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在我国今年批复的山东、浙江、广东三个沿海海洋经济发展示范区(实验区)的规划中和自1990年起先后设立的上海浦东新区、天津滨海新区及最近批复的浙江舟山群岛新区规划和建设方案中,海洋经济已作为核心发展的要素被不断重视和提升[6-8]。在三个产业中,除第三产业涉及的海洋经济内容我国有比较好的基础外,其他许多产业都是海洋新兴产业,均缺乏掌握核心技术的专业人才。而通过对教育部高职高专目录内和目录外专业的研究,目前已开设的涉海专业主要涉及的产业和内容。根据上述研究可知,在海洋经济的第一、二、三产业中,目前各高职院校在第一、二产业几乎没有开设涉海类专业,而第三产业中已开设了交通运输大类,其中有水上运输类、港口运输类25个专业;还开设了旅游大类,其中有旅游管理类、餐饮管理与服务类15个专业,但均不是严格意义上的涉海专业;在其他设置的专业大类中也有少数涉海或与海洋经济相关的专业,如涉及石油和天然气资源开发、港口水利、国际贸易等大类的相关专业,但涉及海洋高端产业的专业设置基本上为空白。由此可见,我国高等职业涉海专业设置和专业建设严重滞后,涉海类专业数量少,覆盖面窄,除第三产业专业设置和建设相对较齐外,针对第一、第二产业涉海专业几乎没有,涉及海洋高端产业的专业设置,如海洋生物、海洋能源、海洋生态和远洋渔业基本上为空白。
3高职院校在海洋经济时代的战略思考
海洋经济的实践远远早于对海洋经济理论的研究。亚太经济的发展开始走向海洋经济之路,日本是其典型的代表。山东省与辽宁省隔海相望,其海洋经济的发展对于辽宁具有十分重要的借鉴作用。
日本——科技创新加速海洋开发
近年来,日本利用科技加速海洋开发和提高国际竞争能力,海洋经济跨入新的成长期,具体来说主要有以下几个主要特点:
第一,海洋经济区域业已形成,先后形成了关东广域地区集群等9个地区集群,这不仅构筑起各地区连锁的技术创新体制,也形成了多层次的海洋经济区域。
第二,日本海洋开发包括经济开发、技术开发,对海洋资源和海洋空间等自然资源的开发利用向纵深方向发展。
第三,日本海洋相关的经济活动急剧扩大,形成了包括科技、教育、环保、公共服务等海洋经济发展支撑体系。
进入21世纪,日本政府制订了海洋开发战略计划,并采取了许多具体的措施,着重海洋科学技术开发与海洋经济可持续发展,积极推进海洋环境保护,开展国际合作与交流。
日本与我国同为东亚海洋大国,海洋经济发展异曲同工,辽宁省在制定海洋经济的发展战略时,应参考日本的实践经验。
山东省——政府重视推进战略实施
山东省与辽宁省隔海相望,80年代时期就一同开展“海上辽宁”、“海上山东”海洋战略的实施。
山东省的海洋经济得以快速发展,综合实力明显增强,在于山东省政府高度重视海洋工作,并把发展海洋经济当作一项关系长远利益的战略性工程来对待。
山东省还一直强调依法治海的精神,海洋管理工作不断加强,海洋法制工作一直走在全国的前列,初步构建了较为科学、合理、规范的管理框架,从而使得海洋开发严谨有序。
近几年,山东省依靠海洋科技力量和众多海洋科研院所,大力发展海洋科技,使产业结构不断优化升级,新兴的以高科技为特征的海洋产业迅速崛起,新技术研究领域不断扩大:海洋药物保健品、海洋精细化工、沿海旅游、海水淡化及综合利用等。海洋科技成果向现实生产力转化能力不断提高,新研究成果的投入使用使山东省的海洋经济产业化规模不断扩大,已经成为一个独立的经济增长点。
经验启示
发展海洋经济,由于国家(地区)的资源禀赋各不相同,发展海洋经济的经验也并不完全一样。但由于海洋经济的共同特性,国内外推进海洋经济发展过程中,大都采取了以下举措:
1、政府管理综合化
在发展海洋经济上要对政府的作用进行正确定位。首先,海洋经济的整体性和综合性要求政府对海洋经济进行综合管理,以利海洋资源最优利用,发挥最大的资源潜能。其次,海洋经济的发展涉及很多政府部门,需要这些部门通力合作。再次,与陆域经济管理相比,海洋经济具有特殊性,所以政府对海洋经济发展介入的范围更广,也更为深入;政府的管理主要集中在部门协调和对经济外部性的治理这两个方面,其他领域则更多地强调市场机制对资源配置的基础性作用。
2、产业结构合理化
目前,发达国家的海洋产业结构呈现以下三个特征:第一,海洋油气、滨海旅游、海洋渔业和海洋交通运输业构成世界海洋经济发展的四大支柱产业。第二,“二、三、一”次产业结构顺序正向“三、二、一”次产业结构顺序演变。以高技术支撑的近海油气业、临港工业,以及滨海旅游业、现代物流业和生产性海洋服务业的迅猛发展,已成为现代海洋经济发展的主体。第三,区域特色明显。由于各国(地区)的资源禀赋不同,海洋产业结构的空间分布即地区海洋产业结构,形成了各不相同的比较优势。
3、加强培育海洋主导产业
根据沿海城市海洋各产业增加值和全省海岸带资源调查,考虑到海洋9类行业增加值的梯度分布和资源基础,把省内海洋经济划分为主产业集群区、发达区、潜力区、欠发达区4个等级。充分利用海洋资源和科技资源方面的两大优势,按照发挥优势、重点突破的要求,积极培植壮大海洋主导产业,尽快形成规模优势和竞争优势,带动高素质海洋产业体系的形成。
4、海洋功能划分越来越明确
海洋经济是海洋水体资源经济、海洋产业经济、海洋区域经济三位一体的综合性经济,其发展不仅是产业发展的结果,而且是空间变化与空间组合的结果。海洋产业与陆地产业的再生产过程是相互联系、相互影响的。海洋资源的深度和广度开发,需要有强大的陆域经济作支撑,海洋资源优势只有在与沿海陆域经济联动发展中,在与区域生产力布局紧密结合中和国际社会的合作中才能得到充分的利用和开发。因此,要构建布局合理、陆海一体的生产力发展平台,加快辽宁省海洋产业由资源型向综合型转变,由分散向集群化发展。
5、发展海洋循环经济
1金融支持海洋经济发展政策分析
2017年5月,国家发展改革委和国家海洋局了《全国海洋经济发展“十三五”规划》,提出了加快海洋经济投融资体制改革的四点建议:第一,建立海洋产业投融资公共服务平台,为涉海企业提供专业的投融资服务;第二,积极推动政府财政与社会资本合作,通过贷款贴息、建立产业发展基金和风险补偿基金等方式,引导社会资本流向海洋产业;第三,积极发展信托投资、股权投资、产投资、风险投资等多样化的投融资模式,以满足不同类型涉海企业的投融资需求;第四,鼓励符合条件的涉海企业、涉海项目申报国家专项基金,申请国家或地方的财政补贴、税收减免政策。2018年1月,中国人民银行等八部委联合印发了《关于改进和加强海洋经济发展金融服务的指导意见》,从银行信贷、股权债券、保险、多元化融资渠道、投融资服务体系以及政策保障六个方面,提出了金融系统支持海洋经济发展的途径。具体来看,在银行信贷方面,设立专门的金融服务机构,创新海洋金融产品与业务;在股权、债券融资方面,支持成熟、优质的涉海企业上市融资,引导中小型涉海企业通过债务性融资工具融资;在保险方面,完善海洋渔业保险,发展海洋特色保险产品,鼓励保险投资基金对涉海项目与工程进行投资;在多元化融资方面,通过建立金融租赁公司、跨境融资、创新涉海金融工具、引入创业投资基金等方式,拓宽海洋产业融资渠道;在投融资服务体系方面,打造海洋产业投融资服务公共平台,健全海洋产权抵质押登记制度;在政策保障方面,推动涉海信贷政策的落实,推进蓝色金融的创新改革试点工作,加强对金融支持海洋经济发展效果的检测与评估。
2山东、广东省金融支持海洋经济发展经验分析
我国自2010年开始海洋经济发展试点地区的建设工作,山东、浙江、广东、福建和天津五个省市相继确立为全国海洋经济发展试点地区。本文对山东、广东二省的金融支持海洋经济发展经验进行分析,希望为烟台市海洋金融体系的建设提供借鉴。
2.1山东省金融支持海洋经济发展经验分析
山东省于2011年开始山东半岛蓝色经济区建设。在2018年9月召开的“儒商大会2018”现代海洋产业论坛上,签署了12个现代海洋重点项目,投资规模203亿元,同时推介了216个海洋强省重点项目,投资规模达4100亿元。为了推动海洋产业重点项目开展,山东省积极发展涉海金融服务保险业,不断拓展涉海项目融资渠道,持续完善财税支持政策,构建了银行业、证券业和保险业协同支持海洋经济发展的金融体系。具体来看,其措施主要包括九项:第一,支持金融机构与战略投资者的战略合作,组建涉海项目大型金融集团;第二,加强与国外金融机构的涉海项目股权和业务合作;第三,为开发与创新涉海金融产品提供政策支持;第四,推动产业资本化和资产证券化发展,发起设立了规模达300亿元的现代海洋产业基金,积极建设海洋产业股权投资基金体系;第五,完善涉海保险服务行业,鼓励开发涉海保险产品,提高涉海项目保险覆盖率,建立海洋产业贷款风险补偿机制;第六,发挥“海上粮仓”建设基金的支持作用,利用好国家财政补贴专项资金,每年筹集不低于55亿元的省级财政资金支持涉海“十大行动”的建设;第七,发挥民间资本的主体作用,建立集信贷、融资、发债、理财、结算、咨询于一体的投融资机制;第八,简化金融服务流程,降低金融服务成本,提高信贷规模;第九,依托省内大型投资基金公司,建立海洋产业投融资平台。
2.2广东省金融支持海洋发展经验分析
广东省海洋产业生产总值连续23年位居全国首位,长期占据全国海洋经济“领头羊”的地位。为提升海洋经济发展质量,广东省政府从财政专项资金、银行信贷资金、资本市场融资等方面进行了统筹,采取了一系列金融支持海洋产业发展措施。在财政专项资金方面,广东省自2018年起每年安排3亿元专项资金用于支持海洋工程装备、海洋生物、海上风电、天然气水合物、海洋公共服务五大科技创新产业发展,并安排了2.65亿元资金重点支持36个海洋工程项目。在银行信贷资金方面,广东省与当地的政策性银行签署了战略合作协议,为广东省海洋基础设施建设、海洋高端装备制造产业发展等125个涉海项目发放信贷资金500亿元,同时,积极探索信贷担保、贴息、不动产权证质押等支持渔业发展的信贷机制。在资本市场融资方面,将深圳打造成国家海洋金融中心,成立了广东省首家海洋新兴产业风险投资公司,设立了总规模500亿元的海洋产业发展基金,积极引导民间资本投入海洋产业。
3烟台市金融支持海洋经济发展现状分析
烟台市于20世纪80年代成为我国首批沿海开放城市,依托优越的地理位置、良好的产业基础和有利的政策优势,烟台市在海洋经济发展方面一直走在全国前列。2016年,烟台市海洋生产总值1730亿元,初步形成了以船舶与海工装备制造等产业为主体的优势产业集群,并成为我国首批海洋经济创新发展示范城市。2017年烟台市实现主要海洋产业产值3411亿元,位居全国地级市首位。2018年,烟台市将建设世界一流港口,打造绿色可持续生态环境作为海洋经济工作重点,进一步明确了构架“3+3”海洋产业体系的工作思路,通过大力改造现代渔业、海洋交通运输物流业和海洋文化旅游业三大传统海洋产业,加快发展海洋工程装备制造业、海洋生物医药与制品业以及海水利用业,创建两个“科技兴海”产业示范基地等举措,进一步优化烟台市海洋产业布局,提升海洋经济发展质量。烟台市围绕建设海洋经济强市的目标,以建立现代海洋经济体系和建设国家级海洋生态文明示范区作为主线,实施了一批涉海重点工程和项目。在海洋高端装备制造方面,烟台市启动了北海深水半潜式钻井平台建造等11个重大项目,投资规模超过9亿元。在海洋生物医药与制品方面,生物医药园、抗HER2抗体ADC新药生产车间等14个项目投入了建设。在海洋渔业方面,山东芙蓉岛西部海域国家级海洋牧场示范区等四个海洋牧场示范区投入建设,投入资金1.0402亿元,同时积极推进智能型工厂化循环水整装系统产业化推广等5个项目,预期提升产值超过6亿元。在海洋物流方面,确立了码头工程、航道及防波堤工程、集疏运系统、临港物流工程、临港产业园5个重点支持的海港码头建设项目。在海水综合利用方面,大力支持南山铝业海水淡化工程、海阳核电海水淡化工程等4个工程的建设。在滨海旅游方面,开始蓬莱西海岸文化旅游区等5个项目的建设,计划投资618.79亿元。与此同时,烟台市也启动了海洋科技强市、海洋生态文明强市、海洋文化强市、海洋综合管理强市建设重点工程和项目等41个重大项目,投资规模超过33.5亿元。为了支持烟台市海洋强市项目的开展,烟台金融行业采取了多种形式的金融支持与创新措施,保障涉海重点领域、重大项目的资金支持。2015年,烟台市海洋产权交易中心与烟台市政府、山东省经济开发投资公司等多家单位共同出资设立山东省海上粮仓建设投资基金,投资规模3.2亿元,重点支持海洋牧场、现代渔业园区、遗传育种中心等项目的建设。2016年,烟台市银行业发放了海洋产业专业贷款70余亿元,其中向海洋高端装备制造产业和海洋生物产业发放贷款超过60亿元。
4烟台市金融支持海洋经济发展路径探究
通过对国家支持海洋经济发展的金融政策进行分析,在借鉴山东、广东二省实施的金融支持与创新措施基础上,结合烟台市海洋产业发展现状及海洋产业投资状况,从融资性金融支持、风险控制性金融支持和服务性金融支持三个层面,研究支持烟台市海洋经济发展的有效模式,并逐步形成以财政支持金为基础,以银行信贷资金为主体,以社会资本为重要来源,以金融服务和金融创新为保障的金融支持体系。
4.1融资性金融支持体系建设
融资性金融支持体系的建设需要不断完善由银行类金融机构、非银行类金融机构、投资基金、国外机构投资者、资本市场和民间资本组成的多样化融资体系,丰富涉海领域资金来源,提升各类金融机构的涉海服务能力。具体来看,第一,充分发挥中央、省、市三级财政资金对支持涉海重点领域和项目的基础性作用,在利用好中央财政每年拨付的3亿元资金基础上,根据烟台市海洋产业结构优化调整和“一带三区”新格局建设需求,争取国家和省级财政资金的专项支持,同时根据烟台市海洋与渔业局的规划,加大烟台市对涉海产业、涉海工程、涉海科研的财政支持力度。第二,发挥商业银行信贷资金对海洋经济支持的主体作用,通过设立海洋经济金融服务事业部等方式,在信贷政策、资金、服务等方面向海洋产业倾斜,同时,积极发挥政策性银行的资金支持与导向作用,引导社会资金投向海洋经济领域。第三,完善资本市场,为涉海企业上市融资和债券融资营造良好的市场环境,同时积极培育涉海中小型企业,提升涉海上市公司质量。第四,积极发展产业投资基金和私募股权基金,形成较为成熟的基金市场。第五,支持条件成熟的涉海大型企业成立财务公司或融资租赁公司,提升企业筹集资金的能力。第六,在海洋基础设施建设和海洋大型工程建设等领域,尝试采用PPP模式进行融资,缓解项目资金压力,分散项目投资风险。第七,努力打造“亲清”的营商环境,吸引社会资本和境外资本投资海洋产业。
4.2风险控制性金融支持体系建设
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。