寒潮災(zāi)害的防治措施精選(九篇)
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第1篇：寒潮災(zāi)害的防治措施范文
關(guān)鍵詞：凍害;預(yù)防;補救措施;中后期管理
2009年入冬以來,我國大部分地區(qū)遭受多年罕見的低溫冰凍災(zāi)害,加上部分小麥種植技術(shù)和品種選用不當(dāng),不少麥田遭受不同程度的凍害。開春后是否仍有凍害,也未可知,因此必須做好應(yīng)對的準(zhǔn)備,以保證小麥全面豐收。
1小麥凍害可防可救
據(jù)筆者調(diào)查訪問、查閱有關(guān)資料及親身經(jīng)歷,小麥冬季凍害常有不同程度的發(fā)生,只是有些年份程度較輕,影響不大而未被重視。春季凍害,歷史上也不少見,如1953年4月12日淮北地區(qū)突遭寒潮,所有麥田均遭嚴重凍害,不少老農(nóng)至今仍記憶猶新;再如1995年3月中上旬和4月初的3次寒潮,也使部分麥田遭受到不同程度的凍害。無論受害早晚或程度輕重,只要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施加以補救,都可獲得較好的收成,千萬不要輕易毀掉[1]。
2冬季受凍麥田的補救措施
冬季小麥凍害,根據(jù)受凍程度可分為2種:第1種是嚴重受凍,主要表現(xiàn)為主莖和較大分蘗被凍死,但小分蘗仍有活力,且大分蘗基部還有小分蘗、剛冒出的蘗芽和潛在的蘗芽,只要管理措施得當(dāng),仍可發(fā)育成有效分蘗。這類麥田,在土壤解凍后要盡快補水、追肥。有積雪的田塊,可在化雪時撒施或趁雨天撒施。土壤墑情不足的,要開溝條施或打洞穴施,施后澆水,使肥料盡快被吸收利用。一般可用尿素120~150kg/hm2+磷酸二銨30~45kg/hm2。土壤基礎(chǔ)肥力較差且底肥用量偏低的田塊,適量多施;反之,酌情少施。第2種情況是部分葉片凍死,主莖、大分蘗苗心仍有活力。這類麥田可在土壤解凍后追施尿素75~90kg/hm2+磷酸二銨15~30kg/hm2,施用方法可參照上述辦法進行[2]。
3春季麥田防凍及受凍后補救措施
3、4月,小麥已先后完成春化和光照2個生育階段,抗寒能力明顯下降。這期間,我國冬麥區(qū),特別是作為小麥主產(chǎn)區(qū)的黃淮平原,倒春寒天氣常有發(fā)生,因此小麥發(fā)生凍害的頻率和受害程度都比冬季大,應(yīng)特別注意防范。
(1)對生長過旺的麥田,開凍后要及早鎮(zhèn)壓,控制其生長發(fā)育,避免過早拔節(jié),降低抗寒能力。
(2)注意收聽、收看當(dāng)?shù)貧庀蟛块T的天氣預(yù)報,在寒潮到來前一兩天給麥田澆水,使土壤導(dǎo)熱能力增強,田間溫度提高,對預(yù)防春季凍害有很好的效果。
(3)在寒潮到來當(dāng)日晚6~10時,氣溫降至4℃以下,即有可能出現(xiàn)霜凍。此時可在麥田上風(fēng)處,每隔10m左右堆放1處爛柴碎草,點火熏煙,要求做到只見冒煙不見明火。此法在20個世紀50~60年代的淮北地區(qū)農(nóng)民常有使用,對預(yù)防和減輕凍害有不錯的效果。
(4)寒潮過后立即澆水施肥,追施尿素150kg/hm2左右,促進小麥早分蘗,小蘗趕大蘗,使總莖數(shù)達到900萬個/hm2以上。
(5)在起身拔節(jié)期噴施壯豐安,一是可以適當(dāng)抑制生長發(fā)育,提高抗寒能力。二是可以控制第1節(jié)生長過長,提高抗倒伏能力。
4受凍麥田的中期管理
受凍麥田由于主莖成穗減少,提高分蘗成穗率并使其形成大穗,成為中期管理的主要目標(biāo)[3]。因此,在管理上要有促有控,即促有效大、中分蘗快速生長,控制小分蘗生長和蘗芽冒出,并使之盡快枯死,以免與有效分蘗爭水肥、爭陽光。
(1)群體略小、個體較弱的麥田,盡早澆水追肥。
(2)群體較大、麥苗較旺的麥田,及時中耕劃鋤,必要時可噴灑50%的矮壯素3750~4500mL/hm2,對水成500倍液,以控制無效分蘗的發(fā)生和生長;控制旗葉和倒2葉過長,使小麥株型緊湊。
(3)噴施葉面肥。用尿素7.5kg/hm2、磷酸二氫鉀1.5kg/hm2對水450~600kg/hm2。受凍較重麥田,隔7~10d再噴1次。將肥水盡量噴在大苗葉面上,促使大、中苗快速生長,抑制小苗生長,提高產(chǎn)量,改善品質(zhì)。
(4)如春季遇有連陰雨,要注意清溝排水,防止?jié)n害。
(5)注意病蟲害防治。中期蟲害主要是麥蜘蛛和麥蚜,用2.5%的敵百蟲防治。病害主要是銹病、白粉病,可用50%的粉銹寧1500~2250g/hm2對水900~1125kg/hm2噴防。
5受凍麥田的后期管理
受凍麥田雖然前期做過一些補救措施,但較正常麥田,其穗數(shù)與穗粒數(shù)仍有不同程度的減少,因而采取措施增加粒重就是取得理想產(chǎn)量的重要手段[4],千粒重每增加1g,產(chǎn)量即可增加150kg/hm2以上。
(1)中期發(fā)生的一些病蟲害,由于防治不徹底或其他原因,后期仍有可能發(fā)生,要注意及時防治。
(2)澆好揚花、灌漿水。揚花、灌漿期是麥粒形成期,水分不足籽粒退化,同時又是根系衰退期,適應(yīng)能力降低。此時既不能缺水,又不能澆水過多,可澆跑馬水,使土壤含水量占最大持水量的70%~75%。
(3)有脫水現(xiàn)象的麥田,可再進行1次葉面噴肥。
(4)預(yù)防干熱風(fēng)。干熱風(fēng)一般出現(xiàn)在5月中下旬至6月上旬。這時正是我國冬小麥進入灌漿和乳熟期。受干熱風(fēng)影響,作物水分蒸騰旺盛,根系所吸收的水分遠遠滿足不了這種天氣條件下小麥大量需水的要求,致使小麥早熟、癟粒甚至青枯死亡,造成大幅減產(chǎn)。群眾有“小滿不滿,麥有一險”的諺語。所以干熱風(fēng)是小麥生育期的一種主要氣象災(zāi)害。預(yù)防的主要措施是:①澆好麥黃水以提高土壤含水量,增加田間濕度;②噴磷酸二氫鉀500倍液1125~1200kg/hm2;③噴石油助長劑225mL/hm2或三十烷醇300mL/hm2,以減少葉面蒸發(fā)。
6參考文獻
[1]王麗,趙綠源,李蓮娜.冬小麥冷凍害的發(fā)生與防治[J].現(xiàn)代農(nóng)村科技,2009(23):25.
[2]王東海,許進堂,李新會,等.河南省小麥凍害的發(fā)生原因及防治措施[J].種業(yè)導(dǎo)刊,2009(10):23-25.
第2篇：寒潮災(zāi)害的防治措施范文
【考向分析】
主要考點：1.主要自然災(zāi)害的類型與分布。2.我國的主要自然災(zāi)害。3.自然災(zāi)害與環(huán)境。4.防災(zāi)與減災(zāi)。從近幾年高考看，該專題常以我國或世界某一重大自然災(zāi)害為切入點，著重考查自然災(zāi)害的分布、成因、影響和防治措施等。
【知識網(wǎng)絡(luò)】
【重難點分析】
1.主要自然災(zāi)害的類型與分布
2.世界主要自然災(zāi)害帶分布成因分析
應(yīng)該從自然地理背景和人文地理背景兩個方面進行分析，如下表所示：
由于自然災(zāi)害所造成影響的大小是由兩個方面決定的，即自然災(zāi)害發(fā)生的強度、頻率及人口、城市的分布狀況，因此，以上兩大自然災(zāi)害帶的分布成因，可以歸納為以下兩個方面：自然災(zāi)害集中；人口集中、經(jīng)濟發(fā)達，從而形成了上述兩個最嚴重的自然災(zāi)害帶。
3.中國自然災(zāi)害的特點
（1）災(zāi)害種類多樣且災(zāi)次頻發(fā)
我國自然災(zāi)害類型多樣、發(fā)生頻率高、強度大，這與特有的自然地理環(huán)境有關(guān)。如下圖：
（2）成災(zāi)人口與農(nóng)業(yè)災(zāi)情嚴重
①成災(zāi)人口集中省區(qū)：山東、河南、河北、四川、湖北、安徽、湖南和江西等省。②農(nóng)業(yè)災(zāi)情區(qū)域差異：東部受洪澇、干旱、冷凍、風(fēng)雹等影響，種植業(yè)災(zāi)情嚴重；西部受雪災(zāi)、旱災(zāi)、蟲災(zāi)等影響，畜牧業(yè)災(zāi)情嚴重。
（3）自然災(zāi)害地域差異顯著
4.中國的地質(zhì)災(zāi)害
（1）中國主要地質(zhì)災(zāi)害的對比分析
（2）西南地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的原因
西南地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害是地質(zhì)、地貌、氣候等因素綜合作用的結(jié)果。
5.中國的水文災(zāi)害
（1）主要水文災(zāi)害的對比分析（略）
（2）長江流域水文災(zāi)害多發(fā)的原因
6.中國的氣象災(zāi)害
（1）中國的旱災(zāi)
（2）影響我國的臺風(fēng)與寒潮災(zāi)害
（3）華北地區(qū)氣象災(zāi)害多發(fā)的原因
7.中國的生物災(zāi)害
（1）農(nóng)作物病蟲害的分布與災(zāi)情狀況
（2）蝗災(zāi)與旱澇的關(guān)系及分布
8.地理信息技術(shù)在自然災(zāi)害監(jiān)測中的作用
9.自然災(zāi)害中的自救與互救方法
（1）地震中的自救與互救
地震是最不可預(yù)知、最具破壞性的自然災(zāi)害之一。做好震前準(zhǔn)備，掌握震中的避震方法，震后進行相關(guān)的自救與互救，可以減少自己及周圍人在地震中的傷亡。具體圖解見下頁：
（2）洪水中的自救與互救
洪水一般與連降暴雨相關(guān)，具有預(yù)報性。洪水發(fā)生過程中的自救與互救非常重要。具體圖解如下：
【典例剖析】
例1.（2013年高考福建文綜卷）圖14示意我國部分地區(qū)冷凍災(zāi)害發(fā)生頻次分布，讀圖回答問題。
（1）指出冷凍災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，并分析圖中P區(qū)域冷凍災(zāi)害高發(fā)的原因。
（2）簡述該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)預(yù)防冷凍災(zāi)害可采取的主要措施。
命題立意：引導(dǎo)考生關(guān)注熱點，熱愛家鄉(xiāng)，學(xué)以致用。
解題思路：第（1）題，可從農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和農(nóng)田設(shè)施方面分析冷凍災(zāi)害對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響；可結(jié)合圖中相關(guān)信息進行原因分析，P地三面環(huán)山，向北側(cè)敞開，強大的冷空氣南下受南部山地的阻擋在P地大量堆積，造成嚴重的冷凍災(zāi)害。第（2）題，可從天氣預(yù)報、加強管理、培育良種方面回答。
參考答案：（1）農(nóng)業(yè)減產(chǎn)（農(nóng)作物、牲畜、林木、漁業(yè)減產(chǎn)）；農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施被破壞。寒潮南下受地形影響，冷空氣堆積；地勢較高，氣溫低。（2）加強天氣監(jiān)測與預(yù)報；加強防災(zāi)、減災(zāi)管理，做好防凍措施；培育與推廣耐寒品種。
例2.（2013年高考山東文綜卷）圖10為我國某區(qū)域圖，讀圖回答問題。
（1）對比甲、乙兩地，指出泥石流災(zāi)害發(fā)生概率較大的地點，并說明理由。
（2）若丙地發(fā)生泥石流，據(jù)圖說明可能造成的主要危害。
命題立意：主要考查泥石流的發(fā)生機制及其危害，考查考生獲取圖文信息、調(diào)動和運用相關(guān)知識解決問題、描述和闡釋地理事物的能力。
解題思路：第（1）題，根據(jù)圖中經(jīng)緯度可判斷該區(qū)域位于太行山區(qū)，對比圖中甲、乙兩地可以看出甲地位于山谷中，坡度較陡，同時又位于夏季風(fēng)（東南季風(fēng)）的迎風(fēng)坡，降水多。第（2）題，丙地位于山谷中，根據(jù)圖中信息可以看出通過該山谷的除河流外，還有鐵路線。丙處發(fā)生泥石流會沖毀鐵路，阻塞河道。
參考答案：（1）甲地。地形坡度較大；位于東南季風(fēng)的迎風(fēng)坡，降水多。（2）沖毀鐵路，阻塞河道。
【跟蹤訓(xùn)練】
1.下圖示意太平洋西岸某熱帶海岸剖面。海岸線附近村莊因遭受嚴重的自然災(zāi)害而損毀。
根據(jù)圖文資料，推斷此地可能發(fā)生過的自然災(zāi)害種類，并說明理由。
2.長江下游某城市邊緣分布著丘陵，丘陵的基巖上有黃土覆蓋（如下圖所示）。近年來，由于城區(qū)擴展，大量開挖山坡，該地在夏季暴雨后曾發(fā)生多起黃土崩塌、滑坡災(zāi)害。
閱讀圖文資料，簡要分析該地黃土崩塌、滑坡多發(fā)的原因。
3.下圖示意美國本土颶風(fēng)、地震災(zāi)害的空間分布。讀下圖，完成下列要求。
（1）判斷甲、乙自然災(zāi)害的種類并說明判斷的依據(jù)。
（2）說明為防范上述災(zāi)害應(yīng)采取的措施。
參考答案：1.答案一：海嘯災(zāi)害。理由：位于環(huán)太平洋地震帶上，易發(fā)生地震、海嘯。海嘯沖毀海岸設(shè)施和房屋，將海底珊瑚礁碎屑（海底沉積物）搬運到海岸（地勢高處）沉積下來。答案二：風(fēng)暴潮（臺風(fēng)）災(zāi)害。理由：位于西太平洋熱帶氣旋活動區(qū)，容易發(fā)生風(fēng)暴潮（臺風(fēng)）。風(fēng)暴潮（臺風(fēng)）沖毀海岸設(shè)施和房屋，將海底珊瑚礁碎屑（海底沉積物）搬運到海岸（地勢高處）沉積下來。
第3篇：寒潮災(zāi)害的防治措施范文
一、水稻僵苗的發(fā)生原因
1、冷害僵苗
主要癥狀除葉色暗綠、生長停滯外，往往上部葉有水漬狀病斑，并有夾科或全科死苗。其原因主要是由于水稻分蘗期間遭遇寒潮低溫侵襲，同時加上連續(xù)陰雨的災(zāi)害性天氣造成。
2、缺素僵苗
缺素僵苗常見的是由缺磷、缺鉀或缺鋅等3種元素造成的僵苗。缺磷僵苗，葉色呈暗綠或灰綠色，并常沿葉脈縱向卷縮，遠看苗色暗綠中帶有藍紫或灰紫色。缺鉀僵苗，開始時下部老葉尖首先發(fā)黃，并伴有赤褐色斑點發(fā)生，斑點沿葉緣向基部擴展，連成條斑，葉片枯死；部分品種不顯赤褐斑點，起先下部葉全葉呈赤褐色，而后擴展至全株，嚴重時整株葉片枯死，遠看似火燒焦?fàn)?，故又名赤枯病。缺鋅僵苗，棕色至褐色的葉斑從下位葉的中部開始出現(xiàn)，逐漸擴展至葉的上部和基部，中基部和中脈常有失綠現(xiàn)象。
3、病蟲害僵苗
主要是由于水稻葉稻瘟、稻薊馬在秧田期為害而沒能及時防治，導(dǎo)致水稻栽插后病蟲害加重而發(fā)生水稻植株生長停滯、分蘗生長遲緩的現(xiàn)象，嚴重時可導(dǎo)致水稻成片枯死，形成“枯心塘”。
4、防治對策
(1)排水曬田：對于中毒性僵苗田塊，要及時排水曬田，增溫補氧，改善土壤環(huán)境。堅持淺水勤灌與輕擱田相結(jié)合，提高土壤通透性，加速土壤環(huán)境更新，氧化還原性有毒物質(zhì)。對于冷害僵苗的田塊，在秧苗返青后，也應(yīng)排水露田，以水調(diào)溫，以水保溫，日曬夜灌，提高水溫和土溫。
(2)缺素補肥：根據(jù)水稻缺素發(fā)生僵苗的典型癥狀，相應(yīng)地補施所缺元素。缺磷田塊可施用過磷酸鈣225～375kg／hm2；缺鉀田塊可施用氯化鉀或硫酸鉀112.5～225，0kg／hm2；缺鋅田塊可撒施硫酸鋅15～30kg／hm2，或用0，2％的硫酸鋅溶液葉面均勻噴霧。
(3)合理栽培：選擇抗逆性強的組合。不同的品種和組合具有不同的生態(tài)適應(yīng)性。因地制宜，選用水稻抗逆性強的組合，是防止僵苗的捷徑。
(4)病蟲害防治：稻瘟病可用20％三環(huán)唑可濕性粉劑1.125～3.000kg／hm2對水600kg均勻噴霧進行防治，對于嚴重的發(fā)病中心可重復(fù)噴藥1次；稻薊馬可用5％銳勁特懸浮劑1500倍液進行均勻噴霧防治。
二、水稻惡苗病
1、發(fā)病條件
帶菌種子和病稻草是該病發(fā)生的初侵染源。脫谷時，由于脫谷機空隙小，轉(zhuǎn)數(shù)過快，可增加種子受傷幾率，如播種這類受傷種子比未受傷的種子發(fā)病重。脫粒時與病種子混收，也會使健種子帶菌。土溫30～50℃時易發(fā)病，傷口有利于病菌侵入；旱育秧較水育秧發(fā)病重；增施氮肥刺激病害發(fā)展；施用未腐熟有機肥發(fā)病重；一般秈稻較粳稻發(fā)病重；糯稻發(fā)病輕；晚稻發(fā)病重于早稻。育苗床灌水不及時，缺水受旱，發(fā)生龜裂，易使幼苗根部受傷，或拔苗時由于育苗床上缺水使根部受傷，這類幼苗插秧后發(fā)病重。藥劑浸種不徹底的病種子比浸種消毒徹底的種子發(fā)病重。
2、侵染循環(huán)途徑
病菌主要以菌絲體潛伏在種子內(nèi)或以分生孢子附著在種子表面越冬。病株上的分生孢子和菌絲體亦有越冬能力，但不是主要的初侵染來源。病種子播種后，幼苗就會感病，重者幼苗枯死。健康種子播種發(fā)芽后，也可由于分生孢子萌發(fā)從芽鞘侵入而引起幼苗發(fā)病，導(dǎo)致徒長等。一般病株中菌絲體會蔓延到全株，但不能擴展到穗部。感病或枯死的病株表面產(chǎn)生分生孢子，可借風(fēng)、雨傳播而引起再侵染。
3、防治措施
(1)種子處理：用1％石灰水澄清液浸種，15～20℃時浸3d，25℃浸2d，水層要高出種子10～15cm，避免直射光；或用2％福爾馬林浸悶種3h，氣溫高于20℃用悶種法，低于20℃用浸種法。用40％拌種雙可濕性粉劑100g或50％多菌靈可濕性粉劑150～200g，加少量水溶解后拌稻種50kg；或用50％甲基硫菌靈可濕性粉劑1 000倍液浸種2～3d，翻種子2～3次d；或用輝豐百克2mL對水5～6L，浸稻種3～5kg浸72h；或用35％惡霉靈膠懸劑200～250倍液浸種，種子量與藥液比為1：1.5～2.0，溫度16～18℃浸種3～5d，早晚各攪拌1次，浸種后帶藥直播或催芽；或用20％凈種靈可濕性粉劑200～400倍液浸種24h；或用25％施?？巳橛? 000倍液浸種72h；也可用80％強氯精300倍液浸種，早稻浸24h，晚稻浸12h，再用清水浸種，防效98％。
第4篇：寒潮災(zāi)害的防治措施范文
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)濟的迅猛發(fā)展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，使海域環(huán)境質(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)濟的發(fā)展還面臨嚴酷的海洋自然環(huán)境，海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟的發(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)境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。
在這方面，重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環(huán)境特征對各類污染物作用的機理和規(guī)律研究，第二類課題是海洋工程設(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理和規(guī)律研究
以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉(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)嚴重。因此，除了加強赤潮的監(jiān)測和預(yù)報外，也應(yīng)加強在建立赤潮生長機理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項研究應(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規(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學(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方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。
針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態(tài)的N— S方程和波能平衡方程的結(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數(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，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(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)點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數(shù)。
二、海洋災(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上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴重的國家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費用很高，一旦發(fā)生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產(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)模型冰來進行，它們各有其優(yōu)缺點，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)和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發(fā)的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內(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，強震海底多維地震動及其空間分布規(guī)律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯(lián)合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)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(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)濟發(fā)展為背景，進行重點研究，建立數(shù)字化的海洋環(huán)境信息系統(tǒng)模型與結(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)的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(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，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)濟活動最為發(fā)達的地區(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)輸運擴散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會經(jīng)濟學(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)，感潮水域污水多點排放漂移擴散研究，天然海灣、人工湖及人工運河的水質(zhì)交換能力，人工沙灘的保護措施，灘涂圍墾對水域環(huán)境的影響等，都將是需要認真解決的問題。
鑒于黃河三角洲海岸線不斷依退所帶來的國土面積減少、陸上設(shè)施受到威脅甚至破壞、對黃河三角洲濕地自然條件的毀滅性破壞等一系列問題，也是非常迫切需要研究的課題。此外，長江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸開發(fā)、灘涂圍墾和岸灘保護及整治工程對水域影響所引起的環(huán)境問題及其對策，也是需要重點研究的課題。
第5篇：寒潮災(zāi)害的防治措施范文
關(guān)鍵詞：海洋經(jīng)濟 海洋環(huán)境 環(huán)境保護 海洋災(zāi)害
前言
隨著沿海經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，近海海域遭到越來越嚴重的污染，使海域環(huán)境質(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)濟的發(fā)展還面臨嚴酷的海洋自然環(huán)境，海洋災(zāi)害直接影響著海洋經(jīng)濟的發(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)境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。
在這方面，重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環(huán)境特征對各類污染物作用的機理和規(guī)律研究，第二類課題是海洋工程設(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理和規(guī)律研究
以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉(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)嚴重。因此，除了加強赤潮的監(jiān)測和預(yù)報外，也應(yīng)加強在建立赤潮生長機理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項研究應(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規(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學(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方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。
針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態(tài)的N— S方程和波能平衡方程的結(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數(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，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(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)點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數(shù)。
二、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施與對策
為了充分利用海洋空間，現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(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，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)濟活動最為發(fā)達的地區(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)輸運擴散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會經(jīng)濟學(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)，感潮水域污水多點排放漂移擴散研究，天然海灣、人工湖及人工運河的水質(zhì)交換能力，人工沙灘的保護措施，灘涂圍墾對水域環(huán)境的影響等，都將是需要認真解決的問題。
鑒于黃河三角洲海岸線不斷依退所帶來的國土面積減少、陸上設(shè)施受到威脅甚至破壞、對黃河三角洲濕地自然條件的毀滅性破壞等一系列問題，也是非常迫切需要研究的課題。此外，長江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸開發(fā)、灘涂圍墾和岸灘保護及整治工程對水域影響所引起的環(huán)境問題及其對策，也切枰?重點研究的課題??BR>以主要經(jīng)濟發(fā)達的河口和海岸帶地區(qū)以及主要海域的經(jīng)濟發(fā)展為背景，建立一個數(shù)字化的區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展模擬系統(tǒng)。與防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)一樣，將環(huán)境工程、水利工程、土木工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，建立模型，通過多媒體技術(shù)，形象化地針對經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，預(yù)測由于發(fā)展經(jīng)濟帶來的海域環(huán)境水污染的惡化、海洋自然災(zāi)害（臺風(fēng)、巨浪、風(fēng)暴潮、地震、冰害、地質(zhì)災(zāi)害）頻發(fā)的情況。人類活動特別是大規(guī)模工程建設(shè)所引起的海洋環(huán)境的變遷和海岸演變，以及它們之間的相互作用，用數(shù)字手段統(tǒng)一地加以處理，建立智能化的決策支持系統(tǒng)，以促進國民經(jīng)濟持續(xù)、健康地發(fā)展，將會是決策部門進行宏觀決策和具體規(guī)劃時的一個十分有
效的手段。
三、海洋災(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上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴重的國家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費用很高，一旦發(fā)生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產(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)模型冰來進行，它們各有其優(yōu)缺點，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)和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發(fā)的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內(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，強震海底多維地震動及其空間分布規(guī)律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯(lián)合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)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(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)濟的發(fā)展造成重大的影響。
第6篇：寒潮災(zāi)害的防治措施范文
關(guān)鍵詞：房屋建設(shè)；混凝土；裂縫控制
中圖分類號：TU37文獻標(biāo)識碼： A
一、房屋建設(shè)中的混凝土產(chǎn)生裂縫的原因
1、由于設(shè)計不當(dāng)或者設(shè)計的不合理而產(chǎn)生的裂縫
在房屋建筑工程的初期階段,設(shè)計人員通常要對混凝土的結(jié)構(gòu)來進行合理配制。要求成型的混凝土是一種理想狀態(tài),與實際施工操作脫節(jié),混凝土的結(jié)構(gòu)斷面在很大程度上容易出現(xiàn)突變的情況,那么應(yīng)力就會全部集中在局部混凝土上,從而使混凝土出現(xiàn)裂縫。因此,在設(shè)計中,施加在混凝土上的應(yīng)力設(shè)計取值也要符合混凝土的承載力實際情況。同時,設(shè)計中如果鋼筋的配筋率不符合標(biāo)準(zhǔn),也會造成混凝土產(chǎn)生裂縫。另外,混凝土的等級也是產(chǎn)生裂縫的原因。很多混凝土由于人為的將等級定位過高,在施工拌制中因為配制比例不易控制、機械設(shè)備原因等因素,混凝土也非常容易產(chǎn)生裂縫
2、混凝土澆筑時,由于材料的質(zhì)量問題而產(chǎn)生的裂縫
首先,混凝土在澆筑過程中,由于配制使用的水的質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn),對于混凝土的整體會造成一定程度的影響。如其中含有大量的氯元素,在混凝土成型后,會對鋼筋造成很大程度的腐蝕,從而導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫;其次,在配制過程中,砂石的比例也是導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫的原因。通常來說,砂石的含量若超過標(biāo)準(zhǔn)的要求,就會降低混凝土的硬度。這樣在混凝土成型后,表層就會出現(xiàn)很多不規(guī)則的裂縫,并且這些裂縫很難消除。因此,砂石的比例一定要控制得當(dāng)。并且砂石的級配、直徑大小也要有所控制,防止混凝土的側(cè)面出現(xiàn)裂縫
3、塑性收縮造成的裂縫
由于天氣原因,混凝土的質(zhì)量也受到外界因素的影響。在有大風(fēng)或者高溫的氣候環(huán)境下,混凝土也非常容易出現(xiàn)裂縫,并且出現(xiàn)的裂縫中間較粗,大小也不一致。從實際情況來看,這類裂縫的長度有些可以達到3m左右,而一般的也能夠達到30cm,并且寬度也相對其他裂縫較長。形成這種裂縫的原因主要是在環(huán)境較為惡劣的情況下,混凝土的表面過于干燥,產(chǎn)生塑性收縮,從而導(dǎo)致混凝土的內(nèi)部壓力增大。在應(yīng)力分布不均的情況下,混凝土的整體就會發(fā)生變形。如果強度較高的話,就會直接產(chǎn)生裂縫,這也是形成裂縫的主要原因。
4、溫度變化產(chǎn)生裂縫
由于溫度變化過大或混凝土體積過大，在硬化過程中，造成水泥產(chǎn)生的水化熱不易散發(fā)出去，積存在混凝土內(nèi)部，從而導(dǎo)致其內(nèi)部溫度過熱，而同時混凝土外部溫度散發(fā)過快，造成內(nèi)外溫度不一致，出現(xiàn)一定的拉應(yīng)力，致使混凝土出現(xiàn)了裂縫。此種現(xiàn)象一般出現(xiàn)在中后期。但在施工過程中，如果混凝土受到了寒潮等氣象災(zāi)害的侵襲，導(dǎo)致表面溫度驟降，產(chǎn)生收縮，但同時由于受到內(nèi)部力量的約束，從而造成了裂縫。
5、在施工過程中產(chǎn)生的施工縫
首先,在施工過程中,混凝土的澆筑、初凝后的受力以及其他制作工序出現(xiàn)的失誤都會導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)裂縫;其次,混凝土在模板的拆卸過程中,如果出現(xiàn)操作不當(dāng)?shù)那闆r,同樣也會造成混凝土裂縫的產(chǎn)生;最后,混凝土的保護層是混凝土質(zhì)量的關(guān)鍵因素。安裝時,保護層的規(guī)格不符合標(biāo)準(zhǔn)或者鋼筋綁扎加工質(zhì)量較差都會使混凝土內(nèi)的鋼筋在澆筑后產(chǎn)生變形或者位置發(fā)生變化,從而導(dǎo)致混凝土裂縫的產(chǎn)生。
二、混凝土裂縫的防治措施
1、從原材料上進行把關(guān)
（1）水泥材料
混凝土所用的主要材料為水泥，應(yīng)優(yōu)先選擇硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥，其強度等級一般不得低于32.5MPa。以上品種的水泥與其他品種水泥相比，具有早期強度高、水化熱較高、干縮性較小等優(yōu)點。
（2）細骨料
水泥砂漿面層所用的細骨料為砂，一般多采用中砂和粗砂，含泥量不得大于3.5%(質(zhì)量分數(shù))。因為細砂的級配不好，拌制的砂漿強度比中砂、粗砂拌制的強度約低24%～34%。不僅耐磨性較差，而且干縮性較大，很容易出現(xiàn)裂縫。一般混凝土施工方法比較簡單，其施工工藝流程為：基層處理-彈線、找規(guī)矩-水泥砂漿抹面-養(yǎng)護。
2、加強溫度控制
確定澆筑時間的原則應(yīng)盡量避開炎熱天氣和晝夜溫差大的日子。如果必須在夏季施工，則應(yīng)采取材料降溫措施來控制水泥混凝土入模溫度；如果必須在冬季施工，則應(yīng)采取材料保溫措施來控制水泥混凝土入模溫度。澆注混凝土?xí)r的時間掌握也是因素之一，由于混凝土每次澆注體積較大，不能在溫度和濕度相對一致的條件下完工，特別是冬季中午與早晚的溫差過大。保溫措施主要有以下幾種：一是選擇在室內(nèi)進行預(yù)制混凝土；二是在野外施工時搭建暖棚，在暖棚內(nèi)生火，提高暖棚內(nèi)的溫度；三是添加外加劑，外加劑以減水防裂劑和早強劑為主。為了獲得質(zhì)量良好的混凝土，混凝土成形后必須在適宜的環(huán)境中進行養(yǎng)護，以保證水泥化過程的正常進行。對于給定的混凝土，水泥的水化速度與程度，水化物結(jié)構(gòu)特征都取決于養(yǎng)護環(huán)境的溫度和濕度條件。由混凝土在不同溫度水中養(yǎng)護時強度的發(fā)展規(guī)律可以看出，混凝土的養(yǎng)護溫度與混凝土強度發(fā)展有重要的關(guān)系。當(dāng)養(yǎng)護溫度較高時，可以增大水泥初期水化速度，混凝土早期強度也高。但早期養(yǎng)護溫度越高，混凝土后期強度增進率越小。這是由于急速的早期水化反應(yīng)，導(dǎo)致水泥水化物的不均勻分布。水化物稀少區(qū)域，水化物包裹水泥顆粒，將妨礙水泥顆粒的進一步水化，從而減少水化物數(shù)量。
3、加強混凝土施工技術(shù)的控制
（1）混凝土澆筑方法
混凝土的澆筑按混凝土自然流淌坡度、水平分層、斜向分段、連續(xù)逐層推移、一次到頂?shù)姆椒ㄟM行。澆筑過程中，絕對不能對已攪拌好的混凝土加水。若混凝土不合格，必須退回攪拌站。混凝土的分層厚度也要準(zhǔn)確把握，新一層的混凝土必須在被上層混凝土覆蓋前提下才能澆筑，這樣能將上下層澆筑間隔控制在混凝土初凝時間范圍內(nèi)，防止因時間間隔過長造成施工裂縫。實施混凝土澆筑還要注意氣象溫度變化帶來的影響，最好不要在天氣劇烈變化的時候進行澆筑。
（2）混凝土振搗方式
第一道為混凝土的坡角，第二道為混凝土的坡中間，第三道為混凝土的坡頂。只有三道設(shè)置的位置符合要求，并進行合理地配合，才可保證振搗覆蓋整個坡面，達到最終的效果。在采用振搗棒振搗時，必須要把握好振搗棒的插入深度以及振搗時間。將振搗棒插入下層混凝土的深度控制在50mm以上，振搗棒移動的間距控制在400mm左右，振搗棒要快插慢拔。當(dāng)混凝土振搗密實后，要用刮杠刮平混凝土表面，再撒上5～25mm碎石。終凝前用木抹搓平，次數(shù)最好在兩遍以上。
4、注重混凝土的養(yǎng)護工作
混凝土養(yǎng)護工作是混凝土施工過程中非常關(guān)鍵的一項內(nèi)容，其不僅能夠減少混凝土內(nèi)外溫度的差異性，降低溫度應(yīng)力，同時還能有力增強混凝土的強度，充分發(fā)揮其應(yīng)力松弛的積極作用。混凝土澆制完畢之后，可通過實施水循環(huán)冷卻對混凝土進行科學(xué)保溫養(yǎng)護。同時質(zhì)量監(jiān)管人員應(yīng)及時督促相關(guān)人員進行科學(xué)養(yǎng)護。如果出現(xiàn)了降水，則應(yīng)實施一定的防雨設(shè)備，防止雨水滲入。
結(jié)束語
房屋建筑工程混凝土裂縫的產(chǎn)生直接影響著房屋建筑工程的使用，因此在今后的建筑工程施工過程中建筑工程施工人員，應(yīng)針對房屋建筑工程混凝土裂縫的原因進行深入的研究，找出科學(xué)合理的控制對策，保障房屋建筑工程的質(zhì)量。
參考文獻
第7篇：寒潮災(zāi)害的防治措施范文
以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、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)嚴重。因此，除了加強赤潮的監(jiān)測和預(yù)報外，也應(yīng)加強在建立赤潮生長機理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項研究應(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規(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進行模擬，建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學(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方程的進一步研究，可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度，并提高方程的非線性精度，可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。
針對帶自由表面的波浪場問題，通過把能有效模擬自由面形態(tài)的N—S方程和波能平衡方程的結(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數(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，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(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)點速度的空間分布和時間過程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數(shù)。
二、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施與對策
為了充分利用海洋空間，現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運輸外，正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發(fā)展。人們現(xiàn)已在建造或設(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，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)濟活動最為發(fā)達的地區(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)輸運擴散規(guī)律研究；大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變；海岸演變、防護及開發(fā)利用新概念的原則與理論，如由于工程措施所引起的海岸動力學(xué)、生態(tài)學(xué)、社會經(jīng)濟學(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)，感潮水域污水多點排放漂移擴散研究，天然海灣、人工湖及人工運河的水質(zhì)交換能力，人工沙灘的保護措施，灘涂圍墾對水域環(huán)境的影響等，都將是需要認真解決的問題。
鑒于黃河三角洲海岸線不斷依退所帶來的國土面積減少、陸上設(shè)施受到威脅甚至破壞、對黃河三角洲濕地自然條件的毀滅性破壞等一系列問題，也是非常迫切需要研究的課題。此外，長江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸開發(fā)、灘涂圍墾和岸灘保護及整治工程對水域影響所引起的環(huán)境問題及其對策，也切枰?重點研究的課題??BR>以主要經(jīng)濟發(fā)達的河口和海岸帶地區(qū)以及主要海域的經(jīng)濟發(fā)展為背景，建立一個數(shù)字化的區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展模擬系統(tǒng)。與防災(zāi)、抗災(zāi)和減災(zāi)決策支持系統(tǒng)一樣，將環(huán)境工程、水利工程、土木工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合，建立模型，通過多媒體技術(shù)，形象化地針對經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃，預(yù)測由于發(fā)展經(jīng)濟帶來的海域環(huán)境水污染的惡化、海洋自然災(zāi)害（臺風(fēng)、巨浪、風(fēng)暴潮、地震、冰害、地質(zhì)災(zāi)害）頻發(fā)的情況。人類活動特別是大規(guī)模工程建設(shè)所引起的海洋環(huán)境的變遷和海岸演變，以及它們之間的相互作用，用數(shù)字手段統(tǒng)一地加以處理，建立智能化的決策支持系統(tǒng)，以促進國民經(jīng)濟持續(xù)、健康地發(fā)展，將會是決策部門進行宏觀決策和具體規(guī)劃時的一個十分有
效的手段。
三、海洋災(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上百億元人民幣，是世界上海洋災(zāi)害最嚴重的國家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費用很高，一旦發(fā)生破壞，將會造成重大的人員傷亡和巨額財產(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)模型冰來進行，它們各有其優(yōu)缺點，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)和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明，地震及由此引發(fā)的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理，至今國內(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，強震海底多維地震動及其空間分布規(guī)律，地震波傳播特性及地震動輸入機理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考慮周圍水介質(zhì)影響的結(jié)構(gòu)振動破壞機理、振動控制、地震動時頗聯(lián)合分析模型和輸入機制、非線性動力分析和動力破壞試驗；核電站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平臺及地下輸油管線與地基土動力相互作用，碼頭及護岸建筑物地震穩(wěn)定性；海域中水工建筑物的性能設(shè)計和地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)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(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)濟發(fā)展為背景，進行重點研究，建立數(shù)字化的海洋環(huán)境信息系統(tǒng)模型與結(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)。