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海洋空間資源的優(yōu)缺點(diǎn)范文第1篇

中圖分類號：P618.13 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

FPSO（Floating Production Storage and Offloading），即浮式儲油卸油裝置，可對原油進(jìn)行初步加工并儲存，被稱為"海上石油工廠"。它集生產(chǎn)處理、儲存外輸及生活、動力供應(yīng)于一體，在其生產(chǎn)和生活設(shè)施上需要大量的海水，對其動力系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝流程上的冷卻作用。

開發(fā)海洋石油資源,須清除兩大障礙:金屬在海洋環(huán)境中的腐蝕及海洋污損生物的附著問題。渤海地區(qū)7 月8月是海生物生長最為旺盛的季節(jié)。海生物的迅速繁殖嚴(yán)重影響了設(shè)備的正常運(yùn)行，這些生物常常附著在管壁，換熱設(shè)備的換熱面，海水濾清的過濾網(wǎng)及內(nèi)壁等。嚴(yán)重影響設(shè)備的正常換熱。導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行溫度過高而產(chǎn)生關(guān)斷和生產(chǎn)工藝設(shè)備的處理溫度達(dá)不到要求，影響油氣水的分離效果。另一方面加劇設(shè)備腐蝕主要體現(xiàn)在：1鋼板表面的微生物加劇了。均勻腐蝕2一些微生物附著在金屬表面涂層上，在生長過程中穿透漆膜，導(dǎo)致金屬而腐蝕。3附著在金屬表面的牡蠣，藤壺等石灰質(zhì)外殼的生物覆蓋在金屬表面改變了金屬表面局部供氧，形成氧濃差而加速腐蝕。

目前海上浮式生產(chǎn)儲油卸油裝置(FPSO)、海上鉆采平臺及海洋船舶等海水系統(tǒng)，主要的防治方法1、涂刷法治涂料 2、電解法 3、人工機(jī)械清潔法 4、超聲波法

防污涂料是由防污劑，顏料、高分子材料。溶劑和助劑防污劑是最重要的組成成分。防污漆的主要作用是防污劑不斷從漆膜中滲出。在結(jié)構(gòu)表面形成一個有毒薄層。排除或殺死附著在涂層的有毒生物。防腐后涂層形成光滑的內(nèi)壁，在有一定流速的液體沖刷下構(gòu)成海生物難以附著的外界環(huán)境。

電解法是根據(jù)海水中有大量的氯離子，向海水中通入直流電，將海水電解生成次氯酸鈉，海水中低濃度的次氯酸鈉就能將微生物的細(xì)胞組織破壞，使幼蟲卵袍子死亡，或死去附著能力。3電解重金屬方法許多電解質(zhì)都是有毒的，目前FPSO應(yīng)用的銅鋁合金作為陽極。被保護(hù)的海底門及其管線作為陰極。電解銅得到的銅離子具有毒性，與海水混合形成有毒的環(huán)境，電解AL形成AL3+與陰極產(chǎn)生的OH-形成AL(OH)3此種AL(OH)3包封著銅離子，隨海水流動被保護(hù)的物體通過。它具有很高的吸附性。會散布開來。進(jìn)入海生物生長海水流動較緩的區(qū)域，抑制了海生物的生長。

人工機(jī)械清潔法，此種方法需要對設(shè)備進(jìn)行有效的隔離?？梢岳苗P刀，也可以利用壓力較高的水進(jìn)行沖洗，從而將附著的海生物清除。

超聲波法：超聲波防海生物就是基于超聲波的空化效應(yīng)(當(dāng)液體中的微小氣泡核在超聲波作用下被激活,表現(xiàn)為氣泡的振蕩、生長、收縮及崩潰等一系列的動力學(xué)過程)。液體中的氣泡在破裂的瞬間產(chǎn)生超過幾百個大氣壓和上千攝氏度的高溫,能夠使海生物的附著迅速剝落并擊碎海生物的表皮細(xì)胞,從而達(dá)到防海生物的目的。

各種方法有其不同的適用范圍及其優(yōu)缺點(diǎn)。涂料方法比較簡單，可以用在設(shè)備各個部位，涂料法適用于管線內(nèi)壁以及附屬濾清、海底門。電解法應(yīng)用最為普遍的方法，比較適合安裝在海水入口處，在海生物及其卵進(jìn)入海水系統(tǒng)前將其殺死。機(jī)械法適合清潔各種換熱器（管殼式換熱器和板式換熱器）的換熱面和海水濾器過濾網(wǎng)的清潔。海水泵、副海水泵前以及其他海水泵前濾器的海生物的清除大多采用此種方法進(jìn)行。夏季增加清潔的頻率。此種方法需要對設(shè)備進(jìn)行拆裝工作量較大。電解法，是一種發(fā)展歷史時間較長，可以應(yīng)用于各個海水冷卻系統(tǒng)和還水處理系統(tǒng)。超聲波方法的應(yīng)用，需要有足夠的空間安裝超聲波發(fā)生器一般安裝于比較大的海水濾器的中間。

海洋空間資源的優(yōu)缺點(diǎn)范文第2篇

【關(guān)鍵詞】區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)；基礎(chǔ)概念；選擇基準(zhǔn)；評價方法；相關(guān)建議

經(jīng)濟(jì)新常態(tài)下，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展步入緩慢上升階段。然而，我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理仍然是阻礙國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵問題之一，采取措施著力于國家和地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和優(yōu)化升級已是今后經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然選擇。一個國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要任務(wù)是促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)各部門之間的協(xié)調(diào)均衡發(fā)展，但因資源的稀缺性，任何一個國家或地區(qū)均不能顧及所有生產(chǎn)部門的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。而且，稀缺資源通常是從高消耗、低產(chǎn)值的生產(chǎn)部門向低消耗、高產(chǎn)值的生產(chǎn)部門流動。所以，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過程中，我們應(yīng)該將資源優(yōu)先分配給對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展最重要的部門，該部門就是某一國家或地區(qū)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。正確選擇地區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，將有利于該地區(qū)制定最適宜當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的目標(biāo)規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)政策，使得稀缺資源優(yōu)先分配到關(guān)乎地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)上，然后帶動其他產(chǎn)業(yè)共同發(fā)展，從而整體推進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

國內(nèi)對主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)相關(guān)理論的研究起源于上世紀(jì)八十年代，剛開始的研究對象局限于國家層面。然而，步入九十年代，國內(nèi)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)相關(guān)理論研究逐步由國家層面轉(zhuǎn)向地區(qū)層面。我國于1994年出臺《90年代國家產(chǎn)業(yè)政策》，明確指出優(yōu)先發(fā)展石化、機(jī)電、汽車、建筑業(yè)四大國民支柱產(chǎn)業(yè)。各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）在國家制定“九五”計劃和2010年遠(yuǎn)景綱要之后紛紛提出優(yōu)先發(fā)展本地區(qū)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。隨后，各縣市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃和產(chǎn)業(yè)政策中也明確提出發(fā)展本地區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的構(gòu)想。

優(yōu)先發(fā)展地區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，首先應(yīng)該明確主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)概念。本文借鑒國外學(xué)者的相關(guān)研究，引出主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)概念的理論淵源，進(jìn)而歸納區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)概念的形成路徑。其次是如何選擇地區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，由此產(chǎn)生地區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)選擇基準(zhǔn)的問題。本文首先討論國外學(xué)者對地區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)選擇基準(zhǔn)的相關(guān)理論，在此基礎(chǔ)上引出我國學(xué)者結(jié)合我國國情、地方特點(diǎn)提出的一些選擇基準(zhǔn)理論。緊接著是地區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)選擇的評價方法，本文分析了國內(nèi)外對地區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)選擇的各種評價方法的優(yōu)缺點(diǎn)，指出需針對地區(qū)的特定經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景建立適宜的綜合評價方法體系。最后，本文對國內(nèi)外區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)選擇理論進(jìn)行了評價，認(rèn)為部分學(xué)者對區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)內(nèi)涵的認(rèn)識不過全面，忽略了區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)時間與空間兩重屬性的差異性，區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)選擇基準(zhǔn)所需數(shù)據(jù)往往難以獲得且指標(biāo)測算體系過于簡單，區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)選擇體系的各指標(biāo)內(nèi)在聯(lián)系研究不夠，因此提出完善區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)選擇理論體系的相關(guān)建議。

一、區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)概念

（一）主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的理論淵源

美國經(jīng)濟(jì)學(xué)家羅斯托于1960年在其著作《經(jīng)濟(jì)成長階段》一書中明確指出主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的概念，他將國民生產(chǎn)部門分成三類：主導(dǎo)增長部門、輔助增長部門和派生增長部門。他還認(rèn)為主導(dǎo)增長部門應(yīng)該具有高創(chuàng)新能力、較強(qiáng)的其他產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶動能力以及持續(xù)的高增長率。羅斯特提出的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)概念獲得了絕大多數(shù)學(xué)者的認(rèn)同和支持，這為今后的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)研究奠定了良好的理論基礎(chǔ)。國內(nèi)學(xué)者對主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的概念大多也源于羅斯特給出的定義。

（二）區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的概念

一般認(rèn)為，區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)概念的定義方法主要有兩種：一是以西方經(jīng)濟(jì)學(xué)的區(qū)位理論為依據(jù)，將區(qū)域生產(chǎn)部門分為專業(yè)化部門與非專業(yè)化部門，其中專業(yè)化部門又被再次細(xì)分為一般部門和主導(dǎo)部門，而這里的主導(dǎo)部門就是區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，它在專業(yè)化部門中能夠?qū)^(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著導(dǎo)向和帶動作用。二是以產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)理論為依據(jù)，將國家層面的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)理論直接應(yīng)用于區(qū)域?qū)用?，從而形成區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的概念。然而，以上兩種定義方法均有缺陷，第一種方法忽略了與主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)理論的聯(lián)系，而第二種方法則片面地將國家層面的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)概念引入?yún)^(qū)域?qū)用?。因此，定義區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的概念必須考慮空間屬性和產(chǎn)業(yè)屬性。

二、區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的選擇基準(zhǔn)

國外最具代表性的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)選擇基準(zhǔn)理論有四個：李嘉圖比較優(yōu)勢基準(zhǔn)理論、羅斯托基準(zhǔn)理論、赫希曼產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度基準(zhǔn)理論、筱原兩基準(zhǔn)理論。

（一）李嘉圖比較優(yōu)勢基準(zhǔn)

古典經(jīng)濟(jì)時期，大衛(wèi)?李嘉圖提出比較優(yōu)勢理論，他認(rèn)為某一產(chǎn)業(yè)部門如果具有相對優(yōu)勢，那么其可以成為推動經(jīng)濟(jì)發(fā)展的中心部門，然后帶動周圍產(chǎn)業(yè)部門的發(fā)展，這一原理后來發(fā)展成為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的比較優(yōu)勢基準(zhǔn)。該基準(zhǔn)包括靜態(tài)比較優(yōu)勢基準(zhǔn)和動態(tài)比較優(yōu)勢基準(zhǔn)，靜態(tài)比較優(yōu)勢基準(zhǔn)是以當(dāng)前產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的相對優(yōu)勢選擇主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，優(yōu)先發(fā)展具有相對優(yōu)勢的產(chǎn)業(yè)部門，根據(jù)其與周圍產(chǎn)業(yè)部門的經(jīng)濟(jì)關(guān)系，帶動周圍產(chǎn)業(yè)部門的發(fā)展，進(jìn)而形成地區(qū)經(jīng)濟(jì)共同體。動態(tài)比較優(yōu)勢基準(zhǔn)是指當(dāng)前處于比較劣勢，但未來可形成比較優(yōu)勢，進(jìn)而成為帶動地區(qū)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高級化演進(jìn)的新興產(chǎn)業(yè)作為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。

（二）羅斯托產(chǎn)業(yè)擴(kuò)散效應(yīng)基準(zhǔn)

羅斯托于 1960 年在其著作 《經(jīng)濟(jì)增長階段》中提出主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的概念，他在書中提出主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)對經(jīng)濟(jì)增長的前向效應(yīng)、后向效應(yīng)及旁側(cè)效應(yīng)原理，即產(chǎn)業(yè)擴(kuò)散效應(yīng)理論。該理論認(rèn)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)散效應(yīng)理應(yīng)最大，因為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)可以將其產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢向外擴(kuò)散到其他產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級和優(yōu)化，推動區(qū)域經(jīng)濟(jì)的全面、快速發(fā)展。然而，羅斯托產(chǎn)業(yè)擴(kuò)散效應(yīng)基準(zhǔn)并沒有明確指出具有可實際操作的基準(zhǔn)判斷方法，這是羅斯托產(chǎn)業(yè)擴(kuò)散效應(yīng)的不足。

（三）數(shù)據(jù)往往難以獲得且指標(biāo)測算體系過于簡單

區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)選擇的研究不同于國家層面，因為國家層面的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)容易獲得，而?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）、市、縣的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)往往難以獲得甚至是缺失，而且定量分析往往需要長時間且連續(xù)的經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，而這無疑加劇了數(shù)據(jù)獲取的難度。另外，當(dāng)前的區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)選擇理論存在指標(biāo)測算體系過于簡單化，而這顯然不適用于復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀。因此，須考慮引入圖論、動態(tài)投入產(chǎn)出模型、計算機(jī)語言程序等進(jìn)行主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的選擇研究。

（四）各指標(biāo)的內(nèi)在聯(lián)系研究不夠

國內(nèi)外學(xué)者對區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的選擇基準(zhǔn)和評價方法的研究存在較大的差異性，如何尋找這些研究的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)成為我們理解所有區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)選擇理論的關(guān)鍵。分析各指標(biāo)體系，我們發(fā)現(xiàn)關(guān)聯(lián)度系數(shù)、技術(shù)進(jìn)步率、需求收入彈性等指標(biāo)是大部分指標(biāo)體系的核心指標(biāo)，其中技術(shù)進(jìn)步率強(qiáng)調(diào)了供給，需求收入彈性強(qiáng)調(diào)了需求，關(guān)聯(lián)度系數(shù)則同時強(qiáng)調(diào)供給和需求。另外，還有許多其他指標(biāo)，如規(guī)模指標(biāo)里的產(chǎn)值規(guī)模、增加值規(guī)模等。需要注意的是，不同指標(biāo)體系的選擇與構(gòu)建需要因地適宜，與時俱進(jìn)，也就是需要根據(jù)本區(qū)域的現(xiàn)行經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀選擇合適的區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)選擇理論，以求正確、合理地選擇區(qū)域主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。

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海洋空間資源的優(yōu)缺點(diǎn)范文第3篇

關(guān)鍵詞：海洋環(huán)境污染海洋災(zāi)害

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

在這方面，重點(diǎn)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(jī)理和規(guī)律研究，第二類課題是海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)研究，第三類課題是海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用吸防治措施與對策。

一、海洋環(huán)境特征

對各類污染物的作用機(jī)理和規(guī)律研究以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究為基礎(chǔ)，考慮各種自然環(huán)境因素（浪、流、風(fēng)、光、溫度、濕度）、物理因素（擴(kuò)散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放）、化學(xué)因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運(yùn)動及演變規(guī)律，并建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發(fā)嚴(yán)重。因此，除了加強(qiáng)赤潮的監(jiān)測和預(yù)報外，也應(yīng)加強(qiáng)在建立赤潮生長機(jī)理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。

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

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

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

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

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

在波流相互作用模型的研究方面，對于弱流情形，可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型；對于強(qiáng)流情形，可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型?？梢詫⑤椛鋺?yīng)力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來，建立一種輻射應(yīng)力計算的新方法，用該方法可對較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應(yīng)力進(jìn)行數(shù)值模擬。

在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場模型，可對非對稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分?jǐn)?shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報系統(tǒng)作為目標(biāo)，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，針對近海海域水污染的特點(diǎn)，從三維湍流模型出發(fā)，在動量方程中引入表面風(fēng)應(yīng)力、底部切應(yīng)力以及柯氏力的作用；在輸運(yùn)方程中引入反映物理、化學(xué)、生物等作用的源、匯項，可建立一個統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報模型，它可為環(huán)境評價、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計等提供重要的科學(xué)依據(jù)；同時對確定水域環(huán)境容量，從而制定水域環(huán)境保護(hù)策略，也具有十分重要的理論價值和應(yīng)用前景。

應(yīng)該指出，在海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型研究方面，數(shù)學(xué)模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學(xué)模型，其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵，直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學(xué)模型本身來取得的，有些可以通過現(xiàn)場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過基本機(jī)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(jìn)實驗設(shè)備，現(xiàn)代化的量測儀器和測試系統(tǒng)是開展物理模型實驗研究的必備條件。進(jìn)一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統(tǒng)，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結(jié)構(gòu)，獲得流場中水質(zhì)點(diǎn)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(tuán)在波浪及波流相互作用下擴(kuò)散的基本特征和擴(kuò)散系數(shù)。

二、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報及海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)的研究海洋災(zāi)害主要包括風(fēng)暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。

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

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

我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發(fā)生。強(qiáng)烈的地震將有可能是海上工程設(shè)施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結(jié)構(gòu)物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發(fā)生破壞，除其直接經(jīng)濟(jì)損失極大外，其次生災(zāi)害——火災(zāi)、環(huán)境污染等的后果也不堪設(shè)想。

近年環(huán)太平洋地區(qū)地震的頻度和強(qiáng)度都在上升，造成重大災(zāi)害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災(zāi)的基本原理和減震技術(shù)措施需要認(rèn)真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應(yīng)和振動破壞機(jī)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(yán)重。水工建筑物的這類破壞機(jī)理，至今國內(nèi)外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內(nèi)外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領(lǐng)域。

以下的一些研究內(nèi)容將是為解決海洋工程設(shè)施抗震措施中的關(guān)鍵技術(shù)所必需考慮的，如近海環(huán)境地震危險性分析，設(shè)計地震動參數(shù)和頻譜特性，強(qiáng)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(jī)理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動破壞機(jī)理、振動控制、地震動時頗聯(lián)合分析模型和輸入機(jī)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(hù)岸建筑物地震穩(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等。

海上水工建筑物在長期運(yùn)行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結(jié)構(gòu)的老化、疲勞、超載、內(nèi)部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環(huán)境的物理化學(xué)損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設(shè)計不周或設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工質(zhì)量差，原材料不合格，管理維護(hù)不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成重大的影響。

因此，發(fā)展以下的一些技術(shù)和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環(huán)境荷載在幅值。時間及方向上的隨機(jī)性所導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下，對現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測的新技術(shù)和新方法；結(jié)構(gòu)病害治理用的新材料、新技術(shù)和新方法；海洋工程結(jié)構(gòu)在多種復(fù)雜海洋環(huán)境條件下（風(fēng)、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優(yōu)化理論研究，設(shè)計與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu)；研究和設(shè)計使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計使用期限內(nèi)有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時掌握海洋環(huán)境的風(fēng)云變幻和災(zāi)害的可能來臨，發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng)，如建立由近海到遠(yuǎn)海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準(zhǔn)備和各類應(yīng)急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景，進(jìn)行重點(diǎn)研究，建立數(shù)字化的海洋環(huán)境信息系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu)；以及建立海岸和近海工程設(shè)施防災(zāi)減災(zāi)數(shù)字信息系統(tǒng)，將海岸和近海工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，建立數(shù)學(xué)物理模型，通過多媒體技術(shù)，形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機(jī)理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過程，建成智能化的防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)。

三、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施與對策為了充分利用海洋空間，現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運(yùn)輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機(jī)場、海底隧道和海底倉儲的方向發(fā)展。

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

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

隨著人類對海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護(hù)與人類生產(chǎn)實踐活動協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題，主要內(nèi)容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運(yùn)及其疏浚物拋放對海洋環(huán)境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結(jié)構(gòu)的環(huán)境和生態(tài)影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護(hù)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(hù)及開發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會經(jīng)濟(jì)學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。

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

海洋空間資源的優(yōu)缺點(diǎn)范文第4篇

關(guān)鍵詞：海洋環(huán)境污染 海洋災(zāi)害

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

在這方面，重點(diǎn)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(jī)理和規(guī)律研究，第二類課題是海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)研究，第三類課題是海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用吸防治措施與對策。

一、海洋環(huán)境特征

對各類污染物的作用機(jī)理和規(guī)律研究以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴(kuò)散、轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究為基礎(chǔ)，考慮各種自然環(huán)境因素（浪、流、風(fēng)、光、溫度、濕度）、物理因素（擴(kuò)散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放）、化學(xué)因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋復(fù)雜條件下的運(yùn)動及演變規(guī)律，并建立海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型。此外，近年來，在我國沿海海域，赤潮頻發(fā)嚴(yán)重。因此，除了加強(qiáng)赤潮的監(jiān)測和預(yù)報外，也應(yīng)加強(qiáng)在建立赤潮生長機(jī)理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。

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

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

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

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

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

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

在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二維應(yīng)力一通量代數(shù)全場模型，可對非對稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分?jǐn)?shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報系統(tǒng)作為目標(biāo)，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學(xué)和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，針對近海海域水污染的特點(diǎn)，從三維湍流模型出發(fā)，在動量方程中引入表面風(fēng)應(yīng)力、底部切應(yīng)力以及柯氏力的作用；在輸運(yùn)方程中引入反映物理、化學(xué)、生物等作用的源、匯項，可建立一個統(tǒng)一考慮物理、化學(xué)和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預(yù)報模型，它可為環(huán)境評價、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設(shè)計等提供重要的科學(xué)依據(jù)；同時對確定水域環(huán)境容量，從而制定水域環(huán)境保護(hù)策略，也具有十分重要的理論價值和應(yīng)用前景。

應(yīng)該指出，在海洋水質(zhì)預(yù)測預(yù)報模型研究方面，數(shù)學(xué)模擬無疑是一種十分有效的手段，但不論是何種數(shù)學(xué)模型，其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵，直接影響到水質(zhì)模型的科學(xué)性和預(yù)測能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學(xué)模型本身來取得的，有些可以通過現(xiàn)場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過基本機(jī)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(jìn)實驗設(shè)備，現(xiàn)代化的量測儀器和測試系統(tǒng)是開展物理模型實驗研究的必備條件。進(jìn)一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統(tǒng)，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直結(jié)構(gòu)，獲得流場中水質(zhì)點(diǎn)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(tuán)在波浪及波流相互作用下擴(kuò)散的基本特征和擴(kuò)散系數(shù)。

二、海洋災(zāi)害的精確預(yù)報及海洋工程設(shè)施防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)的研究海洋災(zāi)害主要包括風(fēng)暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。

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

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

我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發(fā)生。強(qiáng)烈的地震將有可能是海上工程設(shè)施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結(jié)構(gòu)物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發(fā)生破壞，除其直接經(jīng)濟(jì)損失極大外，其次生災(zāi)害——火災(zāi)、環(huán)境污染等的后果也不堪設(shè)想。

近年環(huán)太平洋地區(qū)地震的頻度和強(qiáng)度都在上升，造成重大災(zāi)害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災(zāi)的基本原理和減震技術(shù)措施需要認(rèn)真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應(yīng)和振動破壞機(jī)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(yán)重。水工建筑物的這類破壞機(jī)理，至今國內(nèi)外對此都很少研究，且由于試驗條件的限制，國內(nèi)外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領(lǐng)域。

以下的一些研究內(nèi)容將是為解決海洋工程設(shè)施抗震措施中的關(guān)鍵技術(shù)所必需考慮的，如近海環(huán)境地震危險性分析，設(shè)計地震動參數(shù)和頻譜特性，強(qiáng)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(jī)理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動破壞機(jī)理、振動控制、地震動時頗聯(lián)合分析模型和輸入機(jī)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(hù)岸建筑物地震穩(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)等。

海上水工建筑物在長期運(yùn)行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結(jié)構(gòu)的老化、疲勞、超載、內(nèi)部損傷（裂縫）、地基沉降變形以及環(huán)境的物理化學(xué)損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設(shè)計不周或設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低，施工質(zhì)量差，原材料不合格，管理維護(hù)不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展造成重大的影響。

因此，發(fā)展以下的一些技術(shù)和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環(huán)境荷載在幅值。時間及方向上的隨機(jī)性所導(dǎo)致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下，對現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測的新技術(shù)和新方法；結(jié)構(gòu)病害治理用的新材料、新技術(shù)和新方法；海洋工程結(jié)構(gòu)在多種復(fù)雜海洋環(huán)境條件下（風(fēng)、浪、流、冰、地震等）的可靠度和優(yōu)化理論研究，設(shè)計與建造新型抗災(zāi)工程結(jié)構(gòu)；研究和設(shè)計使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設(shè)計使用期限內(nèi)有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。

為了及時掌握海洋環(huán)境的風(fēng)云變幻和災(zāi)害的可能來臨，發(fā)展海洋環(huán)境及災(zāi)害的預(yù)報技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng)，如建立由近海到遠(yuǎn)海的海洋環(huán)境及災(zāi)害觀測網(wǎng)絡(luò)、預(yù)報與預(yù)警系統(tǒng)、沿岸防災(zāi)準(zhǔn)備和各類應(yīng)急處理系統(tǒng)；以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展為背景，進(jìn)行重點(diǎn)研究，建立數(shù)字化的海洋環(huán)境信息系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu)；以及建立海岸和近海工程設(shè)施防災(zāi)減災(zāi)數(shù)字信息系統(tǒng)，將海岸和近海工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)人算機(jī)技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，建立數(shù)學(xué)物理模型，通過多媒體技術(shù)，形象化地描述災(zāi)害成因、發(fā)生機(jī)理、傳播規(guī)律、模擬災(zāi)害破壞的過程，建成智能化的防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)。

三、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施與對策為了充分利用海洋空間，現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運(yùn)輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機(jī)場、海底隧道和海底倉儲的方向發(fā)展。

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

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

隨著人類對海洋資源的不斷開發(fā)和利用，海洋環(huán)境保護(hù)與人類生產(chǎn)實踐活動協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題，主要內(nèi)容包括：航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運(yùn)及其疏浚物拋放對海洋環(huán)境的影響，深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結(jié)構(gòu)的環(huán)境和生態(tài)影響；破波帶及其附近水域沿岸流對物質(zhì)輸運(yùn)擴(kuò)散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護(hù)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(hù)及開發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會經(jīng)濟(jì)學(xué)及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。

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

海洋空間資源的優(yōu)缺點(diǎn)范文第5篇

[關(guān)鍵詞]3D 液晶顯示 快門式3D 3D眼鏡

中圖分類號：TM741 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）12-0385-01

2010年開始，為吸引消費(fèi)者眼球、占據(jù)銷售市場，3D液晶電視被國內(nèi)外各大電視生產(chǎn)廠家作為其主打旗艦產(chǎn)品?，F(xiàn)階段3D顯示技術(shù)大致可以分為兩種：眼鏡式3D顯示技術(shù)、裸眼3D顯示技術(shù)。受產(chǎn)品空間與相關(guān)技術(shù)的限制，裸眼3D并沒有得到普遍的應(yīng)用，反而眼鏡式3D顯示技術(shù)以其較低的技術(shù)門檻、較低的硬件要求、簡單易實現(xiàn)等優(yōu)勢，成為3D電視顯示與電影院等顯示平臺經(jīng)常采用的技術(shù)模式，成為當(dāng)前主流的3D技術(shù)。其中，快門眼鏡式3D以其高分辨率、畫質(zhì)自然等優(yōu)勢成為目前主流的3D顯示技術(shù)。[1]

本課題主要對主動快門眼鏡式3D做了一定的研究。重點(diǎn)解釋相關(guān)技術(shù)的原理以及介紹3D顯示的電路系統(tǒng)設(shè)計。并對3D技術(shù)對人體的健康問題做了一定的討論。

1 快門式3D顯示原理

1.1 3D顯示原理

3D（3 Dimension）就是三維立體，該名詞概念是相對于二維平面而言的。我們?nèi)祟愃苡^察到的周圍世界就是一個立體的空間，其中的所有事物都有三個維度，如圖2-1所示：寬度（X）、高度（Y）、深度（Z）。所以我們可以感受到它們的前后與遠(yuǎn)近以及相互之間的位置關(guān)系。我們已經(jīng)習(xí)慣了在這種3D立體世界中的生活方式。然而由于受到顯示技術(shù)發(fā)展的制約，在傳統(tǒng)的顯示設(shè)備上，我們只能觀看到二維的世界。

3D顯示技術(shù)就是人為的把一幀圖像處理成具有視差的兩幀圖像，為了得到這樣的圖像我們可以在拍攝影像的時候利用攝像機(jī)模擬人眼，用攝像機(jī)的左右兩個鏡頭分別拍攝一幅略有不同的2D圖像，也可以在電視上利用3D處理技術(shù)直接可以把一幀圖像處理成左右、上下或者行交錯的兩幅圖像，使得兩眼看到有差異的景象，再利用特制的眼鏡或者通過裸眼3D技術(shù)來感受真正的三維立體顯示效果。[2]

1.2 快門式3D顯示技術(shù)原理

主動快門式3D技術(shù)，是一種時間域調(diào)制技術(shù)（時分法）。按照顯示圖像刷新頻率的不同，傳統(tǒng)的快門眼鏡式3D液晶顯示系統(tǒng)可分為120HZ和240HZ兩種。120HZ是將2D下的圖像刷新頻率提高至2倍，左右眼畫面輪流交替的顯示在液晶屏上；而針對240HZ刷新頻率的液晶顯示屏，為正常顯示，其需要的芯片處理速度和圖像處理速度都非常高，此外對液晶屏的液晶響應(yīng)速度要求亦很高，而受目前的資源和技術(shù)限制，真正意義上的240HZ液晶顯示技術(shù)并未廣泛生產(chǎn)。

目前240HZ傳統(tǒng)的做法依舊是將左右眼畫面以120HZ的頻率顯示在液晶屏上，不同的是它通過縮短左右眼畫面的顯示時間，分別在左右眼畫面之后插入一段時間的黑或灰畫面，如此在很大程度上降低了左右眼圖像的串?dāng)_。目前主流的快門眼鏡式3D液晶顯示系統(tǒng)的圖像刷新頻率為120HZ、液晶逐行尋址。3D信號經(jīng)過電路處理后，在液晶顯示屏上以120HZ的頻率輪流交替顯示左右眼的圖像，即左右眼圖像均為60HZ。同時觀看者需佩戴一幅快門式3D眼鏡，眼鏡受同步信號的控制而同步開關(guān)，當(dāng)顯示左眼畫面時，左眼鏡片打開，右眼鏡片關(guān)閉；同樣，當(dāng)顯示右眼畫面時，右眼鏡片打開，左眼鏡片關(guān)閉，如此觀看者就能看到較好的立體效果。

1.3 快門眼鏡工作原理

快門眼鏡式3D技術(shù)所用的快門式眼鏡在接收到空間的射頻或者紅外控制信后，鏡片開始有規(guī)律的打開關(guān)閉，這種控制信號大部分采用頻率60Hz幅值3.3V38kHz或者25kHz載波信號，主流的3D眼鏡可接收的頻率范圍是60±1Hz，載波頻率范圍為±0.5%，必須保證同步信號的頻率滿足眼鏡的要求，避免因頻率不符合要求帶來液晶屏的閃爍或者鏡片閃爍等問題。

眼鏡的鏡片實際上是兩片可以分別控制開和關(guān)的液晶屏，工作原理與液晶面板類似，不同之處在于鏡片的狀態(tài)只有黑和白兩種，沒有中g(shù)灰階的存在。不通電的情況下，鏡片是透明狀態(tài)顯示為白色，通電后鏡片顯示為黑色狀態(tài)。不同眼鏡其黑-白-黑的翻轉(zhuǎn)時間是不一樣的。鏡片翻轉(zhuǎn)的時間越短，穩(wěn)態(tài)的時間越長，這樣背光的打開時間可以增加，屏的亮度也會隨之提高。

2 快門式3D顯示的電路結(jié)構(gòu)設(shè)計

快門式3D液晶電視眼鏡系統(tǒng)方案包含兩部分：紅外發(fā)射部分和眼鏡部分。

紅外發(fā)射部分設(shè)計紅外發(fā)射部分電路結(jié)構(gòu)如圖2.1.1所示。紅外發(fā)射硬件部分包括MCU和紅外發(fā)射兩部分。液晶電視機(jī)逐幀顯示左右?guī)?，?dāng)幀畫面切換的時候，有一個sync信號，電視機(jī)主芯片將此sync信號發(fā)出。VESA標(biāo)準(zhǔn)的sync信號為方波信號，如圖2.1.2所示，sync高電平周期對應(yīng)左畫面，低電平周期內(nèi)對應(yīng)右畫面。但是目前的3D片源有R/L、L/R方式的，有可能與VESA標(biāo)準(zhǔn)反向，高電平周期對應(yīng)右畫面，低電平周期對應(yīng)左畫面，為解決此問題，發(fā)射電路上設(shè)一個極性切換按鈕，如果在實際觀看中發(fā)現(xiàn)有錯亂現(xiàn)象，可以按一下按鈕，發(fā)射電路會將sync信號做極性反向處理。MCU收到sync信號后進(jìn)行處理，然后調(diào)制為紅外發(fā)射碼，通過20kHz的紅外載波發(fā)射出去。目前電視機(jī)上采用的紅外遙控接收頭頻率為8kHz，為防止干擾，特選用20kHz的載波頻率。

眼鏡部分設(shè)計眼鏡部分電路結(jié)構(gòu)如圖2.1.3所示。眼鏡部分內(nèi)部包含可充電聚合物鋰電池、紅外接收頭、兩塊PCB板；一塊PCB板上放置USB接口和充電電路，放在右邊鏡架內(nèi)；另一塊PCB板上包含MCU、升壓電路、鏡片切換控制電路三部分，放在左邊鏡架內(nèi)；紅外接收頭放在兩只鏡片的正中間部位；PCB板與鏡片、紅外接收頭通過FPC線連接，鏡片、紅外接收頭需焊接在FPC線上，電池自帶接線口，焊接在PCB板上。

軟件部分要求實現(xiàn)休眠/工作模式切換、紅外解碼、電量檢測指示和產(chǎn)生眼鏡驅(qū)動信號的功能。眼鏡接收到發(fā)射電路發(fā)出來的紅外信號時，根據(jù)其內(nèi)容控制左右眼鏡片的開關(guān)。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊杰.快門眼鏡式3D液晶顯示背光控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).中國海洋大學(xué)碩士學(xué)位論文.2012.5.