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海洋災害及其防治

時間:2023-05-29 18:22:07

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇海洋災害及其防治,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

海洋災害及其防治

第1篇

關鍵詞:海洋環境污染海洋災害海洋工程與海洋環境相互作用

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

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

一、海洋環境特征對各類污染物的作用機理和規律研究

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究

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

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

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

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

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

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

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

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

三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施與對策

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

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

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

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

第2篇

 

國家自然科學基金作為國家資助基礎研究的主渠道之一,多年來一直重視將基礎研究與國家經濟建設整體目標的緊密結合,并積極促進國際合作與學術交流,先后在重大項目、重點項目和面上項目等多個層次上資助了土木基礎設施減災領域的基礎研究,在諸多方面取得了積極的進展和成果。同時,隨著國家“科教興國”重大戰略的實施,國家自然科學基金也將會有更大的投入用于土木基礎設施減災學科前沿的研究。

 

土木基礎設施減災基礎研究進展近年來國家自然科學基金對土木基礎設施減災基礎研究的資助主要有以下幾個方面。

 

.1 城市與工程減災基礎理論及關鍵科學問題研究國家自然科學基金在城市與工程減災前沿領域持續地資助了大量的基礎研究課題,“八五”期間由中國地震局工程力學研究所胡聿賢和謝禮立兩位院士主持收稿日期:200∞9—的重大項目“城市與工程減災基礎研究”,較為集中地體現了我國這一領域基礎研究的進展。全國近20所高等院校和科研院所、五座示范或典型城市的100多位專家學者投入了歷時4年的研究,在以下研究方面取得了積極的成果。

 

.1.1 災害的危險性分析與損傷評估理論研究地震、風、洪水、海潮、洪澇、滑坡、泥石流、火、燃爆、巖溶、塌陷、地基變形等各種自然災害或人為災害的成災環境,成災模式,災害性荷載的特點和分布規律,并建立了相應的危險性評估理論和方法,探討了災害形成機制和傳播規律,以及它們對工程結構和社會經濟的影響,具體內容為:(1)建立了確定城市極值風速的兩種危險性評估方法一組合概率法和風場函數法。(2)提出了基于地理信息系統(GIS)和人工智能的地震危險性分析理論,建造了地震構造信息系統(SⅡS),從而使現有的地震危險性分析方法和地震區劃分法無論從精度上還是效率上都有了新的突破。

 

通過實踐和理論分析,對建筑物的火災和煙氣形成機理以及燃氣爆炸規律進行了研究,編制了建筑物煙氣控制系統的計算機程序和燃爆災害預測模型。

 

.1.2城市與工程的災害特征及抗災分析理論研究城市與工程體系的災害特征和抗災分析理論,具體有:(1)研究了地下管網等生命線系統在地震作用下的反應分析方法,提出了考慮地震動場空間相關特性和局部場地條件影響的生命線系統地震危險性分析方法以及管網破損狀態的概率分析理論,對地上生命線系統進行了供水系統的地震損失分析研究。

 

研究并提出了城市多種災害損失的評估模型。

 

在調查分析抗震結構造價變化的基礎上提出了不同重要性建筑抗震設防的最佳標準。(4)研究了城市中地震觸發滑坡、巖溶塌陷、采空區塌陷以及地震火災和滲萬方數據 水引發滑坡等災害鏈現象,并提出了相應評估方法。

 

研究并提出包括斜拉橋等大跨度橋梁結構的抗震分析和隔震控制方法。

 

.1.3災害荷載作用下工程結構可靠度與優化設計理論研究多種災害作用下工程結構的可靠度和優化理論,包括:(1)研究了抗災結構優化設計的特點與抗災結構最優化設防水平,進行了抗災結構最優化設防荷載與最優化設防可靠度的對比分析。(2)研究并對比了高層建筑在風和地震作用下的可靠度分析結果。

 

研究并提出了結構災害荷載可以近似為無限粗糙荷載的設想,并給出了相應荷載下的結構體系可靠度計算的近似方法。(4)根據水工結構特點,研究了壩址空間隨機地震動場模型,地震動合成方法以及在平穩和強度非平穩空間隨機地震動場假定下建立了計算相應的結構反應和抗震可靠度方法。(5)對鐵路工程提出了滑坡、泥石流、洪水等災害的工程預報方法,并建立了相應的路段可靠度分析方法。

 

.1.4典型城市與重大工程綜合防災示范研究選擇汕頭、鎮江、鞍山、唐山四座具有不同特色的中等城市作為防御多種災害的典型,選擇廣州作為大城市綜合防洪典型,選擇多種自然災害多發區的成昆線烏斯河一普雄段作為防御多種災害的典型重大工程,綜合運用并集成了各種工程防災的科技成果,并采用地理信息系統、仿真系統、危險性分析系統、損失評估、應急反應和決策系統、人工智能系統等各種先進的工程防災技術,建立了相應的城市與重大工程的防災減災決策系統。充分發揮了高新技術在工程減災領域中的優勢,使我國大城市和重大工程防災減災的理論和實踐達到了一個嶄新的水平。

 

.2結構抗震抗風振動控制研究由于本研究的前沿性和基礎性,我國結構抗震抗風振動控制最近十多年的研究進展許多是在國家自然科學基金的資助下取得的,先后有近40個面上項目和若干重點項目或重大項目的子課題與此研究密切相關,研究涉及被動控制、主動控制、混合控制和半主動控制、以及智能控制的各個方面。在其它有關部門的共同支持下,我國已形成了一支陣容強大的研究隊伍,使我國成為繼美國和Et本之后,又一個對結構控制有著深入和廣泛研究的國家。

 

.2.1結構被動控制結構被動控制(包括更早開始研究的基礎隔震)由于不需要提供外部能源、經濟和易于工程應用的特點,在我國得到了廣泛的研究和一定程度的應用。控制裝置涉及金屬阻尼器、摩擦阻尼器、粘彈性阻尼器、粘滯流體阻尼器、TMD、TLD、擺式質量阻尼器等各種耗能減振器。目前不少學者正致力于結構控制設計方法的研究,以期為我國減振結構的抗震抗風設計規范的制訂提供依據。經過大量的理論分析和試驗研究,一些耗能減振裝置已開始應用于實際工程,如上海建成的兩棟帶豎縫的剪力墻結構、粘滯阻尼器應用于北京火車站和北京飯店等建筑的抗震加固、以及摩擦耗能器應用于沈陽市政府大樓的抗震加固等都是成功的工程實例。

 

我國基礎隔震的研究開展較早,已經取得了理論研究、技術開發和工程應用的豐碩成果。隔震技術主要采用橡膠墊、金屬涂料滑塊以及精選的細砂、石墨涂層和四氟乙烯板等。目前我國已建成的基礎隔震房屋有數十棟,隔震與耗能減振技術已被寫入新的《建筑結構抗震設計規范》。

 

.2.2結構的主動控制雖然結梅的主動控制較之被動控制效果更加明顯,但由于主動控制需要輸入較多的外部能源,再加上系統的可靠性問題、以及更復雜和昂貴的硬件設備等原因,在我國主動控制的研究更多地集中于主動控制算法、效果仿真分析和控制裝置的試驗研究等方面。

 

研究的控制算法主要有最優控制算法、瞬時最優控制算法、智能控制算法(如人工神經網絡、遺傳算法等)、極點配置算法、自適應控制算法等。對主動控制裝置研究較多的是主動控制調諧質量控制系統、主動錨索控制系統、主動支撐系統等,其中哈爾濱建筑大學成功進行的結構主動控制試驗的整套系統的設計、生產和調試均是自行完成的。

 

中國國家自然科學基金委員會和美國國家科學基金會共同資助中美合作項目“南京電視塔風振控制”的研究,是由中方東南大學等單位和美方數所高校單位合作進行的。他們采用AMD系統對南京電視塔的風振實施主動控制。它的完成不僅使南京電視塔成為國內第一個實施主動控制的建筑,在國內乃至國際學術界具有重要影響,同時也將為結構控制的研究提供合適的試驗場所,目前南京電視塔風振控制工程正處于緊張的現場調試階段。

 

我國在混合控制方面進行了有特色的研究,提出的混合控制系統有AMD和rILD組合的混合控制系統、AND和HDS組成的混合控制系統等,并對混合控制系統的性能及對結構的抗風抗震進行了大量的試驗研究。

 

由于半主動控制所具有的經濟、有效、可靠等特點,其研究受到國內學者的極大關注。已從事的工作包括半主動控制的變剛度、變阻尼的系統裝置、理論分析和試驗研究等。

 

.2.3結構振動的智能控制結構振動的智能控制是國際振動控制研究的前沿領域。由智能材料制成的智能可調阻尼器和智能材料驅動器構造簡單、調節驅動容易、能耗小、反應迅速、幾乎無時滯,在結構主動控制、半主動控制、被動控制中有廣闊的應用前景。適合于土木工程振動控制的智能材料有電流變液、磁液變液、壓電材料、磁致伸縮材料、形狀記憶合金等。

 

我國結構振動智能控制的研究也已起步,落后于世界先進水平研究的時間并不長。目前在此方面做的工作有:研制出了出力30kN的磁流變阻尼器,提出了壓電陶瓷智能摩擦阻尼器支撐及其對框架結構地震反應的半主動控制方法,分析了壓電陶瓷智能力矩控制器對框架結構地震反應的主動控制效果;制作出了兩相電(磁)流變阻尼器,并研究了對高聳塔架結構風振反應的半主動控制的方法;制作了形狀記憶合金耗能阻尼器,進行了對結構振動反應控制的試驗,等等。

 

.3大型復雜結構體系的抗震抗風及設計理論研究隨著我國超高層建筑、超大跨度橋梁和大跨空間結構等大型復雜結構的大量興建,結構設計呈現出更高、更長、更柔的發展趨勢,許多情況下風荷載和地震作用已成為結構設計的控制因素。因此,大型復雜結構體系抗震抗風相關的科學問題及新的設計理論的研究得到我國廣大學者的廣泛關注。“九五”期間由國家自然科學基金委員會與國家建設部、國家地震局和中國海洋石油渤海公司聯合資助了國家自然科學基金重大項目“大型復雜結構體系的關鍵科學問題及設計理論研究”,由同濟大學項海帆院士和哈爾濱建筑大學王光遠院士共同主持,研究內容包括:

 

.3。1設計地震動及災害性風荷載的作用機理地震波的多維多點輸入,近場強震和地震波的長周期分量對結構的作用,城市邊界層中風特性的觀測分析和數值模擬,建筑風洞模擬實驗的基本問題和關鍵模擬技術,土木工程結構的數值風洞。

 

。3.2超高層建筑結構體系的抗震與抗風超高層建筑結構體系及相關力學問題,抗震設計理論,復雜單體及群體建筑的風振理論,超高層建筑基于位移的抗震設計。

 

.3.3特大跨度橋梁的結構體系及抗風抗震特大跨度橋梁體系、特殊結構形式及空間非線性力學問題,氣動參數識別、風振及控制理論,考慮樁一土相互作用的高橋墩和塔墩抗震分析理論。

 

.3.4大跨空間結構新體系及關鍵理論新型預應力張拉結構體系及其形態分析理論,大型柔性屋蓋結構的風振反應及抗風設計,大跨網殼結構的抗震性能和穩定性能。

 

.3.5大型復雜結構體系的現代設計理論基于可靠度的多目標復雜結構優化設計方法,結構選型及工程結構形態全面優化的實用方法,結構振動控制的設計理論與方法,基于性態的抗震設防標準與設計理論另外,項目還包括了復雜環境下海洋平臺結構系統相關內容的研究,有海洋環境隨機載荷及其組合,海洋平臺結構可靠度與壽命評估,結構冰致振動機理及控制,結構系統的優化設計。

 

土木基礎設施減災基礎研究的發展趨勢為了推動學科交叉和遴選國家自然科學基金“十五”優先資助領域,國家自然科學基金委員會于年底召開了“重大工程災害與防治”為主題的前沿科學研討會。來自土木、水利、礦業、材料、力學、地球科學、信息、管理等學科的60多位專家學者,從科學發展和國家需求與可持續發展的戰略高度,對“重大工程災害與防治”這一主題的如下關鍵科學問題進行了研討和論證,并建議在“十五”期間給予優先資助。這些科學問題基本體現了土木基礎設施減災基礎研究的發展前沿,也是有關專家學者結合中國國情對這一領域科學研究發展趨勢的展望。

 

.1 大型結構和生命線工程災害響應與控制針對災害作用的空間分布性和動力作用特性,研究大型結構和生命線工程及其周邊介質相互作用的非線性時空災害響應,研究其性態設計、控制和優化的理論和方法。

 

.1.1災害場及其動力作用研究地震和風災等危險性分析、空間分布場、衰減規律及對結構和工程系統的動力作用,為復雜的災害響應分析提供合理的災害作用模型。

 

.1.2大型結構非線性災害響應進行建筑、橋梁、水工、海工等大型結構材料、構件和體系的災害模擬試驗,揭示其極端條件下的動力失效、破壞和倒塌機理;研究大型結構及與周邊介質相互作用的材料、幾何及其耦合非線性災害響應分析和計算理論;研究新型高性能的抗災結構體系。

 

.1.3結構災害性態設計與控制研究結構多級災害設防水準、性態水準和性態目標,建立結構災害響應與性態的關系、以及結構災害性態設計和控制設計的理論和方法;研究新型減振控制裝置以及高性能、大出力、低能耗的智能驅動減振裝萬方數據 置;研究大型結構災害響應控制的有效措施和技術、以及智能控制集成系統。

 

.1.4生命線工程空間災害響應與性態優化生命線工程是維系城市與區域經濟功能的基礎工程設施系統(如城市供水、供氣系統、道路交通系統、區域電力系統等),其災害破壞可導致城市和區域經濟與社會功能的癱瘓。此領域重點研究城市生命線工程系統的空間地震響應分析;大規模工程網絡抗震可靠性的高效分析方法;區域電力工程系統的風災易損性分析;城市生命線工程和大型工程網絡的災害性態優化與設計。

 

.2巖土工程災害與環境損傷防治針對巖土體介質的多相、非均質、各向異性的復雜環境特點以及大規模地下開挖工程和今后大規模地下空間利用的誘變災害和環境損傷,重點研究工程與災害的相互作用、災變行為以及防災減災方法和新技術。

 

.2.1 囫-氣一液多相介質耦合作用與災變動力學研究天然巖(土)體孔隙裂隙介質中液氣多相流的耦合作用下,穩定與非穩定變形、破壞與狀態變化及轉化機理、條件與規律;固一液一氣耦合作用及致災的突變動力學數學模型,為工程災害的控制提供有效路徑與方法。

 

.2.2高應力深部地下工程的誘變災害與防治高應力大采深條件下開挖巖體動力學特征及與圍巖變形破壞、頂板災害、瓦斯突出、巖爆的關系;采動巖體結構與地下承壓水運移關系及深部開采的突水機理。

 

.2.3大型地下工程的環境損傷與控制重點研究大型地下開挖工程和城市地下空間利用所引起的地表沉陷和控制,地下含水層和地表水的破壞機理及保護措施。

 

.2.4重大工程的邊坡災害防治與預警結合重大工程研究水位大幅度變化條件下的邊坡穩定性、災變機理、風險評估與防治決策支持體系,基于3S技術的邊坡災害預報系統及綜合防治技術。

 

.2.5重大工程地基失效與防治針對巖、土等天然材料的特點,研究巖體和原位土的靜、動力學性能;土體的液化和液化后大變形;建立巖體構造面的連續~非連續介質數值模擬模型,研究地基在地震等災害作用下的失穩、殘余變形及其與結構的相互作用,以及各種地基加固措施的機理與加固效果的定量評價。

 

.3重大工程災變行為與健康診斷針對復雜災變因素的耦合作用,研究重大工程的損傷積累和災變行為的演化規律及其檢測、監測與防治的先講技術。

 

.3.1 重大工程損傷積累與災變行為考慮疲勞效應、環境腐蝕和材料老化等災變因素的耦合作用。研究重大工程損傷積累與災變行為的演化規律及其與抗災能力衰減的關系,受損結構隨機建模與分析及災變預測。

 

.3.2重大工程檢測與健康診斷研究重大工程檢測與探測的先進技術及損傷評定與健康診斷方法;大型結構動力模態指紋分析;復雜結構系統動力復合反演理論;非線性損傷變量及其識別;損傷尺度譜與損傷定位;受損結構的健康診斷與性態分析。

 

。3.3重大工程的智能監測研究大型結構、生命線工程與巖土災變體系的智能傳感元件優化設置及粘貼與埋設技術,信號轉換接口、海量數據的遠距離傳輸技術和智能處理方法,研究在線損傷識另叭模型修正、健康診斷、安全評定與預警系統。

 

.3.4重大工程的安全評定與災變防治研究重大工程安全評定的災害風險分析、確定性的體系安全評定方法和體系可靠度評定方法及其目標水平,研究重大工程災變控制的方法與技術以及抗災加固的先進材料、裝置與技術。

 

.4數字減災工程與系統針對城市和重大工程災害的復雜性和大規模分布性,利用現代的數字模擬和虛擬現實技術,研究再現災害過程、破壞特征、災害分布和虛擬減災策略與減災效果的數字減災系統。

 

.4.1 災害基礎數據與管理系統科學劃分災害種類和級別,系統收集和整理重大災害成因、傳播和破壞特征的歷史資料,開發多媒體的災害空間數據管理系統。

 

。4.2數字減災系統集成技術研究復雜結構災害破壞和城市災害數字建模、數字災害試驗過程模擬、仿真和虛擬現實系統的集成技術,為數字減災系統的建設和應用提供基礎。

 

.4.3重大工程的數字災害仿真系統基于重大工程災害分析的精細模型和方法,研究模擬災害工程、再現災害破壞的數字試驗裝備,重點研究數字風災試驗和數字地震災害試驗的裝備,研究數字災害試驗再現災害過程和分布的方法、技術和示范系統。

 

.4.4城市數字減災系統基于城市災害評價的宏觀模型,研究城市數字災害過程、災害分布、減災效果的模擬試驗裝備,針對典型城市的歷史災害,建立城市數字減災示范系統。

 

結語當今世界已進入一個科學技術飛速發展的時期,不同學科的相互交叉、不同領域的相互滲透是現代基礎科學研究的顯著特征之一。土木基礎設施減災是一個跨學科的前沿研究領域,不僅涉及土木與防災等工程學科以及材料、信息、地學等自然科學的眾多學科,還涉及社會科學、經濟學的多個方面。特別是高新技術的飛速發展,為土木基礎設施減災提供了新的方法和手段,同時也不斷開拓出新的研究方向和新的課題。

 

我國在減災研究方面有長期的工作積累和一支頗有實力的研究隊伍。今后的研究應注重相關學科的交叉與融合,加強減災基礎研究與重大工程的結合,促進國際間的交流與合作。在國家自然科學基金委員會和國家有關部門的共同支持下,使土木工程減災基礎研究走在世界前列,在國家建設和經濟發展中發揮更加積極的作用。

第3篇

鄭丙輝,中國環境科學研究院副院長、研究員、博士生導師。主要從事流域水環境管理理論與技術方法研究。負責編制“地表水環境質量評價技術規范”、“全國湖泊水庫富營養化標準”等環境保護標準專項,負責“長江口及毗鄰海域環境狀況調查”和“長江口及毗鄰海域碧海行動計劃”等環境保護部專項項目(課題)。

他認為,從本質上看,人類應該減少能源消耗,降低石油資源的開采、加工和使用量,這樣既節約了資源,又能起到保護環境的作用。在海域進行石油開采應考慮開采活動對海洋生物、海洋水體、大氣和地質等各方面的影響。同時,應進一步完善海上油氣開發工程環境影響評價制度,切實加強污染事故或自然災害造成的生態環境風險評價。

石油泄漏污染頻發的原因

航運、開采過程、自然因素等造成石油泄漏污染頻發

石油污染海洋的重大事件在以前也曾發生過,那么,造成海上石油泄漏污染事件頻發的原因是什么?通常如何處置?這次墨西哥灣重大石油泄漏污染事件又有哪些不同?

鄭丙輝:目前,海上石油開采活動日益頻繁,海上石油運輸也日趨活躍,世界上曾多次發生石油泄漏污染海洋的事件,對地區海洋生態環境造成了嚴重的影響。造成海上石油泄漏污染事件頻發的原因有多種:

一是海上航運因素導致海上石油泄漏。主要是船舶與石油設施相互撞擊,包括船與海洋石油設施相撞,或油輪與海洋其他船舶、海洋設施相撞所造成的海上溢油。如1989年3月24且在美國阿拉斯加州附近海域觸礁的油輪“埃克森?瓦爾迪茨”號,造成3.4萬噸原油流入威廉王子灣。我國渤海海域2005年發生了兩起石油泄漏事故。2005年底發生的長島溢油事故,是“大慶91”號油輪運載珠江口番禺油田石油至錦州途中因艙裂導致溢油,溢油主要影響到長島及秦皇島附近海域。

二是海上石油開采過程中鉆塔或者油井因爆炸或其他原因沉入海底,造成大量石油泄漏。如1977年挪威北海油田突發爆炸,導致油井保險設施沉入海底,而此次墨西哥灣的“深水地平線”石油平臺爆炸事故也屬于此類事件。

三是自然因素造成的海上石油溢油事故。如1974年密西西比河口附近的兩座石油鉆塔顛覆造成的石油溢油事故,起因是由于颶風導致海底滑坡,進而導致鉆塔顛覆,石油外溢。

此外,還有其他因素導致的是有泄漏污染。如2005年發生的渤海埕島溢油事故是中石化埕島油田因盜竊分子打孔盜油導致輸油管道溢油。

海上發生石油泄漏事故后,應及時采取必要措施進行污染防治。首先,各部門應緊密配合,及時響應,快速、及時地對泄漏點進行堵漏處理,防止石油繼續泄漏。針對泄漏的石油主要采取以下幾種治理措施:一是使用石油擴散劑使石油迅速向海水擴散,減少石油的聚集;二是利用吸油物質和設施吸收泄漏的石油;三是利用圍欄將污染區域與其他海區隔離,防止污染帶繼續擴大;四是當海面上石油層較厚時,采用引燃的方式將海面石油燃燒去除,但由于燃燒石油會造成大氣污染,許多專家不建議用此辦法。針對此次墨西哥灣的石油泄漏事件,一些專家也指出,通過在墨西哥灣水域打一口減壓井也是能夠遏制原油泄漏的一項可行措施,但這將需要較長的時間才能實現。

此次墨西哥灣“深水地平線”石油平臺的爆炸泄漏情況現在還未得到完全遏制,原油泄漏的速度遠遠超過美國政府最初的預期,造成的災情比當初預計的要嚴重得多。目前此次石油泄漏事件已經演變成了美國歷史上最嚴重的石油污染大災難。

首先是漏油點接連出現,大量石油從裂縫處涌出,堵漏工作難度加大。當局稱要想順利徹底封堵石油泄漏點,需要3~4周的時間。其次是石油泄漏點靠近海岸,距離美國路易斯安那州威尼斯東南僅約82公里,沿岸生態破壞嚴重。泄漏的石油污染了墨西哥灣內的自然保護區和野生動物棲息地,目前已出現大量的海洋生物死亡,現場慘不忍睹。第三,石油泄漏速度非常快。如果漏油不能得到有效緩解,幾周內泄漏的石油將超過美國油輪“埃克森?瓦爾迪茨”號事件的泄漏量。如果能夠在短期內堵住泄漏點,徹底清理也需要數年才能完成,造成的經濟、生態損失難以計數。因此,此次事件已成為美國海洋污染的巨大災難。

如何減少石油開發可能帶來的環境污染問題

加大監督力度、落實安全生產、做好應急預案

此次泄油事件仍在繼續惡化,以致美國漁業部門擔心海洋生物會因污染大面積死亡,漁民生計可能毀于一旦;商務和交通部門擔心,石油泄漏事件可能會影響商業交通;旅游部門擔心,旅游者不會光顧受到石油污染的海灘;環境保護組織則擔心,石油泄漏可能影響墨西哥灣地區數目眾多的鳥類、珊瑚和哺乳動物等。美國總統奧巴馬說:“我們面臨巨大并可能是前所未有的環境災害。”由此可見,此次污染事件可能帶來巨大的環境和經濟損失。您認為,應該如何減少石油開發可能帶來的環境污染問題?

鄭丙輝:要減少石油開發可能帶來的環境污染問題,應從以下幾方面人手:

首先,加大海洋石油開發的主管部門以及當地政府對石油開采公司的監督力度,確保各項安全生產措施能夠嚴格落實到位,消除能夠誘發突發污染災害事件的隱患。

其次,石油開采公司應大力加強安全生產措施的落實,通過自檢、自查,減少正常生產造成的石油泄漏,排除安全隱患,嚴防突發石油泄漏污染事故的發生。

第三,做好污染事故應對的應急預案,并開展全面演練。一旦安全事故發生,各單位、各部門必須密切配合、及時應對,采取一切必要措施,嚴防石油泄漏污染區域擴大,消除污染海域的石油污染,將突發石油泄漏污染事件對海洋環境的破壞降到最低。

此次事件帶給石油企業的警示

石油企業應在保障安全生產的環節上敲響警鐘

英國石油公司將承擔全部污染帶來的損失費用。據分析,總共至少要花費140億美元。對于BP公司來說,這無疑是一筆巨大的損失。這次事件將帶給全世界包括中國在內的石油企業怎樣的警示?

鄭丙輝:大家知道,石油本身具有易燃、易爆、有毒、有害的特點,石油開發和石油加工行業更是高環境風險的行業。

因此,全世界的石油企業應在保障安全生產的環節上敲響警鐘,尤其是技術水平相對落后的發展中國家,安全事故的發生率更是居高不下,更應該在生產的各環節杜絕危險情況發生,防患于未然,減少突發事件的發生。政府更應該引以為戒,加大監督管理力度,保障石油

企業的安全運行。各單位、各部門在事故發生后更應該及時、迅速做出響應,采取一切必要的措施進行防治,把石油泄漏造成的損失減小到最低。

海域開采石油應該考慮的環境因素

考慮開采活動對海洋生物、海洋水體、大氣、地質等各方面因素的影響,完善海上油氣開發工程環境影響評價制度,切實加強污染事故或自然災害造成的生態環境風險評價

這一事故讓美國一些重要人士重新思考環保與能源的平衡關系。5月3日,加利福尼亞州州長施瓦辛格就突然改變其政治立場,他表示英國石油公司的漏油事故讓他轉向反對擴張在加州沿岸開采石油的計劃。白宮方面也已經承認這個事故可能會迫使奧巴馬總統重新考慮是否要開放更多海域開采石油的計劃。海域開采石油應該考慮哪些環境因素?

鄭丙輝:從本質上看,人類應該減少能源消耗,降低石油資源開采、加工和使用量,實現既節約資源,又保護環境的目標。

如果必須在海域進行石油開采,則應考慮開采活動對海洋生物、海洋水體、大氣、地質等各方面因素的影響。從管理政策上進一步完善海上油氣開發工程環境影響評價制度,切實加強污染事故或自然災害造成的生態環境風險評價。

正常的石油開采業也會造成部分石油及油氣泄漏,會對開采平臺周圍的生態環境造成危害,泄漏的油氣還會污染石油平臺周圍的大氣環境。如果石油平臺處于洋流區,泄漏的石油還會隨著海流漂移到其他海域。因此,海域石油開采應該綜合權衡各種環境因素,確保安全生產,嚴防石油泄漏事故發生,減輕對石油平臺周圍生態環境的破壞,將海上石油開采活動對生態環境的影響降到最低。從管理政策上,要進一步完善國家污染物排放標準體系,提高海域油氣開采的環境管理能力,對于正常生產排放的油氣也應該實施嚴格的總量控制管理。

政府和企業應當擔負怎樣的責任

政府和企業應該扮演好自己的角色,相互配合,協同作戰

由于此次漏油事件發生早期,美國聯邦政府同意讓英國石油公司著手處理漏油問題,坐視其自行善后,導致輿論對美國政府的這種監督方式產生質疑。對于突發的海洋污染事件,政府和企業應當擔負怎樣的責任?

鄭丙輝:美國墨西哥灣發生如此嚴重的石油泄漏事件,而且至今不能有效地遏制石油的泄漏和浮油的擴散,更加表明美國政府對此類行業缺乏有效監控及其治理措施的不足。另外,美國政府遲遲未參與石油泄漏事件的防治,直至爆炸發生一周后才全面介入,也表現出政府在此次重大突發海洋污染事件中反應的滯后。

對于此類突發的海洋污染事件,政府和企業應該扮演好自己的角色,相互配合,協同作戰,共同應對此類污染事件。對于發生海洋污染事件的企業,應該迅速調查海洋污染事件發生的原因,及時通報事件進展,給其他協同防治單位提供救援所需的一切資料和信息,確保迅速、及時、有效地開展救援和防治工作。對于政府當局,制訂防治此類突發事件的應急預案,應本著先救災、后追責的原則,一旦發生,迅速響應,及時制訂防治方案,調動一切力量,全力投入搶險救災,確保將突發海洋污染事件的影響降到最低,而不能先追究責任,后開展救災工作,本末倒羞,不但耽誤了搶險救災的最佳時機,而且也加重了不必要的環境污染。

許多環境突發事故由安全生產事故引發

應將環境安全作為安全生產的重要組成部分,減少環境突發事件的發生

第4篇

【論文摘要】:改革開放以來,沿海地區因為便利的水上交通和豐富的海洋資源,使得經濟飛速發展。但在經濟發展的同時,我們也應該看到,海洋正在遭受著前所未有的破壞,如何在促進海洋經濟發展的同時,讓海洋的生態環境得到應有的保護,已成為全世界共同關心的話題。文章就針對海洋經濟和海洋環境的相互作用,談一談自己的看法。

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

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

一、海洋環境特征

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究

海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。

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

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

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

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

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

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

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

三、海洋工程及海洋環境工程與海洋環境的相互作用及防治措施

為了充分利用海洋空間,現代海洋空間利用除傳統的港口和海洋運輸外,正在向海上人造城市、發電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發展。

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

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

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

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

第5篇

海洋環境科研要為提高海洋環境管理和宏觀決策、實現碧海行動計劃目標和實現經濟、社會可持續發展服務。其任務是:進行基礎理論研究,探索污染物在海洋環境中遷移轉化的規律,為制定海洋環境保護法規、標準和控制海洋污染提供科學依據,為應用技術開發提出理論依據和方法;進行應用技術研究,在改善經濟結構過程中,尋求對污染實行源頭和全過程控制的最佳模式和高效、低耗污染防治方法;開展海洋環境綜合性、預測性研究,從發展戰略上,進行人口、資源、發展與環境的關系研究,為制定海洋環境保護規劃和海洋經濟和海洋環境的宏觀決策,提供科學依據。

實施碧海行動計劃的技術支持涉及的內容包括環境監控的軟件建設、污染治理及生態恢復工程的實用技術和設備的篩選、重大環境問題的研究等。其核心是利用高新技術的力量使碧海行動計劃順利實施,采取科學有效的措施改善及恢復海域的生態環境。

第一節*-*年的技術支持行動計劃

一、海洋環境監測能力建設計劃

(一)監測站位方案

根據國家海洋監測規范(GB17378-1998)和《*省近岸海域監測站位布設原則》的要求,*省沿海7市地共設立101個監測點位,覆蓋各個環境功能區,基本能夠控制和反應*近海環境質量狀況。*省環境監測中心站將著眼于*近海環境質量監測,結合近岸海域環境功能區劃和確定的污染治理重點區、生態保護區和敏感區,本著內密外疏的原則,合理布設和優化*近岸海域環境監測點位。

(二)監測能力建設

1.不斷完善沿海市、縣兩級海域監測體系,全面開展全省近岸海域水質、沉積物和海洋生物等有關項目的監測分析工作。

2.隨著海水水質監測工作的開展,有計劃地培養海洋環境監測專業人員,及具備相應技術指導和技術監督能力的人員。

二、建立*近岸海域環境管理信息系統

為了合理利用海洋資源,保護海洋環境質量,提高海岸和海洋工程環境影響評價的質量和工作效率,*省環保局于1997年1月下達了《*近岸海域環境管理信息系統》課題,由*省環保局和*海洋大學共同承擔,建立了《*省近岸海域環境管理信息系統》。“信息系統”作為一種現代化手段,將使環境管理部門及時了解*近岸海域環境質量狀況、變化趨勢、現存和潛在的環境問題等,有助于科學管理和正確決策。“*近岸海域環境管理信息系統”包括環境基礎信息數據庫系統、環境基礎信息空間數據庫系統和數值模型庫系統,有助于*海洋環保工作總體工作水平的提高。應進一步完善改進“信息系統”,使其更便于操作,更具實用性。

三、篩選支持示范工程的實用技術和設備

以推廣啤酒廢水處理技術為重點,篩選并推廣化工、制藥、染料等行業廢水處理技術和設備。

由于海洋污染主要是T-N、T-P污染,*省擬推廣以下實用技術和設備。

(一)氮肥企業的稀氨水回收

1、生產尿素但無碳氨生產裝置的企業

采用深度水解技術,將尿素解吸殘液水解為NH3和CO2,與稀氨水一起經解吸塔解吸出NH3和CO2,用于尿素生產。

2、具有碳氨生產裝置的企業

將各車間、工段產生的稀氨水(含氨2-3%),集中于氨回收罐,經處理,塔頂氣冷凝后得到含氨>20%的濃氨水,用于生產碳酸氫銨。

3、硝酸銨及硫酸銨生產企業

采用膜分離技術,將NH3從稀氨水中分離出來,用稀硝酸或稀硫酸吸收后,用于生產。NH3脫出率可達99%。

(二)推廣磷肥行業清潔生產技術,廢水不外排

(三)城市污水處理廠采用高效脫氮、脫磷工藝技術

四、建設海洋環境自動監測系統與赤潮災害監測系統

充分利用“十五”期間的海洋環境保護科研成果,以環保和海洋部門為主,基本建成海上溢油與赤潮災害監測系統。

在萊州灣、膠州灣等赤潮高發地區設置海洋水質與赤潮觀測站,增加監視次數,在赤潮發生期間,進行赤潮跟蹤監測。建立環境要素數據庫,建立赤潮發生次數、赤潮生物種類、赤潮發生面積和持續時間、藻毒素分布等數據庫。適時開展赤潮預測預報研究,建立環境狀況與赤潮災害發生模型,進行環境狀況與赤潮災害發生變化趨勢的預報預測。

五、建立包含氮、磷等非保守物質的水質預測模型,開展水質預測(氮、磷)和估算容量總量

建立海域水質模型是一項研究污染物遷移、轉化規律和進行污染物控制以及保護海域水質的重要手段。通過水質模型,定量計算水體的負荷量與水質的關系,可以對污染源進行有效的控制。“十五”期間,水質模型的研究要在保守物質的輸運擴散模型研究的基礎上,以氮、磷等非保守物質為研究對象,在膠州灣、萊州灣等重點海域開展生態動力學模型(富營養化模型)研究;開展非點源污染物通量研究,建立入海污染物與海域水質的輸入響應模型,為實現氮、磷的容量總量控制提供科學依據。

六、面源(地表、地下徑流)和河口污染控制技術研究

面源污染控制由農業部門和環保科研部門共同承擔,主要研究農業中使用的化肥、農藥等未利用部分在地表水、地下水中的遷移轉化規律及最終入海量,為海域環境管理提供依據。

入海河口污染控制技術由水利部門和環境科研、設計部門共同承擔,主要研究在保證河口的水利作用條件下,河水及底泥的入海污染控制技術。

七、養殖自身污染控制技術研究

建立完善養殖系統自身污染的監測體系。重點開展自養(貝藻)與異養(魚蝦)復合養殖系統的研究,水產廢棄物的綜合利用研究(包括水產廢棄物在養殖動物飼料中的應用及水產廢棄物中生物活性物質的提取等),養殖餌料改良、提高餌料利用率研究,養殖廢水處理、養殖場底泥消化處理研究等。

第二節*-2015年的技術支持行動計劃

一、海域受損生態系統恢復工程研究

建立近海海域環境污染損失估算與分配模型,進行地區環境污染、生態系統恢復研究。在已有研究成果及其應用效果總結的基礎上,通過實驗室內模擬試驗和海域小規模試驗研究,提出并研究設計受損生態系統恢復工程建設體系,工程建設內容,工程投資及工程建成后效益評估預測方法。

二、大氣沉降控制工程研究

在已有研究成果基礎上,研究大氣沉降污染發生、遷移、沉降、污染機理和規律,通過對國內外已有大氣沉降污染研究成果的收集與分析,篩選控制大氣沉降污染的技術和方法。通過對這些技術、方法的試驗研究及結果分析,提出并設計控制海域大氣沉降污染的工程。研究陸源污染產生的SO2、NOx、TSP等的污染防治和及其在大氣中的遷移、轉化、沉降規律,以及最終入海量,找出大氣沉降與海水污染的相關性,提供大氣污染沉降入海的防治措施、投資估算和預測評估工程建成的環境效益及經濟效益分析。

三、面源和河口污染控制工程研究

在*省近岸海域幾條主要入海河流的入海口之前建立城市污水處理廠,并進行提高氮、磷去除效果的工藝和管理技術的研究,有效削減市政污水中氮和磷對海域的污染影響,對近岸海域水質的改善將發揮重要作用。

第6篇

一、進一步提高氣象災害監測預報預警能力

(一)完善氣象災害綜合觀測系統。進一步完善與國家綜合氣象災害監測網相銜接的、適合我省氣候特點和經濟社會發展需要的氣象災害監測網絡,重點加強山區加密自動氣象觀測站建設,形成合理覆蓋全省的加密自動氣象觀測站網,建立和完善雷電、生態與農業、地質災害、酸雨、大氣成份、土壤墑情、海洋等專業的氣象災害觀測網,盡快形成地面、高空相結合的氣象災害監測體系,提高我省對氣象災害及其次生衍生災害的綜合監測能力,特別要做好農村、沿海、森林草原、山區地質災害易發區域、重要交通干線等的氣象災害監測工作。

(二)提高氣象災害預報預測能力。大力發展先進的氣象災害預報預測技術,加強預報預測業務系統建設,建立暴雨洪澇、雷電等強對流天氣和大風、大霧、高溫熱浪、大雪、寒潮、低溫凍害等氣象災害預報業務系統,以及風暴潮、沙塵暴、道路交通、森林火險、公共衛生和空氣質量等專業氣象預報系統,著力提高重大氣象災害預報預測的準確率和時效性。加強對重大氣象災害事件的跨部門會商分析,做好災害性、關鍵性、轉折性重大天氣過程的預報和趨勢預測,重點加雨(雪)、大霧、低溫凍害等災害及其影響的中短期精細化預報和雷電、冰雹、龍卷風等強對流天氣的短時臨近預報,實現對各種災害性天氣氣候事件的實時動態診斷分析、風險評估和預警預測。

(三)建立氣象災害信息服務渠道。要把氣象災害預警信息工作列入政府公共服務體系建設的重要內容,加快建設各級氣象災害預警信息平臺,拓展信息系統功能。廣播電視部門要做好中國氣象頻道在我省的接收落地工作。公共場所管理部門要在人口集中的地方建立電子顯示屏,明確氣象災害預警信息接收人,及時傳播氣象災害預警信息。氣象部門要通過廣播電視、公共場所電子顯示屏、手機短信等形式,針對不同的群體及時各類氣象災害預報預警信息,并提出適用的防災避險措施。廣播、電視等媒體和固定網、移動網、因特網、電子顯示屏使用管理部門,應當配合氣象部門及時傳播氣象災害預警信息,提高氣象災害預警信息的覆蓋范圍。各市、縣(市、區)政府要加快農村大喇叭氣象災害預警信息接收系統建設,進一步暢通預警信息渠道,提高為農民群眾防災避險提供氣象災害預警信息的時效。

二、切實增強氣象災害防范和應急處理能力

(一)認真開展氣象災害普查和氣象災害風險區劃工作。縣級以上政府要按照防災減災有關規劃和要求,統籌考慮當地自然災害特點,組織有關部門認真開展氣象災害風險普查,全面調查收集本行政區域歷史上發生氣象災害的種類、頻次、強度、造成的損失以及可能引發氣象災害及次生衍生災害的因素等,建立氣象災害風險數據庫,了解氣象災害在本行政區域的發生發展規律和對經濟社會的影響,為科學防御氣象災害提供依據。加強災害分析評估,根據災害分布情況、易發區域、主要致災因子等,逐步建立分災種的氣象災害風險區劃,確定氣象災害重點防治區和一般防治區,制訂防洪澇、防風、防雷、防積澇、防雪災、防臺風、防浪、防低溫凍害等氣象災害防御工程措施與非工程措施相結合的防治對策,建立不同氣象災害種類的防御方案,有針對性地制訂和完善防災減災措施。

(二)完善氣象災害防災減災基礎設施建設。建設和完善海堤、水庫、防風林、城市排水設施、避風港口、緊急避難場所等應急基礎設施,及時疏通河道,抓緊進行病險水庫、堤防和海塘等重要險段的除險加固,確保工程設施防災抗災作用的有效發揮。要按照國家規定的防雷標準和設計、施工規范,在各類建筑物、設施和場所安裝防雷裝置并定期檢測。針對臺風、風暴潮、沙塵暴等災害強度增加、損失加重的實際,科學制訂防風、防浪、防沙工程建設標準,切實提高氣象災害的綜合防御能力。

(三)全面開展氣候可行性論證工作。各級氣象主管機構要依法開展對城市規劃、重大基礎設施建設、公共工程建設、重點領域或區域發展建設規劃的氣候可行性論證。有關部門在規劃編制和項目立項中要統籌考慮氣候可行性和氣象災害的風險性,避免和減少氣象災害、氣候變化對重要設施和工程項目的影響。

(四)抓緊制訂和完善氣象災害應急預案。明確各災種的應對措施和處置程序,建立監測預警、信息通報及播發、部門及社會公眾防御指南、社會救助等協調聯動機制,并針對氣象災害可能引發的次生衍生災害,進一步完善相關應急預案,形成部門各司其職、各負其責、通力協作、統一有效的重大氣象災害應對體系。要加強預案的動態管理,經常性地開展預案演練,特別要強化城市人口密集區、重點保護部位和山區的氣象災害應急預案的演練,促進各單位的協調配合和職責落實。

(五)加強氣象災害應急隊伍建設。加快建設人工增雨、防雹、防雷、防汛抗旱、災害救助等各類氣象災害防范應對專業隊伍、專家隊伍和應急志愿者隊伍。學校、醫院、車站、碼頭、體育場館、社區等公共場所要明確氣象災害應急聯系人,確保能夠及時準確地接收和傳達氣象災害預警信息,組織采取應急處置措施。要加快建立鄉(鎮)、村氣象災害防御義務信息員隊伍,及時接收傳遞氣象災害預警信息,幫助群眾做好防災避災工作。定期組織相關知識和技能培訓,不斷提高應急隊伍的整體素質。

(六)積極開展人工影響天氣作業。各級氣象部門要加大云水資源開發力度,在干旱缺水地區積極開展飛機、火箭等人工增雨(雪)作業,努力緩解城鄉生活、工農業生產、生態環境保護用水緊張狀況。要加強人工防雹工作,進一步完善我省高炮防雹作業布局,切實做好經濟作物主產區的雹災預防。要充分利用有利的天氣條件,對森林草原火災、污染物擴散、環境污染等重大突發公共事件開展人工影響天氣應急作業。

(七)增強氣象災害抗災救災能力。氣象部門災害性天氣預報警報后,各級各有關部門要及時分析對本地本部門的影響,并根據具體情況啟動相關應急預案,采取有效措施,避免或者減輕氣象災害。太行山、燕山地區要高度重視氣象災害引發的山洪、滑坡、泥石流等次生衍生災害的防范應對工作,加強查險排險,及時組織受威脅群眾轉移避險。要認真落實減災救災各項措施,全力做好氣象災害救助、恢復生產和重建家園工作,確保災區生產生活秩序穩定。加快災害保險和再保險等相關政策的研究和制定,充分發揮金融保險行業在災害救助和恢復重建工作中的作用。

三、積極推進氣象災害防御工作保障體系建設

(一)全面落實氣象災害防御責任制。按照統一領導、分工協作、各負其責的原則,切實加強對氣象災害防御工作的領導和管理。縣級以上政府要建立氣象災害防御工作組織領導機構和日常管理機構,日常管理機構設在當地氣象部門,主要負責組織擬定當地氣象災害防御規劃和年度工作計劃,組織氣象災害普查和評估,對重大氣象災害防御建設項目進行論證等。同時要建立相應的運行機制,使氣象災害防御組織管理工作經常化、規范化、科學化,切實加強山區、社區、礦區、學校等氣象災害防御組織管理體系建設。

(二)加強氣象災害科技支撐能力建設。加強氣象災害發生機理、預報和防御科學技術的研究,深入開展氣候變暖及其引發的極端天氣氣候事件對水資源、糧食生產、生態環境等的影響評估和應對措施研究,不斷提高我省防御氣象災害的能力。

(三)完善氣象災害相關法規和標準建設。要加快完善與氣象災害防御工作相關的法規和規章及其相關配套制度建設,健全地方氣象災害以及防御技術標準和規范,促進氣象災害防御工作的規范化管理。

(四)加大氣象災害防御資金投入力度。各級政府要建立和完善氣象災害防御投入機制,充分利用中央、地方和社會等多方面投資,將氣象災害防御建設項目列入當地經濟和社會發展規劃統籌安排,抓緊組織實施“十一五”規劃中有關氣象防災減災項目的建設,加大對氣象災害監測預警、信息、應急處置、抗災救助及防災減災工程、科普宣傳、科學研究等方面的投入。

第7篇

第一條為了防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境,根據《中華人民共和國海洋環境保護法》,制定本條例。

第二條防治船舶及其有關作業活動污染中華人民共和國管轄海域適用本條例。

第三條防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境,實行預防為主、防治結合的原則。

第四條國務院交通運輸主管部門主管所轄港區水域內非軍事船舶和港區水域外非漁業、非軍事船舶污染海洋環境的防治工作。

海事管理機構依照本條例規定具體負責防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境的監督管理。

第五條國務院交通運輸主管部門應當根據防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境的需要,組織編制防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境應急能力建設規劃,報國務院批準后公布實施。

沿海設區的市級以上地方人民政府應當按照國務院批準的防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境應急能力建設規劃,并根據本地區的實際情況,組織編制相應的防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境應急能力建設規劃。

第六條國務院交通運輸主管部門、沿海設區的市級以上地方人民政府應當建立健全防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境應急反應機制,并制定防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境應急預案。

第七條海事管理機構應當根據防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境的需要,會同海洋主管部門建立健全船舶及其有關作業活動污染海洋環境的監測、監視機制,加強對船舶及其有關作業活動污染海洋環境的監測、監視。

第八條國務院交通運輸主管部門、沿海設區的市級以上地方人民政府應當按照防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境應急能力建設規劃,建立專業應急隊伍和應急設備庫,配備專用的設施、設備和器材。

第九條任何單位和個人發現船舶及其有關作業活動造成或者可能造成海洋環境污染的,應當立即就近向海事管理機構報告。

第二章防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境的一般規定

第十條船舶的結構、設備、器材應當符合國家有關防治船舶污染海洋環境的技術規范以及中華人民共和國締結或者參加的國際條約的要求。

船舶應當依照法律、行政法規、國務院交通運輸主管部門的規定以及中華人民共和國締結或者參加的國際條約的要求,取得并隨船攜帶相應的防治船舶污染海洋環境的證書、文書。

第十一條中國籍船舶的所有人、經營人或者管理人應當按照國務院交通運輸主管部門的規定,建立健全安全營運和防治船舶污染管理體系。

海事管理機構應當對安全營運和防治船舶污染管理體系進行審核,審核合格的,發給符合證明和相應的船舶安全管理證書。

第十二條港口、碼頭、裝卸站以及從事船舶修造的單位應當配備與其裝卸貨物種類和吞吐能力或者修造船舶能力相適應的污染監視設施和污染物接收設施,并使其處于良好狀態。

第十三條港口、碼頭、裝卸站以及從事船舶修造、打撈、拆解等作業活動的單位應當制定有關安全營運和防治污染的管理制度,按照國家有關防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境的規范和標準,配備相應的防治污染設備和器材,并通過海事管理機構的專項驗收。

港口、碼頭、裝卸站以及從事船舶修造、打撈、拆解等作業活動的單位,應當定期檢查、維護配備的防治污染設備和器材,確保防治污染設備和器材符合防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境的要求。

第十四條船舶所有人、經營人或者管理人以及有關作業單位應當制定防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境的應急預案,并報海事管理機構批準。

港口、碼頭、裝卸站的經營人應當制定防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境的應急預案,并報海事管理機構備案。

船舶、港口、碼頭、裝卸站以及其他有關作業單位應當按照應急預案,定期組織演練,并做好相應記錄。

第三章船舶污染物的排放和接收

第十五條船舶在中華人民共和國管轄海域向海洋排放的船舶垃圾、生活污水、含油污水、含有毒有害物質污水、廢氣等污染物以及壓載水,應當符合法律、行政法規、中華人民共和國締結或者參加的國際條約以及相關標準的要求。

船舶應當將不符合前款規定的排放要求的污染物排入港口接收設施或者由船舶污染物接收單位接收。

船舶不得向依法劃定的海洋自然保護區、海濱風景名勝區、重要漁業水域以及其他需要特別保護的海域排放船舶污染物。

第十六條船舶處置污染物,應當在相應的記錄簿內如實記錄。

船舶應當將使用完畢的船舶垃圾記錄簿在船舶上保留2年;將使用完畢的含油污水、含有毒有害物質污水記錄簿在船舶上保留3年。

第十七條船舶污染物接收單位從事船舶垃圾、殘油、含油污水、含有毒有害物質污水接收作業,應當依法經海事管理機構批準。

第十八條船舶污染物接收單位接收船舶污染物,應當向船舶出具污染物接收單證,并由船長簽字確認。

船舶憑污染物接收單證向海事管理機構辦理污染物接收證明,并將污染物接收證明保存在相應的記錄簿中。

第十九條船舶污染物接收單位應當按照國家有關污染物處理的規定處理接收的船舶污染物,并每月將船舶污染物的接收和處理情況報海事管理機構備案。

第四章船舶有關作業活動的污染防治

第二十條從事船舶清艙、洗艙、油料供受、裝卸、過駁、修造、打撈、拆解,污染危害性貨物裝箱、充罐,污染清除作業以及利用船舶進行水上水下施工等作業活動的,應當遵守相關操作規程,并采取必要的安全和防治污染的措施。

從事前款規定的作業活動的人員,應當具備相關安全和防治污染的專業知識和技能。

第二十一條船舶不符合污染危害性貨物適載要求的,不得載運污染危害性貨物,碼頭、裝卸站不得為其進行裝載作業。

污染危害性貨物的名錄由國家海事管理機構公布。

第二十二條載運污染危害性貨物進出港口的船舶,其承運人、貨物所有人或者人,應當向海事管理機構提出申請,經批準方可進出港口、過境停留或者進行裝卸作業。

第二十三條載運污染危害性貨物的船舶,應當在海事管理機構公布的具有相應安全裝卸和污染物處理能力的碼頭、裝卸站進行裝卸作業。

第二十四條貨物所有人或者人交付船舶載運污染危害性貨物,應當確保貨物的包裝與標志等符合有關安全和防治污染的規定,并在運輸單證上準確注明貨物的技術名稱、編號、類別(性質)、數量、注意事項和應急措施等內容。

貨物所有人或者人交付船舶載運污染危害性不明的貨物,應當由國家海事管理機構認定的評估機構進行危害性評估,明確貨物的危害性質以及有關安全和防治污染要求,方可交付船舶載運。

第二十五條海事管理機構認為交付船舶載運的污染危害性貨物應當申報而未申報,或者申報的內容不符合實際情況的,可以按照國務院交通運輸主管部門的規定采取開箱等方式查驗。

海事管理機構查驗污染危害性貨物,貨物所有人或者人應當到場,并負責搬移貨物,開拆和重封貨物的包裝。海事管理機構認為必要的,可以徑行查驗、復驗或者提取貨樣,有關單位和個人應當配合。

第二十六條進行散裝液體污染危害性貨物過駁作業的船舶,其承運人、貨物所有人或者人應當向海事管理機構提出申請,告知作業地點,并附送過駁作業方案、作業程序、防治污染措施等材料。

海事管理機構應當自受理申請之日起2個工作日內作出許可或者不予許可的決定。2個工作日內無法作出決定的,經海事管理機構負責人批準,可以延長5個工作日。

第二十七條依法獲得船舶油料供受作業資質的單位,應當向海事管理機構備案。海事管理機構應當對船舶油料供受作業進行監督檢查,發現不符合安全和防治污染要求的,應當予以制止。

第二十八條船舶燃油供給單位應當如實填寫燃油供受單證,并向船舶提供船舶燃油供受單證和燃油樣品。

船舶和船舶燃油供給單位應當將燃油供受單證保存3年,并將燃油樣品妥善保存1年。

第二十九條船舶修造、水上拆解的地點應當符合環境功能區劃和海洋功能區劃,并由海事管理機構征求當地環境保護主管部門和海洋主管部門意見后確定并公布。

第三十條從事船舶拆解的單位在船舶拆解作業前,應當對船舶上的殘余物和廢棄物進行處置,將油艙(柜)中的存油駁出,進行船舶清艙、洗艙、測爆等工作,并經海事管理機構檢查合格,方可進行船舶拆解作業。

從事船舶拆解的單位應當及時清理船舶拆解現場,并按照國家有關規定處理船舶拆解產生的污染物。

禁止采取沖灘方式進行船舶拆解作業。

第三十一條禁止船舶經過中華人民共和國內水、領海轉移危險廢物。

經過中華人民共和國管轄的其他海域轉移危險廢物的,應當事先取得國務院環境保護主管部門的書面同意,并按照海事管理機構指定的航線航行,定時報告船舶所處的位置。

第三十二條使用船舶向海洋傾倒廢棄物的,應當向駛出港所在地的海事管理機構提交海洋主管部門的批準文件,經核實方可辦理船舶出港簽證。

船舶向海洋傾倒廢棄物,應當如實記錄傾倒情況。返港后,應當向駛出港所在地的海事管理機構提交書面報告。

第三十三條載運散裝液體污染危害性貨物的船舶和1萬總噸以上的其他船舶,其經營人應當在作業前或者進出港口前與取得污染清除作業資質的單位簽訂污染清除作業協議,明確雙方在發生船舶污染事故后污染清除的權利和義務。

與船舶經營人簽訂污染清除作業協議的污染清除作業單位應當在發生船舶污染事故后,按照污染清除作業協議及時進行污染清除作業。

第三十四條申請取得污染清除作業資質的單位應當向海事管理機構提出書面申請,并提交其符合下列條件的材料:

(一)配備的污染清除設施、設備、器材和作業人員符合國務院交通運輸主管部門的規定;

(二)制定的污染清除作業方案符合防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境的要求;

(三)污染物處理方案符合國家有關防治污染的規定。

海事管理機構應當自受理申請之日起30個工作日內完成審查,并對符合條件的單位頒發資質證書;對不符合條件的,書面通知申請單位并說明理由。

第五章船舶污染事故應急處置

第三十五條本條例所稱船舶污染事故,是指船舶及其有關作業活動發生油類、油性混合物和其他有毒有害物質泄漏造成的海洋環境污染事故。

第三十六條船舶污染事故分為以下等級:

(一)特別重大船舶污染事故,是指船舶溢油1000噸以上,或者造成直接經濟損失2億元以上的船舶污染事故;

(二)重大船舶污染事故,是指船舶溢油500噸以上不足1000噸,或者造成直接經濟損失1億元以上不足2億元的船舶污染事故;

(三)較大船舶污染事故,是指船舶溢油100噸以上不足500噸,或者造成直接經濟損失5000萬元以上不足1億元的船舶污染事故;

(四)一般船舶污染事故,是指船舶溢油不足100噸,或者造成直接經濟損失不足5000萬元的船舶污染事故。

第三十七條船舶在中華人民共和國管轄海域發生污染事故,或者在中華人民共和國管轄海域外發生污染事故造成或者可能造成中華人民共和國管轄海域污染的,應當立即啟動相應的應急預案,采取措施控制和消除污染,并就近向有關海事管理機構報告。

發現船舶及其有關作業活動可能對海洋環境造成污染的,船舶、碼頭、裝卸站應當立即采取相應的應急處置措施,并就近向有關海事管理機構報告。

接到報告的海事管理機構應當立即核實有關情況,并向上級海事管理機構或者國務院交通運輸主管部門報告,同時報告有關沿海設區的市級以上地方人民政府。

第三十八條船舶污染事故報告應當包括下列內容:

(一)船舶的名稱、國籍、呼號或者編號;

(二)船舶所有人、經營人或者管理人的名稱、地址;

(三)發生事故的時間、地點以及相關氣象和水文情況;

(四)事故原因或者事故原因的初步判斷;

(五)船舶上污染物的種類、數量、裝載位置等概況;

(六)污染程度;

(七)已經采取或者準備采取的污染控制、清除措施和污染控制情況以及救助要求;

(八)國務院交通運輸主管部門規定應當報告的其他事項。

作出船舶污染事故報告后出現新情況的,船舶、有關單位應當及時補報。

第三十九條發生特別重大船舶污染事故,國務院或者國務院授權國務院交通運輸主管部門成立事故應急指揮機構。

發生重大船舶污染事故,有關省、自治區、直轄市人民政府應當會同海事管理機構成立事故應急指揮機構。

發生較大船舶污染事故和一般船舶污染事故,有關設區的市級人民政府應當會同海事管理機構成立事故應急指揮機構。

有關部門、單位應當在事故應急指揮機構統一組織和指揮下,按照應急預案的分工,開展相應的應急處置工作。

第四十條船舶發生事故有沉沒危險,船員離船前,應當盡可能關閉所有貨艙(柜)、油艙(柜)管系的閥門,堵塞貨艙(柜)、油艙(柜)通氣孔。

船舶沉沒的,船舶所有人、經營人或者管理人應當及時向海事管理機構報告船舶燃油、污染危害性貨物以及其他污染物的性質、數量、種類、裝載位置等情況,并及時采取措施予以清除。

第四十一條發生船舶污染事故或者船舶沉沒,可能造成中華人民共和國管轄海域污染的,有關沿海設區的市級以上地方人民政府、海事管理機構根據應急處置的需要,可以征用有關單位或者個人的船舶和防治污染設施、設備、器材以及其他物資,有關單位和個人應當予以配合。

被征用的船舶和防治污染設施、設備、器材以及其他物資使用完畢或者應急處置工作結束,應當及時返還。船舶和防治污染設施、設備、器材以及其他物資被征用或者征用后毀損、滅失的,應當給予補償。

第四十二條發生船舶污染事故,海事管理機構可以采取清除、打撈、拖航、引航、過駁等必要措施,減輕污染損害。相關費用由造成海洋環境污染的船舶、有關作業單位承擔。

需要承擔前款規定費用的船舶,應當在開航前繳清相關費用或者提供相應的財務擔保。

第四十三條處置船舶污染事故使用的消油劑,應當符合國家有關標準。

海事管理機構應當及時將符合國家有關標準的消油劑名錄向社會公布。

船舶、有關單位使用消油劑處置船舶污染事故的,應當依照《中華人民共和國海洋環境保護法》有關規定執行。

第六章船舶污染事故調查處理

第四十四條船舶污染事故的調查處理依照下列規定進行:

(一)特別重大船舶污染事故由國務院或者國務院授權國務院交通運輸主管部門等部門組織事故調查處理;

(二)重大船舶污染事故由國家海事管理機構組織事故調查處理;

(三)較大船舶污染事故和一般船舶污染事故由事故發生地的海事管理機構組織事故調查處理。

船舶污染事故給漁業造成損害的,應當吸收漁業主管部門參與調查處理;給軍事港口水域造成損害的,應當吸收軍隊有關主管部門參與調查處理。

第四十五條發生船舶污染事故,組織事故調查處理的機關或者海事管理機構應當及時、客觀、公正地開展事故調查,勘驗事故現場,檢查相關船舶,詢問相關人員,收集證據,查明事故原因。

第四十六條組織事故調查處理的機關或者海事管理機構根據事故調查處理的需要,可以暫扣相應的證書、文書、資料;必要時,可以禁止船舶駛離港口或者責令停航、改航、停止作業直至暫扣船舶。

第四十七條事故調查處理需要委托有關機構進行技術鑒定或者檢驗、檢測的,應當委托國務院交通運輸主管部門認定的機構進行。

第四十八條組織事故調查處理的機關或者海事管理機構開展事故調查時,船舶污染事故的當事人和其他有關人員應當如實反映情況和提供資料,不得偽造、隱匿、毀滅證據或者以其他方式妨礙調查取證。

第四十九條組織事故調查處理的機關或者海事管理機構應當自事故調查結束之日起20個工作日內制作事故認定書,并送達當事人。

事故認定書應當載明事故基本情況、事故原因和事故責任。

第七章船舶污染事故損害賠償

第五十條造成海洋環境污染損害的責任者,應當排除危害,并賠償損失;完全由于第三者的故意或者過失,造成海洋環境污染損害的,由第三者排除危害,并承擔賠償責任。

第五十一條完全屬于下列情形之一,經過及時采取合理措施,仍然不能避免對海洋環境造成污染損害的,免予承擔責任:

(一)戰爭;

(二)不可抗拒的自然災害;

(三)負責燈塔或者其他助航設備的主管部門,在執行職責時的疏忽,或者其他過失行為。

第五十二條船舶污染事故的賠償限額依照《中華人民共和國海商法》關于海事賠償責任限制的規定執行。但是,船舶載運的散裝持久性油類物質造成中華人民共和國管轄海域污染的,賠償限額依照中華人民共和國締結或者參加的有關國際條約的規定執行。

前款所稱持久性油類物質,是指任何持久性烴類礦物油。

第五十三條在中華人民共和國管轄海域內航行的船舶,其所有人應當按照國務院交通運輸主管部門的規定,投保船舶油污損害民事責任保險或者取得相應的財務擔保。但是,1000總噸以下載運非油類物質的船舶除外。

船舶所有人投保船舶油污損害民事責任保險或者取得的財務擔保的額度應當不低于《中華人民共和國海商法》、中華人民共和國締結或者參加的有關國際條約規定的油污賠償限額。

承擔船舶油污損害民事責任保險的商業性保險機構和互保險機構,由國家海事管理機構征求國務院保險監督管理機構意見后確定并公布。

第五十四條已依照本條例第五十三條的規定投保船舶油污損害民事責任保險或者取得財務擔保的中國籍船舶,其所有人應當持船舶國籍證書、船舶油污損害民事責任保險合同或者財務擔保證明,向船籍港的海事管理機構申請辦理船舶油污損害民事責任保險證書或者財務保證證書。

第五十五條發生船舶油污事故,國家組織有關單位進行應急處置、清除污染所發生的必要費用,應當在船舶油污損害賠償中優先受償。

第五十六條在中華人民共和國管轄水域接收海上運輸的持久性油類物質貨物的貨物所有人或者人應當繳納船舶油污損害賠償基金。

船舶油污損害賠償基金征收、使用和管理的具體辦法由國務院財政部門會同國務院交通運輸主管部門制定。

國家設立船舶油污損害賠償基金管理委員會,負責處理船舶油污損害賠償基金的賠償等事務。船舶油污損害賠償基金管理委員會由有關行政機關和繳納船舶油污損害賠償基金的主要貨主組成。

第五十七條對船舶污染事故損害賠償的爭議,當事人可以請求海事管理機構調解,也可以向仲裁機構申請仲裁或者向人民法院提起民事訴訟。

第八章法律責任

第五十八條船舶、有關作業單位違反本條例規定的,海事管理機構應當責令改正;拒不改正的,海事管理機構可以責令停止作業、強制卸載,禁止船舶進出港口、靠泊、過境停留,或者責令停航、改航、離境、駛向指定地點。

第五十九條違反本條例的規定,船舶的結構不符合國家有關防治船舶污染海洋環境的技術規范或者有關國際條約要求的,由海事管理機構處10萬元以上30萬元以下的罰款。

第六十條違反本條例的規定,有下列情形之一的,由海事管理機構依照《中華人民共和國海洋環境保護法》有關規定予以處罰:

(一)船舶未取得并隨船攜帶防治船舶污染海洋環境的證書、文書的;

(二)船舶、港口、碼頭、裝卸站未配備防治污染設備、器材的;

(三)船舶向海域排放本條例禁止排放的污染物的;

(四)船舶未如實記錄污染物處置情況的;

(五)船舶超過標準向海域排放污染物的;

(六)從事船舶水上拆解作業,造成海洋環境污染損害的。

第六十一條違反本條例的規定,船舶未按照規定在船舶上留存船舶污染物處置記錄,或者船舶污染物處置記錄與船舶運行過程中產生的污染物數量不符合的,由海事管理機構處2萬元以上10萬元以下的罰款。

第六十二條違反本條例的規定,船舶污染物接收單位未經海事管理機構批準,擅自從事船舶垃圾、殘油、含油污水、含有毒有害物質污水接收作業的,由海事管理機構處1萬元以上5萬元以下的罰款;造成海洋環境污染的,處5萬元以上25萬元以下的罰款。

第六十三條違反本條例的規定,船舶未按照規定辦理污染物接收證明,或者船舶污染物接收單位未按照規定將船舶污染物的接收和處理情況報海事管理機構備案的,由海事管理機構處2萬元以下的罰款。

第六十四條違反本條例的規定,有下列情形之一的,由海事管理機構處2000元以上1萬元以下的罰款:

(一)船舶未按照規定保存污染物接收證明的;

(二)船舶燃油供給單位未如實填寫燃油供受單證的;

(三)船舶燃油供給單位未按照規定向船舶提供燃油供受單證和燃油樣品的;

(四)船舶和船舶燃油供給單位未按照規定保存燃油供受單證和燃油樣品的。

第六十五條違反本條例的規定,有下列情形之一的,由海事管理機構處2萬元以上10萬元以下的罰款:

(一)載運污染危害性貨物的船舶不符合污染危害性貨物適載要求的;

(二)載運污染危害性貨物的船舶未在具有相應安全裝卸和污染物處理能力的碼頭、裝卸站進行裝卸作業的;

(三)貨物所有人或者人未按照規定對污染危害性不明的貨物進行危害性評估的。

第六十六條違反本條例的規定,未經海事管理機構批準,船舶載運污染危害性貨物進出港口、過境停留、進行裝卸或者過駁作業的,由海事管理機構處1萬元以上5萬元以下的罰款。

第六十七條違反本條例的規定,有下列情形之一的,由海事管理機構處2萬元以上10萬元以下的罰款:

(一)船舶發生事故沉沒,船舶所有人或者經營人未及時向海事管理機構報告船舶燃油、污染危害性貨物以及其他污染物的性質、數量、種類、裝載位置等情況的;

(二)船舶發生事故沉沒,船舶所有人或者經營人未及時采取措施清除船舶燃油、污染危害性貨物以及其他污染物的。

第六十八條違反本條例的規定,有下列情形之一的,由海事管理機構處1萬元以上5萬元以下的罰款:

(一)載運散裝液體污染危害性貨物的船舶和1萬總噸以上的其他船舶,其經營人未按照規定簽訂污染清除作業協議的;

(二)未取得污染清除作業資質的單位擅自簽訂污染清除作業協議并從事污染清除作業的。

第六十九條違反本條例的規定,發生船舶污染事故,船舶、有關作業單位未立即啟動應急預案的,對船舶、有關作業單位,由海事管理機構處2萬元以上10萬元以下的罰款;對直接負責的主管人員和其他直接責任人員,由海事管理機構處1萬元以上2萬元以下的罰款。直接負責的主管人員和其他直接責任人員屬于船員的,并處給予暫扣適任證書或者其他有關證件1個月至3個月的處罰。

第七十條違反本條例的規定,發生船舶污染事故,船舶、有關作業單位遲報、漏報事故的,對船舶、有關作業單位,由海事管理機構處5萬元以上25萬元以下的罰款;對直接負責的主管人員和其他直接責任人員,由海事管理機構處1萬元以上5萬元以下的罰款。直接負責的主管人員和其他直接責任人員屬于船員的,并處給予暫扣適任證書或者其他有關證件3個月至6個月的處罰。瞞報、謊報事故的,對船舶、有關作業單位,由海事管理機構處25萬元以上50萬元以下的罰款;對直接負責的主管人員和其他直接責任人員,由海事管理機構處5萬元以上10萬元以下的罰款。直接負責的主管人員和其他直接責任人員屬于船員的,并處給予吊銷適任證書或者其他有關證件的處罰。

第七十一條違反本條例的規定,未經海事管理機構批準使用消油劑的,由海事管理機構對船舶或者使用單位處1萬元以上5萬元以下的罰款。

第七十二條違反本條例的規定,船舶污染事故的當事人和其他有關人員,未如實向組織事故調查處理的機關或者海事管理機構反映情況和提供資料,偽造、隱匿、毀滅證據或者以其他方式妨礙調查取證的,由海事管理機構處1萬元以上5萬元以下的罰款。

第七十三條違反本條例的規定,船舶所有人有下列情形之一的,由海事管理機構責令改正,可以處5萬元以下的罰款;拒不改正的,處5萬元以上25萬元以下的罰款:

(一)在中華人民共和國管轄海域內航行的船舶,其所有人未按照規定投保船舶油污損害民事責任保險或者取得相應的財務擔保的;

(二)船舶所有人投保船舶油污損害民事責任保險或者取得的財務擔保的額度低于《中華人民共和國海商法》、中華人民共和國締結或者參加的有關國際條約規定的油污賠償限額的。

第七十四條違反本條例的規定,在中華人民共和國管轄水域接收海上運輸的持久性油類物質貨物的貨物所有人或者人,未按照規定繳納船舶油污損害賠償基金的,由海事管理機構責令改正;拒不改正的,可以停止其接收的持久性油類物質貨物在中華人民共和國管轄水域進行裝卸、過駁作業。

貨物所有人或者人逾期未繳納船舶油污損害賠償基金的,應當自應繳之日起按日加繳未繳額的萬分之五的滯納金。

第九章附則

第七十五條中華人民共和國締結或者參加的國際條約對防治船舶及其有關作業活動污染海洋環境有規定的,適用國際條約的規定。但是,中華人民共和國聲明保留的條款除外。

第七十六條縣級以上人民政府漁業主管部門負責漁港水域內非軍事船舶和漁港水域外漁業船舶污染海洋環境的監督管理,負責保護漁業水域生態環境工作,負責調查處理《中華人民共和國海洋環境保護法》第五條第四款規定的漁業污染事故。

第七十七條軍隊環境保護部門負責軍事船舶污染海洋環境的監督管理及污染事故的調查處理。

第七十八條本條例自2010年3月1日起施行。1983年12月29日國務院的《中華人民共和國防止船舶污染海域管理條例》同時廢止。

(新華社北京訊,9月17日《經濟日報》)

第8篇

關鍵詞:高原地區;地質狀況;地質災害

中圖分類號:[TE132] 文獻標識碼:A

隨著玉樹地震、雅安地震的頻繁發生,我國高原地區的地質狀況已經引起了廣泛重視。目前越來越多的研究表明,我國高原各部分的隆起是不同步的,因此對高原的研究必須分塊進行【1】。而生態環境地質是環境地質學與生態科學交叉所產生的新的學科生長點,是環境地質學概念的延伸和研究領域的延拓,是人類認識自然能力發展的必然【2】。本文為此具體了基于生態環境地質的高原地區地質狀況研究的難點及其地質災害的預防,現報告如下。

一、高原地區地質狀況分析-川西高原

川西高原是青藏高原東部主體的一部分。南接云貴高原,西面與藏北高原相接,東鄰西秦嶺和四川盆地,北面與拉脊山、布爾汗布達山、祁連山地以及柴達木盆地相鄰。川西高原地勢自西向東緩慢傾斜,高原面保存較完整【3】。地質一個最主要的特點是高山大河并列,高原上分布著數列北西-南東或北-南走向的山脈,長江主要支流金沙江、雅礱江、岷江呈南北向分布于高原之上,形成了該區高山深谷地貌。在研究難點中,本文認為川西高原河流階地成因研究比較困難,主要包括以下幾個方面。

(一)侵蝕基準面下降

侵蝕基準面的下降可以由氣候變化導致的海平面下降引起,也可以由局部的構造抬升或下降引起。侵蝕基準面下降后,河流向外延伸,原來河口附近出現裂點,加速河流下切,以后裂點位置不斷上溯,裂點以下出現階地。河流的下切也可以從上游開始,這主要是通過沉積物通量-徑流量的相對變化引起【4】。

(二)氣候變化

氣候變化影響到河流中水量和含沙量。氣候變干,河流水量減少,地面植被稀疏,坡面侵蝕加強,河水含沙量相對增多,表現為河床堆積填高。反之,氣候濕潤期,水量增多,植被茂盛,河流含沙量相對減少,導致向下侵蝕。由于長期的氣候干濕變化引起堆積、侵蝕交替作用,即形成氣候階地。在某些階地沉積物里面,有一些復雜的沉積結構,有學者認為它們并非代表了小尺度構造運動的變化,更可能是河流系統對小尺度。此類小尺度或高頻氣候變化在格陵蘭冰芯和北大西洋深海巖芯中都有明確的反映,但河流系統對這些較小幅度氣候變化響應的精確時間是充滿變數的。

(三)構造運動

構造運動形成的階地比較普遍,在大面積均勻上升地區,侵蝕基準面下降,河流首先在下游段快速深切,以后河流裂點溯源而上,整個流域都將形成階地。構造運動常呈間歇性,活動期與相對穩定期交替出現。總的來說,河流階地的成因是很復雜的,必須具體問題具體分析,才能區分出各種疊加因素,確定階地的主要形成原因。

我們通過分析,川西高原河流階地在類型上多為基座階地,相鄰階地之間的基座高差很大,階地基座高差氣候變化在此高差上很難實現,氣候變化形成的階地,其拔河高度和形成時代的關系曲線基本上直線型的,偶爾發生的構造變形不會影響到階地的形成。因此認為氣候變化不是川西高原河流階地形成的主要原因。川西高原主要河流階地位相表現為由上游向下游輻聚的特征,這不符合基準面下降形成的向上游輻聚的位相變化特征。因此,認為基準面下降不是川西高原河流階地形成的主要原因。綜合以上,川西高原主要河流階地主要是由區域構造抬升產生的,氣候變化起輔助作用。

二、高原地區地質狀況研究的關鍵技術分析

(一)模型構建技術

生態環境地質質量評價中評價的方法學是十分關鍵的,就是研究如何用高原地區各種環境要素的各種質量參數和定量化指標反映縣域內的環境要素和總體生態環境地質質量的客觀屬性,并將這些量化的指標用數學手段構建響應的模型,從而定量評價生態環境地質質量的優劣,以便后續工作劃分質量等級。針對分析評價過程中多因素的不相容性,運用主成分分析法、誤差向后傳播法、層次分析法對高原地區生態環境地質質量進行評價,并比較各模型的優缺點,綜合各模型的評價結果完成高原地區生態環境地質質量評價的等級劃分。

(二)GIS技術

GIS技術可以模擬和預測環境影響,可以對環境因素的確立、環境質量的描述和預測進行科學分析。GIS技術支持下的環境空間屬性數據庫具備空間數據的采集、編輯、管理、查詢、分析,圖形處理和制圖以及分析結果的各種輸出與轉化功能。評價過程中所需的空間指標要從GIS空間數據圖層信息中獲得,空間數據圖層上評價指標的量變或質變都將影響最終評價結果。鑒于評價單元賦值的實際操作需要,從相同意義的要素條件中通過GIS技術的不同手段有針對性地提取不同表征形式的指標是研究的關鍵技術之一。

(三)評價單元劃分

評價單元的選取和劃分是為評價目標和評價方法服務的,而不僅僅是各項評價因子的信息載體,合理的選取評價單元,便于評價工作的進行和準確性的提高,這是論文的關鍵技術之一。鑒于高原地區生態環境地質質量評價中兩個評價目標各自不同的評價對象自身的特點,需擬定針對各自特點的評價單元,以便更好地完成目標評價。

(四)評價因子選擇

生態環境地質學主要是研究具有客觀實體性質的生態地質環境與生態環境地質問題的學科,重點是生態環境地質問題。生態環境地質問題具有人為性、生態性、地質環境變異性,其產生是多因子共同作用的結果,具有網絡鏈式問題群特點。高原地區生態環境地質的相關研究也要從影響生態因子各種地質要素出發,方能得出客觀、真實的科學結論。

在綜合運用中,指標數據的獲取是生態環境地質質量評價的基礎性環節,可以根據評價目標、評價單元及指標類型的不同而采取不同的提取方法。評價指標的提取都是以GIS技術為依托,參照選取指標的原則,從各個環境要素數據中提取參與生態環境地質質量評價的指標因子。在對自然生態環境地質質量評價中,以鄉鎮為單位進行指標賦值。

三、基于生態環境地質的高原地區地質災害的預防

高原地區位于我國一個地質災害多發的地區,對人民的生命財產也構成了很大的威脅,包括地震、泥石流、崩塌、滑坡等。應及時建立相應的規章制度和資金渠道,用于保障地質災害治理工程的后期運行維護,使其能長期發揮應有的防災作用。

(一)加強認識

高原地區是地質災害多發地帶,地震將許多山脈“抖松”,極易發生地質災害。許多民房、集鎮、城市依山而建,在審批、建設時沒有進行地質災害評估,那些地方發生地質災害的頻率高【5】。為此高原地區要按照《地質災害防治條例》的要求,應進一步明確地方各級人民政府地質災害防治工作的責任。國土資源部門應加強地質災害防治工作的組織、協調、監督和指導工作。

(二)加大投入

對已發生的地質災害處理按照治理、避讓搬遷成本等因素,適宜治理的進行治理,適宜搬遷的實施異地避讓搬遷。整合移民扶貧資金、地質災害異地避讓搬遷補助資金、扶貧開發資金,加大資金投入;必須樹立人命關天的思想,加大對地質災害治理的各級財政預算資金投入力度【6】。

(三)機制創新

機制創新是要求地質災害易發區地方政府建立健全與本地區地質災害防治需要相適應的專業監測、應急管理和技術保障隊伍,加大資源整合和經費保障力度;把地質災害 防治與扶貧開發、生態移民、新農村建設、小城鎮建設、土地整治等有機結合;統籌各方資源抓好地質災害防治、礦山地質環境治理恢復、水土保持、山洪災害防治、河流治理和病險水庫除險加固、尾礦庫隱患治理、易災地區生態環境治理等各項工作,切實提高地質災害綜合治理水平。建立地質災害隱患定期普查制度,特別是對容易發生地質災害的 區域經常性進行拉網式排查,做到制度化、常態化,以全面掌握地質災害隱患情況,確保不留死角,做到心中有數。對發現的地質災害隱患點要逐一登記造冊,落實防范措施,納入群測群防工作體系【7】。

參考文獻:

[1]常宏,張培震,安芷生,等.昆侖山北坡鴨子泉河階地發育及其構造-氣候意義[J].科學通報,2005,50(9):912-917.

[2]陳詩越,方小敏,王蘇民.川西高原甘孜黃土與印度季風演化關系[J].海洋地質與第四紀地質,2012,22(3):44-46.

[3]茍宗海.四川龍門山中段前陸盆地沉積相與層序地層劃分[J].沉積與特提斯地質,2010,20(4):79-88.

[4]王哲,易發成.我國地質災害區劃及其研究現狀[J].中國礦業,2006,15(10):47-50.

[5]李術才,李樹忱,張慶松,等.巖溶裂隙水與不良地質情況超前預報研究[J].巖土力學與工程學報,2007,26(2):217-225.

第9篇

關鍵詞:環境工程地質 城鎮化 地質環境演變 地質災害 預測防治研究

1城鎮地質環境演變與城鎮地質作用

城鎮環境工程地質研究思路服從環境工程地質一般研究思路。對本部門環境工程地質來說,就是必須同時緊密顧及城鎮地質作用和城鎮地質環境,注意從地質環境演變動態、城市類型與功能兩個方面進行研究。

環境演變動態,可分為原生地質環境動態與次生地質環境變遷兩方面。

原生地質環境的演變史和對其未來變化的預測,是研究城市環境工程地質的基礎。這些變化常以地殼穩定性狀為代表,包括地應力場、水熱物理場、巖土水理及物理力學性質場等在地質歷史中發生的變化。次生地質環境的變遷,如地貌形態、表層巖土介質與特性、地下水分布運移場等的變化。這種變遷常以各種工程地質現象的發生發展為代表,受控于城鎮活動,在很大程度上是可控的,成為城市環境工程地質研究的重點和主要內容。

認識和劃分兩類動態的意義在于,既可服務于城市布局,以減少目前尚無法抵御的地質災害可能造成的損失,又可服務于具體的城市,使研究工作直接服務于實踐。

兩類動態的劃分,還可以明確城市環境工程地質學研究的主攻方向,以第一類動態研究作為基礎,以第二類動態研究作為重點。若以自然年為時間單元,還可視第一類動態研究為相對靜止,突出對次生地質環境演化的研究。

對城鎮地質作用的研究,要把握城鎮的類型和功能。城鎮的類型、功能不同,城鎮的地質作用和產生的環境工程地質問題也就不同,所以把握了它,就把握了城鎮地質作用的主體,使對一個具體城鎮所具有的環境工程地質問題的產生機制及根源,可以有更清楚的認識。

綜合上述認識,可構成城鎮環境工程地質學的研究思路(圖1)。

圖1城鎮環境工程地質學的研究思路

2基礎研究

首先要進行基礎性研究,相應編制城鎮環境工程地質條件圖系。

這方面研究與編圖的具體內容,一般包括地質、地形、地貌、水文、氣象、植被等基礎自然條件;礦產、地下水、熱礦水、土地等資源的分布;地下水化學類型、巖土體工程地質類型、特殊土分布特征、活動性構造與地震等內容。同時要研究它們的動態特征,研究動力地質作用及自然地質災害,對地質環境的質量進行評價。主要考慮的是與可能出現城鎮環境工程地質問題有關因素。對于不同類型、不同功能的城市(區),由于可能產生的環境工程地質問題不一樣,相對于產生這些問題的地質條件也不一樣,還應有選擇地突出這些因素。

以上內容,實際上包含了自然(基本的)地質環境條件(包括地質資源)以及天然地質環境條件對城市活動與發展的影響等基本內容,是產生環境工程地質問題的重要物質基礎。具體編圖時,可根據編圖對象的繁簡程度決定。當內容較簡單時,可編綜合圖;內容復雜時,應考慮分區圖、各種單圖子圖等。

3評價研究

評價研究的任務是,進行城鎮環境工程地質評價,編制相應的城鎮環境工程地質評價圖系。這種研究是在研究原生地質環境,特別是自然地質災害的基礎上,對其質量和容量進行綜合評價之后進行的。它側重于研究城市地質作用及其誘發的地質災害,并對其造成的次生地質環境質量進行綜合評價。

研究和編圖的內容,一般可包括:

(1)地質環境開發利用狀況,包括水資源開發利用現狀、地熱資源開發利用現狀、城鎮地質環境有關的土地及生物資源(森林、草原等)開發利用現狀,礦產(含天然建材)資源開發利用現狀等,以及其開發利用所引起的環境工程地質問題。例如過量抽汲地下水或液態礦產引起的地面沉降、裂縫、塌陷;破壞森林、草原引起的斜坡失穩和土地沙化問題;采石引發的滑坡,甚至地震問題等。

(2)各類工程建設引起的環境工程地質問題,如山區城鎮由于大量挖方和填方引發滑坡、泥石流問題,破壞植被引發水土流失問題以及抽排地下水引發的巖溶塌陷問題等。在特殊土地區,還會引發諸如濕陷、膨脹、裂縫等一類特殊問題。部分城市還存在人防工程引起的沉陷、塌陷問題。

(3)廢棄物處置狀況及其引起的城市地質環境污染問題。例如工業“三廢”、生活垃圾、建筑廢墟、核廢料等,因處置不當而引起的對城市土地、地表地下水資源的污染,以及對地基土的破壞等。

具體圖件的選擇,要根據城市類型和功能確定,也就是根據具體的城市地質作用類型來選擇,既突出主要的城鎮環境工程地質問題,又要對潛在的問題有足夠的注意,同時還要考慮到為下階段的預測研究和編圖打下基礎。

城鎮環境工程地質評價,要在環境分析基礎上進行。環境分析可從以下環境因素分析入手:

①充分收集各項環境因素資料,建立環境因素信息庫予以儲存;

②編制單項環境因素圖(多數情況可以收集并略加改造而成);

③分析各項環境因素的特點;

④勾繪環境因素體系輪廓(環境災害區劃輪廓),待修正;

⑤收集分析地質災害資料;

⑥分析研究區域地質環境中的主導因素、從屬因素和激發因素(只在激發災害時才顯示出其作用),以及它們相互作用的規律。

城鎮環境工程地質的評價,屬于針對性評價。相對來說,為局部地區或單項工程的環境工程地質評價以及單項誘發地質災害的地質環境評價,常不以自然地質環境因素體系的地域性為邊界條件。

(1)局部地區(或稱小區域)環境工程地質評價

環境的特點是:主導環境因素作用明顯和具體,從屬因素作用較弱,而激發因素十分突出(如山區城鎮人工邊坡引起滑坡、工礦城鎮采空塌陷等)。環境質量局部差異性明顯,孕災作用往往以個別災害種類為主。評價應包括:

①環境質量區劃。根據環境因素良性平衡程度,將環境劃分為良好、中等、有害和災害四個等級。

②對有害、災害區進行孕災條件的評價,指出孕災的主導因素和激發因素,以及可能出現的災情程度。

(2)單項工程的環境工程地質評價

在城鎮環境工程地質評價中時有出現,如某些城鎮或城市的某城區為大型工礦企業所在地,它可能涉及同一環境因素體系內的若干種災害類型。評價主要包括:

①工程地基承載力條件及巖體穩定性的動態評價。應論證當與地基承載力或巖體穩定有關的環境因素發生變化時,它們是否會發生危害工程的變化。

②分析與該項工程有關的各種地質災害的孕育機制,論證可能出現何種災害以及災害程度、復發頻率等。

③進行環境質量區段劃分。

(3)單項災害的環境工程地質評價

這是環境工程地質評價中最基本的內容,也是較簡單的一種。其主要內容是:

①進行孕災環境因素分析,提出并區分主導因素、從屬因素及其孕災機制;

②確定災害的激發因素,進行激發機制分析;

③對災害程度進行評價。

4預測防治研究

預測研究的任務是對城鎮地質作用及其引起的地質環境變化的趨勢作出預測,并提出相應的預測圖件。

城鎮地質作用的預測尚未真正展開,但城市正高速發展,土地日益緊張。為了有效地利用土地,現代化城市建設正向高、大、深方向發展。

“高”,指高層建筑,幾十層的大廈在國內發展很快,趨勢是上百層的建筑以至過百層建筑也會增加。這些高層建筑對地基的承載性能和抗震性能要求極高。

“大”,建筑物的規模日益宏大,如高速公路、機場、港口、橋梁等的規模,其發展都十分迅速。

“深”,許多建筑物向地下發展,如地下鐵道、地下倉庫、商場、過江過海隧道等。

這樣,現代建筑不僅對地質環境提出了更高的要求,也大大提高了塑造次生地質環境的強度,從而引起環境工程地質問題日趨嚴重化。另外,從城市布局看,表現出以下趨勢性特色,即城市布局不嚴格受地質環境制約。以我國城市布局為例,即受三大因素制約:

(1)受國民經濟發展戰略的制約。實行改革開放形成了沿海、沿江、沿邊開發帶(區),形成了一大批新興城市。如深圳、防城港區、海口和日漸擴大的上海浦東區、寧波市等。

(2)受國家建設需要的制約。如戰略要地西昌市,三線建設的十堰市、攀枝花市,能源開發的宜昌市及邊陲開發需要的石河子市等。

(3)受區域政治、經濟發展需要的制約。如各省會城市的發展。

從以上制約城市布局的因素看,城市的選址定位,必然會涉及眾多的惡劣地質環境,如區域地殼不穩定、不良工程地質性質的巖土介質分布等。這樣,又會使環境工程地質問題復雜化。由于城市地質作用及作用對象的變化,必將引起環境工程地質出現一些新的情況,這些都是預測應考慮的內容。

關于治理,基本原理是通過改變某些環境因素的作用強度和頻度,以達到減輕災害或消除災害的目的。因為地質環境是由各種環境因素組成的,一切地質現象都受環境因素綜合作用的控制,任何地質災害的孕育和激發過程,都是環境因素相互作用的過程,環境因素又分為主導因素、從屬因素和激發因素,其中一部分具有不可調性,是現在還不能為人類所控制的,而大部分則在不同程度上能被人類調控,具有可調性。所以,人類可以通過調節包括自身活動內在的各種環境因素,來控制地質災害的發生或者減輕災情。具體的預測防治方法和內容如下:

(1)城鎮或城區環境工程地質問題的預測和防治

①城鎮地質作用發展趨勢預測,結合城鎮發展規劃和現代技術發展趨勢進行。包括單位城市地質環境載入量增加,城鎮占地日趨增大,城鎮地質災害的后果趨于嚴重等。

②地質環境演化趨勢預測。自然地質環境因素演化的速度是相對緩慢的,因此重點考慮的是人類的城鎮地質作用,在對城鎮地質作用預測基礎上,進行城鎮地質環境演化趨勢的預測,強調演化中出現災害的強度和頻度。由于小區域環境信息帶有局部性和隨機性,往往難以進行長期預測,但可以從環境因素演化趨勢來進行環境趨勢的短期和中期預測。

③環境治理方案建議。在預測的基礎上,提出環境治理方案建議,從治理和改善某些環境因素入手,提出分階段、多方位的整治措施。主要內容包括治理步驟、主攻方向、調控環境因素指標(如強度、頻度)以及防治災害的總體目標。對于不可調控的惡劣地質環境,應提出防止災害外延的措施。

(2)單項工程環境工程地質問題的預測與防治

①預測在人類的工程地質作用下,地質環境的演化趨勢及可能出現的環境工程地質問題、地質災害的程度和頻率。

②提出治理措施,包括工程穩定措施和環境安全措施。

(3)單項災害環境工程地質問題的預測與防治

①對災害發展趨勢進行預測,主要是災害的強度與頻度的預測。

②提出災害地質環境整治措施的建議。

參考文獻:

[1]《環境工程地質》 劉起霞 李清波 鄒劍波 黃河水利出版社出版2001

[2]《環境地質工作手冊》 《環境地質工作手冊》編委會 中國科技文化出版社2005.9

[3]《環境工程地質學》 賈永剛 中國海洋大學出版社2003.9

第10篇

關鍵詞:浙江省 漁業災害 災害對策

浙江省綿長的海岸線是海陸交替、氣候多變地帶,飽受臺風浪的侵害,每年臺風經過帶來的狂風、巨浪和風暴潮不僅給浙江省的漁業經濟、社會發展帶來極大的損失,甚至威脅到漁業人員的生命安全。同時還有干旱、病害等其它漁業災害也時刻威脅著浙江省的漁業經濟健康發展,所以研究浙江省漁業災害的成因、類型及統計近年來不同類型的漁業災害損失,是建設防災減災體系過程中不可跳過的步驟。

本文以2006-2012年的浙江省漁業災害統計數據為依據,分析浙江省漁業災害造成的損失程度以及造成各種損失的主要原因,并運用灰色系統理論,通過GM(1,1)數學建模,建立影響浙江省漁業災害的多因子權重,同時針對當前浙江省漁業防災減災面臨的形勢和任務,提出漁業防災減災的相應對策和建議。

1.浙江省漁業災害損失現狀

浙江省是漁業大省,但漁業災害也一直影響著浙江漁業的健康發展。2006年浙江省漁業產出(不含涉漁工業和建筑業等第二、第三產業)為4243210萬元,而2006年僅水產品因各種災害就造成了70067萬元的損失[1],占總漁業產出的1.65%。截止2012年,浙江省漁業產出為6300637萬元,同比增長2057427萬元,增長百分比為48.5%,漁業經濟發展取得了極大的成果,然而2012年因災害造成的漁業經濟損失也達142042萬元,占據了2012年漁業經濟2.25%,同比2006年上升了0.6%,而與2006年損失金額對比,2012年損失的金額也增長了71975萬元,上升了102.7%。2006-2012年7年中,浙江省水產品總量損失共達401092噸,損失金額總數達611029萬元,平均每年損失57298.9噸,平均每年損失金額為87289.9萬元[1](圖1)。這些觸目驚心的數字都說明了漁業災害對浙江省的漁業經濟發展的負面作用在不斷加大,防災減災刻不容緩。

1.1臺風、洪澇災害的漁業損失

浙江省是臺風頻發區,這種形成于熱帶洋面上的強烈風暴往往帶來大范圍的狂風、暴雨甚至是巨浪和狂潮,不僅對于海區上船只有較強的破壞力,對于陸上經過區域也會造成不同程度的災害,甚至人員的傷亡,這是漁業災害中破壞力最大的災害。

根據2006-2012年浙江省由于臺風和洪澇引起的漁業災害損失的數據統計分析(圖2),在7年中,造成漁業水產品損失總量達4243082噸,損失金額總數達306886萬元,平均每年損失34726噸,損失金額為43840.85714萬元。

1.2漁業病害的漁業損失

漁業病害災害對水產養殖水產品可以造成極大的破壞,如九十年代的對蝦疾病,導致當時過半的養殖面積失收,近年來的青蟹病造成浙江省養殖行業巨大的損失。因此魚病防治、魚藥研發是水產養殖工作重要的組成部分,是提高水產養殖產量保證經濟效益的基本前提。

根據2006-2012年浙江省由于漁業病害引起的漁業災害損失的數據統計分析[1],在7年中,造成水產品損失總量達91375噸,損失金額總數達152490萬元,平均每年損失13053.57噸,損失金額為21784.29萬元。

1.3污染災害的漁業損失

浙江省沿海地帶經濟發達,人口密集,工業活動和人類活動頻繁,污染源多,是漁業污染災害的重災區。根據2006-2012年浙江省由于污染災害引起的漁業損失的數據統計分析[1],在7年中,造成水產品損失總量達35939噸,損失金額總數達39792萬元,平均每年損失5134.1噸,平均每年損失金額為5684.5萬元。

1.4干旱災害的漁業損失

浙江屬于亞熱帶季風氣候,四季分明,年氣溫適中,光照適宜,雨量充沛,空氣濕潤。所以干旱災害對于浙江省漁業影響較小,但是也存在部分損失(圖3)。

2.浙江省漁業災害影響因子灰色關聯分析

分析數據來源于浙江省海洋與漁業局提供的漁業統計年鑒,主要包括2006年至2012年浙江省漁業災害損失數量,采用灰色系統理論的方法[2],進行浙江省漁業災害的評估。

2.1相對灰色關聯分析

3.浙江省應對漁業災害損失的對策

漁業減災工作是一項復雜的自然―經濟―社會系統工程,涉及到多個學科與領域,根據浙江省漁業災害灰色綜合關聯度結果,必須在深入研究漁業災害的問題后,扎實穩妥的實行符合科學發展觀防災減災策略。

3.1完善臺風災害的應對工程和管理體系

浙江沿海地區是最易受臺風影響的區域,每年都會有多個臺風登陸,應對臺風災害的防災減災措施重點主要在于預防。

對臺風的形成、風力、影響范圍、登陸路線等信息的準確性,特別是臺風強度突變的預報能否做到及時和準確直接關系后續防災措施能否做好。盡管臺風強力突變預報技術仍是世界級的難題,很難準確預報,但隨著科技的進步,目前氣象監測人員已經能通過相關設備如氣象衛星、氣象雷達等現代化技術裝備對臺風的形成地和路徑進行預測,及時準確預測消息將使防災工作更有效率。同時提前準備好應急預案,根據往年防臺救災經驗,加上科學預測,在臺風季節到來前做好可以應對突發狀況,如臺風登陸路徑行動方向突然變化,風力突然增強或者是降水變大可能造成洪澇等狀況,必須提前做好緊急預案,并且對預案中涉及到的單位人員,都應進行預案演練,防止突發狀況是發生相關人員因不熟悉預案而無法及時作出反應。

3.2提高全民環境保護意識,加大漁業水域的環境保護力度

漁業環境污染是水域環境污染一個重要的原因。改革開放以來,浙江省盡管經濟發展處于全國大小城市的前列,但其粗放式的經濟增長方式并沒有發生實質性的轉變,污染物不斷增加,許多工廠的廢水污水沒有經過污水處理廠處理便直接排放至江河海流,造成了巨大的污染;其次是生活垃圾處理系統還有待完善,據統計[3],浙江省污水排放總量中往往有38%是生活污水,這僅是城市污水的比例,在農村這比例顯然還要再高,浙江省雖然建立了生活垃圾收集處理系統,但該系統還不完善,處理污水比率還只在60%左右,且浙江省農村區域廣闊,許多地方覆蓋不到,所以要解決漁業水域污染災害,必須提高全民環境保護意識,讓人們意識到減少漁業水域污染,主動自覺的減少污水亂排放的行為。

3.3加大水產養殖病害防治工作

近年來,在浙江省高度重視水產養殖業的改革發展,捕撈產業處于發展瓶頸期的背景下,水產養殖業被浙江省定為“十一五”重點培育發展的十大農業優勢主導產業之一,成為漁業經濟發展的重要組成部分。但浙江省的水產養殖業發展也遇到一系列的發展問題,工業化帶來的環境污染及養殖海洋水產品面臨的病害、新品種匱乏等一系列問題也已成為影響養殖業健康發展的主要瓶頸,但特別是病害災害一直制約著養殖業發展的發展,要解決水產養殖病害問題不可能一蹴而就,必須做好下面幾個方面工作:一是開展養殖魚塘標準化改造,傳統的農村式的魚塘,不僅產量低,而且病害發生概率也很高,對通過這些魚塘標準化改造,幫助漁民由低效高危的養殖模式過渡到現代高效的養殖模式,既可以顯著改善養殖漁區生態環境,又降低病害發生概率和提高漁民經濟收入,據統計,魚塘經標準化改造后,畝均新增產值在1000元以上。二要針對重要養殖對象開展疾病預防,針對浙江省少數重大水產養殖病害進行疫苗研制,如蝦類病害疫苗等。三要調整養殖品種結構,引進產量、附加值更高,抗病性更強的品種。隨著養殖技術的不斷進步,許多傳統的養殖品種經過培育產生了較之前更加優良的品種。

參考文獻:

[1]浙江省海洋與漁業局浙江省漁業經濟統計資料,2006-2012.

[2]劉思峰,郭天榜,黨耀國,等. 灰色系統理論及其應用[M].北京:科學出版社,1999.

[3]司言武. 浙江省環境污染治理的公共政策創新研究經濟論壇.2009(4).

第11篇

關鍵詞:氣候變化;影響;適應技術;框架

中圖分類號:P951 文獻標識碼 A 文章編號 1002-2104(2013)05-0001-06 doi:10.3969/j.issn.1002-2104.2013.05.001

氣候變化對人類社會的生存與發展已構成嚴峻挑戰,尤其是氣候變暖對自然生態系統和人類活動的負面影響日益加劇,可以預見,未來氣候變化可能會在農業、林業、水資源、海岸帶、生態系統以及人類健康等敏感行業和區域產生重大不利影響。面對氣候變化已經成為事實的情況下,減緩和適應氣候變化是應對氣候變化挑戰的兩個有機組成部分。對于廣大發展中國家來說,減緩全球氣候變化是一項長期、艱巨的挑戰,而適應氣候變化則是一項現實、緊迫的任務。只有適應氣候變化,才能實現可持續發展。如何根據現有的科學認識,研究和選擇積極主動的適應方法和技術,才是我們應對氣候變化的明智選擇[1-7]。本研究以氣候變化影響顯著的農業、林業、水資源、海岸帶、生態系統以及人類健康等重點領域為對象,通過分析上述行業和領域受氣候變化影響及其所作響應的基礎上,構建各領域應對氣候變化的適應技術框架,以期為適應技術清單的建立和選擇提供理論參考和技術依據。

1 氣候變化對重點領域的主要影響[8-16]

1.1 農業領域影響

農業生產受氣候變化影響較大,氣候與氣象災害的頻繁發生給農業生產帶來巨大損失。國家評估報告指出,如果不采取任何措施,今后20-50年中國的農業生產將受到氣候變化的嚴重沖擊,到21世紀后半期,中國主要農作物如小麥、水稻和玉米的產量最多可下降37% 。氣候變化將嚴重威脅中國長期的糧食安全。綜合分析和總結相關文獻,氣候變化對農業領域的影響主要表現在以下若干方面:作物產量減少;病蟲害頻發;地力下降;適應性生產技術落后;種植模式和結構改變;旱情加劇等。

1.2 林業領域影響

氣候變化已經對林業產生了重要影響。未來全球將持續變暖,極端氣候事件發生的頻率和強度增加,從而對林業發展產生諸多方面的影響,綜合分析和總結相關文獻,氣候變化對林業領域的影響主要表現在以下若干方面:林業災害頻發(火災、病蟲害等);林業生長周期和生長界限改變;林業生態系統退化;林業碳匯功能減弱等。

1.3 水資源領域影響

在氣候變化影響下,水資源問題將面臨更大的不確定性和嚴峻的挑戰性,如干旱災害和洪水災害等頻發,溫度和降雨量或蒸發量變化規律和趨勢難以預測等問題突出。綜合分析和總結相關文獻,氣候變化對水資源領域的影響主要表現在以下若干方面:干旱缺水;洪澇災害;水環境惡化;水土流失;冰川積雪融水加劇等。

1.4 海岸帶領域影響

自從IPCC第一次評估報告后,氣候變化對海岸帶的影響已成為重點研究領域之一,海岸帶作為應對氣候變化的重點地區,氣候變化對其影響有著多方面的、不同尺度的體現。綜合分析和總結相關文獻,氣候變化對海岸帶領域的影響主要表現在以下若干方面:海水溫度升高;海平面上升;海水倒灌入侵;風暴潮等氣候災害事件增加;灘涂濕地面積減少;海岸帶地區生物多樣性破壞;圍海造地工程受到破壞等。

1.5 生態系統領域影響

氣候變化正在普遍改寫人類及其它地球生命體所熟悉并賴以存在的生態系統,影響生態系統和生物多樣性從而影響生態系統的安全、服務和資源供給能力,威脅發展的生態基礎。綜合分析和總結相關文獻,氣候變化對生態系統領域的影響主要表現在以下若干方面:生物多樣性降低;生物遷徙通道和周期改變;外來物種侵入;稀有物種瀕臨滅絕等。

1.6 人體健康領域影響

極端氣溫和致命熱帶疾病將成為更多地區和更多人口的嚴重困擾,氣候變化嚴重影響人類健康,社會公共衛生壓力正不斷加大,尤其是落后地區將因貧困和增加的健康風險而限于更為窘迫的發展狀態。綜合分析和總結相關文獻,氣候變化對人體健康領域的影響主要表現在以下若干方面:熱浪頻發;流行疾病頻發和潛在區增加;脆弱人群增加;公共衛生安全壓力增加;貧困地區死亡率增加等。

2 應對氣候變化的響應和適應措施[17-24]

2.1 農業領域響應和適應措施

氣候變化導致農業生產的不穩定性增加,農業生產布局和結構將出現變動,農業生產條件改變,生產成本和投入大幅度增加產量波動加大。綜合分析和總結相關文獻,農業領域應對氣候變化的響應和適應措施主要包括以下若干方面:調整農業發展布局;調整農作物種植模式;優選農作物品種和品質;發展節水灌溉農業;防控農業病蟲害;研發先進裝備工具;加強社會宣傳和引導;加強氣候變化對農業的影響評估、模擬和預測等。

2.2 林業領域響應和適應措施

氣候變化會影響到林業生態系統(尤其是高緯度的寒溫帶森林)的結構、組成、功能和生產力,極端氣候事件會增加林業災害(火災、病蟲害等)的發生頻率與強度,從而危及林業的安全。綜合分析和總結相關文獻,農業領域應對氣候變化的響應和適應措施主要包括以下若干方面:加強林業災害預警、動態監測與防治;恢復和重建林業生態系統的;加大林業生態工程功能建設;加強林業保護立法等。

2.3 水資源領域響應和適應措施

水資源對氣候變化的響應不僅是在水資源量上更加短缺,還包括水質量和水環境嚴重惡化,水資源災害頻發以及水資源供需平衡問題突出。綜合分析和總結相關文獻,水資源領域應對氣候變化的響應和適應措施主要包括以下若干方面:發展節水集水技術;加強水利基礎工程建設;有步驟地實施跨流域調水工程;開展污水治理和循環利用;加強水資源災害防治;水資源保護立法和社會宣傳等。

2.4 海岸帶領域響應和適應措施

海岸帶對氣候變化的響應一是海洋災害頻發,如海洋風暴潮以及海岸地質災害頻發;二是海平面升高,海水侵蝕倒灌現象嚴重;三是海岸帶灘涂濕地減少,生態系統遭受破壞等。綜合分析和總結相關文獻,海岸帶領域應對氣候變化的響應和適應措施主要包括以下若干方面:加強海洋災害預警、監測和防治;建設海岸帶堤防工程;建立海岸帶生態保護區;做好海岸帶開發利用規劃等。

2.5 生態系統領域響應和適應措施

氣候變化給人類及自然生態系統帶來的風險和危害日趨增大,不同類型的生態系統應對氣候變化產生不同的反應特征,如沙漠綠洲數量和面積不斷縮減,草原生態系統退化,森力生態系統病蟲災害增加,生態系統生物多樣性降低。綜合分析和總結相關文獻,生態系統領域應對氣候變化的響應和適應措施主要包括以下若干方面:建立生態系統動態監測站點;加強災害預警和防止;保護瀕危物種,防止有害物種入侵;建立各類生態保護區;加大生態系統保護立法等。

2.6 人體健康領域響應和適應措施

氣候變化及其引起的生態環境變化對人體健康產生了一系列影響,包括極端氣候事件導致死亡、營養不良和意外傷害的增加,傳染病的流行強度、范圍和傳播種類發生變化而導致人群患病風險和疾病負擔的加重以及空氣污染等造成心肺系統疾病的增加等,尤其以脆弱人群健康響應更為突出。綜合分析和總結相關文獻,人體健康領域應對氣候變化的響應和適應措施主要包括以下若干方面:氣候變化致病機理研究;氣候變化與健康預警研究;氣候變化相關的疾病負擔和成本效益評估;公共衛生環境條件改善;脆弱人群心理輔導等。

3 應對氣候變化的適應技術框架構建

3.1 適應技術框架構建原則和依據

(1)遵循國際和國家相關技術規范、規程;

(2)適應技術表達方式要方向明確;

(3)適應技術應用措施要切實可行和可操作;

(4)適應技術要易于檢索和選擇。

3.2 適應技術框架的表達

各領域應對氣候變化的適應技術種類豐富,如何有效地選擇和描述適應技術,就需要有一個分門別類對適應技術的表達方式。通過對各領域適應技術表達方式的界定,才能更好地構建適應技術框架,為各領域應對氣候變化作出適應和科學的技術選擇。綜合對所收集的上萬例應對氣候變化的技術成果分析歸納,對各領域適應技術門類歸納為11項表達方式。

(1)預警方向技術。各領域應對氣候變化的影響中,預警技術是應對氣候變化的重要適應技術之一,預警技術主要在對氣候災害風險評估和預測基礎上創建的,屬于規劃適應技術范疇。

(2)工程方向技術(研發)。各領域應對氣候變化的工程技術種類最為豐富,具有多方向性特點,是在氣候變化過程中所研發和實施的具體工程技術措施,具有較強的可操作性和實用性。

(3)動態監測方向技術。各領域應對氣候變化的動態監測技術主要是對氣候變化影響在時間和空間的響應和反饋,是基于“3S”技術手段的一種技術表達方式。

(4)評估方向技術。各領域應對氣候變化的評估技術主要是災害評估,即包括災害預測評估還包括災后評估,應對氣候變化災害評估體系的科學建立可以為更大可能的減緩災害影響和建立有針對性的預警技術提供服務保障。

(5)災害防控方向技術。各領域應對氣候變化的災害防控技術主要針對各類頻發災害所做的具體研發技術,災害防控的適應技術主要目的是降低災害所產生的風險和影響程度。

(6)適應空間方向技術。各領域應對氣候變化的適應空間方向技術主要針對氣候變化所帶來的影響,具有不同地域性的空間分布特征,因此適應技術具有特定空間的適應性,應對氣候變化的適應技術選擇要因地制宜。

(7)適應長效性方向技術。各領域應對氣候變化的適應長效性方向技術主要針對氣候變化所帶來的影響,具有不同的時效性特征,因此適應技術具有特定時間階段的適應性,應對氣候變化的適應技術選擇要因時制宜。

(8)模型分析方向技術。各領域應對氣候變化的計量模型應用領域較為廣泛,主要表達在相關性分析、各種預測、評估以及動態監測等方面,模型表達方式主要以豐富的數據和科學理論為支撐。

(9)重大工程方向。各領域應對氣候變化的重大工程設計屬于國家戰略規劃范疇,投資規模較大、設計標準較高,對氣候變化響應和影響程度較為長遠。

(10)各領域行業標準和規范。各領域應對氣候變化的行業標準和規范主要是政府部門所出臺的技術規程、標準、法規以及政策,從行政管理和立法角度建立適應技術應對氣候變化的保障機制。

(11)社會影響和輿論宣傳。各領域應對氣候變化的社會影響和輿論宣傳主要是提高人們認識和使用適應技術的思想意識,改變人們破壞氣候資源的不良行為,降低氣候變化對人類社會負面影響。

3.3 適應技術框架的構建

應對氣候變化適應技術框架構建包括兩方面表述內容,一方面明確表述應對氣候變化影響中適應技術主要應用在哪些重點領域,另一方面明確表述各領域適應技術的表達方式,以便于歸類和選擇。綜合相關文獻分析[1,2,5],本研究共劃分6大重點領域和11種類型的適應技術表達方式,并對專利檢索的上萬條技術數據進行歸類表達,具體如表1所示。

4 應對氣候變化的適應技術清單選擇

4.1 適應技術清單選擇一般步驟

在建立應對氣候變化的適應技術框架基礎上,根據適應技術應用領域以及表達方式,如何選擇和應用適應技術是一個需要考慮的重要問題,依據相關文獻分析[26-29],本研究提出選擇和分析適應技術通常包括四個步驟。

第一,充分分析各領域受氣候變化的影響以及脆弱性和敏感性;

第二,正確表達各領域應對氣候變化的響應和優先考慮選擇的適應對策和措施;

第三,科學評估應對氣候變化的適應技術成本效益;

第四,有效選擇適應技術并示范及推廣應用。

4.2 適應技術清單選擇的深入思考

根據相關文獻和本研究綜合分析,目前,盡管應對氣候變化的專利技術數量龐大,但是各領域應對氣候變化的適應性響應和具體的適應技術措施還比較單一,僅集中于某一個領域的某一方面,其他方面的適應技術之間相互聯系和依賴性相對較差,可選擇性不強,而且對適應技術的表達方式、選擇的理論依據以及適應性效果分析還比較薄弱,還需要在建立適應技術框架基礎上進一步加強研究分析,保障適應技術表達清晰、歸類明確、選擇科學、依據充分。

適應技術的成本效益分析多被應用于海平面上升、農業和水資源管理等區域項目評估中,但是,在應對氣候變化的適應性成本效益方法分析方面的研究和成果還很有

限。應推進相關研究, 以便為制定和實施適應對策提供科學依據。

在適應技術框架中,適應技術在空間性和時效性方面的表述和歸類還較為薄弱,應對氣候變化過程中適應技術的選擇要做到因地制宜,因時制宜,因此時間跨度和空間跨度范圍內的適應技術研究也是未來適應技術研究的重點方面之一。

參考文獻(References)

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第12篇

【關鍵詞】鉆孔設備和技術;能源;資源;地質災害;基礎工程;科學鉆探

Resource, energy sources, circumstance, geologic hazards, foundation engineering, sustainable development, and the science and technology and facilities of underground drilling

Yin Qi-lei, Fan Li-ming

(College of Construction Engineering,Jilin UniversityChangchunJilin130061)

【Abstract】Great projects of resource, energy sources, circumstance, sustainable development, spaceflight, underground engineering, submarine engineering and polar region works are the aims cared by the whole human society. During those activities, the “Underground Drilling”, is used as a kind of engineering technique inevitably. At the present time, a new requirement is put forward due to the shortage of resource, exhausted energy sources, pollution of circumstance, frequent occurrence of geologic hazards, large scale of foundation engineering and so on. And, advanced drilling machines and techniques should become the objects which need to be researched and developed not only for the moment but also for a long period.

【Key words】Drilling facilities and techniques;Energy sources;Resource;Geologic hazards;Foundation engineering;Scientific drilling project

地球是我們人類可愛的家園。她的地下資源是人類賴以生存和發展的物質基礎。我們在充分利用地下資源的同時,也必須科學地開發資源,保護資源。這個步入中年,已有47億歲的地球,在人類僅有5000多年文明史別是近百年來的時間里,受到了嚴重的破壞,其資源的消耗,能源的枯竭,環境的污染,氣候的惡化,地質災害頻發等,使人類的可持續發展面臨嚴重的挑戰。

資源、環境、可持續發展,上天、入地、下海、登極的宏偉計劃,是人類社會關注并奮斗的永恒主題。人類社會在圍繞上述活動中,都必不可少地采用“地下鉆孔?”的工程手段,即通過機械設備和工具,在地球的表面包括陸地、南北極地,也包括占地球表面積70%以上的海洋,以及在外星球上進行鉆孔作業,從而實現勘探資源,獲取資源,開發利用能源,保護和治理環境,預防、監測和治理地質災害等目的,同時更深入地了解和感知地球內部的信息,科學地利用并保護地球,實現人類社會的可持續發展。

1. 地下鉆孔技術與資源和能源

礦產資源包括固體礦產資源和流體礦產資源。地球內部蘊藏的資源總量是恒定的,不可再生。人類社會高速發展,對資源量的需求和依賴也越來越大。當今世界資源緊缺,價格大幅上漲,現已有45種礦產資源供給不足,亟待資源的進一步勘探和開發。前幾十年,對易進入地區和淺表層資源勘探開發的程度較高,資源已近枯竭;而對邊遠、高原、復雜條件及深部地層資源勘探不足,有待于更大的投入和開發。礦產資源的不足,帶來了地質勘探的第二個春天。現今世界高度重視資源的勘探與開發,我國政府也做出了加強地質工作的決定,礦業領域的改革和開放,極大地激發了人們開發礦業地熱情。投資礦業,加速勘探和開發,已成為世界(包括中國)的經濟熱點。先進的鉆孔設備,領先的鉆孔技術,應是當前較長時期內急需研究和發展的對象。發明和創造先進的鉆孔工藝方法,集成和綜合多種鉆孔工藝方法于一體,大幅度提高鉆孔速度,降低鉆孔成本,研究和開發全液壓動力頭式勘探鉆機,深孔勘探鉆機,大功率鉆機,多功能智能化鉆機等,將對人類社會的進步和可持續發展作出大的貢獻。

以石油、天然氣、煤炭、煤層氣為表征的能源勘探開發工作量劇增。圍繞能源勘探開發所需的鉆孔技術需不斷創新,鉆孔設備需求量大,國內外的鉆孔工程界都在積極努力工作,我國也在積極引進、吸收和再創新,研制開發適合國情的能源勘探開發設備,以滿足當前能源勘探開發的需求。

天然氣水合物(也稱可燃冰)的勘探和研究,又為人類獲取新能源開辟了更廣大的領域。賦存于深海海底和永凍地層中的天然氣水合物,其總量是已探明的能源――石油、天然氣、煤炭等能源總量的2倍以上,世界各國均在競相研究。隨著天然氣水合物勘探開發技術的進步和成熟,將需要大量的天然氣水合物鉆孔勘探與開采的機械裝備。

上述能源均屬于不可再生的且存在污染的傳統能源。眾所周知,地球由三個圈層組成,地球的中心既地核直徑達幾千公里,熔融狀態的物質溫度高達數萬度。由地表向下鉆孔,每公里深的溫度梯度平均為30℃,幾公里深處的地下鉆孔內的溫度可達一百多度,可直接用于發電。有資料報道,德國2006年曾施工二口用于試驗研究的地下貫通井,井深6.2公里,二口井的水平距離為12公里。由一口井向下注水,另一口井則排出近200 ℃多度高溫的蒸汽,直接用于發電。地球內部的地心熱能,潔凈無污染,是不會枯竭的永恒能源。充分利用地心熱能,是解決人類能源不足的未來希望所在。深孔、大功率的鉆孔機械加之先進的鉆孔工藝技術,取得快速的鉆井效率,實現低的施工成本和較短的施工周期,是開發地下熱能的前提條件。

水井和地熱井的鉆鑿,旨在解決我國大部分城市供水不足和利用地熱異常尋找地熱資源作為能源的地下鉆孔工程。地下賦存著豐富的水資源,即便是干旱的沙漠地區,其地下水也往往豐富異常。我國西部地區,地域廣袤,沙漠侵襲的面積大,因而人煙荒蕪。地下水的開發和利用,可使沙漠變為綠洲。多數經濟欠發達或落后的地區,其主要根源就是干旱缺水。充分開發和合理利用地下水資源,是使我國經濟和社會快速發展的一個重要前提。水井鉆機和地熱井鉆機,伴隨著鉆孔工藝技術的進步與發展,如潛孔錘反循環鉆進技術,氣舉反循環鉆進技術,噴射鉆進技術及沖洗液技術的發展,其鉆井速度將大幅提高,鉆井成本大幅降低,成井質量優,完井速度快,將會有很大的發展空間。目前國內水井、地熱井鉆鑿領域技術方法落后,鉆進效率不高,施工周期很長。國外,例如非洲干旱地區的水井工程在世界各國的支持下,水井鉆鑿均已實現了潛孔錘鉆進,鉆井速度快,一天一口井,迅速改變著非洲干旱地區的面貌。先進的水井鉆機,必須與先進的鉆孔工藝方法相結合,方能顯示出水井鉆孔機械的施工能力。在該領域要做的工作和待研發的機械裝備數量很大,工作任務重,隨著我國經濟的增長和社會的快速發展,其需求量將會迅速凸顯出來。

生態建筑、環保建筑和智能化建筑的理念已在全球興起。人類生產生活用房,既要節約能源,又要滿足環保要求。淺層地熱和地源熱泵技術的成熟和發展,已為今后將其廣泛用于房舍空調和供暖奠定了基礎。每棟房屋,利用地溫來調節室內溫度,通過地源熱泵與數十至數百個地下鉆孔進行能量交換,使房間內永遠保持理想適宜的溫度,同時又大幅度減少能源消耗,對周邊環境更是沒有污染。該項技術的重點還是大量地下淺層(100米左右)鉆孔的施工問題。對鉆孔施工機械的要求仍然是快、好、廉的原則。國內已經開始并且有計劃地對淺層地熱進行開發利用,從而使建筑物節能環保,溫暖舒適。此類鉆孔的地下施工機械,應適應城區施工作業的條件,應滿足成孔、下管(U形管)、灌注等工序的要求。截至目前,還沒有形成專門化的鉆孔工藝技術,還沒有研發出專門的機械設備施工此類鉆孔。

2. 地下鉆孔機械與環境和災害防治

人類的生產和生活活動已嚴重污染并破壞了環境。地球數十億年形成的能源被人類僅用數百年的時間將消耗殆盡,由此而形成的廢棄物質飄逸在大氣層,深入到地球表面,污染河流和海洋,使地球的氣候災害增多,地質災害頻發。地殼自身運動(板塊漂移、隆升、擠壓和褶皺等)、氣候變暖加之人類生產生活對地球的破壞,使地球環境受到嚴重威脅,已經和嚴重影響了人類的生活。對地球環境的保護,除了充分利用太陽能、風能、水能外,還要大力開發利用地熱能源。地熱能、風能、太陽能等新能源是永恒、潔凈、無污染的能源,可以與人類與時俱進,相依發展,滿足人類可持續發展的需求。地熱能源開發利用的程度如何,依賴于地下鉆孔科學技術的發展和地下鉆孔機械設備的研發水平。因此,我們應加大投入,快速研發,推向市場,勢必會改變人類的生存條件,同時也保護了地球――我們的家園。

地震、滑坡、泥石流、高邊坡塌落等地質災害頻繁發生,感知、預測、監控和治理地質災害,是人類與自然界的挑戰和較量。施工地震觀測孔、沉降測量孔、擋土樁孔、錨索孔等,以預防和治理地質災害,將地質災害的損失減到最小,是我們的奮斗目標。深入研究鉆孔科學技術,研制用于地質災害防治的地下鉆孔機械是人類社會發展所需,是人類挑戰自然界的有力武器。

3. 鉆孔機械與基礎工程

改革開放以來,我國的基礎設施和建筑工程如雨后春筍,蓬勃發展。各類基礎工程量劇增:鉆孔灌注樁、地下連續墻、深基坑支護、防滲墻、帷幕灌漿孔、非開挖管線鋪設等地下鉆孔工程量巨大,全國煞然是一個大的建設市場。

80年代鉆孔灌注樁技術日漸成熟。90年代初,江西地勘局在上海首先應用了鉆孔灌注樁技術,原上海探礦機械廠適時研發了GPS型系列工程鉆機和配套設備,其產品一舉占領全國市場的半壁江山。近些年伴隨環保對泥漿排放的高標準要求和鉆孔灌注樁干式作業法的誕生,以及為滿足快速施工作業的要求,旋挖鉆機、連續墻鉆機大批量進口,同時我國也開始了研發。從設備的全部進口到設備國產化程度的提高,我們國家走過了一個引進、消化、吸收、再創造的創新過程。我國多家大型工程機械制造企業順應時代要求,堅持自主創新,研發出多種旋挖鉆機和連續墻鉆機,其銷售遍布全國,迎來了我國地下工程施工的第二次騰飛,同時也提升了我國基礎工程施工的實力和形象,使其與國際接軌,步入了國際先進行列。上海金泰公司又瞄準了大直徑硬巖鉆孔施工設備的研發,產、學、研相結合,有機組合旋挖鉆機與大直徑潛孔錘技術,走上自主創新的研發之路,將從根本上解決大直徑樁孔嵌巖的工程難題,趕超世界先進水平。

為滿足非開挖管線鋪設的需求,近些年各類非開挖設備發展迅速:沖擊矛、夯管錘、導向鉆機等隨之出現,適應了管線鋪設工程的需求。可控沖擊矛、油壓夯管錘、硬巖導向鉆進技術等新設備和新技術仍在不斷發展中。

4. 鉆孔機械與科學鉆探

人類要探知星球,就需要能夠潛入到星球內部進行觀察的望遠鏡――科學鉆探。目前,地下鉆孔工程的發展遠落后于航天工程。陸地上最深的科學鉆孔是前蘇聯位于科拉半島的超深鉆,孔深達12.66公里,與地球的直徑相比宛如蚊蟲的叮咬;南極冰鉆孔深記錄也是前蘇聯創下的3600米,至今仍未穿透冰層。我國2000~2005年實施的亞洲第一口科學鉆探井――江海科學鉆探工程,完全利用國產鉆孔設備、機具和鉆探技術,勝利完成了預期鉆進孔深5332米的任務,同時也實現了預期的科學目標,解讀了大陸漂移和地殼板塊碰撞理論,發現了新的礦產資源及其形成機制,通過鉆孔通道提前捕捉到了地震和海嘯的信息,為人類提前獲取地下信息、預防地質災害提供了手段。

國際大洋鉆探計劃已有十幾個國家參加,我國是成員國之一。該計劃將在全球五大洋遍布科學鉆孔,預計最大孔深超過萬米,其中海水深6000米,海底鉆孔深6000米。為探索海洋資源和相關科學信息,經濟發達國家已投巨資建造鉆探船,創新研發海上作業的鉆孔設備,研究新的鉆孔技術方法,以適應大洋鉆探的需求。隨著陸地資源的日益匱乏,開發海洋資源是必然趨勢。研究海洋鉆孔科學技術,超前進入研發階段,是搶占市場先機的有識之舉。

世界大國的星球探測計劃和我國已經開始實施的嫦娥探月計劃,最終目標都是要實現在外星球上鉆孔取心,了解外星球的內部信息,勘探外星球的資源,為人類獲取外星球的資源、建設人類的第二個家園而努力,而星球鉆孔工藝技術和機械是實現人類夢想的必不可少的工具和手段。

讓我們的地下鉆孔科學技術在人類發展史上做出更多、更大的貢獻!

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