海洋環(huán)境保護論word版-文庫吧資料
2025-01-14 08:10本頁面
【正文】 定位系統(tǒng)相結合，建立數學物理模型，通過多媒體技術，形象化地描述災害成因、發(fā)生機理、傳播規(guī)律、模擬災害破壞的過程，建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統(tǒng)。時間及方向上的隨機性所導致結構安全的不確定性情況下，對現役海洋工程結構進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論；結構健康狀態(tài)及損傷檢測的新技術和新方法；結構病害治理用的新材料、新技術和新方法；海洋工程結構在多種復雜海洋環(huán)境條件下（風、浪、流、冰、地震 等）的可靠度和優(yōu)化理論研究，設計與建造新型抗災工程結構；研究和設計使海洋工程結構物在設計使用期限內有足夠的安全度，而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。 因此，發(fā)展以下的一些技術和方法將是十分重要的。 海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化，其損傷主要來自兩個方面：其一是結構的老化、疲勞、超載、內部損傷（裂縫）、地基沉降 變形以及環(huán)境的物理化學損傷（低溫、凍融、大氣侵蝕）等；其二是設計不周或設計標準偏低，施工質量差，原材料不合格，管理維護不善等。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領域。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。大型海上工程在地震作用下的安全性，特別是抗震防災的基本原 理和減震技術措施需要認真研究。如果一旦在地震中結構物（海洋平臺、鉆井船、人工島、輸油及輸氣管道等）發(fā)生破壞，除其直接經濟損失極大外，其次生災害 ——火災、環(huán)境污染等的后果也不堪設想。 我國是一個多地震的國家，海域中時有地震發(fā)生。在海冰力學的研究中，除進行理論分析和數值 模擬外，實驗研究也是一個重要的手段。對近岸大面積冰排和海上浮冰，在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂，斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結構物的作用。渤海重疊冰與堆積冰的形成，不但可給結構物以強大的冰壓力，而且由于冰激引起的振動作用，也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。 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)每年都有結冰現象，結冰嚴重的年份則出現冰害。我國東臨西北太平洋，每年出現的臺風數目占全球的 38%，其中對我國可能造成災害的臺風每年有 7— 8 個。當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。 90 年代以來，我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣，是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。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構，獲得流場中水質點速度的空間分布和時間過 程；并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程，可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數。而這些必要的數據是無法從數學模型本身來取得的，有些可以通過現場觀測來得到，但其中一些最基本的卷數是要通過基本機理的研究才能得到，在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。以研究近海海域污染物遷移轉化的三維預報系統(tǒng)作為目標，在分析近海環(huán)境中各種物理、化學和生物現象的基礎上，針 對近海海域水污染的特點，從三維湍流模型出發(fā)，在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用；在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項，可建立一個統(tǒng)一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉化的三維預報模型，它可為環(huán)境評價、水質規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據；同時對確定水域環(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用前景。可以將輻射應力的計算公式與拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來，建立一種輻射應力計算的新方法，用該方法可對較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數值模擬。建立沿岸流數學模型，可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。對高階方程的進一步研究，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。從水波發(fā)展方程出發(fā)，可導出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數學模型。也可以基于多流體模型的基本概念，分別對兩相本身的湍流輸運規(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學模型。此外，采用坐標變換，可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數學模型，這樣才能夠較好地重現實際海域的三維潮流 特征。目前，在這方面國內外已有不少水質預測預報模型，這
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