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海洋经济发展与海洋环境保护问题

海洋经济发展与海洋环境保护问题海洋经济发展与海洋环境保护

问题海洋经济发展与海洋环境保护问题摘要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。海洋经济的发

展还面临严酷的海洋自然环境，精确预报海洋灾害的发生、发展和应

该采取何种防灾减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开

发海洋资源，需要在海上进行各类工程建设，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，针对我国重大的海洋环

境与保护问题，重点开展研究方面的课题大体上有三类。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及防治措施与对策。

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