时间：2022-09-05 09:59:27
（寿光市第一中学，山东潍坊262700）
一、世界海洋表层洋流的分布
【复习旧课导入新课】
学生活动一：（自主完成）①填七个气压带名称，绘出六个风带的风向。②绘出北半球气旋、反气旋，南半球反气旋水平方向的气流流向。③回忆南亚季风环流夏季风和冬季风的风向。
教师活动一：①图解北太平洋与北大西洋的洋流形成过程。
②教师一边讲每支洋流的形成过程，一边引导学生记忆洋流名称。完成图中“环l”时，让学生结合图示理解“寒流”和“暖流”的定义。（实线为暖流，虚线为寒流）
经过反复的教学调整，很多教师都认为画出图然后再告之定义要比先告诉定义，再讲解的效果要好。
③教师由图总结影响洋流形成的因素：盛行风、地转偏向力和陆地形状。
学生活动二：（知识迁移）根据所学内容自主完成南太平洋，南大西洋和南印度洋水域的大洋环流绘图，并结合课本识记洋流名称。
教师活动二：图解北印度洋海域的季风洋流。结合南亚季风环流冬夏季风的风向。
学生活动三：总结洋流分布规律。（提示：①以纬度为300为中心的大洋环流圈的分布规律：运行时针，结合气旋反气旋水平方向气流流向；大洋东、西岸洋流性质。②以纬度为600为中心的大洋环流圈的分布规律。）对于学生归纳总结这个环节，一开始教师并没有给学生提示信息，结果学生给出的答案乱而杂，没有条理。后来反思这个问题如何处理？给学生一个限定，这样就解决了这个问题，也不会浪费太多的时间。
学生结合着图示很容易得出在中低纬海区，形成以30。（副热带）为中心的反气旋型大洋环流；北半球中高纬海域形成以60。（副极地）为中心的气旋型大洋环流。
二、洋流对地理环境的影响
任务：①独立完成四个情境问题；②同小组交换意见，然后派代表展示结果。
对于这个问题的处理，教师给学生充足的时间让学生先自主完成四个题目，然后小组成员之间再交换意见。学生自主完成的时候大约有十分钟的“冷场”，而这正是还原了高考的本质。不让学生自己思考上来就小组讨论，这是无效的学习。一题一讨论也会浪费很多时间。
题目：几位秘鲁青年人决定一起参加“从秘鲁经太平洋去冰岛，体验异域风情”的“环球之旅活动”。他们从秘鲁出发，乘船经太平洋至冰岛环球旅行。
情境一：停靠的第一站——赤道横穿的科隆群岛。船员们到岛上休息，增补生活必需品，发现岛上有企鹅的踪迹。
为什么生存在南极的企鹅会出现在赤道横穿的科隆群岛上？
情境二：船只继续前进，12月份到达北印度洋，细心的船员发现船速快了，并得到船长的确认。船长在餐桌上给大家讲了航海中利用洋流流向的故事——“郑和七下西洋的故事”。
为什么12月份船速会加快？
情境三：船只经过波斯湾，船员们感受到了繁荣的石油工业，看到一只只大型海轮从波斯湾进进出出；经过红海地中海，船只终于来到大西洋东岸，并途经葡萄牙、西班牙、法国，穿过英吉利海峡，停靠在英国伦敦港。船员们发现这里鱼船如梭，人们繁忙如他们去年收获的季节。
这里靠近什么渔场？世界四大渔场的成因分别是什么？（秘鲁、纽芬兰、北海道、北海）
教师把四个渔场“落点”到图上，进行知识强化。
情境四：
船长上岸买了最新报纸，看到头版“破船泄漏，生灵涂炭”的新闻，得知有关“威望”号油轮泄漏燃油事件。报上刊登的图片触目惊心。
【关键词】 琼州海峡；客滚船运输；运营模式；港航管理局
琼州海峡是连接祖国大陆与海南岛的重要海上通道，绝大部分过往人员、物资和所有车辆经此通道过海。近年来，随着海南岛经济快速发展和海南国际旅游岛开发建设，琼州海峡客滚船运输市场快速发展，过海旅客、车辆、货物呈快速增长趋势。经过管理部门近两年的联合整顿，琼州海峡客滚船运输市场服务质量有了较大改善，旅客海上滞留、船舶空载抢班等情况明显减少，但客滚船运输整体服务水平距离政府和民众的期望还有差距，也不适应海南国际旅游岛的发展定位。多年来，交通运输部对琼州海峡省际客运市场实施运力宏观调控，以防止由恶性竞争产生的安全隐患。在市场机制缺乏的情况下，健全管理机制是维护市场秩序、提高运输安全水平和服务质量的重要抓手。
1 “大轮班”运营模式实施前琼州海峡客滚船运输市场状况
1.1 市场秩序混乱，恶性竞争长期存在
船舶在本省码头尤其是本公司码头装卸车客时得到优先安排，装载能力大的船舶班次加密；但在外省码头或其他公司码头装卸车客时受到刁难，得不到及时排班。同省企业之间存在同样问题，尤其是目前“港航一家”的现状，更为大企业提供了优先排班的便利。目前实施的“大轮班”模式执行情况并不理想，上述现象仍然存在。
琼州海峡南北两岸的航运公司和港口业主根据广东、海南两省行政区域划分，利用各自港口调度优势，优先给予本省船舶排班，长期进行不正当竞争，导致船舶装载、卸载和进出港秩序混乱，运输高峰期大量旅客、车辆滞留岸上或者海上，运输效率低下且存在安全隐患。客滚船舶承担着琼州海峡客货运输的重任，同时也享有得天独厚的运输市场利益，因此，客滚船运输企业有责任保证琼州海峡水上运输通道的畅通、安全、便捷。
1.2 非本港籍船舶靠泊难，运输效率低下
琼州海峡南北航线长约16 n mile，正常航行时间约1.5 h，但旅客和车辆从候船至到达对岸约需，等船和等码头耗费较长的时间，导致船舶运输效率低下。由于企业间的排挤，非本港籍的船舶满载旅客和车辆到港，即使有空余泊位，港口调度也可能不安排靠泊卸载，使满载船舶长时间在海上等待，导致旅客和车辆有岸不能上；非本港籍的空载船舶可能遭遇港口调度不安排装载，导致大量旅客和车辆长时间在码头等待，有船不能上。
1.3 船舶空载航行现象造成安全隐患和资源浪费
船舶在非本省码头得不到装载机会，则采取空船回本港的方法抢夺客货资源，因而出现极不合理的“空航”现象。据统计，琼州海峡船舶空载率曾达到15%左右。空航船舶为争取时间回本港抢夺客货源，经常采取冒险航行、高速航行、强行超越等危险手段，这就极易形成紧迫局面，出现事故险情。空航造成了大量的油料浪费，船员也得不到应有的休息，并且导致通航密度增大，造成航道资源浪费。
1.4 港航企业发展经营理念落后、市场竞争不足，致使服务质量低下
航运企业和港口企业发展经营理念落后，虽然目前琼州海峡滚装船舶进行了大量更新换代，但也仅能满足运输功能，船舶的舒适度及高质量的旅行功能仍显不足。由于本地员工占比极高，且文化程度不高，船舶服务员和港口现场管理人员素质和服务意识低，无法满足海南国际旅游岛开发的服务需求。
2 “大轮班”运营模式的实施和未来 运营模式的发展
2.1 实施方案
2013年，为进一步提高琼州海峡客滚运输的服务质量和水平，保障琼州海峡运输通道安全、有序、畅通，根据《交通运输部关于加强琼州海峡客滚运输市场管理的意见》和广东、海南两省人民政府关于琼州海峡轮渡运输的有关规定，以安全有序、公平竞争为原则，按照“轮班运营、定时发班”模式，广东省交通运输厅与海南省交通运输厅联合制订了琼州海峡客滚船舶轮班运行实施方案，8月1日起按“大轮班”模式进行。
“大轮班”的基本秩序是船舶装载、卸载，以船舶到港先后顺序为基本秩序；港口泊位调度以作业船舶优先于非作业船舶、卸载船舶优先于装载船舶为基本秩序，在不影响船舶到港卸载情况下，已卸载的船舶原则上安排就地待装；旅客和车辆乘船渡海以到港先后顺序为基本秩序。当适用泊位紧张影响船舶卸载时，港口调度应提前在靠泊适用泊位的非作业船舶中依次将最后一班排班待装载船舶调离泊位。船舶开始装载至结束装载的时间不得超过2 h。
根据琼州海峡客滚运输的实际繁忙情况，客滚船舶发班分为定时发班和滚动发班。两省轮渡运输管理部门根据实际运行情况调整定时发班的时间段，增加或减少定时发班密度，但须提前10个运行日向社会公布。在定时发班时间段外，按照客滚船舶到港先后顺序实行滚动发班，即在不违反装载时限的前提下，装满即发。
2.2 运营模式应遵循的原则
在实行“轮班运营、定时发班”运营模式以来，轮班运营秩序取得空前好转，定时发班取得显著成效，准点率明显提升，市场反映良好。琼州海峡客滚船运输市场秩序混乱，一方面是由“港航一家”、航运公司实力差距较大、海峡两岸管理机制不统一等众多因素造成，改革不能一蹴而就，应循序渐进，以避免改革带来的市场不稳定因素的集聚，确保改革有序进行；另一方面，琼州海峡客滚船运输是服务海南国际旅游岛建设的重要交通通道，客滚船运营模式的规划应不断适应海南国际旅游岛的发展要求。各发展阶段运营模式的确定都应遵循以下原则。
2.2.1 坚持发挥政府管理与市场调节的双重作用
琼州海峡及其客滚运输船舶分别是交通运输部“六区一线”“四类重点船舶”水上交通安全监管的重点区域和重点船舶。由于琼州海峡特殊的海况气象，客滚船结构的特殊性以及较大的旅客运输量，其安全问题受到社会广泛关注，对社会稳定和经济发展影响较大。交通运输部、海南省、广东省以及各级政府部门均将琼州海峡水上运输安全作为重中之重。由于市场监管、控制措施的实施，抑制了市场自动调节机制的作用，导致企业失去了主动提高运输服务质量的积极性。客滚船运营模式的规划在发挥政府监管力量的同时，应遵循市场规律，尊重市场的选择。
2.2.2 协调兼顾旅客、货主、航运企业等各方权益和利益
客滚船运营排班模式主要涉及旅客、货主、航运企业三方的权益和利益。由于陆岛运输的特殊性，客滚运输对两岸民众的日常出行具有不可替代性。客滚船运营模式的规划应在维护航运企业适当经济利益的同时，保护旅客和货主应有的权益。
2.2.3 综合考虑旅客、车辆运输的安全性、便捷性、经济性
对于航运企业而言，滚动发班的船舶其装载率几乎可达到100%，经济效益最佳，但却造成了旅客、车辆在船上的长时间等待，降低了客滚船运输的便捷性，且易造成旅客情绪波动产生安全隐患。这种运营模式过于突出经济性的重要地位，而弱化安全保障、服务质量的需要，将造成经济与安全产生矛盾时航运企业更注重经济而忽略安全。经济效益第一的观念还造成了品牌意识的缺失，企业仍然处于资金原始积累阶段，缺少企业文化、优质品牌建设的意识，从而导致了服务质量较低的现状。客滚船运营模式的规划应从客滚船运输的全局出发，综合考虑旅客运输和车辆运输的安全性、便捷性和经济性。
2.3 未来运营模式的发展阶段
未来琼州海峡客滚船运输运营模式还将经历以下两个发展阶段。
（1）定时定船发班与滚动发班相结合。为维持市场稳定性，不断探索适应市场需求发展的琼州海峡客滚运输运营模式，应将定时发班与滚动发班相结合作为过渡阶段，逐步向定时定船与滚动发班相结合发展。滚动发班作为补充，是为了满足不同的客货运需求，并根据运输淡旺季灵活调整运力。
（2）定时定船发班。待琼州海峡客滚运输运营模式进入成熟阶段，定时定船发班将成为常态，实现班轮化运输，促进运营模式公平、科学、有序、可持续发展。定时定船发班运营模式可使旅客在选择出行时间的同时，也可选择船舶及航运企业，由此恢复市场竞争秩序。
3 琼州海峡客滚船运输管理机制存在的问题
琼州海峡客滚船运输目前由海南、广东两省的港航管理部门分别管理，各省又涉及港航、安监、海洋、航道、海事、环保等多个部门，在市场监督管理方面主要涉及琼州海峡轮渡运输管理办公室（以下简称海峡办）和港航管理局两个部门。
3.1 海峡办与港航管理局职责存在交叉，市场 监督管理权限与经营资格审批、行政处罚 权限分属两个部门
海峡办全权负责琼州海峡轮渡运输的运政管理，在海南省是交通运输厅直属事业单位，在广东省是交通运输厅直属参公事业单位。海峡办是海南和广东海峡航运秩序的主管部门，多年来在海峡运输市场秩序协调管理方面起到不可替代的作用。根据海南省与广东省2005年联合印发的《琼州海峡轮渡运输管理规定》，两省分别设立海峡办，履行的职责包括：（1）负责贯彻实施有关法律、法规、规章和规范性文件；（2）协调处理港航之间从事琼州海峡轮渡运输中的纠纷；（3）定期公布海峡轮渡调度班期，组织、指导港航企业做好车船衔接、疏运工作，维护海峡运输秩序；（4）根据海峡轮渡运输的实际情况，提出加强运输管理的措施，报两省交通行政主管部门批准后实施；（5）根据省交通行政主管部门的委托，依法查处违反海峡运输市场管理规定的行为。
港航管理局的职责也包括对港口和水路运输的经营秩序、安全生产、环境保护进行监督检查，与海峡办的职责存在交叉。但是，仅从琼州海峡的客滚船运输来看，发挥主要作用的是海峡办。港航管理局主要负责对从事港口经营的单位和个人的经营资格审批或者审核上报等工作；对违反港口管理的违法行为依法实施行政处罚，并受省厅的委托对航道违法行为、水路运输违法行为实施行政处罚。监督管理与经营资格审批、行政处罚在管理部门上的分离，导致海峡办的监管工作失去抓手。
3.2 两岸缺乏有效的统一管理机构或联合管理机制
两岸港航企业之间的恶性竞争根源在于行政区划管理导致的地方保护主义。由于两岸港航企业隶属于不同省份，地方保护主义观念又根深蒂固，抢夺利益资源时以省为单位，抱团对抗，互相排挤，造成了两岸港航企业之间的恶性竞争。两省管理制度不统一、对同一管理标准的把握尺度不同，两岸港口、航道等基础设施发展规划不同步，已经影响了两岸港航企业的经营生产活动及市场的有序发展。
3.3 港航、海事、航道等管理部门及企业间缺少沟通，管理标准不统一、行业发展不协调
船舶与港口发展的不协调是管理部门间缺少沟通造成的典型不良现象。一方面，当航运企业申请更新船舶以增加运力时，港航管理部门主要审批载车和载客数，缺乏对船舶吨位尺度的把关，导致新建船舶尺度明显超过港口和航道的接纳能力，造成通航安全隐患；另一方面，船舶、港口、航道缺少统一的发展规划，导致琼州海峡客滚船运输发展趋势不明朗，市场引导不明晰。
4 琼州海峡客滚船运输管理机制发展建议
在运输企业较多、实力相差较大，且容易产生恶性竞争的市场环境下，政府对运营秩序仍需建立有效监管机制，发挥宏观调控作用，保证市场的有序发展。随着企业的重组和联营，在形成稳定市场竞争环境下，琼州海峡客滚船运输应建立运营秩序交由企业自律、政府负责安全及服务质量监督的管理机制。
港航企业联合成立港航联席会，实现了运营秩序交由企业自律。港航联席会根据客滚船运输成本制订最低限价，要求各企业根据市场需求和各自船舶的营运状态、竞争策略，在限价基础上确定自己的市场价格。为了有效维持运输市场秩序、纠正违规行为、控制价格无序竞争的局面，港航联席会可以组建市场协调小组负责日常的联络、协调工作，规定小组成员组成、协调小组的活动方式和相关内容。协调小组通过及时通报、讨论、解决各企业日常运营中出现的问题，并规定对已形成共识的自律事项；各企业若要调整运营规则须通过协调小组成员确认方可变动实施，否则被视为违规行为。
协调小组除监管、协调市场运价外，还通过要求各船舶运输企业安装售票查询系统，及时公开运量、运价、代用票等信息，为协调小组协调市场提供技术支持；将年度运输数据分析提供给各单位决策领导，便于各单位领导根据数据分析及往年市场情况制订年度生产计划。
此外，船舶运输安全和运输服务质量管理仍需同时具有管理权与处罚权的政府部门进行监管，具体建议如下：
（1）市场监督管理与行政审批、处罚相结合。针对琼州海峡客滚船运输，海峡办和港航管理局的职责范围应进一步加以明确，通过行政机构整合或建立联合管理机制，将市场监督管理与行政审批、处罚挂钩，建立有效的监管机制。
【关键词】 平陆运河；河海联运；运营模式
1 平陆运河概况
平陆运河位于广西南宁市下游151 km，北起横县西津水电站库区平塘江口，沿沙坪河向南跨越分水岭与小西江和钦江连接，经沙井港出海连通西江干流与北部湾港。平陆运河航道总里程约125 km，实际开挖陆路约20 km，是一条通江达海的水运通道。
国务院《珠江流域综合利用规划纲要》出台后，平陆运河作为其中的远景建设项目，广西各级政府对其给予了高度重视。随着广西自治区党委、政府“西江亿吨黄金水道”的提出，平陆运河的规划建设正式进入实质性阶段，平陆运河建设也成为广西西江经济带的重要配套项目之一。
据测算，平陆运河建成后，每年将承担万～万t的货物运输量。考虑到广西及周边腹地日益增长的货运需求，船舶大型化、专业化的发展趋势，西江黄金水道通航条件的改善以及国防建设需要等，平陆运河应与之匹配，所以相关单位推荐实施可通航级船队的Ⅰ级航道标准方案，通航设施和分水岭开挖段按级规划设计，船闸有效尺度为280 m ？34 m ？8 m，级航道尺度为4.3 m ？85 m ？360 m。
平陆运河将以其运量大、成本低、能耗少、通江达海等优势在煤炭等大宗物资和集装箱运输中起到十分重要的作用。据此前的规划，平陆运河的开通可使南宁港的货物出海里程减为280 km，较目前沿西江经梧州到广州出海路线缩短内河里程570 km。这意味着广西南宁、贵港等地物资外运将直接由钦州港出海，直达北部湾，运营成本将大大降低。
此外，平陆运河的开通也将成为中国―东盟贸易往来最便捷的水运通道。建设平陆运河对于减轻西江航运干线面临的巨大运输压力、扩大北部湾腹地范围、促进北部湾经济区开发及区域经济社会效益发挥均有着不可比拟的优势。
2 平陆运河河海联运模式
随着平陆运河的建成，广西沿海和内陆港口的集疏运方式将发生重大变化，平陆运河将成为实现内河地区与沿海港口联动的重要枢纽，是推动广西西江黄金水道建设发展的重要保障。加快发展内河与沿海联运、推动平陆运河物流运输基地建设、加强沿海港口与西江主要港口和货主之间的协作，是未来广西水运物流组织建设的一项重要工作，是关系到广西未来水运物流组织的一个重要问题。
2.1 运输方式
由于目前北部湾沿海港口与内陆之间缺少内河连接，除少量货物采取海铁联运和公水联运外，多数干散货仍然经西江运至珠江三角洲港口进行装卸或换装后中转至目的港。平陆运河建成前后，广西水路货物运输模式分别为表1和表2所示。
平陆运河建成后，北部湾沿海港口与西江航运干线之间将通过平陆运河形成河海联运的运输模式。广西大力发展这一运输模式符合可持续发展要求，是西南货物运输最廉价、最便捷的出海方式，也是最现实、最经济的港口集疏运方式。
发展平陆运河河海联运模式不仅有利于完善广西水运集疏运网络体系，还可以减少中间环节，降低运营成本；减少环境污染和对城市的干扰；缓解港口周边地区公路和铁路的交通压力等。大力推进沿海港口与平陆运河的联动运输方式，实现沿海与内河水路运输沟通，充分利用广西发达的内河航道资源，发展煤炭、集装箱等货物的内河运输，可进一步提升沿海对广西乃至西南地区的辐射能力。
2.2 运输通道
广西内陆地区内河航道四通八达，拥有西江航运干线、右江、红水河以及柳黔江等国家级高等级骨干航道，同时形成了包括左江、都柳江、融江、桂江、绣江、贺江和南盘江等在内的地区级重要航道网络，与云南、贵州、湖南、广东等地航道相连。平陆运河的开通将使广西内河港口与北部湾沿海港口直接相连，打通广西大部分地区与沿海港口的水路运输大通道。由于广西内河航运资源丰富，一些县市的工业园区或企业能够直接与内河支线航道相连，将进一步扩大平陆运河运输通道范围。
2.3 运输节点
2.3.1 南宁港
南宁港位于西江航运干线起点，是南宁市建设港口城市、发展临港工业的重要依托，是广西出海出边国际大通道规划建设南宁国际综合交通枢纽的重要组成部分，将逐步发展成为以集装箱、件杂货、矿建材料及煤炭运输为主，相应发展临港工业和现代物流业的综合性港口。
南宁港作为平陆运河的重要启运港，为河海联运提供基础货源保障，通过广西优越的公路、铁路以及内河集疏运条件，集中广西及周边地区货源。同时，南宁港作为平陆运河重要的运输节点，承担着货物由沿海向内河转运后的中转、调拨任务。
2.3.2 钦州河口港
规划建设钦州河口港，作为北部湾港后方货物疏运的重要通道之一，也为平陆运河发展河海联运提供基础保障。按照平陆运河建设方案，可在位于茅尾海内的河口地区设立内河装卸、转运港口。
沙井港区是典型的河口港，是钦州港发展河海联运先天条件最好的港区之一。沙井港区通过钦江口直接与钦江联通，目前可靠泊级以下船舶。根据《北部湾港口物流系统“十二五”规划》，未来将在沙井港区内规划建设级泊位，规划建设岸线。沙井港区是钦州港发展河海联运条件最为便利的港区，但港区码头等级偏小、进港航道通航能力不足等问题导致河海联运规模有限。
龙门港区位于钦州湾内，自然条件优越，是天然深水良港。目前，港区码头到钦江入海口需途经茅尾海，但是现有的内河船舶受到船型设计及船舶安全的制约，尚未能实现江海联运。如未来出现可直接靠泊的内河船舶，发展河海联运将具有较大优势。因此，应加快对内河船舶近海运输的研究，促进河海联运发展。
2.3.3 其他内河港
未来，贵港、梧州、柳州、来宾等内河港口将凭借各自的地理优势和水路连接条件，实现与钦州内河港口的对接。
2.4 运输市场
平陆运河河海联运模式的主体是从事生产经营的物流运输企业，如何鼓励传统物流运输企业参与河海联运是决定这一模式能否成功运营的关键。
首先，应鼓励从事港口运输、仓储、配送、货运、多式联运等企业进行资产重组，形成专业化的第三方港口物流企业。同时，加速现有物流企业的升级、改造，对小型物流企业进行整合，按现代企业制度进行改造，加速建设第三方物流。在市场经济条件下，通过现代物流信息技术，整合现有的物流资源，将河海联运模式融入现代物流服务供应链中。
其次，完善现有物流企业发展的优惠及扶持政策，鼓励物流企业进入河海联运市场。广西应从区一级层面整合区内各部门、市区制定发展现代物流业的优惠政策，鼓励河海运输物流向产业化、集群化方向发展。
3 推进河海联运措施
3.1 推动内河港口专业化、大型化
内河港口的大型化、专业化不仅可解决河海直达船舶的安全靠泊问题，同时也可大大提高作业效率，缩短船舶在港作业时间，提高船舶效率。
3.2 加快整治浅滩、河道
目前，钦江内河航道存在不少亟待解决的问题，航道中有些河段未得到系统治理，亟待治理疏通，以方便大型船舶通行。钦州湾进港航道仍需进一步疏浚，以便海船直接进入河口港区。
3.3 促进直达运输
发展河海直达运输，货物实现从内陆地区直达龙门港区等北部湾沿海港口，将极大地节约货物装卸转运时间，为沿海各港带来可观的经济效益和社会效益。
关键词：海洋环境污染海洋灾害
海洋工程与海洋环境相互作用随着沿海经济的迅猛发展，近海海域遭到越来越严重的污染，使海域环境质量明显下降，生态环境日趋恶化，并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国，特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境，海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益，精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施，也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源，需要在海上进行各类工程建设，在目前科技日益发展的情况下，工程建设的规模日益巨大，这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展，海洋环境的日益恶化，海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展，近海石油气田的开发，以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要，针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面，重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究，第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究，第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征
对各类污染物的作用机理和规律研究以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础，考虑各种自然环境因素（浪、流、风、光、温度、湿度）、物理因素（扩散、挥发、沉降、吸附、释放）、化学因素、生物因素的作用，揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律，并建立海洋水质预测预报模型。此外，近年来，在我国沿海海域，赤潮频发严重。因此，除了加强赤潮的监测和预报外，也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大，且受到许多客观条件的限制，所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用，很难将其中的单因素影响分离出来，因此，往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前，在这方面国内外已有不少水质预测预报模型，这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型：水流数学模型；波浪数学模型；液流相互作用模型；近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面，对于较大范围的海域，通常可采用深度平均的潮流教学模型，对于紊动影响不显著的海域，可不考虑湍流影响，而对于湍流效应显著的区域，如排污口近区，则应考虑湍流效应。此外，采用坐标变换，可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型，这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域，水流数学模型可以以N－S方程和通用的k－（湍流模型为基础，针对水温和盐度分层流的流动特性，考虑浮力对紊动的影响，建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k－（单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念，分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟，建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面，可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组，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。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。
关键词 海洋环境污染 海洋灾害 海洋工程与海洋环境相互作用
随着沿海经济的迅猛发展,近海海域遭到越来越严重的污染,使海域环境质量明显下降,生态环境日趋恶化,并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国,特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境,海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益,精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施,也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源,需要在海上进行各类工程建设,在目前科技日益发展的情况下,工程建设的规模日益巨大,这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展,海洋环境的日益恶化,海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展,近海石油气田的开发,以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要,针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面,重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究,第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究,第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征对各类污染物的作用机理和规律研究
以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础,考虑各种自然环境因素(浪、流、风、光、温度、湿度)、物理因素(扩散、挥发、沉降、吸附、释放)、化学因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律,并建立海洋水质预测预报模型。此外,近年来,在我国沿海海域,赤潮频发严重。因此,除了加强赤潮的监测和预报外,也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大,且受到许多客观条件的限制,所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用,很难将其中的单因素影响分离出来,因此,往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前,在这方面国内外已有不少水质预测预报模型,这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型:水流数学模型;波浪数学模型;液流相互作用模型;近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面,对于较大范围的海域,通常可采用深度平均的潮流教学模型,对于紊动影响不显着的海域,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。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展,城平建设中的污水深海排放技术,感潮水域污水多点排放漂移扩散研究,天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力,人工沙滩的保护措施,滩涂围垦对水域环境的影响等,都将是需要认真解决的 问题。
[关键词]出租车；运力规模；供需平衡
[中图分类号]F832.33 [文献标识码]A
出租车是城市中最为重要的公共交通方式之一，由于其安全、快速、舒适及便利的特点，受到出行者广泛的青睐。一个城市出租车运力规模的大小，不仅直接影响出租车经营者的收益，还间接影响城市经济特别是旅游事业的发展、居民的生活质量及社会的安定。当前，我国许多城市的出租车行业经过快速发展，供需之间的矛盾也逐渐凸显出来。一部分城市出租车运力规模过小，无法满足消费者的需求，打不到车成为一种常态。这一方面导致公共交通整体服务水平的下降，使得一部分消费者转向私人交通，最终导致城市拥堵情况的加剧。另一方面导致租车经营权价格的上升，原本已经非常辛苦的司机缴纳的“份子钱”也会不断增加。还有一部分城市出租车运力规模过大，出租车的空载率非常高，导致资源的浪费。
为了实现资源的合理配置，促进出租车行业健康、有序发展，有必要对影响出租车运力规模的各个因素进行分析，提出对策措施，实现供需平衡。
一、出租车运力规模的影响因素
（一） 出租车需求影响因素
运输的需求是指社会经济生活在人与货物空间位移方面所提出的有支付能力的需要。在这里空间位移的愿望和有支付能力是两个必要条件。对于出租车需求来说，有外在和内在两个方面的影响因素。外在的影响因素包括社会经济发展水平、城市的人口总量和构成、城市规模和城市布局以及交通设施和城市公交服务质量等。内在的因素则主要是出租车的运价及服务水平。
1. 外在影响因素
（1） 社会经济发展水平
改革开放以来，我国社会经济发展水平有了很大提高，人民的生活水平有了很大改善，出行需求也随之增长。人们对公共交通方式的需求已经不再是简单的空间位移，而在质量和数量上都有了大幅度的提高。有更多的人乘得起出租车，也有更多的人愿意享受出租车的安全、快速、舒适及便利的服务。
（2） 城市人口总量和构成
城市人口增长是城市交通需求增长的最直接原因。近30多年来，我国的城市化进程迅猛，其直接表现就是城市人口数量的不断增加，这就为出租车运力规模的增加创造了条件。另外出租车的服务对象主要是中低收入者和外来暂住者。
随着我国经济的发展，国内游客和国外入境旅游的人数逐年上升。特别是在一些自然文化旅游资源丰富的城市，出租车的需求不断增加。许多旅游者到一个陌生的城市后，由于对当地环境的不熟悉，都会选择出租车作为出行工具。
（3） 城市规模和布局
城市的规模和布局影响居民的出行时间和距离。如果一个城市的规模很大，那么居民出行的距离就延长了，他对交通方式的选择也就会有所不同。据调查显示，当一个城市中长距离出行的比例比较大时，则该城市更有利于出租车行业的发展。一个城市的布局对居民是否选择出租车出行也有很大的影响。
（4）交通设施和城市公交服务质量
当前，我国城市公共交通系统逐步完善，轨道交通、快速交通等交通方式的引入和发展不可避免地给出租车行业带来一定的冲击。但由于一些城市公交还在完善中，这就给出租车行业带来了一些机会。比如，公交车难以到达的小街小巷，那里的居民在一定条件下就会选择出租车出行。
2. 内在影响因素
（1） 运价
出租车的价格可以分为起步价和里程价。对出租车客运需求来说，价格的影响是显而易见的。上海的出租车在5年内调价3次。在2006年5月11日，市区出租车起步价由10元上调至11元，超起租里程单价由2元调整为2.10元。2009年10月11日，市区出租车起步价由11元上调至12元，超起租里程单价由2元调整为2.40元。最近的一次则在2011年6月13日起步价由12元上调至13元。价格上调使消费者一开始的一个月甚至更长时间都不太愿意打的，也影响到了出租车驾驶员的收入。”
（2） 出租车服务水平
居民选择出租车出行就是出于其安全、快速、舒适及便利的特点。对顾客来说，他们能直接感受到车内的环境，如座位是否干净、车内温度是否适宜、司机是否礼貌文明。服务水平在一定程度上决定了顾客是否选择出租车作为交通工具。另一个影响出租车服务水平的重要因素是顾客等待时间。顾客等待时间取决于出租车的数量和城市的道路状况。
（二） 出租车供给影响因素
1. 出租车行业管理措施
各地政府根据自身的情况制定行业管理政策。目前我国对出租车的管制包括对出租车牌照的管制、出租车承包指标的管制等。上海市为提高出租车驾驶员收益水平，增加出租车行业的吸引力，采取了综合配套措施。从2013年5月1日起，上海出租车将下调“份子钱”，并为出租车减免部分税费支出，每车每月至少可减负350元，所有减免和降低的费用，全部归出租车驾驶员。这在一定程度会增加出租车行业的供给。
2. 出租车运营利润
当出租车运营利润低时，有一部分的出租车经营者就会退出出租车市场，使得出租车供给减少；反之，出租车供给量就会增加。
二、基于行业供需平衡的出租车需求量的确定
当出租车需求和供给达到一致的时候，即处于供需平衡状态，此时出租车行业的经济效益和社会效益达到最佳。因此，可以根据出租车的需求来确定其供给总量。
（一）总出行量的确定
一个城市的总出行量取决于其人口数量和人均的出行次数，即
（二） 规划期出租车出行需求量
Qt=Q预测值*公共交通出行比重*出租车出行比重/（1-出租车出行比重）（2）
一个城市往往会对其交通运输发展做出综合规划，通过此方法，可以对规划期内的出租车出行需求做出合理的预测。
（三）出租车运力规模预测
这种方法通过供需平衡，以城市居民客观的出行需求和合理化客运结构为出发点，最大限度满足了居民对出行的需求，能够合理估计出租车运力规模。
三、实例研究
（一） 上海市出租车运力规模发展概况
上海市出租车运力规模的发展大体可以分为三个阶段。第一阶段为起步阶段，自1908年美商环球供应公司在沪开设出租车出租部至改革开放前夕。第二阶段为快速发展阶段，从20世纪80年代至90年代前期。1992年在全国推行“大承包”经营模式，并出台了《全民所有制工业企业转化经营机制条例》，上海出租车行业的“大承包”进入发展新高潮。第三个阶段是相对平稳的发展阶段，主要是最近十来年。这个阶段，出租车行业的车辆数量增幅不大，但营运收入增长明显。截至2010年，全市共有顶灯出租汽车企业139家，其中区域性出租汽车企业19家，个体工商户3139户，全市有出租汽车约49000辆，其中区域性出租汽车约5000辆。目前，日均客运量约314万人次，单车日均营运里程近350公里，日均电调量5.7万车次。
近10年来，上海市出租车的运力规模有很大的发展，发展情况如表1所示。
（二） 上海市出租车运力规模预测
根据《上海市交通十一五规划纲要》，采用宏观与微观预测相结合、常规方法与数学模型相结合、定性与定量分析相结合的预测方法，对上海市出租车的运力规模提出一个合理的预测。
1.上海市居民总出行量预测
（1） 人口预测
根据有关统计资料，规划期人口预测如表2所示：
（2） 人均出行次数预测
根据《上海市交通十一五规划纲要》，在《上海市综合交通发展战略分析与预测评估》中，对2020年居民人均出行次数做出了预测。
在1995年，上海居民平均出行次数仅为1.95次，2000年为1.9次，与国内外城市相比这个次数都是偏低的。根据国内外经验，一个城市的人均出行次数是一个比较稳定的数值，一般在2.4-3.0之间。随着上海经济的快速发展和居民生活水平的提高，居民出行需求增大，预计到2020年，上海常住居民人均出行次数将达到2.57次。而作为一个开发性的大城市，根据预测，2020 年上海市1000 万流动人口每天将产生3000 万人次的出行量，人均出行次数3 次。2020年上海市常住居民出行率预测如表3：
（3）总出行量预测
根据上文中的公式及有关人口参数，2020年上海市总出行量预测结果为：
2. 规划期出租车出行需求量
根据上海市交通发展战略分析，上海市将坚定实行优先发展公共交通，大力发展轨道交通，适度发展小汽车、控制摩托车和助动车总量的交通政策。上海市作为一个国际化的大都市，其城市交通发展的目标是效率、环保和为社会公众服务。其中优化出行结构非常重要。“十一五”规划中各种公共交通运输的比重如表4所示：
3.出租车运力规模预测
2020年上海市出租车需求量预测值为：
其中，Pt为抽样调查数据，为38*2=76人次/日车。
由此可以预测出到2020年，上海市出租车运力规模大约为62900量，比2010年的50007辆增长了20.5%。2010年至2020年出租车运力规模的平均发展速度为：
V= =2.6%
四、 结语
由于影响城市出租车运力规模的因素错综复杂，本文采取的基于供需平衡来确定运力规模的方法虽然尽可能地考虑更多因素，但仍有很多不足之处，因此结论只能为政府在出租车行业方面决策作一参考。
[参考文献]
[1]许庆斌，荣朝和，马运.运输经济学导论[M].北京：中国铁道出版社，2003.
[2]晏远春.我国城市出租汽车发展规划研究[D] . 长安大学硕士学位论文 ，2001.
[3]中共上海市建设和管理工作委员会.上海市城市建设发展[M] .上海：上海人民出版社，2004 ：102.
海港发展优势明显
天津港位于京津城市带和环渤海经济圈的交汇点，与空港临近。港区陆域面积达到156平方公里，规划为8个功能港区，区位优势明显，是京津冀、华北、西北地区对外开放的重要口岸，在推动环渤海区域型港口战略和京津冀港口协同发展中具有较大优势，为建设国际航运中心创造了有利条件。
一是基础条件优越。天津港作为大型人工深水港，航道和码头均达到30万吨级，拥有各类泊位160个，其中万吨级以上泊位102个，主航道水深达到21米，复式航道具备通航条件，可满足30万吨级原油船舶和国际最先进的集装箱船进出港。
二是港口功能齐全。拥有各类大型专业化泊位，腹地所有进出口货类均可接卸;建成功能齐全、设施优良的保税港区和国际邮轮母港;2013年货物吞吐量突破5亿吨，集装箱吞吐量突破1300万标箱。
三是辐射能力较强。拥有119条集装箱航线，每月航班500余班，同世界上180多个国家和地区、500多个港口建立贸易合作关系，腹地覆盖华北、西北全部和东北、华中部分地区，以及俄罗斯、蒙古和中亚五国。
四是物流网络完善。建有3个大型综合物流园区，辟建了铁矿、钢材、油品等物流分拨中心和物流基地，23个无水港及区域营销中心形成了覆盖主要腹地的内陆物流网络。2013年无水港操作量同比增长41%。
五是口岸功能健全。拥有一站式航运服务中心和电子口岸，搭建起物联网和电子商务构成的综合物流信息平台，东疆港实施“三个一”通关模式，符合国际航运中心和国际物流中心规范要求。2014年9月京津冀海关区域通关一体化的实现为生产要素跨区域自由流动创造了更加便捷的条件。
六是政策优势明显。随着自由贸易港区政策的确立和港口经济的深入发展，更有利于放宽主体准入和市场准入，更有利于放大海运物流需求，更有利于迸发航运要素的聚集和流动的活力。东疆保税区相关政策向腹地延伸，也将极大的促进航运金融、融资租赁、航运租赁、贸易结算等新兴业务拓展。
七是海运业发展较快。近年，天津市海运业有了长足发展，天津通过不断优化行政审批流程，加大对企业帮扶力度，吸引了一批较大规模的海运企业落户天津，拉动了海运经济指标的持续增长。截止目前，天津市共有沿海运输经营企业122户，辅助业经营企业760户;海运船舶345艘，净载重量合计876.35万吨，运力规模比5年前增长了70.41%。
航运服务业发展取得积极进展
北方国际航运中心建设初具规模，为天津市加快推动海运业发展、建设国际港口城市奠定了良好基础。
一是航运要素集聚服务。天津国际贸易与航运服务中心作为航运服务区的核心载体，入驻了海关、检验检疫、海事、港口集团等与航运业务相关的政府部门及港航企业，为天津口岸货物、船舶出入境提供集中、便捷、高效的通关服务。目前已建成9座商务楼宇，150多家航运服务企业进驻，促进了航运资源的聚集，口岸贸易服务功能得到充分显现。
二是航运产业集群发展。天津港航运要素不断聚集，为航运金融、航运保险、海事法律、仲裁服务、船舶交易和管理、航运数据信息定制及、航运交易、商贸服务等航运服务业带来巨大发展空间。
三是口岸信息化及监管水平显著提升。已建成包括口岸执法、物流信息化和电子口岸信息化相互支撑的口岸信息化综合体系，口岸监管部门实现了分类通关和无纸化7×24小时通关服务，创新了出口拼箱通关监管模式和国际航行船舶进出口岸通关模式。
多措并举推进北方国际航运中心加快发展
目前，天津市海运企业多数规模较小，抗击市场风险能力较弱;运力结构较单一，大型船舶和集装箱船舶发展较慢;现代航运综合配套服务水平较低。为落实国务院部署要求，立足海港发展优势，天津市将进一步完善软硬件功能，推进北方国际航运中心加快发展。
一是完善航线网络布局。加快发展远洋干线、环渤海内支线、内贸精品线，积极增开集装箱班轮航线，优化航线结构，增加航班密度，拓展辐射范围，不断提升天津港的集装箱枢纽港地位。大力发展海铁联运，提升班列和大陆桥运量，积极争取国家政策支持，着力打造亚欧大陆桥运输品牌。
二是建设现代航运集疏运体系。加快港口道路建设和通向腹地的重要骨干铁路、公路建设，完善陆路交通体系，形成腹地连通港口的大交通体系，实现公路、铁路、水运相互配合，便捷通畅的立体化集疏运系统和交通网体系统。
三是发展高端港航服务业。积极开展航运经纪、咨询、船务、船舶交易、管理、注册、海事法律仲裁等航运中介业务。大力发展船舶融资、海上保险、资金结算及航运衍生品等航运金融业务。拓展临港商贸流通业务，建设展示、交易、信息和商品集散市场。做大做强邮轮产业，积极申报无目的邮轮航线，协助海航集团打造北方邮轮基地。
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。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展，城平建设中的污水深海排放技术，感潮水域污水多点排放漂移扩散研究，天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力，人工沙滩的保护措施，滩涂围垦对水域环境的影响等，都将是需要认真解决的问题。
鉴于黄河三角洲海岸线不断依退所带来的国土面积减少、陆上设施受到威胁甚至破坏、对黄河三角洲湿地自然条件的毁灭性破坏等一系列问题，也是非常迫切需要研究的课题。此外，长江三角洲、珠江口及珠江三角洲的海岸开发、滩涂围垦和岸滩保护及整治工程对水域影响所引起的环境问题及其对策，也是需要重点研究的课题。
存在的问题
养殖区域布局规划性不强由于长期以来缺乏科学的发展规划，造成海水养殖布局不合理，部分条件较好的海域养殖密度过大，超过了养殖容量，同时密集区养殖品种单一，如牡蛎养殖区基本上都位于迹头、狮岐头和松山垦区海堤外侧;网箱鲍养殖多数位于梅花至将军帽、古鼎屿至可门一带;网箱鱼类养殖多数集中于迹头至将军帽一带及岗屿、下屿海域等，养殖区布局及品种结构不合理，且过于密集，养殖环境条件较差，导致养殖生物生长缓慢、单产下降、病害较为严重。
殖比重增加，但带有一定的盲目性和趋同性，养殖品种较为单一，结构比例不够合理，如网箱以养殖大黄鱼、鲍为主，多次发生较大面积发病死亡，造成较大的经济损失，影响水产养殖业的持续发展。由于水产品质量保障体系仍不尽完善，养殖生产者的产品质量意识不强，加之养殖业多为个体经营，缺乏大型企业运作，行业监管较为困难，水产品的质量安全保障能力有待于提高。
防灾减灾能力较薄弱海水养殖大多处于分散经营状态，大型企业少，生产者缺乏病害监测及预防的技术力量;各级渔业环境与病害监测仅开展定期定点监测，信息反馈和通报渠道不够顺畅，现有的病害预警技术尚不成熟，养殖病害防控体系有待完善，赤潮监测监控体系未完全建立。海水养殖业仍以传统养殖方式为主，养殖设施抗灾防灾能力薄弱。海水养殖业以传统的潮间带滩涂养殖、浅海延绳式养殖和小型木结构网箱养殖为主，养殖设施不能有效抵御台风、风暴潮等自然灾害的袭击。
与区域规划发展矛盾渐显根据有关专项规划，罗源湾以港口航运及临港工业为主要发展方向。罗源湾港口建设以及发展临港工业与海水养殖的矛盾日益突出，在有限的海湾资源中，不但港口海运需要使用，而且海洋渔业发展、海上旅游资源开发都要使用，港口的建设管理特别是为了增加港口陆域而围填海造地必然会与近海海域的海水养殖和浅海养殖产生直接冲突，并导致纳潮量减少，水动力条件改变，港湾环境容量降低;大部分临港工业属于资源高消耗型产业，布局集中、紧贴或置于海岸带，将会增大海洋生态环境的承载压力。随着罗源湾的开发，临海工业与海水养殖业的矛盾、生态环境的压力还会继续加大。部分开发项目预留区禁止养殖，造成海域资源浪费，必须做好开发项目建设进度与海水养殖区退出时间的协调，减缓罗源湾开发对海水养殖业的冲击。总之，随着其他涉海行业的发展，罗源湾水产养殖面积将逐步减少，养殖环境质量呈现逐年下降趋势，海水养殖业的生存和发展将面临沉重压力。
海洋环境存在恶化趋势罗源湾为典型的半封闭海湾，水体交换能力较差，海域环境容量有限。多年来，罗源湾海区实施大官坂、松山、白水等多处大规模围填海工程，造成纳潮量减少、水动力条件改变、污染物稀释扩散能力和环境容量降低;罗源湾沿岸城镇建设、工农业发展，导致排海陆源污染物逐年增加;近年来由于港口航运业的迅速发展，大量船舶进出罗源湾，含油污水排放量随之增加;湾内海水养殖持续发展，特别是网箱养殖发展迅速，残饵、排泄物等污染物排放增加。近年来监测结果表明，罗源湾海洋环境质量呈现下降趋势，营养盐含量持续上升，重金属、石油类、DDT出现超标现象，对养殖产品质量、养殖成活率、产量和效益等方面产生不利影响。互花米草在罗源湾西部侵占大片滩涂，造成适宜养殖水域缩小。
对策与措施
优化养殖品种结构针对罗源湾水质富营养化严重的情况，提倡适度发展江蓠、海带等藻类养殖，同时减少网箱鱼类和罗源湾顶部海域贝类(主要为牡蛎)的养殖规模;引进养殖新技术、新品种、新模式，加快发展名特优水产品种和无公害海水养殖，促进传统渔业养殖模式向优高品种、规范化和生态健康养殖方向转化。
转变养殖效益增长方式在养殖面积大幅度缩减的情况下，着力发展优良品种养殖，改进养殖模式和布局，依靠科技进步，提高单位面积海域的养殖效益;发展陆域工厂化养殖和水产种苗培育产业;适应城市发展，结合海上旅游，发展休闲渔业。
规范海水养殖区域随着罗源湾电力、冶金、化工、船舶修造等临港工业、港口航运的发展，将对罗源湾海水养殖业造成较大影响，养殖区域布局的调整已成为必然趋势。通过养殖区域布局和养殖品种、规模的逐步调整，使之与其他涉海行业协调发展，保障罗源湾海域的可持续利用。通过引进资金和技术，增加抗风浪养殖基础设施的投入，引导养殖群众把海水养殖业逐步向罗源湾外转移。
挖掘提高养殖产量新途径由于罗源湾海水养殖业大规模拆迁引起的水产品产量大幅度降低，造成市场供应出现较大缺口，可以通过在规划养殖发展区发展海水养殖、增加淡水养殖投资等途径弥补。鼓励进入发展区的企业和养殖渔民增加投资，引进新型养殖设施，开发高产高效养殖技术，推广高优品种养殖，提高规划养殖发展区的养殖效益和产量。
关键词：浙江物流 江海联运 发展空间
2014年11月，总理在浙江调研时提出了“设立江海联运服务中心，形成长江经济带发展的战略支点”的重大决策指示，这是对浙江在“一带一路”战略中发挥特有的地位作用所提出的新要求。从江海联运现状、优势和发展需求等方面综合分析来看，在浙江设立江海联运服务中心，无论从现实情况、基础条件、发展优势和服务能力，还是从发展需求来看，建设江海联运服务中心将十分有力促进浙江港航物流的快速发展。
浙江发展港航物流的优势
浙江地处长江经济带和海上丝绸之路的交汇点，是“一带一路”多层次对外交通运输通道，浙江发展港航物流具有独特的区位优势和良好的实践基础。
首先，港口基础优势。2014年，宁波-舟山港设计吞吐能力7.2亿吨，港口货物吞吐量连续六年居世界首位。集装箱居世界第五。
其次，船舶基础优势。浙江海运运力规模居省际首位。其中，江海联运船舶运力占全省总运力的76%，占九省二市江海联运船舶总运力的42%。尤其万吨以上江海联运船舶占绝对优势。
第三，大宗货物优势。由于浙江港口资源的特点已经构成了铁矿石、石油、煤炭、粮食等大宗散货的集散地，也是辐射全国的大型集装箱转运基地和大宗战略物资中转储备基地。如铁矿石运输居全国首位，承担长三角及长江沿线地区铁矿石进口总量的45%，主要经上海、苏州、南通等长江下游港口进行二程转运，海进江运输量达8700万吨。油品吞吐量居全国首位，占沿海规模以上港口20.2%，承担长三角及长江沿线地区原油进口总量90%以上，主要通过甬沪宁管线进行二程运输。
第四，物流服务优势。2014年宁波、舟山大宗商品交易所完成大宗商品交易额总额近2万亿元。宁波航交所共完成交易额35亿元，注册会员累计达到2.9万个，其中，航运舱位交易市场完成交易量38.3万标箱，完成交易额23.08亿元。全省共完成交易船舶1653艘，197万载重吨，成交额达54.7亿元，成交额继续保持全国第一。了全国首个船舶交易指数，成立了全国首家专业航运保险公司。
优化浙江港航物流发展措施
随着“一带一路”的国家战略实施，对浙江港航物流业发展提供了新的发展空间，通过重庆、四川的渝新欧、长江黄金水道，用铁水联运的形式，扩展向欧洲发展的空间。水上丝绸之路为浙江港航物流向东南亚开辟新航线，通过对外投资建设产业和物流园区，拓展海外广阔的空间。长江经济带发展将给综合立体交通运输带来深远的变化，包括公路、铁路、水路、航空、管道等不同方式的运输规模、交通格局的变化，以及不同运输方式之间的多式联运。长江上游、中游和上海国际航运中心、以及长江沿线九省二市的综合交通枢纽的交通运输整体规划建设，将对浙江发展港航物流带来前所未有的机遇与挑战。
笔者结合工作实际，就在新形势下如何进一步优化浙江港航物流发展布局提出如下建议。
1、优化现有港航物流空间布局
积极有序建设以宁波―舟山港为主体的码头泊位，注重江海联运与国际中转泊位间的科学规划、业务支持，有效提升港航物流枢纽的承载能力、便利化程度。促进集装箱江海联运快速发展。集中布局一批集装箱泊位，配套完善一批江海联运作业区。近期重点建设或改造一批集装箱码头，以增强集装箱江海联运服务能力。合理布局油品码头。集中在宁波舟山等地布局一批原油及燃料油泊位，布局一批成品油、液体化工品码头，同步新建完善一批江海联运泊位，增强通过水运服务长江沿线石化企业能力。建成全国最大粮油物流基地。加快转变现煤炭、矿砂等泊位功能，建成全国最大的现代化粮油储运、中转、加工、配送基地。布局一批铁矿砂泊位，配套完善一批江海联运泊位，增强服务长江经济带冶金企业发展能力。近期重点加快鼠浪湖作业区、马迹山作业区三期建设。
此外，根据市场发展需要，适时规划建设汽车、木材、件杂货等货种的江海联运作业区，增强服务长江经济带建设的能力。
2、优化海铁物流空间布局
抓住铁路投资建设运营体制市场化改革契机，大力发展海铁联运，加快完善铁路通道和铁路物流现代化，建成以宁波―舟山港为主体，以海铁联运为主运输方式的长江经济带现代物流第二通道。
建成南方主要集装箱海铁物流枢纽。以北仑港区和穿山港区集装箱码头区、梅山港区为核心，以宁波铁路集装箱中心为枢纽，加快穿山港区等疏港铁路支线新建，加快宁波海铁联运物联网示范工程建设与推广应用，加快民营、外资物流企业和物流服务商参与集装箱海铁联运业务的培育发展，建成全国南方主要的集装箱海铁物流枢纽，有效分担长江黄金水道航运压力。
积极做好大宗散货分销中心建设。结合铁矿砂、煤炭大宗商品交易发展，加快大宗散货分销中心的建设。同时，加强疏港铁路支线改造升级，不断提高海铁联运业务在浙江、长三角、长江经济带的规模和比重，满足现代经济对物流快速、便捷及其点对点服务的需要。
3、优化海公、海河和海管物流空间布局
满足不同货类、不同距离运输最佳选择需要，支持海公、河海、海管等多元化联运发展，加强枢纽平台建设，形成规模和集群优势。
增强海公联运服务功能。积极推进港口疏港公路，及其配套集装箱堆场、集卡服务区建设，完善浙江、长三角和长江经济带公路型“无水港”建设布局与枢纽功能，创新形成发达的揽货、分拨、配送系统，增强海公联运服务功能。加快建设配套物流园区、保税物流中心，进一步完善海公物流服务体系。
扩大河海物流规模比重。统筹推进嘉兴内河港、湖州内河港、杭州内河港的集装箱作业区、大宗散货作业区的新建或升级，推进河海联运技术、信息、海事、大通关等服务体系建设与创新，不断扩大河海物流规模和比重。
不断提升海管物流能力。积极完善原油、燃料油、成品油码头区的输油管网，扩大联网规模，优化联网结构，同时加快辐射浙江、长三角和长江经济带的输油管网及其配套设施建设，扩大服务半径，不断提升海管物流能力，以及增强辐射长江经济带中下游北部区域能力
4、优化港航物流信息服务体系布局
船舶运动模型包括6个自由度（3个平移运动和3个旋转运动)，但船舶动力定位主要研究的是海上浮式结构物在水平面的运动，即纵荡、横荡和舫摇3个自由度的运动。一般情况下，由于定位时半潜船的速度很小v≈0，且横摇角和纵摇角很小，这意味着非线性科里奥利向心力、阻尼力、恢复力、浮力和力矩都可以在v≈0和Φ=θ=0处线性化因此，3自由度半潜船的低频运动模型可表示为：
式中:R（Ψ）为简化的转换/旋转矩阵。MRB为质量矩阵，MA为附加质量矩阵，D为水动力系数矩阵以及式（1）中R（Ψ）描述如下:
为了便于实时解算半潜船的运动信息，将纵荡、横荡和舷摇的运动方程表示成如下状态方程形式:
2 半潜船海洋环境干扰模型的建立
半潜船在海洋上航行或作业时，之所以要配备动力定位系统来辅助工作是因为船体会受到外界干扰载荷的影响，导致船体偏离航线、移动。外界环境干扰主要来白海风、海浪和海流3大部分。船东通常会提出动力定位系统能够达到抵抗相应等级的海风、海浪和海流的精度要求。因此，快速、准确地计算出海洋环境干扰力是整个动力定位系统中十分关键的一个环节。
3.1风载荷计算
一般情况下，在对船体所受风载荷进行计算时，研究人员会将船体所受的风简化为均匀风，因为风的大小和方向是随时问而变的，且毫无任何规律，并且海面上的风与地面上的风还是有所不同的，陆地上的风可通过风传感器测得，并且在各个高度上相差不多，可是风在海平面同时受到海浪影响，所以海平面上的风在高度上也是分布不均的，而由于风传感器数目所限，所以不能测得各个高度上的准确风载荷。
模块法的原理是将整个结构体划分成众多的、不同的标准构件，划分成小的模块，在已知各个构件的载荷特性和影响因素的条件下，分别对各个小的构件模块进行载荷的计算，最后，再将所有结果叠加，得到大构件在此时的总载荷。上文提到，计算用到的风是简化后的均匀风，其大小采用作业海域内距海平面20m处的平均风速，计算公式为[f}l
式中:FW表示风载荷，单位为N;CW的值为0.615N·sec2/m4；CS表示形状系数；Ch表示高度系数;A表示承受风载荷构件的投影面积，单位为m2;Vw表示设计风速的分量，单位为m/s。
Vw为海面以上20m处的风速，该风速可以通过实地检测获得，但是由于半潜船作业地点未知，每次作业前再前往测得的想法不现实，所以可以采用一些风谱(如P-M)给出的风速，再根据式(2)进行相应高度的风速的计算：
式中:Z表示距离海平面的高度。Vs表示距离海平面Z米处风速;V20表示距离海平面20m处风速;在纵向、横向、舷向三个方向，根据不同的形状系数和高度系数针对各个构件计算相应的风载荷后，累加得到结构的总受力:
式中:FW表示第i个构件所受的风力;Xi表示第i个构件据参考点的距离。
需要指出的是，采用该算法计算风载荷其结果偏于保守。海平面的白然风无论大小还是方向都要复杂得多，该方法比实际情况存在一定的简化计算，如果想要得到精确的构件风载荷，还需进行相关的风洞试验，不过建造成本也将会剧增，但是从安全性的角度考虑如果条件允许最好进行风洞试验，并且要加入对构件遮蔽影响的考虑.
3.2流载荷计算
对类似半潜式白航工程船的船型，API规范推荐采用《VLCC风载荷和流载荷估算》进行计算。其风压系数数值基于1960年在密歇根大学开展的风洞实验计算得到，而流载荷系数数值由1975-1991年在荷兰MARIN水池进行的船模实验和美国海军部设计手册整理得到。在对流载荷的研究中，考虑到了以下因素:舟比龙骨对流力系数的影响;船长/型宽比(也即修长度)对流力系数的影响;船舫形状对流力系数的影响及流速剖面对流力系数的影响。
船舰规定为00，船舫规定为1800，与我们通常规定不同的是，船的左舷为横轴正方向，右舷为00-1800,各个系数也仅给出00-1800期问的数值，1810-3600（00）期问的数值要通过插值计算来获得，计算时，应该注意两个方向值的正负号，否则将得到相反的数值。海流其实包含很多种，如潮流、地转流等，但是流对船体的影响比风和浪小得多，相对稳定，变化不大，因此在对流进行计算时，一般假设流速为常值，且深度越深，流速越小，考虑船体吃水深度变化不大，因此可忽略流速随深度递减因素的影响，视为常值。
然后用式((3)计算流载荷：
式中:FXc、FYc、MXYc横向流载荷及舫摇力矩; CXc、CYc、CXYc分别为纵向、横向流载荷系数及舫摇力矩系数;ρ表示海水密度，单位为1025kg/m3;vC表示流速，单位为m/s;LBP表示垂线问长，单位为m;T表示吃水深度，单位为m.
3.3波浪漂移力计算
二阶波浪力的干扰会引起船体的漂移。漂移会使得船舶的航向和轨迹随时问的变化而变化。这种变化的频率远低于一阶波浪导致的船舶振荡的频率，这种二阶波浪力包括二阶定常漂移力;低频力及高频力。获得波浪二阶波浪漂移力的方法主要有2种，2种方法各有优缺点，一是理论计算，优点是省时省力，缺点是结果通常不是很理想;二是实物模型的水池实验，优点是结果较为准确，缺点是制作实物模型费时费力。目前研究二阶漂移力的理论方法主要有近场方法;中场方法和远场方法。根据以上3类方法形成了比较完善的商业水动力计算软件包括harp, AQWA,HydroStar及SeaSam等。
研究船舶在随机海浪作用下的运动特性时，想要实现对真实海浪的模拟，就必须寻找与之相似的波浪，通常情况下会选择长峰波。在软件中采用谱分析方法计算波浪二阶漂移力。使用时用户需要选定波浪谱密度函数并导入纵荡、横荡、舫摇的二阶传递函数。
波浪谱密度又称为能量谱，波浪谱密度函数S(ω)既能用来分析平稳随机过程的频率，又能表示在这种频率下，不规则波的波浪能量是如何分布的。
由于单参数谱不能合理地表征非充分发展海浪的特征，第 12届ITTC C International Ship StructureCongress推荐用有义波高和特征周期作为波谱参数的双参数波谱:
式中，特征周期Tl的单位为S;Sζ(ω)的单位为m2s。由于Tl近似于海浪的平均周期T0，所以也可用T0代替Tl。
学情分析：学生已有一定的知识储备，如：全球的气压带和风带，季风，气旋与反气旋，这为学好本节奠定了基础。而对于探究规律，并将其准确描述出来有一定难度。动手画图更是学生的弱项。
学习目标：(1)理解洋流的形成和洋流的分布规律。(2)理解洋流对地理环境的影响。(3)通过绘制全球洋流模式图，培养动手能力。(4)树立物质是运动的，运动是有规律的观点，受到辩证唯物主义思想教育。
设计理念：根据课程改革的目标，构建开放式地理课堂；并根据探究学科教学论，改变传统的地理学习方式，让学生自己通过洋流分布图和相关资料进行小组讨论。总结出洋流分布规律和洋流对地理环境的影响。采用多种教学方法，调动学生的感官，使其保持饱满的学习热情。
教学流程：
一、创设情境，激意播放一段录象剪辑，让学生感知海水的运动形式――海浪。
(承转)：海浪是海水运动的一种形式，除此之外，海水的运动还有海啸、潮汐等。而规模最大、最主要的海水运动是洋流。
二、探索研究
(一)洋流的形成
1、学生从书中找出洋流概念
引导：那么，是什么力量促使海水沿着一定方向作有规律的运动呢？
2、学生带问题阅读
思考：洋流运动的主要动力是什么?洋流的形成还受什么因素的影响？
学生回答后，教师引导：由盛行风的吹拂所形成的洋流称为风海流。前面，我们学过哪些盛行风呢？
复习：要求学生在学案上画出盛行风风向。
课件展示答案，学生同桌两个互换检查是否正确。
引导：在盛行风的吹拂下，海水是怎么运动的呢?
教师讲解，伴随课件展示，后让学生在学案上标出风海流。
(承转)：盛行风是洋流运动的主要动力，除此之外，洋流的运动还受陆地形状的限制和地转偏向力的影响。在多种因素综合作用下，洋流的分布将更加复杂。
(二)世界洋流的分布
课件展示世界洋流分布图(结合图，简介洋流另一种分类：寒流、暖流。)
引导：虽然洋流分布复杂，但还是有规律可循。接下来，请大家探究：世界洋流的分布有什么规律？
分小组讨论洋流分布规律，分阶段进行：中低纬度、中高
纬度
课件展示结论，学生记忆。 拓展：据自己总结的结论，请在学案上动手画出世界洋流模式图。(区分寒暖流)
课件展示答案，学生对照找不同，提出疑问。
学生熟悉记忆洋流名称。
活动：阅读“失而复得”的旅游鞋，说出其经过哪些洋流。
引导有的同学着急了，我们还不知道北印度洋的洋流呢?别急，我这就准备带大家去走一走，转一转。什么时候去好呢?
(情境创设)历史上郑和下西洋，每次都是冬天去，夏天返回。为什么呢？
学生思考，课件展示，得出规律。(联系南亚季风)
(承转)郑和下西洋的故事体现了洋流对航海事业的影响，顺流快，逆流慢。洋流对地理环境的影响还体现在什么方面呢？
(三)洋流对地理环境的影响
1、洋流对气候的影响
(情境创设)有人在太平洋上发现了一些奇怪的现象，在赤道附近的科隆群岛上生活着很多企鹅，而在远离赤道的斐济群岛上则是热带雨林景观。这是怎么回事呢？
像这样的例子还有很多在副热带地区分布着大片沙漠(如维多利亚沙漠、阿塔卡马沙漠等)西欧海洋性气候的形成；俄罗斯的两个著名的港口，一是位于北极圈以内的终年不冻港“摩尔曼斯克”，一是太平洋沿岸的“符拉迪沃斯托克”，处于北纬43°左右，却有半年的冰冻期。这是为什么？
学生思考解释，从而得Ⅲ洋流对气候的影响。
2、洋流对海洋生物的影响
教师讲解秘鲁渔场的形成。
学生结合洋流分布，思考其他三大渔场的成因。
3、洋流对航海的影响
点出：寒暖流相遇，容易形成海雾，影响海上航行。
4、洋流对污染物的影响
学生阅读材料，思考洋流对污染物的影响体现在哪些方面。
