海洋空间资源的优缺点

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海洋空间资源的优缺点范文第1篇

中图分类号：P618.13 文献标识码：A 文章编号：

FPSO（Floating Production Storage and Offloading），即浮式储油卸油装置，可对原油进行初步加工并储存，被称为"海上石油工厂"。它集生产处理、储存外输及生活、动力供应于一体，在其生产和生活设施上需要大量的海水，对其动力系统、空调系统、生产工艺流程上的冷却作用。

开发海洋石油资源,须清除两大障碍:金属在海洋环境中的腐蚀及海洋污损生物的附着问题。渤海地区7 月8月是海生物生长最为旺盛的季节。海生物的迅速繁殖严重影响了设备的正常运行，这些生物常常附着在管壁，换热设备的换热面，海水滤清的过滤网及内壁等。严重影响设备的正常换热。导致设备运行温度过高而产生关断和生产工艺设备的处理温度达不到要求，影响油气水的分离效果。另一方面加剧设备腐蚀主要体现在：1钢板表面的微生物加剧了。均匀腐蚀2一些微生物附着在金属表面涂层上，在生长过程中穿透漆膜，导致金属而腐蚀。3附着在金属表面的牡蛎，藤壶等石灰质外壳的生物覆盖在金属表面改变了金属表面局部供氧，形成氧浓差而加速腐蚀。

目前海上浮式生产储油卸油装置(FPSO)、海上钻采平台及海洋船舶等海水系统，主要的防治方法1、涂刷法治涂料 2、电解法 3、人工机械清洁法 4、超声波法

防污涂料是由防污剂，颜料、高分子材料。溶剂和助剂防污剂是最重要的组成成分。防污漆的主要作用是防污剂不断从漆膜中渗出。在结构表面形成一个有毒薄层。排除或杀死附着在涂层的有毒生物。防腐后涂层形成光滑的内壁，在有一定流速的液体冲刷下构成海生物难以附着的外界环境。

电解法是根据海水中有大量的氯离子，向海水中通入直流电，将海水电解生成次氯酸钠，海水中低浓度的次氯酸钠就能将微生物的细胞组织破坏，使幼虫卵袍子死亡，或死去附着能力。3电解重金属方法许多电解质都是有毒的，目前FPSO应用的铜铝合金作为阳极。被保护的海底门及其管线作为阴极。电解铜得到的铜离子具有毒性，与海水混合形成有毒的环境，电解AL形成AL3+与阴极产生的OH-形成AL(OH)3此种AL(OH)3包封着铜离子，随海水流动被保护的物体通过。它具有很高的吸附性。会散布开来。进入海生物生长海水流动较缓的区域，抑制了海生物的生长。

人工机械清洁法，此种方法需要对设备进行有效的隔离。可以利用铲刀，也可以利用压力较高的水进行冲洗，从而将附着的海生物清除。

超声波法：超声波防海生物就是基于超声波的空化效应(当液体中的微小气泡核在超声波作用下被激活,表现为气泡的振荡、生长、收缩及崩溃等一系列的动力学过程)。液体中的气泡在破裂的瞬间产生超过几百个大气压和上千摄氏度的高温,能够使海生物的附着迅速剥落并击碎海生物的表皮细胞,从而达到防海生物的目的。

各种方法有其不同的适用范围及其优缺点。涂料方法比较简单，可以用在设备各个部位，涂料法适用于管线内壁以及附属滤清、海底门。电解法应用最为普遍的方法，比较适合安装在海水入口处，在海生物及其卵进入海水系统前将其杀死。机械法适合清洁各种换热器（管壳式换热器和板式换热器）的换热面和海水滤器过滤网的清洁。海水泵、副海水泵前以及其他海水泵前滤器的海生物的清除大多采用此种方法进行。夏季增加清洁的频率。此种方法需要对设备进行拆装工作量较大。电解法，是一种发展历史时间较长，可以应用于各个海水冷却系统和还水处理系统。超声波方法的应用，需要有足够的空间安装超声波发生器一般安装于比较大的海水滤器的中间。

海洋空间资源的优缺点范文第2篇

【关键词】区域主导产业；基础概念；选择基准；评价方法；相关建议

经济新常态下，我国经济发展步入缓慢上升阶段。然而，我国产业结构不合理仍然是阻碍国家和地区经济发展的关键问题之一，采取措施着力于国家和地区产业结构转型和优化升级已是今后经济发展的必然选择。一个国家或地区经济发展的重要任务是促进国民经济各部门之间的协调均衡发展，但因资源的稀缺性，任何一个国家或地区均不能顾及所有生产部门的经济发展。而且，稀缺资源通常是从高消耗、低产值的生产部门向低消耗、高产值的生产部门流动。所以，在经济发展的过程中，我们应该将资源优先分配给对国民经济发展最重要的部门，该部门就是某一国家或地区的主导产业。正确选择地区主导产业，将有利于该地区制定最适宜当地经济发展的目标规划和产业政策，使得稀缺资源优先分配到关乎地区经济发展的主导产业上，然后带动其他产业共同发展，从而整体推进地区经济发展。

国内对主导产业相关理论的研究起源于上世纪八十年代，刚开始的研究对象局限于国家层面。然而，步入九十年代，国内主导产业相关理论研究逐步由国家层面转向地区层面。我国于1994年出台《90年代国家产业政策》，明确指出优先发展石化、机电、汽车、建筑业四大国民支柱产业。各省（自治区、直辖市）在国家制定“九五”计划和2010年远景纲要之后纷纷提出优先发展本地区的主导产业。随后，各县市的经济发展规划和产业政策中也明确提出发展本地区主导产业的构想。

优先发展地区主导产业，首先应该明确主导产业的基础概念。本文借鉴国外学者的相关研究，引出主导产业概念的理论渊源，进而归纳区域主导产业概念的形成路径。其次是如何选择地区主导产业，由此产生地区主导产业选择基准的问题。本文首先讨论国外学者对地区主导产业选择基准的相关理论，在此基础上引出我国学者结合我国国情、地方特点提出的一些选择基准理论。紧接着是地区主导产业选择的评价方法，本文分析了国内外对地区主导产业选择的各种评价方法的优缺点，指出需针对地区的特定经济发展背景建立适宜的综合评价方法体系。最后，本文对国内外区域主导产业选择理论进行了评价，认为部分学者对区域主导产业内涵的认识不过全面，忽略了区域主导产业时间与空间两重属性的差异性，区域主导产业选择基准所需数据往往难以获得且指标测算体系过于简单，区域主导产业选择体系的各指标内在联系研究不够，因此提出完善区域主导产业选择理论体系的相关建议。

一、区域主导产业的基础概念

（一）主导产业的理论渊源

美国经济学家罗斯托于1960年在其著作《经济成长阶段》一书中明确指出主导产业的概念，他将国民生产部门分成三类：主导增长部门、辅助增长部门和派生增长部门。他还认为主导增长部门应该具有高创新能力、较强的其他产业发展带动能力以及持续的高增长率。罗斯特提出的主导产业概念获得了绝大多数学者的认同和支持，这为今后的主导产业研究奠定了良好的理论基础。国内学者对主导产业的概念大多也源于罗斯特给出的定义。

（二）区域主导产业的概念

一般认为，区域主导产业概念的定义方法主要有两种：一是以西方经济学的区位理论为依据，将区域生产部门分为专业化部门与非专业化部门，其中专业化部门又被再次细分为一般部门和主导部门，而这里的主导部门就是区域主导产业，它在专业化部门中能够对区域经济发展起着导向和带动作用。二是以产业经济学的主导产业理论为依据，将国家层面的主导产业理论直接应用于区域层面，从而形成区域主导产业的概念。然而，以上两种定义方法均有缺陷，第一种方法忽略了与主导产业理论的联系，而第二种方法则片面地将国家层面的主导产业概念引入区域层面。因此，定义区域主导产业的概念必须考虑空间属性和产业属性。

二、区域主导产业的选择基准

国外最具代表性的主导产业选择基准理论有四个：李嘉图比较优势基准理论、罗斯托基准理论、赫希曼产业关联度基准理论、筱原两基准理论。

（一）李嘉图比较优势基准

古典经济时期，大卫・李嘉图提出比较优势理论，他认为某一产业部门如果具有相对优势，那么其可以成为推动经济发展的中心部门，然后带动周围产业部门的发展，这一原理后来发展成为主导产业的比较优势基准。该基准包括静态比较优势基准和动态比较优势基准，静态比较优势基准是以当前产业结构的相对优势选择主导产业，优先发展具有相对优势的产业部门，根据其与周围产业部门的经济关系，带动周围产业部门的发展，进而形成地区经济共同体。动态比较优势基准是指当前处于比较劣势，但未来可形成比较优势，进而成为带动地区产业结构高级化演进的新兴产业作为主导产业。

（二）罗斯托产业扩散效应基准

罗斯托于 1960 年在其著作 《经济增长阶段》中提出主导产业的概念，他在书中提出主导产业对经济增长的前向效应、后向效应及旁侧效应原理，即产业扩散效应理论。该理论认为主导产业的扩散效应理应最大，因为主导产业可以将其产业优势向外扩散到其他产业，促进产业结构的升级和优化，推动区域经济的全面、快速发展。然而，罗斯托产业扩散效应基准并没有明确指出具有可实际操作的基准判断方法，这是罗斯托产业扩散效应的不足。

（三）数据往往难以获得且指标测算体系过于简单

区域主导产业选择的研究不同于国家层面，因为国家层面的经济数据容易获得，而省（自治区、直辖市）、市、县的经济数据往往难以获得甚至是缺失，而且定量分析往往需要长时间且连续的经济数据，而这无疑加剧了数据获取的难度。另外，当前的区域主导产业选择理论存在指标测算体系过于简单化，而这显然不适用于复杂的经济发展现状。因此，须考虑引入图论、动态投入产出模型、计算机语言程序等进行主导产业的选择研究。

（四）各指标的内在联系研究不够

国内外学者对区域主导产业的选择基准和评价方法的研究存在较大的差异性，如何寻找这些研究的共同点和不同点成为我们理解所有区域主导产业选择理论的关键。分析各指标体系，我们发现关联度系数、技术进步率、需求收入弹性等指标是大部分指标体系的核心指标，其中技术进步率强调了供给，需求收入弹性强调了需求，关联度系数则同时强调供给和需求。另外，还有许多其他指标，如规模指标里的产值规模、增加值规模等。需要注意的是，不同指标体系的选择与构建需要因地适宜，与时俱进，也就是需要根据本区域的现行经济发展现状选择合适的区域主导产业选择理论，以求正确、合理地选择区域主导产业。

参考文献：

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[2]水.产业经济学[M]..北京：高等教育出版社，2000

[3]艾伯特・赫希曼.经济发展战略[M]..北京：经济科学出版社，1991

[4]周振华.产业结构优化论[M].上海：上海人民出版社，1992

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[11]蒋学海，汪婉盈.中国“里昂惕夫悖论”与“HO”理论探析[J].2016（2）

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[15]秦耀辰，张丽君.区域主导产业选择方法研究进展[J].地理科学进展，2009（1）

[16]郭晶.区域海洋主导产业的选择研究[D].中国海洋大学，2011

海洋空间资源的优缺点范文第3篇

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。

海洋空间资源的优缺点范文第4篇

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。

海洋空间资源的优缺点范文第5篇

[关键词]3D 液晶显示 快门式3D 3D眼镜

中图分类号：TM741 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）12-0385-01

2010年开始，为吸引消费者眼球、占据销售市场，3D液晶电视被国内外各大电视生产厂家作为其主打旗舰产品。现阶段3D显示技术大致可以分为两种：眼镜式3D显示技术、裸眼3D显示技术。受产品空间与相关技术的限制，裸眼3D并没有得到普遍的应用，反而眼镜式3D显示技术以其较低的技术门槛、较低的硬件要求、简单易实现等优势，成为3D电视显示与电影院等显示平台经常采用的技术模式，成为当前主流的3D技术。其中，快门眼镜式3D以其高分辨率、画质自然等优势成为目前主流的3D显示技术。[1]

本课题主要对主动快门眼镜式3D做了一定的研究。重点解释相关技术的原理以及介绍3D显示的电路系统设计。并对3D技术对人体的健康问题做了一定的讨论。

1 快门式3D显示原理

1.1 3D显示原理

3D（3 Dimension）就是三维立体，该名词概念是相对于二维平面而言的。我们人类所能观察到的周围世界就是一个立体的空间，其中的所有事物都有三个维度，如图2-1所示：宽度（X）、高度（Y）、深度（Z）。所以我们可以感受到它们的前后与远近以及相互之间的位置关系。我们已经习惯了在这种3D立体世界中的生活方式。然而由于受到显示技术发展的制约，在传统的显示设备上，我们只能观看到二维的世界。

3D显示技术就是人为的把一帧图像处理成具有视差的两帧图像，为了得到这样的图像我们可以在拍摄影像的时候利用摄像机模拟人眼，用摄像机的左右两个镜头分别拍摄一幅略有不同的2D图像，也可以在电视上利用3D处理技术直接可以把一帧图像处理成左右、上下或者行交错的两幅图像，使得两眼看到有差异的景象，再利用特制的眼镜或者通过裸眼3D技术来感受真正的三维立体显示效果。[2]

1.2 快门式3D显示技术原理

主动快门式3D技术，是一种时间域调制技术（时分法）。按照显示图像刷新频率的不同，传统的快门眼镜式3D液晶显示系统可分为120HZ和240HZ两种。120HZ是将2D下的图像刷新频率提高至2倍，左右眼画面轮流交替的显示在液晶屏上；而针对240HZ刷新频率的液晶显示屏，为正常显示，其需要的芯片处理速度和图像处理速度都非常高，此外对液晶屏的液晶响应速度要求亦很高，而受目前的资源和技术限制，真正意义上的240HZ液晶显示技术并未广泛生产。

目前240HZ传统的做法依旧是将左右眼画面以120HZ的频率显示在液晶屏上，不同的是它通过缩短左右眼画面的显示时间，分别在左右眼画面之后插入一段时间的黑或灰画面，如此在很大程度上降低了左右眼图像的串扰。目前主流的快门眼镜式3D液晶显示系统的图像刷新频率为120HZ、液晶逐行寻址。3D信号经过电路处理后，在液晶显示屏上以120HZ的频率轮流交替显示左右眼的图像，即左右眼图像均为60HZ。同时观看者需佩戴一幅快门式3D眼镜，眼镜受同步信号的控制而同步开关，当显示左眼画面时，左眼镜片打开，右眼镜片关闭；同样，当显示右眼画面时，右眼镜片打开，左眼镜片关闭，如此观看者就能看到较好的立体效果。

1.3 快门眼镜工作原理

快门眼镜式3D技术所用的快门式眼镜在接收到空间的射频或者红外控制信后，镜片开始有规律的打开关闭，这种控制信号大部分采用频率60Hz幅值3.3V38kHz或者25kHz载波信号，主流的3D眼镜可接收的频率范围是60±1Hz，载波频率范围为±0.5%，必须保证同步信号的频率满足眼镜的要求，避免因频率不符合要求带来液晶屏的闪烁或者镜片闪烁等问题。

眼镜的镜片实际上是两片可以分别控制开和关的液晶屏，工作原理与液晶面板类似，不同之处在于镜片的状态只有黑和白两种，没有中g灰阶的存在。不通电的情况下，镜片是透明状态显示为白色，通电后镜片显示为黑色状态。不同眼镜其黑-白-黑的翻转时间是不一样的。镜片翻转的时间越短，稳态的时间越长，这样背光的打开时间可以增加，屏的亮度也会随之提高。

2 快门式3D显示的电路结构设计

快门式3D液晶电视眼镜系统方案包含两部分：红外发射部分和眼镜部分。

红外发射部分设计红外发射部分电路结构如图2.1.1所示。红外发射硬件部分包括MCU和红外发射两部分。液晶电视机逐帧显示左右帧，当帧画面切换的时候，有一个sync信号，电视机主芯片将此sync信号发出。VESA标准的sync信号为方波信号，如图2.1.2所示，sync高电平周期对应左画面，低电平周期内对应右画面。但是目前的3D片源有R/L、L/R方式的，有可能与VESA标准反向，高电平周期对应右画面，低电平周期对应左画面，为解决此问题，发射电路上设一个极性切换按钮，如果在实际观看中发现有错乱现象，可以按一下按钮，发射电路会将sync信号做极性反向处理。MCU收到sync信号后进行处理，然后调制为红外发射码，通过20kHz的红外载波发射出去。目前电视机上采用的红外遥控接收头频率为8kHz，为防止干扰，特选用20kHz的载波频率。

眼镜部分设计眼镜部分电路结构如图2.1.3所示。眼镜部分内部包含可充电聚合物锂电池、红外接收头、两块PCB板；一块PCB板上放置USB接口和充电电路，放在右边镜架内；另一块PCB板上包含MCU、升压电路、镜片切换控制电路三部分，放在左边镜架内；红外接收头放在两只镜片的正中间部位；PCB板与镜片、红外接收头通过FPC线连接，镜片、红外接收头需焊接在FPC线上，电池自带接线口，焊接在PCB板上。

软件部分要求实现休眠/工作模式切换、红外解码、电量检测指示和产生眼镜驱动信号的功能。眼镜接收到发射电路发出来的红外信号时，根据其内容控制左右眼镜片的开关。

参考文献

[1] 杨杰.快门眼镜式3D液晶显示背光控制系统的设计与实现.中国海洋大学硕士学位论文.2012.5.