解决海洋污染问题的措施
解决海洋污染问题的措施范文第1篇
关键词:环渤海污染;“渤海碧海行动计划”;污染
Astract:Thewarningof″Bohaimaybecome''''DeadSea''''″fromtheoceanenvironmentexpertmakes″theblueseaactivityplanofBohai″comingout:However,intheyearofthefirst″treatment″in″theblueseaplan″,isover,peoplediscoverthecurativeeffectof″bluesea″verysmall,Bohaistillcoveredwith″mistofdeath″:So,whatis《theblueseaactivityplanofBohai》,withrenovatingtheoceanenvironmentpollutionplanimplement,whypollutionturnsworseonthecontrary?
Keywords:pollutionaroundBohai;theblueseaactivityplanofBohai;pollution
2001年,面对海洋环境专家“渤海可能变成‘死海’”的警告,为了拯救渤海,国家四部局联合海军?环渤海四省市(天津?河北?辽宁?山东)政府开出了斥资555多亿元?15年三个疗程的“渤海碧海行动计划”药方。计划在2005年“碧海计划”第一个“疗程”的结束之年,使渤海环境污染得到初步控制。让人们大失所望的是,根据《2005年中国海洋环境质量公报》显示,与2003年相比,渤海海域严重污染?中度污染?轻度污染海域面积分别增加280平方公里?2060平方公里?2470平方公里。2006年上半年,渤海污染状况依然没有好转而且呈现整体恶化趋势。显然,“碧海”药方疗效甚微,渤海依然笼罩“死亡阴影”。那么,什么是《渤海碧海行动计划》,以整治海洋环境污染为任的计划实施后,为何污染反而加剧?渤海的污染治理如何能更见起色呢?
事实上,环渤海地区环境治理问题一直深受重视。1986年,环渤海地区建立了由天津?山东?河北?辽宁三省一市及其17个省辖市环境保护部门共同组成的环渤海环境保护协作组,编制了“环渤海地区海洋环境保护规划”。这是我国第一个区域性的海洋环保协作组织。2001年,国务院又批准实施了“渤海碧海行动计划”。“渤海碧海行动计划”被列为国家环境保护工作重点工作,成为“33211”工程。“渤海碧海行动计划”旨在促进渤海近岸海域海洋环境质量的改善,努力实现海洋生态环境良性循环。近岸海域的环境保护要分阶段推进,分为近期?中期和远期目标。其日程表为2001—2005年,使海域环境污染得到初步控制,生态破坏的趋势得到初步缓解;2006—2010年,海域环境质量得到初步改善,生态破坏得到有效控制;2011—2015年,海域环境质量明显好转,生态系统初步改善。
随着备受重视?设计完善?部署科学?以整治海洋环境污染为任的“渤海碧海行动计划”实施,本应能还渤海波清浪白?鸟飞鱼跃?一片碧海的“鱼仓”和“海洋公园”的美誉。然而,三年多的实践告诉我们,渤海的污染反而加剧了。那么,原因何在呢?
第一,渤海是我国唯一的内海,自身水动力条件较差决定了它自净能力有限。渤海是全球11个典型的封闭海之一,水交换能力差,海水的自净能力有限,更新周期长达15年,几十年的污染积累很难在几年内消除。渤海环境污染源主要来自于陆源污染,流域周边的生活用水?工业废水和农药及化肥污染是三大陆源污染源。此外,船舶石油产品跑冒滴漏?船舶生活污水?海上石油开采和海水养殖中的添加剂也会对海洋造成严重污染。另外,海岸曲折?水流交换不畅,也使得海水的温度?PH值?含盐量?透明度?生物种类和数量等性状发生改变,对海洋的生态平衡构成危害。从2005—2006年中,天津市海洋局对15个入海排污口及其邻近海域的监测数据表明,天津市入海排污口总体环境质量状况污染严重,93:3%的排污口存在超标排放现象,超标入海排放现象不仅发生在天津。《2005年中国海洋环境质量公报》显示,辽宁?河北?山东超标的排污口数量分别为54个?31个和75个,分别占所监测排污口数量的65:1%?96:9%和96:2%。
第二,多头管理造成“群龙闹海”?“治而反污”的现状。由于涉及面广,情况复杂,因而在渤海污染治理上,惊动了环保?海洋?海事?渔政?交通等多部门,形成山东?天津?河北?辽宁多省?市齐抓共管的局面。然而,奇怪的是这么多部门齐抓共管,不但没有治好,反倒越治越污,这究竟是什么原因呢?主要有两条:一是“海洋部门不上岸,环保部门不下海,管排污的不管治理,管治理的管不了排污”的部门割据现象严重,无法形成综合治理的合力;二是渤海致污源涉及多个省份,污染责任认定比较困难,容易相互推诿。各个省市往往各自为战?治理步调不一致也是造成渤海污染治理不见效的重要原因。
第三,“环渤海经济圈”经济快速增长使得本已脆弱的海洋环境不堪重负。环渤海经济圈,指以辽东半岛?山东半岛?京津冀为主的环渤海滨海经济带。环渤海地区是全国重要工业基地,由于环渤海地区充分发挥了在政治?经济?科技?人才?流通的突出优势,并且抓住了东北振兴?西部开发?北京奥运的历史机遇,近年来经济迅速腾飞。然而,随着环渤海地区经济快速增长?人口不断增加导致排污总量有所增加,环境更加脆弱。比如,环渤海地区多为传统资源依托型工业,如原盐?原油?“两碱”(纯碱和烧碱)?钢铁?玻璃等,它们的发展一方面受资源约束强,另一方面由于产品生产工艺落后,渤海遭到空前的污染,变成了“纳污池”和“垃圾场”。
第四,狂捕滥捞也是祸端。不可否认,狂捕滥捞也给渤海的水产资源以致命打击。由于捕捞强度的不断增大以及环境污染的日益加剧,渤海生态系统遭到破坏,生物群落生产力下降,渔业资源严重衰退。山东省15万平方公里近海渔场除部分中上层鱼类外,大宗品种洄游鱼类基本形不成渔汛,局部海域呈“荒漠化”。曾经盛极一时的渤海中国对虾和小黄鱼产量分别由历史最高年份的4万吨和1:9万吨下降到目前的1000吨和几十吨。当务之急是树立可持续发展的观念,要减少捕鱼船,帮助渔民转产,防止捕捞过度。同时,要坚决保护环境?防止污染,使资源能够再生和持续发展,严禁破坏海洋生物生存环境的项目上马。
第五,治污资金短缺是羁绊。据了解,由于资金匮乏?市场化运作机制未建立起来等原因,碧海行动计划建设项目进展还不理想。有关资料显示,自2001年“渤海碧海行动计划”实施以来,治理设施建设的进展和运行情况不容乐观。辽宁省政府最新的一份资料显示:“列入国家计划的重点环保工程项目,尚有三分之一没有开工建设,主要原因就是长期以来资金投入未得到相应的保障,中央没有补助,地方特别是县区经济困难,建设资金难以到位……”类似的观点,在环渤海区域的许多地方都不同程度地存在。
第六,法律体系存在缺憾。《海洋环境保护法》配套法规建设的滞后是影响海洋环境保护的重要原因。我国1982年制定了《海洋环境保护法》,1999年修订后从2000年4月1日起正式实施,但相关的配套法规并没有随之修订完善。《海洋环境保护法》实施几年来,没有一部相关的实施细则及法规出台,一些重要的海洋环境标准仍是空白。可以说,“渤海碧海行动计划”的执行,目前还不能真正做到“有法可依”。另外,沿海和海洋环境保护法制建设还需要进一步完善,海岸带环境管理等还存在着立法空白,有法不依?执法不严的现象仍然存在。遏制海洋环境污染关键靠法制,只有把经济?社会和环境保护全面纳入法制轨道,才能实现经济社会的可持续发展,才能保障海洋污染不再继续。
目前,环渤海地区作为我国重要的社会经济增长极,应做到经济发展与生态环保并重。要做好环渤海地区污染治理则是当务之急。究竟该如何突围污染?“拯救渤海”呢?
第一,坚持加强协调,通力合作,共同推进的原则,建立区域性河海污染统筹防治机制。环渤海四省市对保护海洋环境具有共同的责任,需要建立一套行之有效的区域性污染统筹防治机制。通过把渤海综合治理的权利和责任交给环渤海的地方省市政府,从而为渤海环境执法扫除“障碍”。首先,解决越治越污问题,关键要强化各省?市大区域的环保战略意识,要建立区域协调机制。相关省市应该把治理渤海污染?保护渤海的环境当成共同的责任和义务,而不应该有你我之分,各自为战。国家环保总局副局长潘岳在通报6起重大环境突发事件时,就曾指出:“布局性的环境隐患和结构性的环境风险,将取代个体的污染,成为我国环境安全的头号威胁。”要消除“布局性的环境隐患”,要对抗“结构性的环境风险”,要在区域内进行环境?资源的整合,建议建设跨省市的联合污水处理厂,加强对入海口已有湿地的保护,并有针对性地进行湿地生态工程建设,增强河口湿地的清污能力。其次,应该弱化部门利益?强化部门责任问题。绝不能因为多个部门齐抓共管越治越污,就放松了对部门的责任约束。各相关部门履行职责情况的监督检查,环保?海洋?海事?渔政?交通等各个部门各司其职,共同开展海洋环境监测和监察执法工作,尤其要认真解决“海洋部门不上岸,环保部门不下海,管排污的不管治理,管治理的管不了排污”的问题,严格控制污染物的排放量。对于不能履行职责的部门,中央和国家有关方面要严格追责问责,依法严惩。
第二,协调好经济发展和环境保护的关系。积极推动环渤海地区的产业整合,在加大对环渤海地区传统工业改造的同时,积极发展电子信息?生物制药?新型材料和机电一体化等高新技术产业。大力调整现有不合理的产业布局,针对环境污染重的企业应加强管理力度。比如,为了彻底治理污染企业对环境造成的破坏,天津市出台了十条严治污染企业的措施。这十条措施是:(1)对清理出的死灰复燃的小冶炼?小炼油等企业,一律取缔,采取拆除设备?断水断电的强制措施,对有工商执照的,要吊销执照,防止死灰复燃;(2)对不符合国家产业调整政策的企业一律关门,生产设备就地销毁,严禁向其他地区转移;(3)对未经环保部门批准的项目必须立即停产,拆除生产设备,一律不得恢复生产;(4)对超标排放污染物的企业,一律停产整顿;(5)对不正常使用污染物处理设施,有偷排偷放违法行为的企业,一律停产整顿;(6)目前已经停产的企业,未经市环保部门验收,一律不得开工生产;(7)拒不执行停产决定的企业,一律由区政府采取综合措施强制执行;(8)对治理达标无望的,一律关闭;(9)企业建设过程中需同时修建和完善排水管网和污水处理设施,解决污水排放出路问题;(10)对环保审批?验收和排污申报登记手续健全,符合环保法律法规规定的企业,要采取严格的日常监管措施,确定稳定达标。环渤海经济圈不可缺少环保这个关键的内容,环渤海经济圈首先应该是环渤海环保经济圈。
第三,海洋环境保护法制建设。《海洋环境保护法》是我国第一部保护海洋环境的单行法律。由于《海洋环境保护法》实施几年来,一直没有一部相关的实施细则及法规出台,一些重要的海洋环境标准仍是空白。由于渤海具有区域性与综合性并存的特点,而现行的《海洋环境保护法》没有具体规定一些可操作性条款,专家们认为,还应制定专门的《渤海法》,使排放污染物总量控制指标问题实现从原则规定到具体实施的转化,在中央政府统一协调组织下,建立环渤海各省市协调机制并成立专门的机构,明确其职责和权力,相对淡化国家主管部门,进一步完善相关法律法规,为环境执法提供更加充分的法律依据。
第四,预防海洋污染关键要严格控制污染物的排放,利用生物技术改进海洋生态环境。渤海治污的主要阻力源于向渤海排污的受污染流域污染源的种类多并过于复杂。治理渤海环境污染的重点是削减主要污染物排放总量。海洋部门要根据渤海的海流?被污染情况及海域沿岸的工农业发展状况来确定渤海能够接纳的污染物限度。环保部门要严格执行污染物入海总量和达标排放双控制度,根据海域的污染物最大接纳量来分配各个排污口污染物的排放量。尤其是沿海省市流域应积极发展生态农业,减少农药?化肥等的使用。海事?渔政?交通和海军要采取措施防止?减轻和控制船舶及港口污染物污染海域环境。同时加强对排污企业的监管力度。最近,国家环保总局?发展与改革委员会?监察部?工商总局?司法部?安全生产监督局已经联合下发通知并在全国开展清理整顿不法排污企业。可借鉴美国的生物技术进行污水处理,他们通过酶打开污染物质中更复杂的化学链,将其从高分子有机物降解为低分子有机物或二氧化碳?水等无机物。这种技术已被广泛用于工业废水?湖泊?河流?景观水以及生活污水的处理中;也可利用不同生物的吸收?摄食?固定?分解等功能来达到生物净化的目的。借鉴此项技术,我国在渤海有机物聚集较多的内湾或浅海,有选择地养殖海带?裙带菜?羊栖菜?紫菜?江蓠等大型经济海藻,既净化水体,又有较高的经济效益。
第五,树立科学发展观,排除渤海治污的内在阻力,保障治污资金的投入和高效使用。要搞好渤海环境污染的治理,首先应保障治污资金的投入。但值得思考的是,在明知会造成污染的情况下,一些国有企业仍持续向渤海排污,除了法制观念淡薄外,更深层次的原因则是因为企业治污积极性不足。事实上,污染严重的企业往往面临着沉重的经济负担,生产设备?生产工艺的陈旧落后,无力从根本上解决环保矛盾。以辽宁省葫芦岛锌厂为例,随着国家调整对大型国有企业发展的支持战略,对其产生了巨大的冲击,企业的经营负担加重。尽管国家和地方政府在有限的财力中尽量挤出资金,用于帮助企业提升环保能力,国家环保总局也几次特许其延期达标。但是由于缺乏资金,在污水处理过程中厂方都尽可能“省”几道工序,少投几种药剂。显然,在生存和健康面前,工人们选择的是生存;在稳定和环保面前,政府选择了稳定。另外,《中国经济周刊》调查还发现,严重污染的背后是“法不责众”的企业心态。显然,以牺牲环境为代价的发展观,是“污染容易治理难”的环保困境。为调动治污积极性,填补治污资金不足,可以考虑治污项目市场化的改革。环渤海省市就此做了有益的市场化尝试,如辽宁省近年来在筹措环保项目资金方面,采取了加大政府投资力度?积极争取国债资金?拓宽外资渠道?积极推进治污项目投资主体多元化?运营主体企业化及运行管理市场化改革和按市场要求调整污水处理费等一系列措施。专家认为,治污项目如能赢利,将为其市场化改革奠定基础;同时可有效缓解污染治理资金不足的情况,实现环保与资源永续利用的有机结合。市场化和政府公共经济行为的合力,希望往日碧波浩渺的渤海早日摆脱“海洋环境污染”这一多由人类自身行为制造的自然灾害,达到“沧浪之水清兮,可以濯吾缨;沧浪之水浊兮,可以濯吾足”的人水相谐的感人境界。
参考资料:
[1]渤海治污“越治越污”没治了吗?
[2]肖笃宁:地球科学系列——环渤海三角洲湿地的景观生态学研究[M]:北京:科学出版社,2004(2):
解决海洋污染问题的措施范文第2篇
一、日本排放核废液的行为属于国家不当行为
按照国际法上国际责任的一般理论，国家在不同的情况下可能承担两种不同性质的责任。一种是较为常见的国家不当行为(也被称为国际不法行为)的责任，其构成要件为:首先，某一行为可以归因于国家;其次，是该行为违背该国所承担的国际法义务。另一种则为国际损害赔偿责任(也被称为国际法不加禁止的行为的损害赔偿责任)。国际法不加禁止的行为则主要是指国际法本身并不禁止从事该行为，但由于该行为本身具有潜在危险性和跨国危害性等特点，因此如果该行为客观上给他国造成了损害后果，则实施该行为的国家也应当承担责任，因而也被称为“国际损害责任”。其构成要件为:首先该行为国际法并未明确加以禁止;其次该行为在客观上造成了跨界损害的后果。1939年加拿大与美国之间的“特雷尔冶炼厂仲裁案”首开在国际上追究“国际损害责任”的先例。①随后，1954年法国在马绍尔群岛进行核试验造成损害的赔偿案、1978年前苏联“宇宙954号”核动力卫星坠落加拿大境内造成损害的赔偿案等有关案例进一步确认了国家应承担损害赔偿责任。②国际法委员会1978年起将“国际法不加禁止的行为所产生的损害性后果的国际责任”列入编纂计划，并分别于2001年和2004年提出了《预防危险活动的跨界损害条款》草案和《关于危险活动造成的跨界损害的损失分配的原则》草案。目前公认的比较典型的“国际法不加禁止的行为”有发射外空物体的行为，使用核动力船舶的行为等。笔者认为，就日本的福岛核事故及后续发生的排放核废液行为而言，应该区别对待。原子能的和平利用，即利用核能发电行为本身属于“国际法不加禁止的行为”。在遭遇地震、海啸的情况下造成事故直接引起的放射性污染，如果扩及日本领土之外，则日本须承担的责任为“国际法不加禁止的行为的损害赔偿责任”。而福岛核事故之后，日本在处理核废液的问题上，明确违反了其应承担的有关国际法的义务，则不再属于“国际法不加禁止的行为”而属于“国际不当行为”，从而应承担“国际不当行为的责任”。在福岛核事故中，东京电力公司虽然表面上是排废主体，但其行为得到了日本政府基于其国内法的授权，因而该行为可归因于日本政府，自无疑义。
1.1违反国际义务之一———“对整个国际社会承担的义务”
对“整个国际社会承担的义务”，国际法委员会二读通过的《国家对国际不法行为的责任条款》草案表述为“theobligationowedtothein-ternationalcommunityasawhole”，其拉丁文的表述为“ObligationsergaOmnes”③主要意指国际法主体基于国际社会的整体利益而应当承担的义务。詹宁斯、瓦茨修订的第九版《奥本海国际法》中使用了“rightsandobligationsergaomnes”的表述，王铁崖先生等在该书的中文译本中，将其翻译为“对一切的权利和义务”。④由于该概念更侧重于强调义务，因此许多学者，包括国际法院在有关判决中，通常使用“obligationsergaomnes”的表述方式，即“对国际社会作为整体而应承担的义务”或“对一切的义务”。有学者将“对一切的义务”更明确地界定为:“各国公认的，为维护人类基本道德价值和国际社会共同利益所必需的，针对整体国际社会和明确事项的，依照国际法基本准则作出一定作为或不作为的绝对的国际法律义务。”①《国家对国际不法行为的责任条款草案》以下简称《草案》中多处规定都涉及了“对整个国际社会承担的义务”这一概念，该《草案》第33条第1款就国际义务的范围所作的规定为:“本部分规定的责任国义务可能是对另一国、若干国家、或对整个国际社会承担的义务，具体取决于该国际义务的特性和内容及违反义务的情况。”第42条规定，一国有权在下列情况下作为受害国援引另一国的责任:“(a)……(b)被违背的义务是对包括该国在内的一国家集团或对整个国际社会承担的义务。”此外，该《草案》的第48条第1款还进一步规定，受害国以外的任何国家有权在下列情况下对另一国援引责任:“(a)……(b)被违背的义务是对整个国际社会承担的义务。”②对于“对国际社会整体所应承担的义务”规则的具体范围，目前并没有明确的权威界定。在“巴塞罗那电力牵引公司案”的判决中，国际法院列举了几项属于国家对国际社会整体所应承担的义务的规则:禁止侵略行为、种族灭绝行为的规则以及涉及人的基本权利原则和规则，如禁止奴隶制和种族歧视的规则等。③至于此外的其他规则，学者们主张不一。就环境保护而言，由于涉及到国际社会的整体利益，有观点认为:“对环境保护的义务，实际上已经超越了数量有限的国家之间相互承担义务和责任的层面，从而进入到一国针对构成国际社会之所有国家承担义务和责任的阶段。”④从海洋环境保护的特点和目的来看，该问题无疑也关涉国际社会的整体利益。1992年联合国环境与发展大会通过的重要文件《21世纪议程》的第17章针对海洋环境和资源保护强调提出:“海洋环境(包括大洋和各种海洋以及邻接的沿海区域)是一个整体，是全球生命支持系统的一个基本组成部分，也是一种有助于实现可持续发展的宝贵财富。”“这需要在国家、次区域、区域和全球各级对海洋和沿海区域的管理和开发采取新的方针。”有些学者明确指出，对海洋环境的保护是为了维护人类基本道德价值和整个国际社会的共同利益。同时，海洋环境是人类环境的重要组成部分，而环境权属于基本人权。因此，对海洋环境的保护符合“对国际社会作为整体而应承担的义务”的理念。⑤日本排放核废液入海的做法，毫无疑问损害了国际社会的整体利益，从理论角度看，当属对《草案》所规定的“对整个国际社会承担的义务”的违反。韩国、俄罗斯、印度、朝鲜、中国等多个国家在日本排放行为之后相继发表的关注声明，显然也从客观上印证了该排放行为引起的海洋环境污染事关国际社会的共同利益。
1.2违反国际法的义务之二———有关国际条约的义务
(1)避免海洋污染的一般义务———《联合国海洋法公约》
日本是《联合国海洋法公约》(以下简称《公约》)缔约国，该《公约》第十二部分是关于“海洋环境的保护和保全”的规定，该部分除原则上规定“各国有保护和保全海洋环境的义务”之外，即对缔约国海洋环保方面的具体义务均做了较为细致的规定。①避免造成其他国家污染的义务。《公约》要求各国应采取一切必要措施，确保在其管辖或控制下的活动的进行不致使其他国家及其环境遭受污染的损害，并确保在其管辖或控制范围内的事件或活动所造成的污染不致扩大到其按照本公约行使权利的区域之外。《公约》还特别规定，各国应采取其他可能必要的措施，以防止、减少和控制“倾倒造成的污染”。①②不将损害或危险转移或将一种污染转变成另一种污染的义务。缔约国有义务不将损害或危险转移或将一种污染转变成另一种污染。各国在采取措施防止、减少和控制海洋环境的污染时采取的行动不应直接或间接将损害或危险从一个区域转移到另一个区域，或将一种污染转变成另一种污染。②日本福岛第一核电站在自然灾害之后，可能引起陆地上的污染，但向海洋的排废行为，显然属于“将危险从一个区域转移到另一个区域，或将一种污染变成另一种污染”的行为。日本向海洋排放核废液的行为，客观上造成了公约所指的“海洋环境污染”，相应地，核废液排放行为也就违反了《公约》第192条规定的“保护和保全海洋环境的一般义务”。同时，关于排放入海的核废液是否造成其他国家的污染结果，也许日本在其他国家当前没有明确证据的情况下，会予以否认，但该排放造成的污染扩展到了日本“行使权利的区域之外”，违反“不将损害或危险转移或将一种污染转变成另一种污染的义务”，则是毫无疑义的。
(2)日本倾倒放射性核废液的行为违反了《伦敦倾废公约》规定的禁止倾倒的义务
《防止倾倒废物和其他物质污染海洋公约》(亦称《伦敦倾废公约》)是专门防范倾倒行为污染海洋的公约。该《公约》于1975年8月30日生效，日本是该公约的成员国。《伦敦倾废公约》第1条第4款明确规定了公约所规范的几种“倾倒”行为，其中包括:“从船舶、航空器、平台或其他海上人工构造物将废物或其他物质在海洋中作的任何故意处置;”而“废物及其他物质”是指任何种类、任何形状或任何式样的材料和物质。《伦敦倾废公约》将有关废物按照其危害程度的大小，规定在3个不同的附则中，要求成员国分别采取不同的限制措施。其中，附则1所列的废物为禁止向海洋倾倒的物质，附则2所列的废物属于成员国在颁发“特别许可证”之后才可以向海洋倾倒的物质，附则3所列的其他废物则属于成员国在颁发“一般许可证”之后才可以向海洋倾倒的物质。该公约附则1中明确规定禁止倾倒的废物包括“在这一领域的国际主管机构(目前是国际原子能机构)根据公共卫生、生物或其他理由，确定为不宜在海上倾倒的强放射性废物和其他强放射性物质”③。有些学者明确指出，在国际法中，一般将在核燃料循环中及核应用时产生的各类物质称之为“放射性废料”，日本东京电力公司排海的放射性物质即为国际法上所讲的“放射性废料”。④因此也显然属于前述《伦敦倾废公约》规定的“不宜在海上倾倒的强放射性废物和其他强放射性物质”之列。相应地，日本作为成员国的这种排放核废液的行为也就直接违反了《伦敦倾废公约》所规定的义务。
(3)日本倾倒放射性核废液的行为违反了有关公约规定的通知义务
①《联合国海洋法公约》规定的通知义务。《公约》要求，当一缔约国获知海洋环境有即将遭受污染损害的迫切危险或已经遭受污染损害的情况时，应立即通知其认为可能受这种损害影响的其他国家以及各主管国际组织。⑤②《及时通报核事故公约》规定的通知义务。另一方面，日本还是《及时通报核事故公约》的成员国，根据该公约，核事故是指:“缔约国的或其管辖或控制下的个人或法律实体的设施或活动、由此而引起或可能引起放射性物质释放、并已经造成或可能造成对另一国具有辐射安全重要影响的超越国界的国际性释放的任何事故。”而所谓的“设施和活动”包括“不论在何处的任何核反应堆、任何核燃料循环设施、任何放射性废物管理设施、核燃料或放射性废物的运输和贮存”等。因此，日本东京电力公司受到地震及海啸影响而出现的核电站事故，以及该核电站的放射性废物的处理“引起或可能引起放射性物质释放”等事项，均属于《及时通报核事故公约》规定应予通报的事项。《及时通报核事故公约》要求，出现“核事故”的缔约国应立即直接或通过国际原子能机构，将该核事故及其性质、发生时间和在适当情况下确切地点通知那些实际受影响或可能会实际受影响的国家和机构，并迅速地直接或通过机构向前述的国家和机构提供有关尽量减少对那些国家的辐射后果的这类可获得的情报。《及时通报核事故公约》还详尽列举了“应提供的情报”，其中包括:推测的或已确定的有关放射性物质超越国界释放的核事故的起因和可预见的发展;放射性释放的一般特点，按实际可能和适当情况，包括放射性释放的性质、可能的物理和化学形态及数量、组成和有效高度;预报放射性物质超越国界释放所需的当前和预测的气象和水文条件的情报;有关放射性物质超越国界释放的环境监测结果;已采取或计划采取的场外保护措施;预测的放射性释放过程中的行为等。日本在排放福岛核废液之前，只是通知了美国，而并未及时通知任何其他国家及国际机构。①日本前外相松本刚明在2011年4月13日的众院外务委员会议上就福岛第一核电站排放核废液一事也证实，4月4日晚实际开始排放后外务省才完成通知所有驻日大使馆和国际机构的工作。由上述分析可知，一方面，日本的福岛核废液的排放行为属于可以归因于国家的行为。另一方面，该行为既违反了“对整个国际社会承担的义务”，又违反了其基于《海洋法公约》、《伦敦倾废公约》及《及早通报核事故公约》等条约承担的有关义务，因而其性质不属于国际法不加禁止的行为，而属于国际不当行为。
二、日本援引《伦敦倾废公约》规定的例外条款属于强词夺理
日本也可能会基于有关公约的规定寻求免责的理由，例如日本政府在面对韩国的质询，为排放行为进行辩解时，认为“排放低浓度辐射水是为了避免高浓度辐射水流出的不得已措施，感到很遗憾也很抱歉”②。《伦敦倾废公约》规定了倾倒废物的例外，即对于禁止倾倒的废物，如果满足特定的例外条件，有关缔约国也可以颁发特别许可证实施倾倒。根据该公约第5条，例外包括两种情形:①在由恶劣天气引起的不可抗力的情况下，或对人命构成危险，或对船舶、飞机、平台或其他海上人造建筑物构成实际威胁的任何情况下，当为保证人命安全或船只、飞机、平台或其他海上建筑物的安全确有必要时，如果倾倒是防止危险的唯一办法，并很可能倾倒所造成的损失会小于用其他办法而遭到的损失，则可以进行倾倒。进行这类倾倒时，应将对人类及海生物的损害减小到最低限度，并应立即向本组织报告。②当对人类健康具有不能接受的危险，并且找不到其他可行的解决办法的紧急情况下，缔约国可以对禁止倾倒的废物基于例外而发给特别许可证。在发给这类特别许可证之前，该缔约国应与可能涉及的任何国家及组织协商，有关国际组织经与其他缔约国及相应的国际组织协商后，应立即向该缔约国建议应采取的最适当的程序。该缔约国应于必须采取行动的相应的时期内并为负责避免损害海洋环境，在最大的可能范围内遵循这些建议，并报告其所采取的行动。
对照日本排放核废液的事实，其排放时并不存在“由恶劣天气引起的不可抗力”，也不存在对人命构成危险或者对其他建筑物造成实际威胁的情形。同时，日本也似乎很难证明“倾倒是防止危险的唯一办法，倾倒所造成的损失会小于用其他办法而遭到的损失”，因此其无权援引《伦敦倾废公约》第五条第一款的例外主张免责。从第二项例外来看，日本的排放行为是否属于“对人类健康具有不能接受的危险，并且找不到其他可行的解决办法的紧急情况下”的排放，存有严重疑问。其实有关日本在实践中采取和考虑采取的一些措施，如东京电力公司实践中对核废液采取的封堵措施，向冷凝器中转移，向核电站内的集中废弃物处理设施转移，以及向人工浮岛和临时设置的水罐转移，以及日本众议院议员提出“应该研究存储在油轮中等方法”，或者英国核燃料公司采用的将核废液处理后提取其中的放射性浓缩物(MAC)，并将该浓缩物贮存在高放贮存罐中，然后进行玻璃固化的处理方式等，①很难被认为不属于“其他可行的解决办法”。因此，如果日本援引《伦敦倾废公约》第五条第二款的例外主张免责，则须承担举证责任证明除排放入海之外确实“找不到其他可行的解决办法”。而且，根据《伦敦倾废公约》，日本在颁发“倾倒特别许可证”前，应与可能涉及的任何国家协商。但此次日本除事先通知美国之外，没有同任何其他国家协商，对此，韩国政府明确表示:“日本在排放污水时并未事前与韩国进行协调。韩国在必要时将要求日本提供相关信息并进行实地调查，追究日本政府的责任。”②
三、日本排放核废液入海问题可能引起的争端及其解决途径
3.1解决跨国核损害责任争端的有关国际案例
(1)通过国际海洋法法庭、国际仲裁庭方式解决争端———爱尔兰诉英国的MOX核电厂案英国核燃料公司1993年起在英国东北部的谢拉菲尔德(Sellafield)计划建设一座新的用于轻水反应堆的MOX燃料核工厂，并于1993年10月发表了关于新建MOX核工厂的环境影响评价的声明。作为邻国的爱尔兰担心该核工厂造成对爱尔兰海的核污染，随后向英国政府表达了对该核工厂的建设和运营的反对意见。1996年MOX核工厂建设完成后，英国核燃料公司根据英国政府的要求共进行了五轮关于MOX核工厂经济合理性的咨询论证，爱尔兰政府一再对该论证的环境合理性部分的准确性和规范性提出质疑，但英国政府仍然计划在2001年11月正式批准MOX核工厂的运营。2001年10月25日，爱尔兰书面通知英国，提出根据《联合国海洋法公约》第287条，将双方关于MOX核电厂及放射性物质跨界转移可能引起海洋环境污染的争端提交《公约》附件七规定的仲裁程序。爱尔兰还于2001年11月9日向国际海洋法法庭提出申请，请求法庭判令在仲裁程序开始前，采取临时措施，阻止MOX核工厂投入运营。国际海洋法法庭经过审理，认为根据《公约》附件七组建的仲裁法庭对该案件有管辖权，因此海洋法法庭有权就该案决定是否采取临时措施，但考虑到该案中没有出现需要采取临时措施的紧急情况，故决定驳回爱尔兰采取临时措施的请求。随后，根据《公约》附件七组成的仲裁法庭经过审理对该案做出判决，要求爱尔兰与英国双方应进一步就MOX工厂运营将对爱尔兰海造成的可能污染积极沟通磋商，强化监测，采取适当的预防措施，并适时就磋商的情况向仲裁法庭提交报告。③该案争议的焦点是英国拟投产的MOX核电厂是否会对爱尔兰海造成核污染，属于预防污染的争议。爱尔兰首先请求国际海洋法法庭采取临时措施，随后又依据《公约》附件七请求成立仲裁法庭，而国际海洋法法庭认定仲裁法庭对该争端享有管辖权，这些做法为以后类似的跨界核污染争议解决途径提供了有益的参考。
(2)通过国际法院诉讼解决争端———新西兰和澳大利亚诉法国的核试验案1966年到1972年，法国多次在位于中太平洋的法国领土波利尼西亚①的上空进行大气层核试验。1973年法国还声明计划进一步进行空中核试验。澳大利亚、新西兰分别向国际法院提讼，澳大利亚主张，法国的核试验引起的放射性微粒，严重侵犯了澳大利亚的领土，并导致了公海的严重污染，请求国际法院判定和宣布法国的空中核武器试验违反国际法的现行规则，并命令法国不得进一步进行这种试验。新西兰则请求判定和宣布法国在南太平洋地区进行引起放射性微粒回降的核试验，构成对新西兰权利的侵犯。同时，澳大利亚和新西兰还请求法院采取临时保全措施，命令法国在国际法院作出判决之前，停止任何空中核试验。法国随后发表声明反对国际法院对该案行使管辖权，并拒绝参加国际法院的诉讼程序。国际法院认为，澳大利亚和新西兰依据1928年的《和平解决国际争端总议定书》及《国际法院规约》第36第1、2款和第37条，可以“初步确定”法院有管辖权。②1973年6月22日，国际法院了临时保全措施，指示法国“避免进行在澳大利亚及新西兰领土引起放射性微粒回降的核试验”。1974年7月，法国总统声明法国将无条件停止空中核试验，国际法院判称，因法国单方面宣告停止核试验，原告国的诉讼请求目的已经实现，故宣布终结该案的诉讼审理。③由于该案管辖权问题未最后确定，国际法院最终未对实体争议，即法国的核试验行为是否违反国际法作出判决。澳大利亚和新西兰的诉讼请求主要是请求法院认定法国的核试验行为违法，而未对法国提出索赔，因而也回避了就放射性微粒回降造成本国损害的举证这个比较棘手的问题。
(3)通过争端当事方磋商解决争端———前苏联核动力卫星坠毁引起加拿大核污染损害案1978年1月，前苏联核动力卫星“宇宙954号”失控，在重返大气层时被烧毁，其放射性残片坠落在加拿大境内西北部4．6万平方公里的区域内。加拿大随后共搜集了65公斤残片。1979年1月，加拿大援引1972年《空间实体造成损害的国际责任公约》和“国际法的一般原则”，对苏联卫星进入其领空及引起的放射性损害向苏联提出索赔600万美元。苏联则主张“宇宙954号”卫星上的核反应堆在重返大气层时完全烧毁，其放射性污染的可能性很小，拒绝承担赔偿责任。后经双方继续磋商，前苏联最终同意向支付300万美元解决该问题，但不再承担其他法律责任。④该案的当事双方通过多次互换照会，历经三年时间的外交谈判，以双边磋商的方式解决了核动力卫星造成的跨境放射性损害的纠纷，具有一定的示范意义。
3.2日本排放核废液入海问题可能引起的争端及其解决途径
由本文上述分析可知，日本的核废液排放行为有可能引起与其他国家，特别是周边国家的争端。对于此类可能发生的争端，借鉴上述有关国际实践，其解决途径大致有以下几种可能:
(1)通过国家间谈判或者协商的方式解决争端谈判或者协商是国家间解决争端经常采用的方式，日本参加的有关条约也对此做了规定。如《及时通报核事故公约》第6条规定，发生核事故而应当向受影响的国家提供情报的缔约国，应尽其实际可能迅速地响应受影响的缔约国关于谋求提供进一步情报和进行协商的请求，以尽量减少对该国的辐射后果。事实上，日本的排废行为发生后，周边国家相继都表示了的反对意见，日本政府随后在一定程度上采取了补救措施，例如道歉，补充通知等等，但这种补救措施并不能对已经造成的污染起到实质作用。
(2)通过国际法庭诉讼或通过国际仲裁庭仲裁解决争端通过国际法庭诉讼解决，是指通过国际法院或者国际海洋法法庭等国际司法机构解决。国际法院行使诉讼管辖权，原则上以诉讼双方当事国均同意为前提，国际仲裁庭解决有关争端，也以争端当事国事先达成仲裁协议为前提。因此，可以想见，如果某一国家主张日本的排放行为涉嫌违反国际义务而要求提交国际法院或国际仲裁，很可能会遭致日本的反对，从而遭遇障碍。例如韩国《朝鲜日报》援引韩高官发言称，日本的排放行为涉嫌违反国际法，韩国政府考虑向国际法庭提出并要求日本赔偿损失，但迄今为止，韩国还是基于举证困难等原因而并未进一步采取法律行动。另一方面，由于日本及其周边的邻国都已经参加了《海洋法公约》，理论上，日本的周边邻国作为《海洋法公约》的缔约国可以像“爱尔兰诉英国的MOX核电厂案”那样，请求按照《海洋法公约》附件七组成的国际仲裁庭来解决核废液造成的跨界污染纠纷。
(3)通过在日本国内法院提讼解决《海洋法公约》第235条第2款规定:“各国对于在其管辖下的自然人或法人污染海洋环境所造成的损害，应确保按照其法律制度，可以提起申诉以获得迅速和适当的补偿或其他救济。”
即各成员国应针对海洋污染的加害行为，提供其国内法上的救济渠道。因此，理论上，主张因日本的排放行为而受到损害的国家或者个人，应当可以在日本国内法院，以日本政府或者日本东京电力公司为被告，提起要求东电公司或日本政府承担核损害民事责任的索赔之诉。这一解决方式与日本国内的受害人在日本国内寻求救济在本质上并无二致，如日本全国渔业联合会会长服部郁弘在东京电力公司排放核废液后前往东京电力总部递交抗议书，表示代表全日本的渔业员工对政府和东电的做法表达反对意见并要求“赔偿一切损失”。但这一解决模式同样存在重重困难，例如，日本政府的立场可能会直接影响判决的结果，而原告也会面临短期内就自己的损失举证困难的问题。在核损害引起的民事赔偿责任方面，目前已有一些国际公约，如1960年的《关于核能领域第三方责任的巴黎公约》，1963年的《关于核能领域第三者责任的布鲁塞尔补充公约》、1963年的《关于核损害民事责任的维也纳公约》、1997年的《核损害补充赔偿公约》等，这些公约一般都遵循“严格责任原则”(除核事件是由不可抗力造成者外，核装置的经营者不论是否有过错，只要发生了核事故并造成核损害，就须承担全部责任)、“限额赔偿责任原则”(指经营者和核装置所属的国家对每一次核事故的损害，只在一定的索赔期内承担一定限额的赔偿责任)及“提供强制性财务保证原则“(即要求经营者通过投保或提供其他财务保证，确保能够履行所应承担的赔偿责任)等。日本尚未加入前述国际核责任公约，但日本法律基本上与前述国际公约一致。运营商须提供600亿日本(5．4亿美元)的财政担保，且要承担无限责任。①
解决海洋污染问题的措施范文第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。
解决海洋污染问题的措施范文第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。
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。
解决海洋污染问题的措施范文第5篇
关键词:海洋经济 海洋环境 环境保护 海洋灾害
前言
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,也切枰?重点研究的课题??BR>以主要经济发达的河口和海岸带地区以及主要海域的经济发展为背景,建立一个数字化的区域经济发展模拟系统。与防灾、抗灾和减灾决策支持系统一样,将环境工程、水利工程、土木工程与网络技术、计算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合,建立模型,通过多媒体技术,形象化地针对经济发展规划,预测由于发展经济带来的海域环境水污染的恶化、海洋自然灾害(台风、巨浪、风暴潮、地震、冰害、地质灾害)频发的情况。人类活动特别是大规模工程建设所引起的海洋环境的变迁和海岸演变,以及它们之间的相互作用,用数字手段统一地加以处理,建立智能化的决策支持系统,以促进国民经济持续、健康地发展,将会是决策部门进行宏观决策和具体规划时的一个十分有
效的手段。
三、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。
