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一、问题的提出
现阶段，可持续发展概念在国际社会已经达成普遍共识，环境保护也是可持续发展的重中之重。联合国颁布的《二十一世纪议程》指出：海洋是全球生命支持系统的一个基本组成部分，也是有助于实现可持续发展的宝贵财富。然而，我国的海洋环境管理中仍然存在诸多问题，如监督执行不到位，海洋环境政策的制定和管理缺乏一致性，海洋环境的管理体制不到位而形成的陆海管理脱节等，这些问题的出现都对海洋环境管理的信息沟通产生不利影响。海洋环境信息不仅影响涉海政府部门利益，而且与企业和社会公众的利益也息息相关，能否准确、及时地获得相关的海洋环境信息，关系到我国海洋环境能否得到有效保护以及各个利益相关者的利益能否得到实现。由此我们可以得出，海洋环境信息是合理利用、管理和发展海洋的关键因素。相反，如果我们在大规模、大力度，抑或是无序状态的海洋开发活动下，海洋环境将难以承受，最终将给海洋环境造成严重的破坏，而海洋环境的破坏，又必然会影响、制约经济社会的发展。
按照系统论的观点，海洋环境信息沟通机制，是指建立的一整套关于海洋环境的信息收集、分析、处理、反馈的制度和运行体系，以保障海洋环境保护中信息沟通顺利实现为目的。主要包括政府系统内部的沟通，即政府内部各机构、组织、部门和层级之间的横向和纵向信息传播、交流活动；政府与外界的沟通，即政府与社会大众、媒体、非政府组织等之间的外部有效沟通。以政府为信息沟通的核心主体，通过一定的媒介，实现政府系统内部的良好沟通以及政府与社会大众之间的外部有效贤ǎ进而保持社会的稳定，促进经济的发展，提高人们的生活水平。
二、当前我国海洋环境管理中信息沟通机制的现状
（一）我国海洋环境管理的信息沟通工作取得一定进展
进入新世纪以来，随着政府对海洋环境保护的逐步重视，我国在海洋环境保护管理方面得到迅速发展，特别是在信息沟通领域，以更加透明的方式与社会沟通有关的各种信息。在制度法律上，国家环保总局为了推动《清洁生产促进法》的实施，于2003年9月的《关于企业环境信息公开的公告》则是一个要求企业公开环境信息的法律措施。2008年，我国颁布并施行了《中华人民共和国政府信息公开条例》和《环境信息公开办法（试行）》。通过立法等措施督促政府和企业公开环境信息，可以提高政府和社会效率，节省社会劳动。
（二）我国海洋环境保护信息沟通存在的问题
第一，环境保护信息协调机制不完善，信息沟通不畅。“跨界”一词概括自然和社会现象诸要素之间边界模糊以及盘根错节、错综复杂的互动关系。[1]海洋生态环境是跨界特性比较典型的领域之一。伴随海洋生态环境跨界特性这一情景特质的是行动主体的多元性，各主体参与海洋环境保护，信息沟通和共享尤为主要。现实中，存在不同层级政府间，政府、企业、公众的信息沟通不畅的问题。
中央政府注重整体的经济发展与环境保护的和谐统一，而地方政府是地方利益的代表者，存在地方保护主义，其第一要务是发展本地区的经济。同时，地方政府会隐瞒海洋环境的污染信息，免于中央政府的惩罚。污染企业虽然损害了整体的环境，但却给当地政府带来了巨大的财政收入，这种状况就形成了地方政府违背中央政府政策的现象，加剧了中央和地方之间信息沟通不畅的问题。其次，在政府各个涉海部门之间，各部门为了自身利益最大化，必然尽力占有更多信息，作为利益交换的“砝码”，使自身在部门间处于更重要的地位，这就导致了各涉海部门在海洋环境管理中的信息沟通不畅等问题。
此外，政府、企业、公众之间信息缺乏沟通。三者中，政府拥有更充分的信息。从公共选择理论来看，政府不只是“政治人”，更是“经济人”，政府也会考虑自身的利益。政府及其部门可以利用其掌握的信息，从企业那里得到“好处”。再者，政府大多数海洋资源保护相关的政策往往针对企业，限制企业的污染行为。企业为了逃避政府的监管，往往上报假的环境信息来隐藏自己的污染行为。公众具有知情权和监督权，但公众的权利往往被忽视，这直接导致政府对社会事务进行单方面管理。政府凭借其强大的组织优势大大降低了信息搜寻成本，取得比公众更充分的信息。有资料表明，我国政府掌握绝大多数的信息资源，但只有20%是公开的。企业通过隐瞒自身的污染信息，不仅可以逃避政府的处罚，也能避免在社会公众之间产生不良口碑的现象，不至于影响企业的利益。
第二，环境突发信息对外通报机制有待完善，外部交流薄弱。海洋环境突发事件发生过程中，政府通过一定的媒介实现政府与社会的良好沟通，对于遏制谣言、维护社会稳定、提高救灾效率、防止行败都有积极、正面的作用。我国在外部信息交流方面还有待完善，具体表现在：一是媒体的尴尬地位。在我国现行体制下，媒体作用的发挥受制于自身的地位，大多数媒体要依附于各级人民政府或有关部门，媒体如果要开展工作并发挥作用，往往要先得到有关政府部门的认可和授权，不然就无法发挥相应的作用。二是信息的外部交流不足。受传统政策因素的影响，我国在国际交流方面一直比较闭塞，缺乏对外信息交流的经验，尤其是环保信息管理经验严重不足。相应的，我国也没有建立有效的灾害信息对外交流机制。
三、促进我国在海洋环境管理机制中信息沟通的建议
信息沟通作为海洋环境管理中的重要组成部分，对海洋环境保护的方式、人员配置等有着重要影响。因此，不断促进我国海洋环境管理沟通机制的发展，力争把我国海洋环境管理水平提升到新的台阶就显得尤为重要。
（一）完善信息管理系统，推进我国海洋环境管理信息平台建设
当前，信息管理系统对信息沟通起着基础作用，信息系统是否完善直接关系着信息沟通的质量，进而影响救灾决策的科学性。我国要完善的信息管理系统应是一个开放的信息交互平台，支持数据、语音和视频业务，能够实现信息交换和资源共享，同时建立完善的信息安全体系和相应的各子系统，进行跨行业、跨部门、跨地区的信息资源重组共享的系统。可以把电子政务作为平台，建立各个地方、各个部门的海洋环境信息共享的数据资料库，确保系统可以进行相互交流与沟通，便于信息及时更新，实现政府间信息的交流与共享，增强彼此间的信任和各级政府及各部门的合作意识，从而达到提高政务协作能力的目标。与此同时，政府电子化应保证信息公开透明，包括海洋环境的基本状况，管理相关措施和进展、成果。除此之外，还应该包括海洋环境灾害等的突发事件和责任主体。相关法律法规应通过电子网络化平台公开，尽力消除政府间信息不对称的情况，实现社会公众的有效监督。为加强社会大众舆论力量对企业环境治理的约束力度，我们要着力推进企业环境信息的公开化，使政府和社会公众可以及时通过企业网站了解其对海洋环境恢复治理的有关情况，这也便于企业间相互监督。另外，政府可以对企业环境行为进行评定，设置ABCD档，并通过网络媒体公布评定结果和相应奖惩措施，便于社会各界进行监督。
（二）建立沟通绿色通道，健全政府部门之间的信息沟通机制
现阶段，海洋环境问题大多与海洋环境信息相联系。如果说海洋环境信息能够得到充分、有效的利用，那么许多海洋环境问题都是可以解决的。其中，最重要的就是进行政府和企业的信息公开。企业需要大量与环境保护相关的信息来实现企业利润最大化；政府需要充足的环境信息来进行决策，统一管理。因此，我们在认真执行现有的法律制度的同r，应不断完善信息公开的法律体系。我国目前有两套海洋环境监测网络，两套监测网络重复建设造成了经济资源的巨大浪费，影响了整个海洋环境管理体制运作的效率。因而，我们可以通过建立资源“共享”系统，来改善政府信息不对称现象。对企业的信息公开方面，我们可以建立相关网站，在网上及时更新环境信息，使公众可以随时查询，让社会公众监督企业，以此来实现企业环境信息的共享。
另一方面，政府、企业、公众三者需要建立起协商合作关系。政府是国家意志的执行者，在整个海洋环境管理中对总体设计、组织、协调和支持起着重要作用。企业是海洋环境的保护主体，也是污染主体。企业可以通过技术改造，通过采用清洁能源的生产技术，减少污染源，成为海洋环境的保护主体。社会公众主要在海洋环境管理中起着监督政府和企业的作用。因此，三者之间做到协调统一，才能将海洋环境管理中的信息不对称现象控制在一个合理的范围内。
（三）建立有效的海洋环境突发事件信息对外通报机制
当前，经济的发展和科技的进步使世界的联系更加紧密，中国离不开世界，世界也离不开中国。为了更好地融入世界，促进共同发展，我国应该建立有效的灾害信息对外通报机制，积极参与国际组织在危机管理方面的扩展合作，同时加强与国际组织在灾害信息方面的沟通协调。[2]
在发生海洋环境突发事件的过程中，政府要充分利用媒体的优势，将突发事件的情况及时、准确地发给媒体，通过媒体，实现与社会公众的信息公开与自由沟通，充分调动群众的积极性与参与热情，特别要带动企业和第三部门积极地参与到突发事件处理活动中。同时，我们应该加强国际交流，充分利用国外的援助和支持，以提高我们的管理水平。
在信息对外通报中，政府新闻发言人处于重要地位，他是直接面对媒体政府官方解释或立场的窗口人物。因此，要完善新闻发言人制度以增加政府与媒体、公众之间的信息沟通，促进政务公开，赢得政府在突发事件中的公信。同时，信息的对外通报要充分利用各种手段，不但要有效利用传统媒体，还要运用手机报、博客、播客、微博等新的信息传播平台，通过利用新媒介技术来组织信息、管理信息，实现信息公开的目的，更好地构建海洋环境突发事件的信息对外通报机制。
四、结语
随着《中华人民共和国政府信息公开条例》的实施，我国海洋环境管理信息沟通工作取得了一定的进展，但是还存在信息共享、外部通报机制不健全等不足。希望通过建立信息沟通绿色通道、强化信息内部共享和对外通报等措施，来完善我国的海洋环境管理信息沟通机制，促使我国在实践中不断积累和提高信息沟通管理经验，相信我国在海洋环境管理领域会更加成熟完善。
（作者单位为海南大学 ）
[作者简介：赵冉（1992―），女，安徽合肥人，海南大学硕士研究生，研究方向：企业管理。刘湘洪（1966―），海南热带海洋学院副院长，博士生导师，研究方向：行政管理。基金项目：本文系海南省高等学校科学研究专项项目“海南省海洋生态环境协同治理机制研究――基于整体治理的视角”（Hnkyzy-201404）成果。]
短波天线是无线电通信系统的重要组成部分，它的作用是有效的发射或接收电磁波。随着人们对电离层传播特性的了解和设计出高增益天线，短波通讯应用范围也越来越广[1]。海洋环境是极为苛刻的腐蚀环境，空气湿度大、紫外线强、干湿交替、含盐量高，对天线造成的腐蚀很强烈。海洋环境一般分为大气区、飞溅区、潮差区和全浸区，尤以飞溅区腐蚀最为严重。在海洋环境下，对短波天线的防潮湿、防霉菌、防盐雾的三防设计提出了更高的要求。短波天线一般架设于室外近海环境，直接面对严峻的海洋腐蚀环境。短波天线的三防设计主要涉及材料选择、结构和工艺三防设计、以及包装、运输和架设的三防保护措施等。
1 材料选择
由于短波天线产品的特殊性(对材料导电性、绝缘性有特殊要求)，在选择材料时有一定的局限性。材料本身的特性直接决定三防性能的好坏。所以，在选材上，需要选择具有良好的耐候性，耐腐蚀、抗老化性能的材料。
短波天线常用的耐腐蚀金属材料为不锈钢、铜材和铝材。不锈钢材料常用于短波天线的振子线、拉线、索具等部位。在海洋环境下，不锈钢的防腐性能相对来说是比较好的，常用不锈钢在海洋环境下的腐蚀数据如表1所示。
在短波天线中应用最广泛的不锈钢材料是304和1Cr18Ni9Ti，它们在干燥清洁大气环境下，有优良的耐蚀性能，还具有良好的综合力学性能、工艺性能和焊接性能[2]。
铜材由于其优良的导电性能，常用于短波天线振子、反射网、和小型结构件等部位。在海洋环境下铜及铜合金表面会有一层均匀的绿绣，主要是均匀腐蚀形态，对点蚀、缝隙腐蚀不敏感，有良好的耐蚀性[3]。铜及铜合金在海洋环境下的平均腐蚀率都是比较低的(如表2所示)，可根据实际的需要选用。
铝材常用于制作硬结构短波天线振子和小型结构零件。由于铝及铝合金在大气中可以生成一层惰性的钝化膜，在干燥大气环境中很稳定。在海洋环境中，钝化膜易被氯离子刺破，耐蚀性也明显下降。在海洋大气环境下，铝材的耐均匀腐蚀性能比较好，但是铝及铝合金的主要破坏形式不是均匀腐蚀而是点蚀、缝隙腐蚀、剥离腐蚀等多种腐蚀形式。铝及铝合金在飞溅区的腐蚀数据如表3所示。因为铝材的腐蚀形式种类比较多，而且腐蚀程度也比较严重，所以短波天线在海洋环境下尽量不要选用铝材。
短波天线常用的绝缘材料为高频陶瓷和聚四氟乙烯。高频陶瓷绝缘子组织致密，太阳紫外线对陶瓷也不起破坏作用，耐候性非常好。另外陶瓷釉有非常好的抗渗透性，又有很好的耐自然界酸碱盐水溶液性能，因此，其三防性能非常好。
2 三防结构设计
结构三防设计指在结构形式设计时将三防问题作为一个因素考虑进去，所设计的结构表面不易进水、积水、不易进潮气、有潮气能及时散出，耐日晒等。以下通过几个具体结构说明下短波天线在海洋环境下的三防设计考虑。
硬结构短波天线振子线大部分都设计成管状结构，头部有密封措施，使整个零部件成为一个密封的结构，表面不会积水，管内也不会进水，从根本上保证了天线幕的三防性能。
为防止电偶腐蚀，相互接触的表面尽量选用同一种金属材料。如果必须选用不同金属，需要选择接触腐蚀等级低的材料，或者在其中一种金属上镀覆上允许与第二种金属相接触的金属层。
3 三防工艺
合理选择三防工艺可以在材料选择和结构设计的基础上进一步的提高短波天线在海洋环境下的三防性能。常用的三防工艺技术包括材料改性处理工艺、表面镀涂处理工艺和灌封和绝缘处理工艺技术。
3.1 材料改性处理工艺
焊接时通过合理选择焊接方式、焊接工装、焊接次序等工艺，减小焊接应力引起的结构件变形，焊后采用去应力方法消除残余应力，从而减少由残余应力造成的晶间腐蚀倾向。
3.2 表面镀涂处理工艺
铜及铜合金结构件如果没有导电性要求可以进行钝化处理，从而提高其耐蚀性。有导电要求的结构件可以在保证电连接的前提下采用涂漆的方式保护。
3.3 灌封和绝缘处理工艺技术
阻抗变换器是短波天线的重要部件，对天线的性能影响很大，其内部元器件的三防保护至关重要。常规的处理方式是线路表面涂覆三防绝缘清漆，并将树脂(或泡沫)填入盒体内部线路的空隙，对其进行整体灌封。通过绝缘处理和灌封处理可以提高产品的防潮、防霉、防盐雾的能力，保证电子器件在恶劣的海洋环境下也可以长时间正常使用。
4 包装、运输和架设过程的三防保护措施
原材料、外购件、加工件等的外层保护的好坏，直接影响到天线的整体“三防”性能。从采购、运输到天线架设施工的一系列环节中，应严格保护各种器材的表面。例如：包装时尽量选用软质的包装材料(如厚海绵、海绵纸等)进行包装，吊装时尽量使用吊装带而不要用钢丝绳，以免刮伤天线面表面涂层，天线架设完成后进行局部补漆等。
5 结语
中图分类号：P75 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（b）-0066-02
近年来，随着各国对海洋资源的开发从近海走向深海，大型浮式结构为满足强度要求和安全性而不断增加设计、制造、施工难度和成本，已经难以有效发挥作用。由于海洋工程中传统的实体式结构投资大、施工周期长、受自然条件限制且维修较难，相比之下，网架结构具有重量轻、工业化程度高、整体强度刚度大、制造施工方面等特点，随着海洋技术的发展，将其引入到海洋工程中 ，一般可用作人工岛屿上用于物资存储的大型仓库等建筑物[1]、海洋石油半潜式平台、Spar和张力腿平台、浮动机场、跨海浮桥、浮动码头、水上工厂仓储、水上游乐场、浮式人工岛、海上城市等海洋超大型浮式结构物（VLFS）的浮体结构[2]。
海洋环境中，波浪是结构设计的主要控制荷载，为有效利用海上空间、开发海洋资源，将网架结构引入到海洋环境中，针对实际参考的海洋水文条件施加海工模块AQUA动力荷载，计算结构的应力，分析结构的受力特性。
1 数值模拟分析
1.1 模型尺寸及参数
正放四角锥三层网架结构高度为2H=30m，平面尺寸为200m×200m，由水平杆、斜杆及球节点构成。水平杆长14.3m，外径为2m，壁厚0.02m；斜杆杆长23.1m，外径2m，壁厚为0.02m，斜杆与水平面夹角为50°球节点外径为6m，壁厚为0.025m。浮式网架结构构件均为钢杆，选取Q235钢，钢材密度为7 850kg/m3，弹性模量为210GPa，泊松比0.3，许用应力为235MPa。选定的分析对象为浮式网架结构中心处的一榀网架如图一所示，结构透视图如图二所示，自由水面位于结构高度一半处。
1.2 海洋水文条件
根据南海某工程实例，波高Hs=6.5m，波浪周期Ts=8s，海面流速v0=1.1m/s，水深d=1 000m，设计风速v=40m/s[3]，假定流速随水深成线性递减趋势。在海工模块AQUA中，波浪数据可通过读取用户自定义的UWAVE子程序获得，该文采取线性Airy波理论[4]，通过编辑inp文件施加波浪力[5]及各种海洋环境荷载。
2 结果分析
考虑到波浪力、海流力作用方向为Y方向，对结构在自重力、浮力、上部承载、海流力、拖曳力、惯性力和波浪力共同作用下Y方向的应力进行计算分析，计算结果如图三所示。结果显示在Y方向结构应力最大值约为0.58MPa，所有应力均小于钢材的需用应力，最大值出现在结构顶层斜杆与边缘球节点连接处附近。顶层角点附件杆件应力值与其它部位相比较大，这是由于边界条件对该区域构件有一定的约束作用，同时给结构露出水面部分施加AQUA动力荷载时考虑了伴生力的作用，故该区域结构应力值较大。
3 结语
通过对浮式网架结构模型的有限元分析和计算，可看出在海洋环境荷载作用下，结构整体的应力分布较均匀，应力较大区域主要集中在顶层斜杆与球节点连接处附近，为使结构整体受力合理，为实际的工程应用提供一定的参考，在实际结构设计时，应结合具体的工程要求，保证结构强并处理好应力值与许用应力的关系，可采取改变局部构件的尺寸参数等措施来提高结构的有效承载力。
参考文献
[1] 翟钢军，刘建明.平板网架结构模糊优化设计在海洋工程中的应用[J].中国海洋平台，2005，20（5）：21-25，50.
[2] 严建军.海洋工程的新型浮式结构―浮式网格结构[J].中国海洋平台，2008，23（4）：38-40.
随着沿海经济的迅猛发展,近海海域遭到越来越严重的污染,使海域环境质量明显下降,生态环境日趋恶化,并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国,特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境,海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益,精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施,也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源,需要在海上进行各类工程建设,在目前科技日益发展的情况下,工程建设的规模日益巨大,这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展,海洋环境的日益恶化,海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展,近海石油气田的开发,以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要,针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面,重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究,第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究,第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础,考虑各种自然环境因素(浪、流、风、光、温度、湿度)、物理因素(扩散、挥发、沉降、吸附、释放)、化学因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律,并建立海洋水质预测预报模型。此外,近年来,在我国沿海海域,赤潮频发严重。因此,除了加强赤潮的监测和预报外,也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大,且受到许多客观条件的限制,所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用,很难将其中的单因素影响分离出来,因此,往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前,在这方面国内外已有不少水质预测预报模型,这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型:水流数学模型;波浪数学模型;液流相互作用模型;近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面,对于较大范围的海域,通常可采用深度平均的潮流教学模型,对于紊动影响不显着的海域,可不考虑湍流影响,而对于湍流效应显着的区域,如排污口近区,则应考虑湍流效应。此外,采用坐标变换,可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型,这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域,水流数学模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型为基础,针对水温和盐度分层流的流动特性,考虑浮力对紊动的影响,建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k-(单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念,分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟,建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面,可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组,以提高求解效率。从水波发展方程出发,可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系,可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究,可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度,并提高方程的非线性精度,可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题,通过把能有效模拟自由面形态的N— S方程和波能平衡方程的结合,可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程,用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型,可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面,对于弱流情形,可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型;对于强流情形,可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来,建立一种辐射应力计算的新方法,用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型,可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标,在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上,针对近海海域水污染的特点,从三维湍流模型出发,在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用;在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项,可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型,它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据;同时对确定水域环境容量,从而制定水域环境保护策略,也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出,在海洋水质预测预报模型研究方面,数学模拟无疑是一种十分有效的手段,但不论是何种数学模型,其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键,直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模 型本身来取得的,有些可以通过现场观测来得到,但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到,在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备,现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统,可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构,获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程;并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程,可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来,我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币,是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高,一旦发生破坏,将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失(如1969年渤海冰推倒“海二井”平台,1989年风暴潮损失超6亿元,1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等)。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏,面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋,每年出现的台风数目占全球的38%,其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时,都会在沿岸局部地区产生风暴潮,形成风暴潮灾害。
在我国北方海域(渤海和北黄海),冬季由于受寒潮影响,沿岸地区每年都有结冰现象,结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成,不但可给结构物以强大的冰压力,而且由于冰激引起的振动作用,也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术,至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂,断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台,为了抵抗冰害,往往建成正、倒锥体的结构型式,冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用,也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中,除进行理论分析和数值模拟外,实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中,模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行,它们各有其优缺点,发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家,海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物(海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等)发生破坏,除其直接经济损失极大外,其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升,造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性,特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明,地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理,至今国内外对此都很少研究,且由于试验条件的限制,国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的,如近海环境地震危险性分析,设计地震动参数和频谱特性,强震海底多维地震动及其空间分布规律,地震波传播特性及地震动输入机理;海域中大型海上水工建筑物在地震作用下,考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验;核电站海域工程建筑物抗地震性能,海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用,码头及护岸建筑物地震稳定性;海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化,其损伤主要来自两个方面:其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤(裂缝)、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤(低温、冻融、大气侵蚀)等;其二是设计不周或设计标准偏低,施工质量差,原材料不合格,管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此,发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下,对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论;结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法;结构病害治理用的新材料、新技术和新方法;海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下(风、浪、流、冰、地震等)的可靠度和优化理论研究,设计与建造新型抗灾工程结构;研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度,而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临,发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统,如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统;以主要海域和海岸带区域经济发展为背景,进行重点研究,建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构;以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统,将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合,建立数学物理模型,通过多媒体技术,形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程,建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间,现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外,正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程,估计到21世纪,可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等,日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长,60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见,随着海洋资源与空间的开发利用,各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大,保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区,但同时又是经济活动最为发达的地区,海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡,影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态,破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地,若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失,另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用,海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题,主要内容包括:航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响,深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响;破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究;大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变;海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论,如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究
海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策
为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
海洋工程与海洋环境相互作用随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征
对各类污染物的作用机理和规律研究以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。
90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。百事通
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。
人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。新晨
海洋工程与海洋环境相互作用随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征
对各类污染物的作用机理和规律研究以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，以提高求解效率。从水波发展方程出发，可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系，可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究，可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度，并提高方程的非线性精度，可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题，通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合，可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程，用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型，可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面，对于弱流情形，可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型；对于强流情形，可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来，建立一种辐射应力计算的新方法，用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面，基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型，可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标，在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上，针对近海海域水污染的特点，从三维湍流模型出发，在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用；在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项，可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型，它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据；同时对确定水域环境容量，从而制定水域环境保护策略，也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出，在海洋水质预测预报模型研究方面，数学模拟无疑是一种十分有效的手段，但不论是何种数学模型，其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键，直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的，有些可以通过现场观测来得到，但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到，在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备，现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统，可研究非破碎波浪、破碎波浪及波流相互作用下水流的垂直结构，获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程；并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程，可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。
90年代以来，我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币，是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高，一旦发生破坏，将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失（如1969年渤海冰推倒“海二井”平台，1989年风暴潮损失超6亿元，1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等）。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏，面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋，每年出现的台风数目占全球的38%，其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时，都会在沿岸局部地区产生风暴潮，形成风暴潮灾害。
在我国北方海域（渤海和北黄海），冬季由于受寒潮影响，沿岸地区每年都有结冰现象，结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成，不但可给结构物以强大的冰压力，而且由于冰激引起的振动作用，也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术，至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂，断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台，为了抵抗冰害，往往建成正、倒锥体的结构型式，冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用，也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中，除进行理论分析和数值模拟外，实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中，模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行，它们各有其优缺点，发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家，海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物（海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等）发生破坏，除其直接经济损失极大外，其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升，造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性，特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明，地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理，至今国内外对此都很少研究，且由于试验条件的限制，国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的，如近海环境地震危险性分析，设计地震动参数和频谱特性，强震海底多维地震动及其空间分布规律，地震波传播特性及地震动输入机理；海域中大型海上水工建筑物在地震作用下，考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验；核电站海域工程建筑物抗地震性能，海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用，码头及护岸建筑物地震稳定性；海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化，其损伤主要来自两个方面：其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤（裂缝）、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤（低温、冻融、大气侵蚀）等；其二是设计不周或设计标准偏低，施工质量差，原材料不合格，管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此，发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下，对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论；结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法；结构病害治理用的新材料、新技术和新方法；海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下（风、浪、流、冰、地震等）的可靠度和优化理论研究，设计与建造新型抗灾工程结构；研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度，而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临，发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统，如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统；以主要海域和海岸带区域经济发展为背景，进行重点研究，建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构；以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统，将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合，建立数学物理模型，通过多媒体技术，形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程，建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策为了充分利用海洋空间，现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外，正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。
人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程，估计到21世纪，可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等，日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长，60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见，随着海洋资源与空间的开发利用，各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大，保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区，但同时又是经济活动最为发达的地区，海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡，影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态，破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地，若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失，另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用，海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题，主要内容包括：航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响，深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响；破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究；大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变；海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论，如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
一、海洋油污生态损害的概述
海洋油污生态损害就是人们在从事油类的开发、利用活动中导致的海洋生态系统的组成、结构或功能发生严重不利变化的法律事实。其不同于传统一般财产损害：
1、广泛性。海上溢油造成的海洋生态损害波及范围极其广泛，通常会影响多个国家的海域。此外，海上溢油引起的生态损害所影响的海洋环境要素也极为广泛，不仅严重影响海水的质量、海洋沉积物环境、潮滩湿地等海洋环境，还会对浮游动植物、底栖生物、沿海鸟类等海洋生物造成威胁，并最终危及人类的健康与生存。
2、潜伏性和难以恢复性。由于生态系统本身有一定的自我修复能力，因而海上溢油生态损害的严重后果并不能立即显现，而是经过长期的累积而突然爆发。这一方面导致时隔多年后的损害后果与先前的溢油事故之间的因果关系难以准确认定；另一方面使得对于事故严重性的评估结论很难确定其准确性。该潜伏特性也加剧了海洋生态损害的恢复难度，因为待到损害全部显现之日已经难以还原和救济。另外，油污本身难以降解，即使经过技术处理也难以消除全部影响。
3、难以评估。海洋生态系统遭受损害，影响的是海洋生态系统中所有人共同的生态利益，因此海上溢油生态损害难以用货币估算。实践中，由于海上溢油生态损害的特点及当前我国评估技术水平的局限，无法给出准确的溢油生态损害赔偿标准。
二、对我国海洋油污生态损害索赔制度的法律拷问
（一）索赔主体不明确
我国《海洋环境保护法》第 90 条第 2 款规定："对破坏海洋生态、海洋水产资源、海洋保护区，给国家造成重大损失的，由行使海洋环境监督管理权的部门代表国家对责任者提出损害赔偿要求。"第 5 条规定："海洋环境监督管理部门"包括国家环境保护部门、国家海洋部门、国家海事部门、国家渔业部门和军队环境保护部门，多个管理部门对海洋环境都负有监管权。这给海洋生态索赔带来诸多问题，如多个行政部门提出代表国家求偿，职责划分不清；索赔诉请重叠；索赔谈判或诉讼中权限不清，索赔款项管理混乱等。
（二）赔偿范围无法律依据
首先，宪法、法律和法规对海洋生态损害的赔偿范围没有规定，司法实践只能借鉴国家部委的规章、最高人民法院司法解释等文件。但这些文件的规定或缺乏适用依据，①或规定过于狭窄，②无法直接适用。其次，国家海洋局2007年的《技术导则》以及2010年底拟定的《海洋生态损害国家索赔条例（草案建议稿）》（以下简称"索赔条例"）虽然均直接或间接规定了索赔范围，但均缺乏法律效力，无法作为司法实践中的判决依据。
（三）油污损害赔偿基金制度不到位
《海洋环境保护法》第 66 条规定："国家完善并实施船舶油污损害民事赔偿责任制度； 按照船舶油污损害赔偿责任由船东和货主共同承担风险的原则，建立船舶油污保险、油污损害赔偿基金制度。"为我国建立油污损害赔偿基金制度奠定了法律基础，但规定过于原则，缺乏可操作性。2012年5月11日出台了《船舶油污损害赔偿基金征收和使用管理办法》，不过该《办法》仅是针对船舶油污损害赔偿基金的规定，且在索赔范围、受偿顺序、基金的索赔时效等方面均存在不少问题③，并不能适用于非船舶类海洋油污生态环境的基金。
三、对我国海洋油污生态损害索赔制度的完善建议
（一）建立健全海洋环境生态损害的公益诉讼制度
首先，明确与细化海洋环境公益诉讼的行政机关索赔主体。笔者认为，在建立海洋生态索赔公益诉讼制度时，应明确国家海洋行政管理部门作为公益诉讼的主体。同时，针对我国海域辽阔和多级政府结构的实际情况，应适用地域管辖和级别管辖的原则。即一般的海洋生态损害公益诉讼由各地方海洋行政管理部门代表国家提讼；影响巨大或影响范围较广，涉及多个省市的海洋生态损害索赔诉讼由中央海洋行政管理部门代表国家提起公益诉讼。形成一个中央和地方职责分工明确又上下联系紧密的分地域分级别诉讼主体制度。其次，建立社会团体、公益组织为索赔主体的公益诉讼制度为必要补充。新修订的《民事诉讼法》第55条规定："对污染环境、侵害众多消费者合法权益等损害公共利益的行为，法律规定的机关和有关组织可以向人民法院提讼"这为社会团体、公益组织介入诉讼程序提供了法律依据。笔者寄希望《海洋环境保护法》能对社会团体或公益组织进行生态损害索赔主体资格的授权，以便更加及时有效的保护海洋生态环境。
（二）授权《技术导则》并完善其中的赔偿范围
《技术导则》借鉴国际、国外先进评估标准制定出来，且专门针对海洋溢油生态损害。实践中也已使用，在今后立法中应明确授权其适用。但对其相关规定还应进一步完善。其赔偿范围方面还应借鉴2010年底拟定的《海洋生态损害国家索赔条例（草案建议稿）》及美国 1990《油污法》的规定，即笔者认为生态损害的赔偿范围应包括海洋生态直接损失、生境修复费、生物种群恢复费、调查评估费、重建替代费用、过渡期损失费用及其他合理费用。
（三）建立健全海洋油污生态损害的赔偿基金制度
上文已提到我国的船舶油污损害赔偿基金尚不够完善，我国近岸设备、钻井平台等海上设施的油污损害赔偿基金制度更是空白。至此，笔者认为应借鉴美国的油污赔偿基金制度，其设立了专项基金--溢油责任信托基金（The Oil Spill Liability Trust Fund）（以下简称"OSLTF"）。 该基金有如下几方面特色：第一，其适用范围广泛，只要是油类排放致损，均可适用；第二，设置了专门的主管部门，即由美国海岸警卫队设立了"国家污染基金中心"（National Pollution Funds Center： NPFC），负责管理OSLTF，并负责该基金的使用。NPFC下设8个部门，其中就包括自然资源损害索赔部。第三，OSLTF由基本基金和应急基金组成。前者用于各项索赔，并可供总统用于包括托管人在履行职能时发生的评估自然资源损害以及拟定和实施修复、恢复、替代受损资源或获取等同资源的费用在内的五大用途；后者可用于先行支付油污事故应急反应费用，其中有部分可用于开始的自然资源评估。第四，任何单一事故从基金可获取的资金不超过10亿美元；与任何单一事故有关的自然资源损害评估和索赔不超过5亿美元。④我国应结合自身的实际并借鉴美国的先进做法对我国《船舶油污损害赔偿基金征收和使用管理办法》进行完善，并建立非船舶类油污损害赔偿基金制度。
四、结语
在此仅希望文章能起到抛砖引玉的作用，引起更多学者对海洋油污生态损害问题的关注，并能够努力进行理论和实践探究，早日让我国有完善的海洋生态损害索赔制度，更加及时、有效的对我国的海洋生态环境进行修复与保护。
注释：
①梅宏.中国应对海上溢油生态损害的立法进路[J].中国海商法年刊，2011，（4）.
②柯坚.建立我国生态环境损害多元化法律救济机制--以康菲溢油污染事件为背景载[J].甘肃政法学院学报，2012，（120）.
[中图分类号]F205 [文献标识码]A [文章编号]1671-7287（2012）02-0018-05
随着人类海洋开发活动的日益拓展和深入，海洋开发过程中的资源过度开采、环境污染、生态破坏等问题也越来越突出。海洋经济、海洋生态以及海洋社会之间能否持续协调发展，成为各个国家非常重视的问题；因为海洋区域空间的特殊性质，海洋环境治理也成为当代国际关系处理的重要主题。本文尝试从环境公民与海洋公民的关系人手，考察海洋公民这一概念对于海洋环境治理的意义。
一、环境公民理论：背景与内容
20世纪50年代以来，随着我国工业化进程的不断加快，环境问题也变得越来越严重。林兵认为，中国环境问题的总体状况应当说是一种发展中的环境退化趋势。这种退化趋势形成的原因是：①长期实施的计划经济政策，其发展目标重于环境保护要求，造成生态环境恶化趋势迄今未能遏抑；②环境管理乏力，环境政策滞后；③社会生活副产品形成主要污染源。总体来看，当前我国的环境治理面临的挑战不容乐观，呈现为发展中的治理格局，既体现出一定的环境治理力度与成效，同时也存在着环境治理目标同社会发展之间难以调和的矛盾。从治理方式看，我国环境治理的基本途径是通过出台法律法规形成相关制度。这种治理方式存在以下问题：治理主体单一、环境法制存在失灵现象、规划环评程序不够完善合理、环境政策滞后于环境问题变化。
正是因为我国环境治理的基本框架是自上而下的政府主导模式，所以其基本行为通常表现为规划环评和行政执法。其中，在环境执法环节，环境治理通常以“环保风暴”的方式进行，也就是由中央环保部门在最高权力的支持下开展运动式的行动，借助阶段性速效行为来提升中国的环保工作水平。事实上，这并不是一种常规的管理办法，这种自上而下、权力主导的环境执法模式存在着诸多缺陷。当然，政府主导模式有其速效和强有力的优势，但是从目前环境治理面临的复杂情境看，单一的管理主体已经不能够适应日益严峻的环境恶化压力。发展环境公民权、形成环境治理的多元主体、发动公众和组织广泛参与环境治理，已经成为当前环境治理的理性选择。
随着环境保护事业的发展，全球范围内自上而下的环境保护运动也在日渐转向强调公众参与和社区参与的环保行动；环境治理的主体从政府行为逐渐过渡到强调公民个体与各类社会组织的广泛参与。事实上，欧美发达国家的转变过程开始得更早一些，与这一转变过程密切相关的环境公民理论也较早地出现。在20世纪中叶，环境问题日益凸显，出现了公认的环境公害事件。到了20世纪70年代，随着环境状况的持续恶化，环境问题得到了普遍的关注。在知识生产领域，环境社会学、生态社会学以及环境政治学等学科范式也逐渐出现，这些学科的出现在一定意义上表达了人们对环境问题及其应对的理性思考。随着公众与各类社会组织环境问题意识的提升，环境治理运动也蓬勃展开。毋庸置疑，人类社会与环境之间的对立逐渐加剧，构成了环境公民、环境公民权概念及其理论形成的深刻背景。
环境公民、环境公民权以及环境公民社会等概念和理论的形成与发展，其目的是要克服在生态可持续发展目标下的公民个体行为与态度之间的不一致性，从而有助于创建一种真正可持续的社会。环境公民是指那些在面临环境问题时通过改变个体态度实施环境保护行为的个体。而环境公民权就是实施环境保护行为时公民应该享有的权利与承担的责任。随着环境公民理论在环境治理过程中的实践，自上而下的政策驱动行为和环境公民理论指导下的广泛社会参与相结合的综合治理模式，已经成为部分国家和地区环境治理行为的常态。
环境公民理论的核心就是处理环境治理中的个体责任问题，主要表现在环境公民理论的实在论基础、论证逻辑和环境公民权基本内容等方面。
第一，环境公民理论的实在论基础。公民个体与环境之间的实在关系问题，表征了环境公民行为有其实在论基础。个体责任与环境问题之间关联的基础，是个体与生存环境之间存在的实在性关系。这种实在性关系将环境公民权置于物质性的环境实践活动中，使得权利和义务有了现实的归依。
从现实的环境治理实践来看，中西方采取的环境治理策略存在显著差异。西方国家普遍采用的环境治理策略是给予公民社会发展的空间，表现出多主体、多中心和协同参与的特征。目前，上述治理策略在我国的影响非常有限。在环境政策制定方面，有观点认为中国的主要环境政策是由，官员在大体上不受公众意见影响的情况下制定的。而且“所有重要的环境组织，如自然之友、中华环境保护基金会都受政府的严格控制，其主要功能是提升中国的绿色形象，利用外国的帮助，进行环境研究，在政府绿色政策的执行方面寻求公众支持，并且将绿色价值社会化。在政策过程中，它们不允许发挥积极作用”。这种观点虽然有失偏颇，但是也大体指出了我国环境政策制定和实施过程中存在的既有特征。这种环境治理方式在一定程度上人为割裂了公民个体与环境之间的实在关系，客观上增大了环境保护的难度。
第二，环境公民理论的基本逻辑。其基本逻辑是如果公民个体能够更多地意识到自己的行为对于他人的环境责任，而且能够基于一种实现环境正义的天然需要而不是显示其关爱与同情之类的道德情感来履行这种公民权责任，那么社会的生态可持续性水平将会得到空前程度的提高。这个逻辑至少包括两个基本判断：一是个体具备环境问题的知识并能够进行环境问题知觉和判断；二是个体能够形成环境保护行为的动机并产生环境保护行为。从个体学习能力和行为产出或形成动机的能力来看，这两个判断都可以成立。在此基础上，个体能够将环境保护与个体环境责任结合在一起，克服个体环境态度与环境行为之间的不一致现象。当然，除了个体因素之外，上述两个判断的成立还需要特定的语境和现实条件。这些条件的形成又有赖于个体之外社会的、文化的环境因素。判断一的成立，至少需要进一步拷问环境知识的来源和个体环境知觉判断的一般特征与个体差异特征。判断二的成立，则要对环保动机的激活过程、环保行为的类型和内容等问题进行深入考察。在这个意义上，环境公民行为总是与特定社会环境（或社会文化）提供的语境和条件联系在一起的。所以，环境公民理论实际上把个体与社会、个体责任与社会文化建构紧密的关联在一起。
第三，环境公民权在实践问题上的局限性。首先，公民的环境责任与义务具有有限性，个体间的环境责任存在差异。这既表现为环境责任意识水平上的差异，也表现为环境保护行为结果的差异。每个公民个体的生态轨迹不同，从而形成了公民的环境责任与义务，用来确保自己的生态轨迹不会减少和阻碍其他个体包括后代从事有意义生活的机会。所以，环境公民权尽管在很多方面体现为人对自然的关心，但本质上只能是一种并非无限性的人类责任。其次，公民的环境责任主要强调了公民个体对于环境问题解决的单向责任。也就是说，环境公民权主要强调了公民个体的单向性义务，强调了公民责任对于环境改善的重要意义。这在一定程度上超越了公民的个体道德层面，甚至有悖于个体的现实利益诉求。
二、海洋公民：环境公民理论在海洋领域的延伸
我国的海洋环境治理实践也与一般的环境治理过程相似，主要是通过自上而下的政府动员型环境治理实践来进行。这种实践活动方式一方面体现了环境治理中政府主导的特征，保障了我国环保政策和可持续发展战略的实施；另一方面也忽视甚至在客观上压抑了社会力量积极自主参与环保实践的动机。
当然，海洋环境治理过程也存在自身的特征。从治理对象看，海洋环境问题较之于陆地环境问题更为复杂。这种复杂性既体现在海洋生态资源的流动性上，也体现在海洋环境问题的易扩散性上。从治理主体看，海洋环境治理的主体通常具有跨地区、跨国家的性质，更加强调治理主体间的协同合作。较之于一般环境治理，海洋环境治理的难度更大，更难以确定统一有效的法律规范和一般原则。因此，更应该发动社会力量广泛参与，以弥补自上而下式治理活动的不足，发展海洋公民的理念和行为应该成为海洋环境治理的重要途径。
海洋公民是指在海洋活动过程中行使海洋知情权、海洋决策权和海洋事务诉讼权的公民及公民组织。海洋公民是构建健康可持续发展的海洋社会秩序的基本主体，在海洋资源开发、海洋生态保护、海洋权益维护中发挥重要的基础作用。海洋公民主要的活动方式，就是在海洋资源开发、海洋生态保护、海洋权益维护中积极参与和影响其他公众、企业、政府及其他社会组织的海洋实践过程、海洋决策过程以及海洋管理过程。
海洋公民的观念是随着海洋环境保护实践活动而发展起来的。这一概念既来自于传统公民概念，也直接脱胎于环境公民研究。传统公民概念主要讨论公共领域的问题，因而主要与公共生活、公共事务及决策等问题相关联。随着环境社会学与环境政治学等学科的出现和发展，公民的概念开始扩展到社会成员的环境心理、行为和态度领域，并被看做是一种鼓励公民行为转变的基本机制，用来降低人类对环境的消极影响，环境公民理论也应运而生，并为海洋公民概念的提出提供了理论条件。当然，海洋公民概念的内涵更为宽泛，不仅仅局限在海洋环境治理的领域，也不仅仅只与海洋环境保护行为相关联，还涉及海洋事务的各个领域和层次，包括海洋开发、保护与管理过程中的公众参与、海洋权益维护上的公民行为等。
在海洋环境治理的领域内，海洋公民的概念发展了环境公民的理念。从两者的关系看，海洋公民这一概念满足了环境公民理论的实在论基础和基本论证逻辑的要求，同时也反映了海洋社会发展的客观要求。
环境公民理论的实在论基础在于公民个体与环境之间的实在关系导致了环境问题与个体责任的关联。对于海洋公民而言，其实在论基础一方面继承了环境公民的实在论特征，同时也表现出自身的特点。海洋公民的实在论基础根植于比一般“人一地”关系更为复杂的“人-海”关系上。“人-海”关系即人类活动与海洋相互作用、相互影响的关系以及以海洋为背景的人与人之间的关系。自工业革命以来，大工业生产扩展了人类开发自然、利用自然的能力，作为人类活动聚集度最高的海岸带首当其冲，环境污染、资源破坏、生态退化、灾害频发等问题触目惊心，人海关系向着不协调、恶化的方向急速演变。人类的涉海行为与海洋环境的恶化构成了海洋公民概念在海洋环境治理领域的实在论前提。
从海洋公民个体责任的论证逻辑看，海洋公民这一概念满足了环境公民权成立的两个基本判断：一方面，公众日益具备海洋环境相关的知识并能够对海洋环境问题进行知觉和判断。随着全球海洋资源的不断开发，海洋生态环境破坏不断加剧以及海洋权益争夺日益激烈，海洋环境保护问题也日益成为全球各国特别是沿海各国的重要议题。海洋环境保护中的个体责任问题也成为上述议题中的基本组成部分。另一方面，海洋环境问题日益引起公民的关注和广泛参与。在海洋空间内，当前公民个体已经能够形成海洋环境保护行为的动机并产出海洋环境保护行为。基于上述判断，海洋公民概念的论证在逻辑上也是成立的。
此外，公众环境意识水平的提高特别是海洋环境意识水平的提高为海洋公民行为的发展提供了主体特征条件。海洋环境意识是环境意识在海洋空间领域的表征，是人类涉海行为的自我认知，是人类对海洋空间的自然属性和社会属性的意识。从当前的人类海洋实践来看，经济社会的进步仍然意味着海洋权益争夺和海洋环境破坏的进一步加剧；同时也反映出协调发展、可持续发展观念的影响日益扩大，新生态文明的海洋意识观念也初显端倪。这表明，公民的海洋环境意识在逐渐地提高和改善。
不同于具有封闭性的陆地社会，海洋空间（领域）的特性使得海洋社会更趋复杂。在海洋实践中，人类的涉海行为及其在这种行为过程中形成的社会关系都与海洋环境的变化存在直接或间接的关系。
总之，海洋公民这一概念扩大和延伸了环境公民理论的研究。将环境公民权与环境公民行为置于海洋空间或海洋社会这一领域，有利于进一步细化环境社会学和海洋社会学研究的领域。如果把海洋社会学研究的对象设定为人们的海洋实践行为，海洋公民概念突出了人们的海洋开发、保护和管理等涉海行为的实践特征，能够更好地把海洋社会理论研究和具体海洋实践对策统合起来。此外，环境社会理论与生态政治理论之间的密切关系也在海洋公民这一概念中体现出来。
三、培养海洋公民理念和规范海洋公民行为的策略
从海洋实践的角度看，加强海洋公民研究、推广海洋公民的理念具有以下意义：有助于扩大政府海洋开发与治理决策的公众基础；有助于提高政府海洋政策的决策水平；有助于提高海洋环境治理的效率和水平，降低海洋管理的行政成本，最大限度地包容海洋环境治理的多主体特征，尤其强调海洋环境保护的个体责任；有助于动员全社会力量参与海洋开发保护与治理的各个环节。在海洋环境保护领域，公众参与的方式和途径及其面对的挑战不同于一般的环境公民参与行为，海洋公民研究突出了海洋实践过程中公众参与的独特特征，有助于形成更有针对性的策略与建议。因此，在海洋开发、保护与治理的领域需要大力培育海洋公民理念、规范海洋公民行为。
首先，改善海洋教育的形式和水平。研究表明，较高水平的海洋教育能够更大地提高海洋公民感水平。海洋教育可以有效地提高公众的环境意识水平，具体途径和做法是大力开展海洋科普教育，推进基础教育和高等教育阶段的海洋知识体系建设，从而提高海洋相关的教育水平。此外，海洋意识教育水平也不能仅仅依靠正式教育体制内的改革，大力发展非正式教育组织机构和非传统的海洋教育课程体系和培训计划，积极开展涉海培训活动也都是重要的举措。
其次，增加与海洋环境相关的个人接触。在个体行为层面上，培养和发展亲海洋行为是有效提高海洋公民行为水平的重要途径。研究表明，海岸带居民的海洋环境意识水平要高于内陆居民。公民个体与海洋空间有关的历史生存经验、家庭与工作的区域特征以及娱乐休闲的方式，都会对海洋公民行为产生影响。
再次，加强海洋保护法制建设，建立健全海洋决策参与制度。从确定社会秩序的角度看，环境立法可能是保护环境的最有效途径，可以把环境保护的个人责任、组织责任等考虑在立法程序内，使得环境保护的全民参与有法可依。在政府海洋立法与政策制定过程中，在企业和其他社会组织进行涉海事务决策过程中，同时也在海洋环境和海洋事务的监测与评价过程中，规范海洋公民行为，需要有制度性的保障，这需要政府、企业和其他各类社会组织建立健全政策与决策制度。
最后，大力培育海洋环境非政府组织。一方面，各类环境非政府组织在环境保护和生态可持续发展方面发挥了巨大的作用；另一方面，环境非政府组织在公众与政府之间开展多种形式的活动，对于环境保护个人与社会责任的提升起到了巨大的作用。在海洋环境保护方面，海洋环境非政府组织活动范围非常宽泛，既包括海洋环保宣传教育、海洋环保策划组织活动和海洋环境的科学研究活动，也包括与海洋环境相关公共政策制定的积极参与、与海洋环境相关问题解决和事件处理的监测、咨询及评估事务。
第三条本规定所指的倾倒区包括海洋倾倒区和临时性海洋倾倒区。
海洋倾倒区是指由国务院批准的、供某一区域在海上倾倒日常生产建设活动产生的废弃物而划定的长期使用的倾倒区。
临时性海洋倾倒区是指为满足海岸和海洋工程等建设项目的需要而划定的限期、限量倾倒废弃物的倾倒区。
第四条国家海洋局及其海区分局是实施本规定的主管部门。
第五条选划倾倒区应当符合全国海洋功能区划和全国海洋环境保护规划的要求。
第六条国家海洋局根据全国海洋功能区划、全国海洋环境保护规划及沿海经济发展需要制定倾倒区规划。
第七条临时性海洋倾倒区由国家海洋局负责审批。
国家海洋局受理和组织选划下列临时性海洋倾倒区：
（一）疏浚物或惰性无机地质废料总倾倒量在500万立方米（含500万立方米）以上的临时性海洋倾倒区；
（二）倾倒除疏浚物、惰性无机地质废料和人体骨灰以外的其它废弃物的临时性海洋倾倒区；
（三）倾倒作业活动涉及两个海区的临时性海洋倾倒区；
（四）军事工程、绝密工程等特殊性质工程使用的临时性海洋倾倒区；
（五）香港、澳门特别行政区的废弃物在内地管理海域倾倒的临时性海洋倾倒区；
（六）国家海洋局认为对海洋环境可能产生较大影响的其它临时性海洋倾倒区。
国家海洋局海区分局受理和组织选划前款规定以外的临时性海洋倾倒区。
第八条海洋倾倒区由国家海洋局根据倾倒区规划提出并组织选划，也可由需要倾倒废弃物的单位提出选划申请，经国家海洋局同意后开展选划工作。
临时性海洋倾倒区由需要倾倒废弃物的单位在工程可行性研究阶段向具有受理权限的主管部门提出书面申请，经同意后开展选划工作。
申请报告的主要内容包括：申请理由、拟倾倒废弃物的名称、数量、作业时限、废弃物特性以及其它有关材料。
第九条主管部门在接到需要倾倒废弃物的单位书面申请之日起10个工作日内做出是否同意选划倾倒区的答复。
第十条倾倒区选划程序如下：
（一）由申请单位委托主管部门认可的选划技术单位编制倾倒区选划大纲。
（二）主管部门自收到申请单位提交的倾倒区选划大纲送审稿之日起15个工作日内组织评审。
（三）主管部门自收到申请单位提交的倾倒区选划大纲报批稿之日起15个工作日内提出审查意见回复申请单位。
（四）申请单位根据主管部门对选划大纲的审查意见开展倾倒区选划工作并编制倾倒区选划报告。
（五）主管部门自收到申请单位提交的倾倒区选划报告送审稿之日起15个工作日内组织评审。
（六）申请单位将倾倒区选划报告报批稿报送主管部门，并抄送海事、渔业行政主管部门和所在海域的省级海洋行政主管部门。由国家海洋局组织选划的，申请单位应将倾倒区选划报告报批稿同时报送国家海洋局海区分局。
（七）国家海洋局海区分局应在收到倾倒区选划报告报批稿之日起10个工作日内提出初审意见报国家海洋局。
（八）国家海洋局自收到海洋倾倒区选划报告报批稿之日起15个工作日内送国务院环境保护行政主管部门审核。国务院环境保护行政主管部门应在15个工作日内提出审核意见并回复国家海洋局，逾期未回复审核意见则视为同意。国家海洋局在收到国务院环境保护行政主管部门的审核意见之日起15个工作日内将海洋倾倒区选划报告报国务院审批。
国家海洋局自收到临时性海洋倾倒区选划报告报批稿之日起30个工作日内予以审批。
第十一条国家海洋局组织倾倒区选划大纲和选划报告评审时，征求国家海事、渔业行政主管部门的意见。
国家海洋局海区分局组?愕骨蟾俸脱ǜ嫫郎笫保髑笏诤G液J隆⒂嬉敌姓鞴懿棵胖笔艋沟囊饧?
国家海事、渔业行政主管部门或其直属机构应在倾倒区选划大纲和选划报告评审后10个工作日内向国家海洋局或海区分局提交书面意见，逾期则视为同意。
主管部门在组织选划倾倒区时应征求所在海域省级海洋行政主管部门意见。
第十二条在编制倾倒区选划报告时，应对废弃物的特性、成分、倾倒的方式、数量、强度、频率、倾倒物质的扩散方式、倾倒物质对海洋生态环境、通航安全、海洋开发利用活动的影响等因素进行分析并做出相应的结论，同时要提出防止倾倒污染的管理措施、对策和建议。
第十三条在已有倾倒区的附近海域，原则上不再设立新的倾倒区。但是已有的倾倒区由于其容量、环境因素以及经济和社会条件等原因不宜使用或不能满足倾倒作业需要时，可选划新的倾倒区。
第十四条两项以上工程同时使用一个临时性海洋倾倒区时，可按照总倾倒量将选划论证工作予以合并，提交一份选划报告。
一项工程使用另一项工程已选划或正在使用的临时性海洋倾倒区时，应在原选划工作的基础上对倾倒增量的可行性进行论证，并提交论证报告，报国家海洋局批准。
第十五条疏浚物倾倒总量在50万立方米以下的工程项目需要使用临时性海洋倾倒区时，可由选划技术单位在收集倾倒区及其附近海域现有自然环境和社会经济资料的基础上开展专题论证，直接编制选划报告。倾倒申请单位将选划报告报送国家海洋局海区分局，海区分局在组织专家审查并征求有关部门意见后提出初审意见，报国家海洋局审批。
疏浚物倾倒总量在5万立方米以下且对海洋环境影响很小的工程项目需要使用临时性海洋倾倒区时，由国家海洋局海区分局在征求有关部门意见后确定临时性海洋倾倒区的位置和范围，报国家海洋局审批。
人体骨灰所需的倾倒区由国家海洋局海区分局根据需要指定倾倒区域。
第十六条国家海洋局负责海洋倾倒区公告。公告内容包括海洋倾倒区的位置、倾倒废弃物的种类和数量、使用期限等。
国家海洋局海区分局负责临时性海洋倾倒区公告。公告内容包括临时性海洋倾倒区的位置、倾倒单位、工程名称、倾倒数量、作业时间和倾倒区使用期限等。
第十七条当海洋倾倒区不宜使用或暂时不宜使用时，由国家海洋局予以封闭或暂停使用，并公告。
当临时性海洋倾倒区不宜使用或暂时不宜使用时，由国家海洋局海区分局予以封闭或暂停使用，并公告。
对使用期限已满或倾倒活动已结束的临时性海洋倾倒区，国家海洋局海区分局应在期满或倾倒作业结束后立即予以封闭，并于封闭后20个工作日内报国家海洋局备案。
废弃物倾倒单位应自倾倒区暂停使用或封闭之日起终止在该倾倒区的倾倒作业。
第十八条临时性海洋倾倒区的有效期一般不超过3年。在临时性海洋倾倒区3年期满时，倾倒作业尚未完成的，废弃物倾倒单位必须向主管部门提出延期申请，并提交环境监测报告。
主管部门根据倾倒作业状况和环境监测结论做出是否延期的决定，并将延期使用情况通告国家海事、渔业行政主管部门或其直属机构。临时性海洋倾倒区的延长期限不得超过1年。
第十九条废弃物倾倒单位在实施倾倒作业过程中应当接受中国海监机构的监督检查，并为执法人员执行公务提供方便。
第二十条在产业活动密集区域或倾倒作业活动与其他产业活动容易发生冲突的?蚧ǖ那愕骨凳┣愕棺饕凳保掀锴愕沟ノ挥Φ狈⒉记愕棺饕倒妗?
第二十一条国家海洋局海区分局应当根据倾倒区使用的状况适时组织环境监测工作，并根据监测结果制定相应的管理措施，包括封闭或暂停使用倾倒区，调整倾倒的方式、数量、强度、使用年限等。
废弃物倾倒单位应当委托主管部门认可的机构承担倾倒区进行监测与评价工作，监测评价方案应当报国家海洋局海区分局核准。
第二十二条国家海洋局海区分局应将海洋倾倒区的监测结果定期报送国家海洋局备案。
在临时性海洋倾倒区倾倒作业结束后90日内，废弃物倾倒单位应向国家海洋局海区分局提交环境监测评价报告。主管部门可根据临时性海洋倾倒区的使用状况和倾倒作业强度，要求废弃物倾倒单位提交阶段性监测结果。
第二十三条倾倒区的选划和监测工作应当符合倾倒区选划和监测技术规范。
第二十四条承担倾倒区选划和环境监测的单位对选划结论和监测结论负责，并严格按照国家有关规定收取倾倒区选划费用和海洋环境监测费用。
第二十五条违反本规定，未开展倾倒区选划工作擅自实施倾倒作业的，主管部门按《中华人民共和国海洋环境保护法》第七十三条之规定予以处罚。
第二十六条违反本规定，向已封闭的倾倒区倾倒废弃物的，主管部门按《中华人民共和国海洋环境保护法》第八十六条之规定予以处罚。
第二十七条废弃物倾倒单位违反本规定，在倾倒区选划工作中弄虚作假的，由主管部门给予警告；情节严重的，主管部门可责令其停止倾倒作业，吊销倾倒许可证。
第二十八条从事倾倒区选划和监测的单位，在倾倒区选划和监测工作中弄虚作假的，由主管部门予以警告；情节严重的，在5年之内不得从事倾倒区选划和监测工作。
