程与网络技术、计算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立模型，通过多媒体技术，形象化地针对经济发展规划，预测由于发展经济带来的海域环境水污染的恶化、海洋自然灾害（台风、巨浪、风暴潮、地震、冰害、地质灾害）频发的情况。人类活动特别是大规模工程建设所引起的海洋环境的变迁和海岸演变，以及它们之间的相互作用，用数字手段统一地加以处理，建立智能化的决策支持系统，以促进国民经济持续、健康地发展，将会是决策部门进行宏观决策和具体规划时的一个十分有

效的手段。

三、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究

海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。

在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。

我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。

近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。

以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。

海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。

因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。

为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。

第6篇：海洋环境特征范文

一、形成赤潮的原因：

1、海水富营养化是赤潮发生的物质基础和首要条件 。

由于城市工业废水和生活污水大量排入海中，使营养物质在水体中副集，造成海域富营养化。此时，水域中氮、磷等营养盐类，铁、锰等微量元素以及有机化合物的含量大大增加，促进赤潮生物的大量繁殖。赤潮检测的结果表明，赤潮发生海域的水体均已遭到严重污染，富营养化，氮磷等营养盐物质大大超标。其次一些有机物质也会促使赤潮生物急剧增殖。

2、水文气象和海水理化因子的变化是赤潮发生的重要原因。

海水的温度是赤潮发生的重要环境因子，20℃～30℃是赤潮发生的适宜温度范围。科学家发现一周内水温突然升高大于2℃是赤潮发生的先兆。海水的化学因子如盐度变化也是促使生物因子—赤潮生物大量繁殖的原因之一。由于径流、涌升流、水团或海流的交汇作用，使海底层营养盐上升到水上层，造成沿海水域高度富营养化。营养盐类含量急剧上升，引起硅藻的大量繁殖。这些硅藻过盛，特别是骨条硅藻的密集常常引起赤潮。据监测资料表明，在赤潮发生时，水域多为干旱少雨，天气闷热，水温偏高，风力较弱，或者潮流缓慢等水域环境。

3、海水养殖的自身污染亦是诱发赤潮的因素之一。

随着我国沿海养殖业的大发展，尤其是对虾养殖业的蓬勃发展，产生了严重的自身污染问题。在对虾养殖中，人工投喂大量配合饲料和鲜活饵料，加之养殖技术陈旧和不完善，往往造成投饵量偏大，池内残存饵料增多，严重污染了养殖水质。另一方面，由于虾池每天需要排换水，所以每天都有大量污水排入海中，这些带有大量残饵、粪便的水中含有氨氮、尿素、尿酸及其它形式的含氮化合物物，加快了海水的富营养化，这样为赤潮生物提供了适宜的生物环境，使其增殖加快，特别是在高温、闷热、无风的条件下最易发生赤潮。由此可见，海水养殖业的自身污染也使赤潮发生的频率增加。再进一步分析，这些氮和磷正是来源于人类生产和生活产生的废水、废物。

二、赤潮的危害：

1、赤潮对海洋生态平衡的破坏。

海洋是一种生物与环境、生物与生物之间相互依存，相互制约的复杂生态系统。系统中的物质循环、能量流动都是处于相对稳定，动态平衡的。当赤潮发生时这种平衡遭到干扰和破坏。在植物性赤潮发生初期，由于植物的光合作用，水体会出现高叶绿素a、高溶解氧、高化学耗氧量。这种环境因素的改变，致使一些海洋生物不能正常生长、发育、繁殖，导致一些生物逃避甚至死亡，破坏了原有的生态平衡。

2、赤潮对海洋渔业和水产资源的破坏。

赤潮破坏鱼、虾、贝类等资源的主要原因是：

（1）破坏渔场的铒料基础，造成渔业减产。

（2）赤潮生物的异常发制繁殖，可引起鱼、虾、贝等经济生物瓣机械堵塞，造成这些生物窒息而死。

（3）赤潮后期，赤潮生物大量死亡，在细菌分解作用下，可造成环境严重缺氧或者产生硫化氢等有害物质，使海洋生物缺氧或中毒死亡。

（4）有些赤潮的体内或代谢产物中含有生物毒素，能直接毒死鱼、虾、贝类等生物。

3、赤潮对人类健康的危害

有些赤潮生物分泌赤潮毒素，当鱼、贝类处于有毒赤潮区域内，摄食这些有毒生物，虽不能被毒死，但生物毒素可在体内积累，其含量大大超过食用时人体可接受的水平。这些鱼虾、贝类如果不慎被人食用，就引起人体中毒，严重时可导致死亡。

三、赤潮的预防：

为保护海洋资源环境，保证海水养殖业的发展，维护人类的健康。避免和减少赤潮灾害，结合实际情况，对预防赤潮灾害采取相应的措施及对策。

1、控制污水污物入海，防止海水富营养化。

海水富营养化是形成赤潮的物资基础。携带大量无机物的工业废水及生活污水排放入海是引起海域富营养化的主要原因。我国沿海地区是经济，人口密集，工农业生产发展快，从而导致大量的工业废水和生活污水排入海中。据统计，占全国面积不足5%的沿海地区每年向海洋排放的工业废水和生活污水近70亿吨。因此，必须采取有效措施，严格控制工业废水和生活污水向海洋排放。按照国家制定的海水标准和海洋环境保护法的要求，对排放入海的工业废水和生活污水要进行严格处理。

2、建立海洋环境监视网络，加强赤潮监视。

我国海域辽阔，2万多千米的漫长海岸线，仅凭国家和有关部门力量，对海洋进行全国监视是很难做到。有必要把目前各主管海洋环境的单位，沿海广大居民，渔业捕捞船，海上生产部门和社会各方面力量组织起来，开展专业和群众相结合的海洋监视活动，扩大监视海洋的覆盖面，及时获取赤潮和与赤潮有密切关系的污染信息。别是赤潮多发区，近岸水域，海水养殖区和江河入海口水域要进行严密监视，及时获取赤潮信息。一旦发现赤潮和赤潮征兆，监视网络机构可及时通知有关部门，有组织有计划地进行跟踪监视监测，提出治理措施，千方百计减少赤潮的危害。

3、加强海洋环境的监测，开展赤潮的预报服务。

为使赤潮灾害控制在最小限度，减少损失，必须积极开展赤潮预报服务。为全面了解赤潮的发生机制，应该对海洋环境和生态进行全面监测，尤其是赤潮的多发区，海洋污染较严重的海域，要增加监测频率和密度。当有赤潮发生时，应对赤潮进行跟踪监视监测，及时获取资料。在获得大量资料的基础上，对赤潮的形成机制进行研究分析，提出预报模式，开展赤潮预报服务。

4、科学合理地开发利用海洋资源。

调查资料表明，近几年赤潮多发生于沿岸排污口，海洋环境条件较差，潮流较弱，水体交换能力较弱的海区，而海洋环境状况的恶化，又是由于沿岸工业、海岸工程、盐业、养殖业和海洋油汽开发等行业没有统筹安排，布局不合理造成的。为避免和减少赤潮灾害的发生，应开展海洋功能区规划工作，从全局出发，科学指导海洋开发和利用。对重点海域要作出开发规划，减少盲目性，做到积极保护，科学管理，全面规划，综合开发。另外，海水养殖业应积极推广科学养殖技术，加强养殖业的科学管理，控制养殖废水的排放，保持养殖区水质处于良好状态。

第7篇：海洋环境特征范文

关键词：海洋混凝土耐久性杭州湾跨海大桥

中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：

改革开放以来，东部沿海城市的经济迅速发展，高层结构、 跨海大桥、 海港码头、 海底隧道乃至海上采油平台等重要工程迅速涌现。通常认为混凝土建筑物的无修补安全使用期可达100年，然而，海洋环境下混凝土由于受到海洋环境的冻融破坏、海水侵蚀、钢筋锈蚀、冰浪撞击、磨损等各种因素的影响使其过早被破坏，实际使用年限远远低于设计要求，使用寿命最短的不到10 年，因此，海洋环境下混凝土服役寿命的过早衰减和失效已成为当今面临的世界性难题，引起国内外混凝土科学与工程界的密切关注。

海洋环境下耐久性的影响因素和作用机理

1.1 冻融作用

海工混凝土抗冻耐久性方面存在的问题，一部分是混凝土材料共同的问题(如引气、孔结构和强度等)，另一些则是海洋环境中产生的特殊问题如盐结晶和海水化学腐蚀等。试验表明，在有盐溶液存在的情况下混凝土的饱水程度很高， 因此，海工混凝土的冻融破坏更为严重，应从抗裂防渗和耐海水化学腐蚀两方面来保证海工混凝土抗海水冻融耐久性。

1.2 钢筋锈蚀破坏

钢筋的锈蚀在混凝土耐久性问题中的地位日益突出。钢筋锈蚀破坏最严重是潮汐区中部 上部位，我国南方海洋环境下混凝土破坏以钢筋锈蚀为主。钢筋锈蚀属电化学反应，其产生和发展必须同时满足(1)钝化膜破坏(2)足够量的氧(3)足够量的水分，三者缺一不可。

1.2.1混凝土抗渗性对钢筋锈蚀的影响

抗渗性是影响混凝土耐久性的关键。提高混凝土的抗渗性是在一定范围内减小水灰比、增加养护期及掺砂渣、粉煤灰、硅灰等火山灰质材料，改善水泥石的孔径分布和孔结构，增加凝胶孔，使抗渗性提高，

1.2.2 混凝土碳化作用对钢筋锈蚀的影响

混凝土碳化是指混凝土中的碱性物质Ca(oH)2 与空气中CO2 作用生成CaCO3。，使结构变化、碱度下降。混凝土碳化后引起钝化膜破坏、产生钢筋锈蚀，碳化后产生的收缩会加快钢筋锈蚀决定混凝土碳化速度的根本因素一是混凝土本身的碱性物质含量，二是混凝土的密实度。Ca(oH)2含量高、密实度大的混凝土抗碳化性能强。

1.2.3氯离子渗透作用对钢筋锈蚀的影响

氯化物以离子形态渗透进部分或完全被水填充的孔中，在水泥基质内以化学或物理形态被部分结合，氯化物渗透与碳化渗透不同，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从混凝土表面到内部，逐渐减少。孔隙率和孔结构是制约c1渗透的关键因素。

1．3 海洋化学腐蚀

建筑物水下部位遭受海水化学腐蚀而溃散的并不普遍，对海工混凝土建筑并非主要因素。

1．3．1 海水的化学成分

海水中溶有大气中所包含的各种气体成分，略呈碱性，PH8.2~8.4。

1．3．2 硫酸盐侵蚀

海水中硫酸镁与水泥水化产物CA结合生成钙矾石，体积膨胀产生很大的内应力，使混凝土膨胀和开裂。水泥熟料中的矿物成分对抗硫酸侵蚀有显著影响。

1．3．3 溶蚀作用

混凝土受到海水的不断侵蚀．内部的Ca(0H) 随水流出使其浓度逐渐降低，随着石灰浓度不断降低，水泥水化物中的CaO也将陆续分解溶出，使混凝土产生空隙，导致破坏

1．3．4 镁盐侵蚀

海水中的镁盐与混凝土中的Ca(0H)2作用，产生不定形物质Mg(0H)z，易溶于水的CaCl以及硅酸钙的替代物硅酸镁，使

水泥浆体的强度下降结构遭受破坏。

3．5 碱骨料反应

二氧化硅是许多岩石的主要成分，当PH≥10．5的碱性溶液与固体二氧化硅接触时，会产生硅酸物凝胶，这种凝胶吸附水分而产生l0～15MPa压力，高于普通混凝土的抗拉强度而导致混凝土的膨胀和开裂

1.4 机械撞击及磨损

许多海工混凝土建筑物的最直接破坏，是由于风浪及冰块撞击等造成的。这些机械作用造成建筑物局部损坏、海水侵入，其破坏作用超过化学腐蚀作用。

1.5 施工质量不良

根据调查结果．混凝土的破坏太部分都是由于施工质量不良或材料不稳定所引起的 因加水量不控制、离析严重、震捣不密实、养护不讲究而造成密实性差，难以抵御各种外界因素的破坏。因此，菔工质量与耐久性之间有极密切的关系。

2 提高耐久性的技术措施

2.1海工耐久混凝土

海工耐久混凝土是指采用常规原材料、常规工艺、掺加矿物掺合料及化学外加剂，经配合比优化而制作的，在海洋环境中具有高耐久性、高稳定性和良好工作性的高性能结构混凝土，它以氯离子扩散系数为核心控制指标，采用大比例掺入矿物掺合料和低水胶比降低氯离子扩散系数。

杭州湾跨海大桥不同部位混凝土中水胶比及其他材料用量，见表1所示。

表1杭州湾跨海大桥不同部位混凝土中水胶比及其他材料用量表

杭州湾大桥工程混凝土结构均采用海工耐久性混凝土。在参考国内外规范的基础上，进行了海工耐久混凝专题研究，制定了《杭州湾跨海大桥混凝土施工技术规程》，对海工耐久混凝土的原材料、配合比设计及工作性能、施工控制等提供了具有特色的控制要求。

同时，杭州湾跨海大桥在国内首次按混凝土氯离子扩散系数快速非稳态电迁移(RCM)实验方法，规定了混凝土撬氯离子渗透性要求。混凝土氯离子扩散系数Drcm根据混凝土结构使用年限预测模型以及所处的腐蚀环境、钢筋保护层厚度等综合因素确定。

2．2合理的钢筋保护层

理论上，结构的保护层越厚，氯离子扩散到钢筋表面的路径越长，钢筋表露氯离子积累到临界浓度时间也越久。但是，保护层过厚会限制构件力学性能的发挥，并且不利于对裂缝宽度进行控制，因此，需要根据结构部位和受力特点，设置合理的钢筋保护层厚度。

杭州湾跨海大桥工程结合国外跨海工程实例，参考国内外有关规范，根据杭州湾的腐蚀环境、桥梁各部位的受力特点和设计使用年限，制定了不同部位混凝土的保护层厚度，如表2所示。

表2不同部位混凝土的保护层厚度

杭州湾大桥混凝土结构各部位氯离子扩散系数和钢筋保护层厚度组合，经过理论模型推算可以满足100年使用年限的要求。通过严格的施工控制和质量检验，实体结构质量良好，基本符合理论计算的假定。

2.3杭州湾大桥工程中附加措施

2.3.1 塑料波纹管与真空辅助压浆

对于预应力混凝土结构，孔道的不密实极易造成高应力状态下预应力筋的锈蚀。为增强预应力孔道压浆的密实性，提高预应力体系的耐久性，大桥预应力混凝土箱梁采用耐腐蚀、密封性能好的塑料波纹管，配合真空辅助压浆技术，作为预应力混凝土结构的耐久性措施之一。

2 .3．2环氧涂层钢筋

环氧涂层钢筋是采用静电喷涂工艺使其表面形成连续的环氧绝缘层的钢筋。

鉴于环氧涂层钢筋的优点，杭州湾跨海大桥在腐蚀最为严重的浪溅区现浇墩身中采用了环氧涂层钢筋，作为提高混凝土结构耐久性的附加措施之一。

3．3钢筋阻锈剂

与海工耐久混凝土配合，钢筋阻锈剂能大幅度提高对钢筋的防护能力。与普通混凝土相比，海工耐久混凝土一方面使得腐蚀介质达到钢筋表面的量减少，另一方面密实的混凝土又能长期有效地保持钢筋阻锈剂的高浓度，从而使阻锈剂得以较为长期地发挥抑制或延缓钢筋电化学腐蚀的效能。

杭州湾大桥工程潮差区的承台和浪溅区的墩身部位使用了掺人型阻锈剂，作为保证混凝土结构耐久性的补充措施。

2. 3．4外加电流阴极防护

外加电流阴极防护系统设计的要点包括：阳极材料在正常运行的电流密度条件下，保证最少100年的使用年限，从而保证结构钢筋始终处于阴极状态而不发生锈蚀；充分考虑腐蚀环境的不同，针对不同区域进行相应的设计。

杭州湾大桥南、北航道桥主墩承台、塔座及下塔柱处于潮差区和浪溅区，采用了外加电流阴极防护系统。

3．5渗透性控制模板

使用渗透性控制模板是提高混凝土表面质量的有效途径。该模板的衬垫是一种无纺纤维，它能把刚人模的混凝土表面多余的空气和水排出，使混凝土表面水胶比降低，同时可确保混凝土在养护期间保持高湿度，将裂缝风险减到最小，因而可大幅提高混凝土表面的密实度和强度，C35混凝土根据回弹试验结果推定达到C60。

杭州湾大桥海上预制和现浇墩及南滩涂引桥部分桥墩应用了该产品，工程实践表明，使用渗透控制模板可大大改善混凝土的外观质量，提高混凝土表面的抗裂性、抗渗性和耐久性。

2.3．6混凝土表面涂层

涂覆型涂层防腐蚀措施是针对海洋环境混凝土结构的表面防护技术之一。该措施的特点是隔绝氯离子、酸性气体等有害介质在混凝土内的渗透和扩散，尤其适合于以盐雾水汽为特征的海洋侵蚀环境下混凝土的保护。

杭州湾大桥海中承台以上混凝土结构均采用封闭型涂装体系进行表面涂装，涂层设计使用年限为20年。

3结语

跨海通道所处的环境及运营条件复杂而且恶劣，海洋环境下混凝土受冻融破坏、海水侵蚀、钢筋锈蚀、冰浪撞击、磨损等各种因素的影响使其过早被破坏，对跨海通道的耐久性设计工工作提出了更高的要求。杭州湾跨海大桥已应用多种有效措施提高耐久性，可见海洋环境下混凝土耐久性研究已经有初步成果。结合现有研究现状和实际工程案例杭州湾跨海大桥，总结以下几点观点：

在尽量降低工程造价的前提下，同时又要满足设计年限的要求，对腐蚀条件恶劣和结构构造存在隐患的部位采用相应的耐久性补充措施是提高混凝土结构耐久性的有效途径。

海洋环境下混凝土耐久性影响因素中氯离子的渗透引发是最主要也是最显著的因素，因此，一方面一搞混凝土本身的抗氯离子渗透的能力，另一方面设置合理的钢筋保护层厚度是基本的，显著有效的措施。

提高海洋环境下混凝土耐久性，不仅需要设计与前期准备的充分，而且还需要合格的施工工艺和严格的质量控制，在实际施工中需要严格把关。

加强对混凝土的耐久性后期的跟踪检测，建立耐久性动态无损监测和评估系统，既可以提前规避耐久性降低带来的风险，也可以对症下药，降低后期修补等成本，以确保设计使用年限。

参考文献：

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.

吴瑾，程吉昕．海洋环境下钢筋混凝土结构耐久性评估[J].水力发电学报，2005，24(1):69—73．

张宝胜，干伟忠.杭州湾跨海大桥混凝土结构耐久性解决方案[J].土木工程学报，2006，39（6）：72-77.

第8篇：海洋环境特征范文

为了定量研究渤海主要海湾海洋资源和生态承载状态，有效利用渤海海洋资源，本文建立了海湾资源和生态环境承载力评价指标体系，运用状态空间评价模型对渤海内三个海湾资源和生态环境承载力进行了综合评价。结果显示，2005-2008年三湾均处于超载状态，其中，莱州湾承载压力最大，承载力值偏低，渤海湾和辽东湾承载力值略好。通过分析，渤海内三湾在未来的社会经济发展过程中将面临较大的资源和生态环境制约，因此，必须通过合理调整产业结构，发展循环经济，严格控制人口增长，加大海洋环境治理和生态修复力度，逐步恢复污染海域的生态系统服务和环境纳污功能，才能有效提高渤海生态环境整体承载水平。

关键词 资源和生态环境承载力；状态空间评价模型；渤海；比较研究

中图分类号 X55

文献标识码 A

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

上世纪60年代末70年代初，美国麻省理工学院的丹尼斯·梅多斯等学者组成“罗马俱乐部”，利用系统动力学模型对世界范围的资源、环境与人的关系进行评价，并预测到21 世纪中叶全球经济增长将达到极限，为后期资源、环境承载力的研究奠定了学术基础[1]。著名经济学家Arrow与其他学者一起在《Science》上发表了《经济增长、承载力与环境》一文，在学术界和政界均产生了极大反响，引起了人们对环境承载力相关问题的高度关注[2]。

我国专家学者于20 世纪90 年代初开始对资源、环境和生态承载力进行研究。1999 年王中根、夏军运用资源与需求的差量法对西北典型干旱区河流流域的生态承载力进行了评价和预测[3]。2001年毛汉英、余丹林运用三维状态空间法表示社会、经济、自然复合生态系统进行了综合评价[4]。2009年付会探讨了海洋生态承载力的内涵和特征，指出海洋生态承载力由压力和承压两部分构成[5]。

综上所述，在海洋承载力研究成果的基础上[6-7]定义海洋资源和生态环境承载力，是在一定的时空范围内，海洋资源和生态环境在良性循环的条件下，能够承载人类社会经济发展规模的能力，是承载体“海洋资源和生态环境”与承载对象“社会经济发展”之间耦合关系的反映。本文在定义海洋资源和生态环境承载力的基础上，构建了较为系统的指标体系，充分收集研究相关数据，采用毛汉英等人提出的状态空间法对渤海内主要海湾的资源和生态环境承载力进行研究分析。

1 海洋资源与生态环境承载力评价方法

1.1 状态空间评价模型

近年来，越来越多的研究将状态空间法应用于定量描述和测度区域承载力和承载状况。其本质是一种时域分析方法，通过状态空间的原点同系统状态点构成的矢量模来表示区域承载力的大小，不仅可以表征系统外部特征，更揭示了系统内部状态和性能[8]。

本文借鉴状态空间法研究海湾资源和生态环境承载力的主要思路如下：

首先，选取若干能较好反映目标区域的海洋资源、生态和环境系统的指标，建立海洋承载力评价指标体系，结合实际情况确定各指标在某一特定时段的理想值，根据各指标的相对重要程度排序，计算各指标的权重。

其次，计算状态空间中的点到坐标原点的矢量模，即海洋资源和生态环境承载力（Carrying Capacity of Marine Resources， Ecology and Environment，简称CMREE）的数学表达式[9]为：

CMREE=|M|=∑ni=1Wix2ir

公式中xir为各指标处在理想状态下的空间坐标值（i=1，2，...，n）；Wi为各指标的权重；|M|为海洋资源和生态环境承载力的矢量模；n为选取指标数量。

最后，通过比较不同状态下的矢量模值的大小来判断海洋资源和生态环境系统的承载状况。当CMREE>1，=1，

1.2 指标体系及数据来源

1.2.1 指标体系的确定

要准确度量渤海内主要海湾资源和生态环境的承载状况，必须构建能有效反应渤海内海洋资源、生态和环境承载系统的指标体系。经实地调研及多重共线性分析，并组织相关领域专家学者召开专题会议，确定影响海湾承载力的四类指标，分别为：社会经济发展压力、海洋资源供给能力、海洋环境支撑能力和生物多样性维持能力。同时考虑到指标代表的信息以及指标间的相互关联性，最终选取了30项指标作为目标区域海洋承载力的评价指标体系[10]（见表1）。

1.2.2 数据选取

渤海三面环陆，在辽宁、河北、山东、天津三省一市之间，渤海内三大海湾（辽东湾、渤海湾和莱州湾）区域跨行政区分布，部分数据无法直接获得，需要归纳、计算和整理，文中不一一列举。指标数据主要来源2005-2008年中国海洋统计年鉴、中国城市统计年鉴、天津统计年鉴、河北统计年鉴、山东统计年鉴、辽宁统计年鉴、中国海洋环境质量公报、地方海洋环境质量公报、中国近岸海域环境质量公报、中国环境统计年报、地方年鉴和地方志等资料，以及2009年环渤海实地调研获得。

1.3 理想值与指标权重的确定

1.3.1 理想值的确定

根据渤海湾区域的实际情况，结合该区域各地市相关规划，理想值的选取主要有以下几种方式：一是采用与发展阶段目标相应的国家标准和行业规定作为理想值，如：水质综合指数、生物多样性综合指数、无机氮和COD海洋环境容量等指标；二是参照国际和国内相似发展程度下的对应指标数据，以阶段内的最大值或最小值作为理想值。如：人口密度、GDP比重、第二产业比重、海洋产业总产值、废水排放总量、原油和天然气储量、海洋捕捞和养殖量、环保投资指数以及污水处理率等指标；三是结合SPSS差值计算阶段内指标实际值，如：海水养殖面积、码头长度、泊位个数、盐田面积等指标；四是部分指标在评价区间是固定值，采用其实际值作为理想值，如岸线长度、海域和湿地面积、自然保护区面积等指标。最终确定各海湾理想值见表2。

1.3.2 指标权重的确定

本文采用层次分析法[11]计算各指标权重，经课题组研究人员及相关领域知名专家的问卷调查，对渤海内海洋资源和生态环境承载力评价指标进行两两比较打分，分别构造判断矩阵，各判断矩阵的平均随机一致性均小于0.1，说明各判断矩阵均具有满意一致性，权重的分配是合理的，类别层和要素层权重见表3。

1.4 海湾资源和生态环境承载力计算

为了消除不同指标量纲和数量级差对于评价的负面影响，对原始数据进行标准化处理。通过海湾承载力评价指标的实际值与理想值的比值对各指标数据进行标准化处理。对承载力的贡献是正向的，称为正效应；对资源、生态和环境消耗的是负向的，称为负效应。

其数学公式如下：

正效应：rij=xijx′ij；

负效应： rij=x′ijxij

其中，rij为各指标标准化处理后的数值，xij为各指标原始数据，x′ij为各指标的理想值。

按照状态空间法的海湾承载力（CMREE）公式进行计算，可得渤海内三湾资源和生态环境承载力的值。通过对目标层和四个类别层承载状况的分析，以期对渤海内三湾资源和生态环境承载能力有一个全面的掌握。

2 渤海内三湾海洋资源与生态环境承载力评价及比较分析

2.1 目标层承载力比较分析

通过状态空间评价模型及承载力计算公式得到三湾区域海洋资源和生态环境承载力值（见图1）。截至2008年底，莱州湾海洋资源和环境承载压力最大，渤海湾和辽东湾承载力值略好于莱州湾，但是总体上三湾均处于超载状态。尽管三湾海洋生态承载状况存在一定的波动，但三湾承载状况整体呈缓慢下降趋势。

2.2 类别层和要素层承载力比较分析

在三湾海洋资源和生态环境评价体系目标层承载状况分析的基础上，对其复合系统的类别层，也就是社会经济发展压力、海洋资源供给能力、海洋环境支撑能力与生物多样性维持能力分别进行评价分析，从而找出引起三湾海洋资源和生态环境承载状况变化的主要原因，更好地为三湾区域海洋经济可持续发展提供帮助。

2.2.1 社会经济发展压力承载状况

2005-2008年三个海湾社会经济发展压力值在1.2-1.4之间波动，总体呈逐渐增大的趋势。其中辽东湾和莱州湾压力值呈快速下降趋势，从1.39下降到1.29左右；渤海湾压力值虽有波动，但趋势没变，压力最小值为1.29（见图2-A）。从要素层承载状况分析，三湾人口和环境压力较大，社会经济下行压力明显，主要由于2005-2008年三湾区域经济快速增长，其中，渤海湾区域GDP占

环渤

海区域比重接近20%，辽东湾区域海洋产业总产值年均增速30%以上。经济发展的同时不可避免的带来COD、氨氮等污染物增加，海水富营养化程度加重，海洋环境恶化等问题。同时，随着环渤海区域内辽宁“五点一线”振兴规划、黄河三角洲高效生态区、蓝色半岛经济区上升为国家战略，三个海湾社会经济发展压力增大的趋势短期内难以改变。

2.2.2 海洋资源供给能力比较分析

2005-2008年三个湾海洋资源供给能力值在1.5-1.9之间，三湾资源供给能力呈缓慢上升趋势（见图2-B）。其中，渤海湾供给能力最强，供给能力从1.56提高到1.85。辽东湾和莱州湾供给能力次之，在1.69-1.77之间。尽管三湾资源供给能力有提高的趋势，但资源存储量有限，长期看三湾海洋资源供给能力仍然存在较大压力。

从要素层承载状况分析，三湾旅游资源供给能力较弱，渔业资源和空间海域资源次之，油气资源相对较好。环渤海区域滨海旅游资源丰富，但旅游配套基础设施落后，因此2005-2008年三湾旅游供给能力相对较弱，随着旅游配套设施的不断完善，预期旅游供给能力有提高的空间。尽管渔业捕捞量和养殖产量逐年增加，但近岸渔业资源几近枯竭，如不采取有力的渔业资源保护措施，海洋渔业资源供给有下降的趋势。2005年以来三湾油气资源供给能力明显提高，一方面由于渤海是我国重要的石油天然气生产基地，油气资源储藏丰富，具有很强的油气供给能力；另一方面区域经济快速增长带动了经济社会对石油、天然气资源需求的增加，导致油气资源供给能力的快速提高。但是由于油气资源储量是有限的，因此这种供给能力提高是难以持续的。

2.2.3 海洋环境支撑能力比较分析

2005-2008年三个湾海洋环境支撑能力值在1.1-1.3之间，三湾环境支撑能力整体呈缓慢下降趋势。其中，渤海湾支撑能力在1.17-1.23间波动，辽东湾从1.3下降到1.2左右，莱州湾从1.25下降到1.2左右。可以看出，尽管渤海湾和莱州湾环境支撑能力有波动，但总体下降的趋势是一致的，在海洋环境容量是有限的前提下，三湾海洋环境支撑能力仍然存在较大压力。从要素层承载状况分析，2005-2008年渤海湾增加了环保投入比重，但水质状况仍较差，海洋环境容量趋于饱和。辽东湾和莱州湾环保投入比重呈下降趋势，但入海污染物总量有限，因此水质状况相对较好。三湾需进一步加大对环保基础设施的投入，从源头上控制住污染物入海总量，改善提升三湾的水环境质量。

2.2.4 生物多样性维持能力比较分析

2005-2008年三个湾生物多样性维持能力在0.9-0.95之间，三湾生物维持能力整体呈缓慢下降趋势，其值偏低（见图2-D）。其中，渤海湾下降趋势较明显，维持能力从0.95下降到0.9，莱州湾次之，维持能力从0.95下降到0.92，辽东湾在0.93-0.95间波动。随着沿海区域经济快速发展，不可避免带来近岸海域水质恶化的趋势，三湾生物多样性维持能力面临的压力可能长期存在下去。 从要素层承载状况分析，2005-2008年渤海湾和莱州湾生物多样性综合指数呈下降并趋稳态势，辽东湾生物多样性综合指数呈小幅波动上升趋势。生物多样性对海洋生态系统完整性至关重要，直接关系到生物多样性维持能力的强弱，因此应通过禁止不合理的海洋开发活动，严格控制污染物入海总量，避免环渤海区域近岸海洋生态环境继续恶化。

3 结论与政策建议

2005-2008年渤海内三个海湾的海洋资源和生态环境承载力普遍偏低，且整体呈下降趋势，其中，莱州湾综合承载状况最差。目前渤海内三个海湾均处于超承载状态，而生态环境的支持和维持能力尚显不足，在未来的经济社会发展压力增大的状况下将会逐渐遇到较大的环境制约。结合类别层和要素层承载状况比较分析：渤海湾环境压力相对较大，辽东湾和莱州湾次之；辽东湾捕捞和养殖能力相对其他两个海湾较强；渤海湾和莱州湾的油气资源供给能力较强，但本文油气资源储量指标数据由油气产量数据替代，因此这种供给能力的暂时提高是不可持续的；渤海湾水质状况在三湾中最差，生物多样性综合指数相对较高，但三湾生物多样性指数整体呈缓慢下降趋势。针对以上分析结果，应在以下几方面改进：

第一，合理调整产业结构，发展循环经济。加快由粗放的海洋资源加工型向集约发展工业化方向转型，实行规模化、集约化生产。借助环渤海区域强大的海洋科技资源，大力发展新兴海洋科技产业。

第二，严格控制人口增长。人的活动是环境压力的最终来源，减轻资源、环境压力和提高生态环境承载能力必须严格控制人口增长。环渤海地区人均资源量相对不足，更加凸显控制该区域人口增长的必要性和迫切性。其中，渤海湾地区环境压力最大，控制人口增长刻不容缓。

第三，加大海洋环境治理和生态修复力度。将渤海污染防治和沿海陆域城镇环境综合整治有机结合起来，实施渤海区域整体预防和治理，逐步恢复污染海域的生态系统服务和环境纳污功能[12]，提高渤海生态环境整体承载水平。

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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：海洋环境特征范文

1海洋经济可持续发展能力评价

当前，就国内外学者对海洋经济的研究来看，国外学者的研究主要集中在对海洋产业投资的模式研究上，自90年代以来国外研究海洋和海岸利用的专家学者从不同角度提出了海洋产业投资的模式，其中代表性的有SorensenandMaCreary（1990）、Vallenga（1991）、Pi-do（1992）以及Chua（1993）。AdablatroVal－lenga提出了关于海洋资源利用和海洋综合管理的一系列可持续发展模型。波兰著名海洋生态学专家斯蒂芬•伊格纳尔提出了海洋经济可持续发展的六项对策。国内学者则较深入地研究了海洋经济可持续发展能力评价理论、方法及应用问题。①海洋经济可持续发展评价指标：张德贤等人（2000）修正了Vallenga海洋经济可持续发展模型，提出海洋经济可持续发展指标体系从是社会发展、海洋经济、海洋资源、海洋环境和海洋可持续能力五个维度对海洋的可持续进行界定[1]；金建君等（2001）根据辽宁海岸带的特点，建立一个分三层的可持续发展评价指标体系[2]；韩增林等（2003）提出了海洋经济可持续发展的指标体系采用多层树状的层次结构设置[3]；②评价方法与应用：现有海洋经济可持续发展能力评价方法主要包括德尔菲法、层次分析法、熵值法、因子分析法、灰色关联分析法、系统动力学法等。如李夫星（2013）采用了德尔菲法对环渤海沿海地区津冀鲁辽四省市的海洋可持续发展能力分别进行了定量评价[4]；刘明等（2008）采用层次分析法对11个沿海地区海洋经济可持续发展能力进行评价[5]；方景清（2009）等综合运用德尔菲法、层次分析法对天津滨海新区海洋经济可持续发展潜力进行了集成测算[6]；黄萍等（2008）采用熵值法对江苏省海洋经济可持续发展能力进行定量评价[7]；冯晓波等（2006）、邵桂兰等（2011）、何显锦等（2013）分别采用了主成分分析法[8~10]，对11个沿海地区、广西壮族自治区、山东省的海洋经济可持续发展能力进行评价；白福臣（2009）、方欣等（2012）分别运用了灰色关联分析法，对11个沿海地区、浙江省海洋经济可持续发展能力进行评价[11，12]；狄乾斌等（2012）基于社会子系统、海洋经济子系统、海洋资源与环境子系统3个模块，建立了海洋经济可持续发展的系统动力学模型[13]。以上研究侧重于全国、区域及沿海地区海洋经济可持续发展能力的评价分析，尚缺乏对环渤海地区海洋经济可持续发展能力较为系统的评价研究。就研究方法而言，因子分析法较难获取指标样本容量和指标量化数据；德尔菲法和层次分析法在确定权重时，有较大主观性，评价结果缺乏客观性；熵值法对数据的依赖性较强，且对数据序列变化的敏感度较高，可能会导致权重计算结果违背实际判断。鉴于以上研究现状，本文将运用德尔菲法、层次分析法、熵值法，通过集成综合确定指标权重，全面、系统地评价环渤海地区海洋经济的可持续发展能力。

2渤海海洋经济可持续发展能力评价指标体系的构建

2.1海洋经济可持续发展能力的内涵可持续发展是一种新的发展观，是以人类社会与自然和谐及发展为目标，以经济社会与环境协调为途径，逐步实现一条人口、环境、资源与发展相协调的道路。海洋经济可持续发展是可持续发展理念在海洋领域的具体体现，它是这样一种发展模式，即：为了满足当代及后代人对海洋产品的需求，人类利用现代科学技术和物质装备手段，选择适当的海洋开发方式和资源利用模式，在确保生态环境得到正确保护下，科学合理地开发利用海洋资源的过程。海洋经济可持续发展，意味着在某时间段内，其中的任意前一时间点上的海洋经济发展水平都落后于后一发展水平。从海洋经济可持续发展的模式来看，海洋经济可持续发展涉及海洋资源、环境、经济和社会等诸多因素，既有主观因素也有客观因素，是一个复杂的动态系统。而海洋经济可持续发展能力是海洋经济可持续发展的必须主观条件、内在动力，即海洋经济可持续发展能力应包含以上主观因素。因此，海洋经济可持续发展能力可以定义为：在一定技术条件下，海洋系统内部各要素通过自身的发展和相互间的互动反馈，获得的支撑海洋经济可持续发展的整体能力。

2.2渤海海洋经济可持续发展能力指标体系构建通过对海洋经济可持续发展能力内涵的分析，海洋经济可持续发展涉及多个海洋系统，具体包括海洋资源供给、海洋经济、海洋环境治理与生态保护、海洋科技等子系统，在对其能力评价指标选取时应综合考虑这些子系统因素。本文根据指标体系构建的科学性、系统性、可操作性、定性与定量相结合等原则，参考《2014中国海洋发展报告》《2013年中国可持续发展战略报告》以及国内外相关文献[14~21]，并根据环渤海地区三省一市海洋发展的实际情况，构建了渤海海洋经济可持续发展能力评价指标体系（见表1）。具体包括经济发展（A1）、社会民生（A2）、资源支撑（A3）、环境状况（A4）、科技创新（A5）5个子系统，以及14个准则层和35个指标层（见表1）。

2.2.1经济发展系统指环渤海地区利用海洋资源、人力、技术以及资本等经济发展要素，通过合理的海洋经济结构和产业配置，转化为产品和服务的总体能力。本研究从经济增长、结构优化、发展质量、产业发展四大方面来刻画海洋经济发展，经济增长方面选取了海洋生产总值、海洋生产总值占GDP比重、海洋生产总值增长速度三个指标，结构优化方面选取了三产增加值占海洋生产总值比重、新兴产业增加值占海洋生产总值比重两个指标，发展质量方面选取了海洋劳动生产率、海洋经济密度两个指标，产业发展方面选取了主要海洋产业的实物量指标，包括海水产品产量、港口货物吞吐量、滨海国内旅游人数。海洋经济规模的扩大、结构的优化、发展质量的提高、海洋产业的发展为海洋经济的可持续发展提供了重大的推动力。

2.2.2社会民生系统反映海洋对于环渤海地区社会民生改善的贡献程度，本研究从就业拉动、收入分配、生活质量三方面刻画。就业拉动方面选取了环渤海地区涉海就业人员，收入分配方面选取了城乡居民收入占GDP比重、城乡收入比，生活质量方面选取了城镇居民人均可支配收入、渔民人均纯收入、恩格尔系数。随着沿海地区对海洋的开发利用程度的增强，就业拉动力得到增强、收入分配得到优化、生活质量得到提高，海洋在改善沿海地区人民生活与社会发展方面起到的贡献作用越来越显著，从而保证了海洋经济的可持续发展。

2.2.3资源支撑系统指环渤海地区海洋资源的数量和质量，其对沿海区域海洋经济的发展起基础性支撑作用。本研究从空间资源、生物资源、矿产资源三方面刻画。空间资源方面选取了人均湿地面积、海水养殖面积、盐田总面积，生物资源方面选取了海水养殖及捕捞量、海洋生物医药业增加值，矿产资源方面选取了海洋油气产量、海滨砂矿开采量。空间资源、生物资源、矿产资源的持续开发利用为海洋经济的可持续发展提供了源源不断的资源支撑作用。

2.2.4环境状况系统指环渤海地区海洋环境压力，以及各级政府及社会有关各界拥有的治理海洋环境污染从而使海洋环境恢复到一定目标的能力。本研究从环境压力、环境治理两方面刻画。环境压力方面选取了近岸海域海水环境质量、风暴潮直接经济损失、工业废水直接人海排放量，环境治理方面选取了沿海城市污水处理率、海洋自然保护区面积、污染治理当年竣工项目数。环境状况的好坏直接影响着海洋经济可持续发展的能力。

2.2.5科技创新系统指环渤海地区利用科学技术水平提高海洋资源的利用效率，提高海洋环境保护能力等，以此服务于海洋经济更高效的发展。海洋科技发展水平直接体现环渤海地区海洋经济可持续发展的能力和潜力。本研究从科技投入、科技产出两方面刻画。科技投入方面选取了海洋研究与试验发展经费占海洋生产总值比重、万名涉海就业人员中海洋科技人员数、海洋科研机构数量，科技产出方面选取了海洋专利授权数、海洋科研机构课题投入成果应用与科技服务合计占科研课题总数比重。海洋科技始终影响着海洋经济发展的各个历史进程，并渗透到海洋经济可持续发展系统中的各个要素，从而对海洋经济可持续发展能力产生巨大的推动作用。

3研究方法

环渤海地区海洋经济可持续综合发展指数（CISD，ComprehensiveIndexofSustainableDevelopmen）t是海洋经济可持续发展系统总体发展水平的集中体现，本文通过构建此指数来定量评价环渤海地区海洋经济可持续发展能力，根据各指标的特征，运用递阶多层次综合评价法进行计算。

4渤海海洋经济可持续发展能力评价的实证分析

4.1指标赋值及无量纲化考虑到数据的可获性及权威性，本文选取2007—2012年环渤海地区三省一市海洋经济可持续发展能力评价指标体系指标层数据构建其海洋经济可持续发展指数，数据主要来源于各类统计年鉴与统计公报，如《中国统计年鉴》《中国海洋统计年鉴》《各省、区、市统计年鉴》《中国渔业统计年鉴》《中国海域使用管理公报》《中国海洋灾害公报》《中国海洋环境状况公报》等。

4.2指标权重确定考虑到渤海海洋经济系统的多目标性、复杂性等特点，以及海洋经济可持续发展评价指标体系应具有的通用性和稳定性，为建立一个较为稳定的指标权重体系，本文选取专家咨询法（德尔菲法）、层次分析法（AHP法）、熵值法分别确定指标权重[23~27]，结合定性和定量方法综合确定权重，然后运用简均法进行综合集成，权重结果见表3。由表3结果知，经济发展、社会民生、资源支撑、环境状态、科技创新5个子系统对于目标层的权重依次为26.1%、13.3%、27.4%、15.1%、18.1%。

4.3测算结果及分析根据公式（1），以及上文确定的指标标准化值及权重，计算得到2007—2012年渤海海洋经济可持续发展综合指数和各子系统指数值（见表4），参照表1中的可持续发展状态等级标准，得到渤海海洋经济整体及各子系统可持续发展等级（见表5）。下文从渤海海洋经济可持续发展能力整体水平、各子系统可持续发展水平两个角度进行分析。

4.3.1渤海海洋经济可持续发展能力评价由测算结果知，2007—2012年，渤海海洋经济可持续发展能力水平呈上升趋势（见图1），海洋经济可持续发展潜力较大。其中，2007—2009年渤海海洋经济可持续发展系统总体效果为不可持续，2010年为弱可持续，2011年为中度可持续，2012年为强可持续。值得注意的是，2008—2009年渤海海洋经济可持续发展指数增速度较缓慢，主要是因为受2008年金融危机影响，海洋经济发展趋缓。随着2009年“蓝色经济”概念的提出和四万亿投资计划的刺激，2010年渤海海洋经济可持续发展指数增速快速回升，2011年之后在世界经济形势衰退和国民经济增速趋缓的影响下，指数增速持续回落。

4.3.2渤海海洋经济可持续发展各子系统的可持续发展能力评价2007—2012年渤海海洋经济可持续发展子系统包括经济发展子、社会民生、资源支撑、环境状况、科技创新5个子系统，根据5个子系统的指数值变化趋势（见图1），可知：（1）经济发展子系统可持续发展水平呈快速上升趋势，经济发展子指数值从0.13持续平稳上升至1.35，相应的可持续发展等级由2007年的不可持续发展状态过渡到2008年的弱可持续，再由2009年的弱可持续过渡到2010年的中度可持续，2011—2012年指数值均超过了强可持续发展等级0.75的临界值。2007—2012年环渤海地区海洋经济逐步向结构优化、质量效益型提高阶段发展，从经济规模看，环渤海地区海洋生产总值由2007年的8787.8亿元上升至2012年的17925.1亿元，且占环渤海地区生产总值的比重也不断上升，由34.3%增长到35.8%；从产业结构来看，环渤海地区海洋服务业呈现较快发展，海洋新兴产业保持良好发展势头；从发展质量来看，环渤海地区海洋劳动生产率实现稳定增长；从海洋产业发展看，海洋交通运输业、滨海旅游业快速发展。（2）科技创新子系统可持续发展水平整体上呈较快上升趋势（2008年除外），科技创新子指数值先降后升，2008年为波谷点，相应的可持续发展等级由2007—2008年的不可持续发展状态过渡到2009年的弱可持续发展状态，再过渡到2010年的中度可持续，2011—2012年指数值均超过了强可持续发展等级0.75的临界值。海洋科技创新是转变海洋资源开发方式，促进海洋经济转型升级核心要素和重要支撑力量。2007—2012年环渤海地区海洋科研投入与产出均呈增长态势，且科技产出对其可持续发展能力的贡献大于海洋科技投入，且海洋专利授权数、海洋科研机构课题数呈现快速增长态势。（3）环境状态子系统可持续发展水平呈稳步上升趋势，环境状态子指数值从0.08持续平稳上升至0.53，相应的可持续发展等级由也由2007—2009年的不可持续发展状态过渡到2010—2011年的弱可持续发展状态，进而再过渡到2012年的中度可持续状态。2012年，渤海符合第一类海水水质标准的海域面积比例已降低至约47%，第四类和劣于第四类海水水质标准的海域面积与2006年同期相比增加了近3倍，达到1.8万平方千米，约占渤海总面积的23%。尽管面临着海水环境质量恶化、风暴潮经济损失等严峻的环境压力，环渤海地区也在加快对海洋环境的治理与保护，沿海城市污水处理率、海洋自然保护区面积在逐年提高，其中，2007—2012年海洋自然保护区面积年均增速达24%。（4）资源支撑子系统可持续发展水平呈缓慢上升趋势，资源支撑子指数值从0.04持续上升至0.48，相应的可持续发展等级也由不可持续发展状态过渡到弱可持续发展状态。由表3中的结果知，渤海海洋资源对其海洋经济可持续能力的贡献最大，所有子系统中，资源支撑权重最大，为27.4%，虽然资源在海洋经济发展过程中起到重要作用，但其可持续发展水平却不及经济发展、科技创新、环境状况。其中，传统的空间资源、渔业资源和矿产资源等的开发继续保持平稳增长，海洋生物资源、油气资源的开发处于快速增长。渤海海洋资源的可持续发展能力偏弱，反映了海洋资源开发利用强度在加大，对海洋经济的承载力在减弱，这与环渤海地区工业化发展模式、海洋资源无序掠夺性的开发是分不开的。（5）社会民生子系统可持续发展水平呈缓慢上升趋势，社会民生子指数值从0.06持续上升至0.32，相应的可持续发展等级也由不可持续发展状态过渡到弱可持续发展状态。反映了海洋对沿海地区就业拉动、收入分配、生活质量等社会民生改善方面的贡献突出。其中，环渤海地区涉海就业人员数量逐年递增，2012年涉海就业人员数占全国从业人员总数的1.5%；环渤海地区渔民人均纯收入水平不断提高，2012年达到1.3万元，年均增速为8.1%。

5结论与建议

本文从经济发展、科技创新、环境状态、资源支撑、社会民生五大方面建立了环渤海地区三省一市海洋经济可持续发展能力的指标体系，并运用CISD线性组合模型构建了可持续综合发展指数，对环渤海地区三省一市的海洋经济可持续发展综合能力及各子系统可持续发展能力进行了定量评价。测算结果显示，2007—2012年环渤海地区三省一市海洋经济可持续发展综合能力呈上升趋势；经济发展子系统可持续发展水平由不可持续快速上升至强可持续；科技创新子系统可持续发展水平由不可持续快速波折上升至强可持续；环境状态子系统可持续发展水平由不可持续稳步上升至中度可持续；资源支撑子系统可持续发展水平由不可持续缓慢上升至弱可持续；社会民生子系统可持续发展水平由不可持续缓慢上升至弱可持续。综上所述，经济发展、科技创新子系统可持续发展能力较强，而环境、资源子系统可持续发展偏弱。为促进环渤海地区海洋经济可持续发展，应统筹兼顾经济、社会民生、资源、环境、科技各子系统的可持续性协调发展，建议从以下几个方面实施提升路径和政策支持的切入点：

5.1强化海洋科技创新强化海洋科技发展是提升渤海海洋经济科持续发展的重要路径。现代海洋经济的发展是以海洋科学知识的创新和海洋高新技术的发展为依托，海洋环境的复杂性、多变性和高风险性，决定了海洋开发和海洋经济的发展必须紧紧依靠高新技术的发展。当前渤海海洋经济已经进入必须依靠科技进步推动结构转型升级的重要历史阶段，构建海洋科技创新体系、增强自主创新能力成为其海洋经济增长方式转变的中心环节。环渤海地区应以高新技术改造传统海洋产业，形成新兴海洋产业，提高海洋技术对海洋经济的贡献率，不断整合科技资源，形成多元化的渤海海洋创新投入体系；组织实施一批重大科技攻关和示范项目，形成一批具有自主知识产权的科技成果和产品，加快实现海洋技术跨越，全面提升环渤海地区的海洋科技综合实力和区域创新能力；集聚创新要素，加强海洋科技园区建设；健全高等院校的海洋专业，坚持以人为本，培养和造就一大批海洋科技创新人才。

5.2加强海洋生态环境保护，健全海洋环境监测预报系统当前，由于近年来盲目开发和环境污染，渤海生态系统遭到严重破坏，环境负荷已处于过载状态，海洋生态环境已成为制约渤海海洋经济可持续发展的重要因素。因此，将渤海海洋生态环境的发展模式由损害为主向恢复保护为主转变，提高海洋生态环境的承载能力对其海洋经济可持续发展至关重要。环渤海地区应建立污染防治与管理的法规体系，对渤海的综合管理、环境保护、污染防治、资源有偿使用等做出明确规定，使渤海的开发利用、环境保护和管理纳入法制化管理轨道；加强海洋环境统一监督管理，使各沿海省市的近岸海域环境监测网、渔业水域生态环境监测网成为环渤海环境监测网的重要组成部分，与陆域环境监测网共同组成从流域到海洋的有效的环境监测体系；完善海洋环境监测预报系统，对海洋灾害实时评估监测与灾后快速反应，有效地减轻和控制海洋灾害。

5.3合理有效地开发利用海洋资源当前，环渤海地区三省一市海洋经济发展仍然没有摆脱以资源环境破坏为代价获取经济增长的传统工业化发展模式，部分资源过度开发，资源已经成为制约其海洋经济可持续发展的关键因素。因此，将渤海海洋资源的开发利用模式从外延式开发为主向内涵式开发与恢复为主转变，对其海洋经济可持续发展尤为重要。应制定统一协调的海洋开发政策，建立健全有利于海洋资源可持续利用的法律法规；实行开发与保护并重的方针，综合有效地开发利用海洋资源；提高海洋资源开发的科技含量，不断发现新资源，利用新技术，形成和发展海洋新产业；海洋资源开发应与海洋环境保护同步规划、同步实施，建设良性循环的资源经济和海洋生态环境系统。