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随着人类对地球的侵占不断加剧，陆地资源的利用和开发已经接近极限。
与之相反的是，海洋作为地球上最广阔的空间之一，却被长期忽视、较少开发利用。
近年来，随着科技的不断进步和人类认识的不断提高，海洋资源的利用和开发已经成为人们极为关注的问题之一。
同时，各国也在加大对于海洋资源的保护力度，以维护海洋生态平衡和人类未来的可持续发展。
下面我们就来探讨一下海洋资源的未来利用和发展趋势。
一、海洋新能源的开发随着人口的不断增加和能源需求的急剧攀升，目前的传统能源供应已经难以满足人类的需求。
而海洋新能源，如海洋风电、海洋光能、海洋热能等，由于其可再生、没有污染、无竞争等特征，已成为国际能源研究领域的热门之一，也是海洋资源开发的重要方向之一。
据预测，到2050年，海洋新能源将占据全球能源消费的七分之一，成为未来国际能源市场的热门之一。
为此，各国相继开展海洋新能源技术的研究和开发，加强海洋新能源产业化的力度，将海洋新能源作为战略性产业来进行发展。
二、海洋药物的研究开发海洋具有极其丰富的生物资源，其中很多生物具有独特的生物学特性和活性成分，对人类有着不同程度的医学价值。
近年来，海洋药物的研究和开发已经成为全球医药领域研究的热门之一。
目前，海洋药物已经开始进入实用化的阶段，如鲨烷、多刺菌素等就已经被应用于临床治疗。
三、海洋深海矿产资源的开发海底有着丰富的矿产资源，如铜、铅、锌、金、银等岩矿资源，以及锰结壳、多金属硫化物、深海沥青等海洋矿产资源。
而且这些资源是具有稀缺性的，风险较高。
但随着科技的不断进步和矿产勘探技术的不断提高，深海矿产资源逐渐成为人们关注的热点。
各国也相继加大对深海矿产资源勘探和开发的力度，以争取海底矿产资源的利用权。
四、海洋旅游和海洋文化海洋旅游已经成为世界各国发展旅游业的重要方向之一，也是展现海洋文化和推动海洋保护的重要途径。
海洋旅游产业包括沿海旅游、海岛旅游、海上旅游等。
越来越多的人开始喜欢到海边旅游，尤其是一些有着美丽海岸线和百岛群岛的地区。
海岸带及其调查技术进展李平;谷东起;杜军;徐国强;张志卫【摘要】海岸带是重要海陆过渡带地貌单元与区域,兼受海陆动力双重作用与影响,包括不同类型的沉积相,经历复杂的动力沉积、地貌演变及灾变过程.海岸带调查涉及学科交叉融合,调查要素相对独立与内容多学科交叉并存.我国曾分别于1960年、1981年和2003年组织开展过全国海岸带综合调查工作,调查获取了大量丰硕成果.当前海岸带调查与研究过程中亦暴露出一些亟需突破问题,包括:1)海岸带存在大范围\"盲区\",浅水易陷、礁石养殖等区域难以到达,成为海岸带数据\"空白区\"、调查\"禁区\";2)我国海岸带观测平台数量少、分布零散,未形成综合有效观测网,导致长时间序列、多源准同步调查数据缺乏,难以准确把握海岸带变化规律,破解资源环境有关问题;3)海岸带数据获取智能化程度低,严重阻碍制约有关对策及时有效性;4)海岸带不同学科协同调查、交叉融合研究模式尚未建立,不能及时发现海岸带科学问题.今后海岸带调查将在海岸带高分辨率过程数据、全覆盖无死角实时动态数据获取技术,长时间序列综合数据采集平台建设,陆海空全天候立体化数据采集传输及快速智能决策,以及海岸带多学科交叉攻关研究等方面取得突破.【期刊名称】《海岸工程》【年(卷),期】2019(038)001【总页数】8页(P32-39)【关键词】海岸带;协同研究;交叉融合;进展【作者】李平;谷东起;杜军;徐国强;张志卫【作者单位】自然资源部第一海洋研究所,山东青岛 266061;自然资源部第一海洋研究所,山东青岛 266061;自然资源部第一海洋研究所,山东青岛 266061;自然资源部第一海洋研究所,山东青岛 266061;自然资源部第一海洋研究所,山东青岛266061【正文语种】中文【中图分类】P714海岸带既是陆地向海洋延伸的陆海相互作用最强烈的地带,又是复杂、动态的地球表层自然系统,也是高强度人类活动和全球气候变化双重影响下的空间单元[1]。
中国海洋资源开发现状与海洋综合管理策略中国是一个拥有丰富海洋资源的国家，拥有着8400多公里的海岸线和300多万平方公里的专属经济区，海洋资源开发的前景十分广阔。
随着海洋资源开发的不断加速，一些问题也逐渐暴露出来，如资源过度开发、生态环境破坏等。
海洋综合管理策略成为当务之急，需要加强对海洋资源的保护和开发。
一、中国海洋资源开发现状1、海洋资源潜力巨大中国海域有利于渔业发展的渔场总面积达430万平方千米，东海、南海、黄海都是富饶的渔场。
我国沿海盛产贝类、藻类、海参、珍珠、鱿鱼等海产品，已经成为海洋资源开发的重要宝库。
除了渔业资源，中国的海洋还蕴藏着丰富的石油、天然气、矿产等资源，潜力巨大。
2、海洋资源开发状况随着我国经济的发展，对海洋资源的需求也在不断增加，海洋资源的开发利用也得到了长足的发展。
一些地区存在资源过度开发，海洋环境污染、渔业资源枯竭等问题也逐渐凸显出来。
3、海洋科技装备先进我国在海洋科技装备方面也有了长足的发展，有自主研发的深海探测器、海洋生物资源调查船等高科技装备。
这些科技装备的发展，为海洋资源的开发提供了技术支持。
二、中国海洋综合管理策略1、加强海洋环境保护海洋环境保护是海洋综合管理的重要内容，需要建立健全海洋环境监测网络，完善海洋环境保护法规，加大对海洋环境破坏行为的打击力度。
推进海洋生态保护与修复工作，保护海洋生物多样性，确保海洋生态平衡。
2、科学利用海洋资源科学利用海洋资源是海洋综合管理的核心任务，需要建立健全海洋资源开发的管理规划体系，制定合理的渔业资源开发计划，合理利用石油、天然气等海洋资源。
加强对渔业资源的监测和评估，确保海洋资源的可持续利用。
3、推动海洋产业发展海洋产业是海洋综合管理的重要内容，需要积极推进海洋产业的发展，培育海洋经济新业态，加强海洋科技创新，发展海洋旅游、海洋能源等产业。
加强海洋法治建设，为海洋产业的健康发展提供法律保障。
4、加强国际合作海洋综合管理需要加强国际合作，共同维护海洋的和平与稳定，推动国际海洋法的发展与实施。
港口航道与海岸工程毕业论文开题报告尊敬的评审委员会：我计划写一篇关于港口航道与海岸工程的毕业论文。
这份开题报告将提供有关论文内容的简要概述，包括研究背景、目的与重要性，以及研究方法与预期结果。
希望通过这份开题报告的提交，能够得到评审委员会的认可和支持。
一、研究背景随着全球化的推进和贸易活动的增加，港口航道与海岸工程的重要性日益突出。
作为海运业的关键基础设施之一，良好的港口航道和海岸工程能够保障货物的顺利进出口。
然而，现有的港口航道与海岸工程面临着各种挑战，包括航道交通拥堵、泊位和码头受限以及海岸侵蚀等问题。
为了应对这些挑战，需要深入研究港口航道与海岸工程领域的最新技术和方法。
二、研究目的与重要性本论文的主要目的是分析和评估港口航道与海岸工程的现状，探索和提出相应的解决方案，以提高港口的效率和安全性，并对海岸生态环境进行保护。
通过该研究，将为港口相关部门提供决策依据与科学参考，促进港口发展与可持续性。
此外，该研究还将填补现有文献中在某些方面的知识空白，为相关研究和实践提供新的观点和贡献。
三、研究方法本论文将采用实证研究方法，结合定性和定量数据分析。
首先进行文献综述和案例研究，深入了解港口航道与海岸工程的相关知识和技术。
然后通过对港口航道和海岸工程数据的采集与分析，评估现有问题，并提出解决方案。
定量数据将通过统计方法进行分析，而定性数据将通过专家访谈和问卷调查等方式获得。
最后，将根据研究结果提出改进建议，并对新方法和新技术进行评估。
四、预期结果通过对港口航道与海岸工程进行全面研究与分析，预计会得出以下几个结果：1. 对港口航道与海岸工程问题的全面诊断与分析；2. 针对港口航道与海岸工程问题的解决方案与改进建议；3. 对港口航道与海岸工程可持续发展的探索与展望。
五、论文组织结构本论文将分为以下几个章节：第一章：绪论- 研究背景与意义- 研究目的与重要性- 研究方法与预期结果第二章：港口航道与海岸工程现状分析- 港口航道与海岸工程的定义与特点- 目前面临的问题与挑战第三章：港口航道与海岸工程影响因素分析- 航道交通拥堵的原因与影响- 泊位和码头受限的原因与影响- 海岸侵蚀的原因与影响第四章：港口航道与海岸工程改进方案探讨- 港口航道优化方案- 泊位和码头扩建方案- 海岸保护与治理方案第五章：案例分析与实证研究- 港口航道与海岸工程案例分析- 数据采集与分析第六章：改进建议与展望- 对港口航道与海岸工程问题的解决方案与改进建议 - 港口航道与海岸工程的未来发展方向六、预期完成时间预计所述的研究工作将在2023年完成。
世界海洋油气勘探开发技术及装备的现状与展望海洋工程装备要紧指海洋资源（专门是海洋油气资源）勘探、开采、加工、储运、治理、后勤效劳等方面的大型工程装备和辅助装备，具有高技术、高投入、高产出、高附加值、高风险的特点，是先进制造、信息、新材料等高新技术的综合体，产业辐射能力强，对国民经济带动作用大。
国际上通常将海洋工程技术装备分为三大类：海洋油气资源开发装备；其他海洋资源开发装备；海洋浮体结构物。
海洋工程装备属于高投入、高风险产品，从事海洋工程装备建造的厂商须具有完善的研发机构、完备的建造设施、丰硕的建造体会和雄厚的资金实力。
目前全世界要紧海洋工程装备建造商集中在新加坡、韩国、美国及欧洲等国家，其中新加坡和韩国以建造技术较为成熟的中、浅水域平台为主，目前也在向深水高技术平台的研发、建造进展，而美国、欧洲等国家那么以研发、建造深水、超深水高技术平台装备为核心。
依照业务特点和产品种类，海洋工程装备建造商可分为三大阵营。
处于第一阵营的公司要紧在欧美，它们垄断着海洋工程装备开发、设计、工程总包及关键配套设备供货；第二阵营是韩国和新加坡，它们在总装建造领域快速进展，占据领先地位；我国还处于制造低端产品的第三阵营。
欧美国家企业是世界海洋油气资源开发的先行者，也是世界海洋工程装备技术进展的引领者。
随着世界制造业向亚洲国家的转移，欧美企业慢慢退出了中低端海洋工程装备制造领域，但在高端海洋工程装备制造和设计方面仍然占据垄断地位。
而且欧美企业也垄断着海洋工程装备运输与安装、水下生产系统安装和深水铺管作业业务，要紧企业如法国Technip公司、意大利Saipem公司、美国McDermott公司和Subsea 公司等。
海洋工程装备制造业是为海洋开发提供装备的战略性产业，随着海洋开发步伐的加速，海洋工程装备制造业将迎来广漠的进展机缘，但愈来愈多的国家熟悉到了这一产业的重要性，并开始抢占这一领域，海洋工程装备产业的竞争也将加倍猛烈。
海洋生态修复技术的研究进展海洋，占据了地球表面约 71%的面积，是生命的摇篮，也是地球上最为神秘和复杂的生态系统之一。
然而，随着人类活动的不断加剧，海洋生态系统面临着前所未有的压力和挑战，如过度捕捞、海洋污染、气候变化、海岸带开发等，导致海洋生态平衡被打破，生物多样性减少，生态服务功能下降。
为了保护和恢复海洋生态系统的健康，海洋生态修复技术应运而生，并在近年来取得了显著的研究进展。
一、物理修复技术物理修复技术主要是通过改变海洋环境的物理条件来促进生态系统的恢复。
其中，最常见的方法包括人工鱼礁建设和底质改良。
人工鱼礁是一种人为设置在海中的构造物，通常由混凝土、岩石、废旧船只等材料制成。
它们可以为海洋生物提供栖息、繁殖和觅食的场所，增加海洋生物的多样性和数量。
同时，人工鱼礁还能够改变水流和底质环境，促进海洋生态系统的物质循环和能量流动。
底质改良则是针对受到污染或退化的海洋底质进行处理和改善。
例如，通过疏浚、覆盖等方式去除底质中的污染物，或者添加有益的微生物和矿物质，改善底质的物理、化学和生物性质，为海洋生物的生存和生长创造良好的条件。
二、化学修复技术化学修复技术主要是通过使用化学药剂来去除海洋中的污染物，从而达到修复海洋生态系统的目的。
常见的化学修复方法包括化学氧化、化学沉淀和化学中和等。
化学氧化可以将有机污染物分解为无害物质；化学沉淀则可以使重金属等污染物形成沉淀，从而降低其在海水中的浓度；化学中和则可以调节海水的酸碱度，改善海洋环境。
然而，化学修复技术也存在一些局限性和潜在的风险。
例如，化学药剂的使用可能会对海洋生态系统造成二次污染，影响海洋生物的生存和繁殖。
因此，在使用化学修复技术时，需要谨慎选择药剂，并严格控制药剂的使用量和使用范围。
三、生物修复技术生物修复技术是利用生物的代谢作用来去除海洋中的污染物或修复受损的生态系统，具有成本低、环境友好等优点。
微生物修复是生物修复技术中的重要组成部分。
如何进行海岸线测绘引言海岸线测绘是一项重要的工作，对于科学研究、海洋资源开发以及环境保护都具有重要意义。
本文将介绍海岸线测绘的基本原理、方法和技术，并讨论其在不同领域中的应用。
一、测绘原理海岸线测绘是通过测量海岸线的形状和位置，以获取相关地理空间数据。
其基本原理是利用地球物理学和地理信息科学的知识，通过测量和分析海岸线上的地理特征，确定其空间位置和形态。
二、测绘方法1. GPS测绘法全球定位系统（GPS）是一种基于卫星的导航系统，可以提供高精度的空间位置信息。
通过携带GPS接收器，可以在海岸线上的不同位置进行测量，并将坐标数据传输到计算机进行处理和分析。
GPS测绘法具有测量速度快、精度高的优点，因此在海岸线测绘中广泛应用。
2. 遥感测绘法遥感技术利用卫星、航空器和无人机等载体，通过获取海岸线上的影像数据进行分析和处理。
遥感测绘法可以获取大范围的海岸线数据，并可以进行时间序列分析，研究海岸线的动态变化。
此外，遥感技术还可以获取海浪、潮汐和海岸植被等其他相关数据，丰富了海岸线测绘的内容。
3. 海陆探测器测绘法海陆探测器是一种专门用于海岸线测绘的设备，可以在海浪和潮汐等复杂自然环境下进行测量。
海陆探测器具有极高的精度和稳定性，可以实时获取海岸线的形状、高程和位置等数据。
此外，海陆探测器还可以利用声波和电磁波等方式，探测海岸线下的地质和水文条件，为海岸线工程和海洋资源管理提供参考。
三、测绘技术1. 海岸线分析技术海岸线分析技术是通过对海岸线数据进行处理和分析，获取相关的地理信息。
例如，可以通过海岸线变形分析，研究海岸线的侵蚀和沉积过程，评估海岸退缩的风险。
此外，还可以应用地形分析技术，确定海岸线的高程和坡度，为海岸线工程和规划提供基础数据。
2. 地理信息系统（GIS）地理信息系统（GIS）是一种将地理信息与地图相结合的数据处理工具。
在海岸线测绘中，GIS可以用于管理海岸线数据，进行数据的可视化和空间分析，并与其他地理信息数据进行集成。
智能船舶的应用与展望摘要：近年来，在我国智能技术大力发展的背景下，我国诸多层面都变得智能化，给人们的生产生活带来了极大的便利，智能船舶也顺势而生。
智能船舶作为现代信息、人工智能等高新技术与传统航运要素深度融合的集中体现，是智能航运新业态发展的重要载体，受到行业内外的高度关注，正在深刻地影响航运和造船行业以及海事管理体系。
对交通运输部海事局而言，加快推动智能船舶发展，构建安全的水上交通环境，不仅是贯彻落实交通强国战略、实现高质量发展的必然要求，也是保障水上交通安全、服务航运战略升级的重要契机。
关键词：智能船舶；应用；展望引言现代化时代不断发展过程中，在物联网、大数据、人工智能（AI）等新科技浪潮的推动下，以数字化为基础、自主化为目标的渐进式船舶智能化已成为船舶工业发展的新趋势、新热点。
1智能船舶简介所谓的“智能无人化船舶”，主要是指可以人工远程遥控或自动控制，依托于卫星定位、传感器以及物联网等先进技术而进行的目标识别、数据传输以及执行规定功能的船舶。
相关规范对智能化船舶进行了定义，智能化船舶与传统船舶相比，具有感知能力、记忆和思维能力、自适应能力以及行为决策能力，智能化主要是从船舶局部到全船应用、由辅助决策到完全自主的方向进行发展。
民用的智能化无人船多数与货物运输、环境监测、水上救援等领域相关，应用的范围比较单一；而在军事应用方面，由于船艇担负的作战使命以及任务的特殊性，决定了智能化无人船舶多数应用于小型船艇，能够完成单项或多项功能，主要进行侦察、防卫使用。
2智能船舶的应用与展望2.1船舶电气设备自动控制系统按照模块化思想，依据人工智能技术，设计船舶电气设备自动控制系统。
模拟量输入模块内包含压力、温度与湿度传感器，用于采集船舶电气设备的压力、温度与湿度信息，经由模拟扩展子模块处理采集的船舶电气设备信息后，传输至处理器模块内。
数字量输入模块的作用是采集船舶电力设备压力、温度与湿度开关状态的数字信号，经由开关信号检测电路处理后，传输至处理器模块内。
国家海洋局公布实施《全国海岛保护规划》前言我国是海洋大国，海岛众多。
海岛是壮大海洋经济、拓展发展空间的重要依托，是保护海洋环境、维护生态平衡的重要平台，是捍卫国家权益、保障国防安全的战略前沿。
为了深入贯彻科学发展观，保护海岛及其周边海域生态系统，合理开发利用海岛资源，维护国家海洋权益，促进经济社会可持续发展，依据《中华人民共和国海岛保护法》等法律法规、国民经济和社会发展规划、全国海洋功能区划，结合全国土地利用总体规划纲要(2006-2020年)、国家海洋事业发展规划等相关规划，制定《全国海岛保护规划》(以下简称《规划》)。
《规划》主要阐明规划期内海岛保护的指导思想、基本原则、目标和主要任务，是引导全社会保护和合理利用海岛资源的纲领性文件，是从事海岛保护、利用活动的依据。
《规划》的规划期限为2011－2020年，展望到2030年。
《规划》的范围为中华人民共和国所属海岛。
一、现状与形势(一)海岛保护与利用现状我国拥有面积大于500平方米的海岛7300多个(《规划》所列海岛数量，除特殊说明外，均指500平方米以上海岛的统计数)，海岛陆域总面积近8万平方千米，海岛岸线总长14000多千米。
按海区分布统计，渤海区内海岛数量占总数的4%，黄海区占5%，东海区占66%，南海区占25%。
按离岸距离统计，距大陆岸线10千米之内的海岛数量占总数的70%，10－100千米的占27%，100千米之外的占3%。
我国海岛广布温带、亚热带和热带海域，生物种类繁多，不同区域海岛的岛体、海岸线、沙滩、植被、淡水和周边海域的各种生物群落和非生物环境共同形成了各具特色、相对独立的海岛生态系统，一些海岛还具有红树林、珊瑚礁等特殊生境；海岛及其周边海域自然资源丰富，有港口、渔业、旅游、油气、生物、海水、海洋能等优势资源和潜在资源。
我国海岛保护工作起步较晚，但发展迅速。
已经建立涉及海岛的自然保护区和特别保护区共57个，含805个海岛，其中海洋自然保护区48个，含524个海岛；海洋特别保护区9个，含281个海岛。
港口与航道工程现状及未来发展研究作者：吴尉斌来源：《城市建设理论研究》2013年第11期摘要：本文对港口以及航道的概念以及分类等相关内容进行阐述，并对目前国内港口与航道工程中存在的问题进行分析，在此基础上，结合笔者自身的实践经验，对我国港口以及航道工程的未来发展进行展望。
关键词：港口与航道工程；现状；未来发展中图分类号：U61文献标识码： A 文章编号：一、前言我国的国土面积达到960万平方公里，其中包含着数量较多的水域、岛屿等。
同时，我国的海岸线也相对较长。
自改革开放以来，我国的经济出现了较快的增长，尤其是当我国加入WTO之后，与其他各国之间的经济贸易显著增加，而作为与其他各国之间进行联系的媒介，港口与航道承担着较为重要的任务，其发展程度也直接对我国的经济情况产生影响。
二、航道与港口的综述根据航道所处位置的不同，通常将航道分为以下几类：第一，布置在小型水域中的航道。
在小型水域中进行活动的船只通常来自于民间，其运输量相对较小，机械化程度相对较低，然而其灵活性相对较大，该流域中的运输主要承担着农业发展的责任，其运输航线相对较短。
在该类航道中，其相应的配套设施相对较少，没有建设固定的港口等。
第二，布置在中型水域中的航道。
在中型水域中进行活动的船只不仅有来自于民间的，也有现代化的船只，其用途主要用于中型城市之间的联系，部分水域也用于农业生产。
在该类航道中，具有一定规模的港口，并建设有过船闸等设施。
第三，布置在大型水域中的航道。
该类航道主要布置在江海之中，通常能够将沿海的数个省份进行联系，其运输长度相对较长，其运输规模相对较大，其船只以现代化船只为主。
该航道中建设有针对性的港口等设施。
第四，布置在沿海的航道。
该类航道主要承担着我国与其他国家之间进行经济贸易的重担，其船只的吨位通常在万吨级左右，其港口建设要求相对较高，配套的机械化设备相对较多。
港口的实质是坐落于水域沿线的、具有一定规模的、且拥有一定数量机械化设备的，能够为过往的船只提供正常航行、停靠、补充补给等方面服务功能的、能够对船只所运输的货物进行转运、卸载、装运等活动的场地。
㊀㊀文章编号:１００５￣９８６５(２０１５)０１￣０００１￣１３我国海岸工程技术展望左其华ꎬ窦希萍ꎬ段子冰(南京水利科学研究院ꎬ江苏南京㊀２１００２９)摘㊀要:从海岸动力监测体系㊁河口海岸侵蚀及防护㊁海岸工程深水和离岸趋势㊁极端条件下海岸工程结构安全㊁岛礁工程开发技术㊁海岸管理与数字海岸㊁亲水工程㊁海洋能技术利用开发和海岸工程研究等九个方面对我国海岸工程中面临的问题ꎬ以及国外相关工程技术进展情况进行了分析ꎬ并指出我国未来海岸工程领域需要加以关注的重点问题和发展趋势ꎮ关键词:海岸工程ꎻ海岸防护ꎻ工程建设ꎻ环境与管理ꎻ科学研究中图分类号:Ｐ７５３㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀ＤＯＩ:１０.１６４８３/ｊ.ｉｓｓｎ.１００５￣９８６５.２０１５.０１.００１收稿日期:２０１４￣０９￣３０作者简介:左其华(１９５４￣)ꎬ男ꎬ博士ꎬ教授级高级工程师ꎬ主要从事海岸工程方面的研究ꎮＥ￣ｍａｉｌ:ｑｈｚｕｏ＠ｎｈｒｉ.ｃｎＰｒｏｓｐｅｃｔｓｏｆｃｏａｓｔａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎＣｈｉｎａＺＵＯＱｉｈｕａꎬＤＯＵＸｉｐｉｎｇꎬＤＵＡＮＺｉｂｉｎｇ(ＮａｎｊｉｎｇＨｙｄｒａｕｌｉｃＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＮａｎｊｉｎｇ２１００２９ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｓｉｎｃｏａｓｔａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＣｈｉｎａａｎｄｔｈｅｐｒｏｇｒｅｓｓｉｎｆｏｒｅｉｇｎｃｏｕｎｔｒｉｅｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｎｉｎｅａｓｐｅｃｔｓꎬｓｕｃｈａｓｄｙｎａｍｉｃｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍꎬｅｓｔｕａｒｉｎｅａｎｄｃｏａｓｔｅｒｏｓｉｏｎａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎꎬｄｅｅｐｗａｔｅｒａｎｄｏｆｆｓｈｏｒｅｔｒｅｎｄｏｆｃｏａｓｔａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬｃｏａｓｔａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｓａｆｅｔｙｕｎｄｅｒｅｘｔｒｅｍｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓꎬｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｉｓｌａｎｄａｎｄｒｅｅｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬｃｏａｓｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔａｎｄｄｉｇｉｔａｌｃｏａｓｔꎬｈｙｄｒｏｐｈｉｌｉｃｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｏｃｅａｎｅｎｅｒｇｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｃｏａｓｔａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈ.ＴｈｅｋｅｙｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｃｏａｓｔａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｉｎＣｈｉｎａａｒｅｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｃｏａｓｔａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎻｃｏａｓｔｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎꎻｐｒｏｊｅｃｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎻｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄｍａｎａｇｅｍｅｎｔꎻｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｒｅｓｅａｒｃｈ近十多年来ꎬ我国在海岸工程建设方面取得了令人瞩目的成绩ꎬ推动了该领域科学技术的发展ꎮ在河口治理㊁海岸防护㊁港口建设㊁围填海工程㊁跨海桥隧㊁修船造船㊁能源工程㊁渔业工程㊁海岸管理和科学研究等方面大大缩短与国际发达国家的差距ꎮ但是ꎬ也应该看到ꎬ我国海岸工程的进展相当大的比重是集中体现在建设规模上ꎮ随着可持续发展的要求ꎬ尤其是国家城镇化建设对沿海发展的需要ꎬ海岸工程将面临新的机遇和挑战ꎮ这些机遇和挑战主要包括海岸动力监测体系的完善㊁河口海岸普遍冲刷趋势与防护㊁大型海岸工程向离岸和深水发展㊁极端条件下海岸工程结构安全㊁岛礁工程和围填海工程的新技术应用㊁海岸管理与数字海岸建立㊁亲水工程与生态环境需求㊁海洋能利用和谨慎开发㊁海岸工程科学研究的多学科交叉与多手段耦合研究等[１]ꎬ应引起人们的重视与思考ꎮ１㊀海岸动力监测体系１.１㊀国际海岸动力监测状况国际海洋观测目标是建立全球联网的立体观测系统ꎬ目前已发展起包括卫星遥感㊁浮标阵列㊁海洋观测站㊁水下剖面㊁海底有缆网络和科学考察船的全球化观测网络ꎬ作为数字海洋的技术支持体系ꎬ提供全球性的实时或准实时的基础信息和信息产品服务ꎮ例如ꎬ全球海洋观测系统(ＧＯＯＳ)和全球实时地转流观测计划第３３卷第１期２０１５年１月海洋工程ＴＨＥＯＣＥＡＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ.３３Ｎｏ.１Ｊａｎ.２０１５２海㊀㊀洋㊀㊀工㊀㊀程第３３卷(ＡＲＧＯ)等ꎬ覆盖面都非常广泛ꎮ美国国家基金委员会有关未来１０年海洋科学的重点发展领域中ꎬ将 大断面全球海洋大气立体观测 放在首位ꎮ美国的 海洋观测计划 是用几千公里的光缆将海洋和陆地连接ꎬ将光缆接入互联网ꎬ建立穿越海洋的 信息高速公路 ꎮ国际ＡＲＧＯ计划将建成由３０００余个浮标组成的全球实时海洋观测网ꎬ截止到２００７年４月全球海洋中的ＡＲＧＯ浮标已达到２８５２个ꎮ目前美国有基于ＮＯＡＡ的９０个浮标㊁６０个海岸自动观测网和１７５个水位观测站以及多源卫星构成的海洋动力环境监测网ꎬ并由国家业务海洋产品和服务中心为用户提供相关海洋信息ꎮ美国和加拿大联合正在东北太平洋海底建设深海长期观测网 海王星(ＮＥＰＴＵＮＥ)计划ꎬ布设在水下约３０００ｍ海床上ꎬ覆盖海域约５００万平方公里ꎮ欧洲国家也在多个重点海域进行了长期连续观测ꎮ日本和韩国在其邻近海域部署长期的国家断面进行长时间序列观测ꎬ为本国的海洋生态与环境㊁生物资源和军事海洋学研究提供基础资料ꎮ日本在日本列岛东部海域沿日本海沟的跨越板块边界ꎬ建设了长约１５００ｋｍꎬ宽约２００ｋｍ光/电缆连接的深海地震观测网(ＡＲＥＮＡ)ꎬ并计划延伸至我国的东海海域ꎬ目前正向地震㊁海洋学和生物学等多学科观测和研究方向发展ꎮ韩国政府已在黄海南部建立了海洋科学观测站ꎬ并计划在济州岛西南海域建立海底观测系统ꎮ１.２㊀我国海岸动力监测状况经过几十年的建设和发展ꎬ我国也初步形成近岸海洋动力观测系统ꎮ对于一些大中型海岸工程项目ꎬ政府也明确要求进行旨在加强科学论证的现场观测ꎮ目前ꎬ我国常规海洋业务观测主要依靠国家海洋局和中国科学院一些近海海洋观测平台ꎮ为了摸清我国现有包括海岸工程在内的海洋状况㊁规划和优化海洋发展布局ꎬ２００７年实施了 我国近海海洋综合调查与评价 专项(简称９０８专项)ꎬ进行近海海洋综合调查ꎬ尝试构建我国近海 数字海洋 信息基础框架ꎮ国家海洋局现有１５个中心站㊁６６个海洋岸基观测站㊁６个固定浮标以及少量ＡＲＧＯ浮标ꎮ在近海方面ꎬ自２００２年以来ꎬ我国已在太平洋和印度洋布放了３５个剖面浮标ꎮ这些测量的主要目的是获取海洋内部的海流㊁温度和盐度等资料ꎬ而波浪等对海岸工程影响较大的参数似尚未明确包括在内ꎮ中国科学院２００９年在北黄海长山群岛所属獐子岛以南２０海里(１２２ʎ４５ Ｅꎬ３８ʎ４５ Ｎ附近)ꎬ水深约５０ｍ处ꎬ与地方共建了黄海海洋环境观测平台及其陆基支撑站ꎻ并在东海长江口嵊山岛(舟山群岛)以东海域(１２３ʎＥꎬ３０ʎ３０ Ｎ)ꎬ水深５０ｍ处ꎬ建立东海海洋环境长期综合观测浮标ꎬ在嵊山岛建立陆基支撑站ꎮ该站涵盖物理海洋㊁海洋地质㊁海洋生态和海洋化学等诸多要素的综合测量ꎬ主要开展长江口区域海洋环境长期多参数的连续观测ꎮ２００７年在西沙群岛的主岛 永兴岛(１１２ʎ２０ Ｅꎬ１６ʎ５０ Ｎ)建立了西沙海洋环境观测站ꎬ以物理海洋观测为主ꎮ２００９年新建南沙海洋环境观测站ꎬ与西沙站㊁大亚湾站㊁海南三亚国家近海生态环境监测站构成南海海洋环境与生态监测网络[２]ꎮ在海岸动力观测体系建立方面ꎬ台湾因其地理位置和沿岸范围局限ꎬ与大陆相比观测体系更完善些ꎮ总体上来讲ꎬ我国大陆海洋观测手段仍以岸基台站为主且数量不足ꎬ分布不尽符合需要ꎻ离岸观测能力薄弱ꎬ空间覆盖率低ꎻ长期和连续观测资料少ꎬ不能满足多学科同步观测的要求ꎬ观测技术也相对落后ꎻ观测数据不能共享ꎬ科学研究资源严重浪费ꎬ与世界发达海洋国家相比有较大差距ꎬ制约了海岸工程科学研究的发展ꎮ采用岸站㊁雷达㊁浮标㊁潜标㊁海上平台㊁卫星遥感等多种观测手段[３￣４]ꎬ建设覆盖范围广㊁高效㊁稳定的海洋观测网络ꎬ提高海洋观测技术水平ꎬ建立数据开放共享的管理应用平台ꎬ为预防和减轻海洋灾害提供决策依据是今后一段时期的重要工作ꎮ１.３㊀海洋监测发展趋势我国近期在海洋观测技术方面主要有这样几个发展趋势[５]:１)改进的传统方法仍是今后工程应用观测的主要手段卫星观测技术虽有其先进性ꎬ但要应用于工程还需一定的时间ꎬ这除其技术本身的一些缺陷外ꎬ主要是某一位置采样的间断性ꎮ传统的海岸动力测量通常在某一固定位置ꎬ每隔一段时间观测一次ꎻ而卫星观测是由运行轨道决定ꎬ数天重复一次ꎬ对若干平方公里的海面观测ꎮ改进的传统观测方法仍是今后应用的主要手段ꎮ传统的测量仪器和设备应向易于操作㊁实时处理和智能采样方向发展ꎬ未来的浮标(筒)将使用现代的㊁更为可靠的海洋动力变化跟踪单元ꎬＧＰＳ技术将是每个浮筒上的标准配置ꎬ提供整体系统精度ꎻ声学测波仪器应在如何减小恶劣环境下的噪声上下功夫ꎻ通过布放测量仪器以及改进传感器精度的方法ꎬ获区不同水深处的水动力要素等ꎮ２)遥感技术向实用性方向发展遥感技术是今后的主要发展方向ꎬ已经有人试图将这一方法用于水动力长期分布的估计ꎮ在船舶或平台上ꎬ可利用海上雷达测波和流ꎬ地面的ＨＦ雷达也已在大范围水动力测量方面证明其能力ꎮ然而ꎬ雷达光束映象信息和由三维雷达映象谱到海洋环境要素之间求逆的技术还不完全成熟ꎮ卫星遥感资料正成为大尺度海洋气象水文研究的重要部分ꎬ一般海况下已经达到浮筒的测量精度ꎮ双频率高度计的测量精度也在提高ꎬ特别在风速测量上ꎮ卫星高度计所测水文气象资料已是而且还继续是这一领域全球信息源ꎬ在这方面我国近几年内会有较明显的进展ꎮ利用北斗导航系统ꎬ从太空用孔径雷达和高精度光学照相对海流㊁波浪㊁泥沙输运和风暴潮的观测将会有较快的进展ꎮ遥测仪器的一个发展趋势就是由卫星实时传输大量的数据ꎮ采用该方法进行实时处理能减少数据信息存储量ꎬ使得仪器能较长时间运行ꎮ由于卫星遥感资料是不定时的ꎬ也不是等时间间隔的观测ꎬ采样覆盖范围较大从而分辨率受到限制ꎬ也不能自动增加对极端现象的观测ꎬ从而遥感资料可能漏掉最大值ꎬ用此方法估计的多年一遇的值可能会偏小ꎮ为此ꎬ必须针对各卫星的特点和长处ꎬ采用多种手段ꎬ尽量使其满足工程需要ꎬ例如与岸基观测站相结合等ꎮ英国ＳＯＳ(卫星观测系统)已有一种想法ꎬ就是将雷达高度计成本降低ꎬ用小卫星组成较为密集的网格覆盖全球ꎬ称为ＧＡＮＤＥＲ(消除风险全球高度计网络)计划ꎮ该计划由１２~１６个卫星组成ꎬ是一简单的低成本系统ꎮ传统量测技术与卫星遥感技术的组合已被使用多年ꎬ今后会结合得更多更好ꎬ还可以与近岸长期测站资料相配合得到深水处的气象水文长期分布ꎮ３)更为精确的反演技术和非线性方法是今后主要研究内容非线性海洋动力要素随机性的特性仍然是今后研究的热点ꎮ目前卫星遥感波浪资料处理正在进行不同版本的㊁由ＳＡＲ映象中得到海洋环境要素算法的研究ꎬ其精确度还有待改进ꎮ所有ＳＡＲ映象谱的内在弱点在于雷达传播方向显著衰减ꎮ非线性效应导致ＳＡＲ图像谱在方位上存在高波数截断ꎬ截断之后有些信息丢失ꎬ沿运行方向传播的水面波动ꎬ其ＳＡＲ图像谱存在 双峰 现象ꎮ这些都可能用非线性理论加以解释ꎮ虽然目前的气象水文观测技术可以满足现在海岸工程中设计的基本需要ꎬ但离岸的大型建筑物ꎬ如美国海军可移动离岸海上基地(ＭＯＢＳ)的可行性研究就要求知道数平方公里范围内波浪场的空间耦合特性ꎮ目前的仪器还没有办法或还不能被证明可以提供这样重要的信息ꎮ随着我国海洋资源开发的不断深入ꎬ有理由相信我们也会很快遇到类似问题ꎮ４)注重长期观测资料的连续性判别限于当时经济条件和技术水平ꎬ我国不少建于２０世纪６０年代初期的海岸观测站点大都位于浅水处ꎬ数十年过去ꎬ观测点水深变化较大ꎬ有的甚至已数易观测点ꎮ从测量方法看ꎬ早期资料所用的量测手段均较落后ꎬ有些是目测ꎬ而现在大多是自动量测ꎬ甚至采用卫星测量ꎻ从观测点环境动力看ꎬ有些河口地区受到上游人为因素影响ꎬ入海水文条件已经发生很大变化ꎮ早期多年实测资料与现有资料的连续利用是我国今后工程水文资料同化分析中亟待解决的难点ꎮ５)观测资料的共享与否对我国海岸工程技术进展影响甚大我国现场观测技术及其应用水平提高应该采取的另一重大对策就是要解决资料共享这一难题ꎮ２０世纪８０年代中期以前ꎬ国家海洋水文站点资料是对外公开的ꎮ近三十余年来ꎬ这些海洋站点的资料使用必须是有偿的ꎬ甚至有时有偿也是难以取得ꎬ更无法共享一些单位观测的资料ꎮ出现这一现象的主要原因应是国家对海洋水文现场观测投入不足ꎬ其次是部门局部利益问题ꎮ我国沿海数以百计海岸工程的建设项目ꎬ尤其近些年国家建设投入的增多ꎬ基本上每一较大的工程都有大小规模不等的现场观测ꎬ但没有对这些资料进行整合并建立相应的数据库ꎬ以致这些资源的开发利用不够ꎬ既带来较大的浪费ꎬ也阻碍海岸工程技术的进步ꎮ２㊀河口海岸侵蚀及防护２.１㊀河口及水下三角洲将普遍侵蚀入海泥沙锐减使得河口三角洲海岸岸滩在新的动力泥沙环境下发生新的调整ꎬ过去的淤涨型河口海岸转化成平衡型或侵蚀型ꎮ长江三峡枢纽工程建成后ꎬ入海泥沙减少了３/４ꎬ长江口门外的水下三角洲堆积速３第１期左其华ꎬ等:我国海岸工程技术展望率已明显趋缓ꎬ淤积速率从１９５８~１９７８年时段的５５ｍｍ/ａ下降为１９７８~１９９８年时段的１１ｍｍ/ａꎬ近２０年长江口水下三角洲已出现大范围的侵蚀[６]ꎻ黄河因上游取水以及小浪底等枢纽工程的建设ꎬ黄河三角洲从过去年均造陆２３ｋｍ２ꎬ演变为大面积的侵蚀后退ꎬ使胜利油田受到潮淹堤坍的威胁ꎬ具有重要生态功能的滨海湿地大面积丧失ꎬ滩涂资源减少ꎻ珠江三角洲河道大量采砂ꎬ使得入海泥沙大量减少ꎮ中小河流存在同样的问题ꎬ渤海湾沿岸许多入海河流出现有河无尾的现象ꎬ如滦河入海泥沙在引滦工程后减少了９５％ꎻ胶州湾２０世纪８０年代的入湾河流泥沙仅相当于５０年代的２％~３％ꎻ苏北废黄河口和现代黄河三角洲北部废弃河口地区ꎬ是河流改道导致海岸侵蚀的典型实例ꎮ２.２㊀海岸侵蚀日趋严重海岸侵蚀是一种全球性的自然灾害ꎮꎬ侵蚀速率为１０ｃｍ/ａꎬ中国的平原海岸亦有７０％左右在侵蚀后退[７]ꎮ我国海岸侵蚀自２０世纪５０年代末期日渐明显ꎬ较发达国家迟约半个世纪ꎮ上世纪６０年代海岸侵蚀主要发生在粉沙淤泥质海岸ꎬ进入７０年代ꎬ由于不合理的开发活动ꎬ如海滩资源与海底砂矿开采㊁水库截留泥沙等ꎬ各种类型的海岸侵蚀均有所加剧ꎮ２０００年以来ꎬ沙质海岸侵蚀速率大多在１~３ｍ/ａ之间ꎬ淤泥质海岸侵蚀速率大都在１０~２０ｍ/ａꎮ我国海岸侵蚀总体上是北强南弱ꎬ长江口以北遭受海岸侵蚀的岸段十分普遍ꎬ且侵蚀速率较大ꎬ如江苏省较多海岸遭受侵蚀[８]ꎻ山东省有７０％的沙岸受到侵蚀ꎬ侵蚀速率约为２ｍ/ａꎻ河北省海岸带无论是南岸的泥岸还是北岸的沙岸均以蚀退㊁冲滩为主要势态ꎬ辽西海岸目前也在蚀退ꎻ长江口以南ꎬ除受强潮影响的杭州湾北岸以外ꎬ海岸侵蚀现象发生较少ꎻ福建省的中㊁南部海岸侵蚀较严重ꎬ广东㊁海南和广西等省㊁自治区也有局部海岸侵蚀现象发生ꎮ预计全球性海平面上升将加剧这一侵蚀过程ꎮ据代表性长期验潮站资料统计ꎬ过去１００年全球海平面上升速率为１.５ｍｍ/ａꎮ近３０年来ꎬ中国沿海海平面总体上升了９０ｍｍꎬ２００７年中国沿海海平面平均上升速率为２.５ｍｍ/ａꎬ高于全球海平面的上升速率ꎮ有人预计未来１０年ꎬ中国沿海海平面将比２００７年上升３２ｍｍꎮ海平面上升直接导致海岸侵蚀加剧和大片海滨湿地的丧失ꎮ２.３㊀国外海岸防护发展状况对于海岸侵蚀ꎬ欧美等国初期采取护岸工程进行防护ꎬ防护型式趋于多样化ꎮ如德国采用木质丁坝护岸ꎬ木质丁坝的优点是与环境的亲和性较好ꎬ修建后可捕集海岸泥沙ꎬ防护岸线ꎻ采取培育连续的沙丘链ꎬ防止海岸后退ꎻ在没有足够构筑空间的海岸ꎬ采用移动式海堤挡御风暴潮ꎬ在没有风暴潮的季节里ꎬ打开通道ꎬ供人们与自然海岸互动ꎮ２０世纪９０年代以来ꎬ环境友好型的人工育滩工程在欧㊁美㊁日等发达国家的海岸防护中逐步兴起ꎮ目前欧洲大部分海岸均受到人工控制ꎬ如海岸防护及堤防工程㊁沙丘稳定工程㊁土地围垦工程㊁河流控制工程等ꎮ 硬工程 为防潮堤和海堤ꎬ 软工程 指海滩补给及砾石滩补给喂养措施ꎬ由于 软本思路为按照海岸侵蚀和防护的时空尺度差异ꎬ分级(不同尺度)控制ꎮ凡属需护滩工程的海岸应进行平衡剖面的研究才能使护滩更为有效ꎮ利用重要海岸工程作为一级节点ꎬ构造人工岬角(凹湾)作为二级㊁三级乃至多级节点ꎬ人为增加岸线的相对长度使海洋动力能量分散释放ꎬ保沙固沙ꎬ从而构建海岸整体防护体系ꎮ一级节点的布局主要是针对大范围的海岸侵蚀趋势ꎬ遏制潮流作用引起的水下岸坡进一步侵蚀后退ꎬ从而在更长周期内起到对近岸海滩和堤防工程的保护作用ꎻ二级节点即人工岬角工程主要针对近岸海滩冲刷ꎬ通过岬角控制保存侵蚀粗化泥沙ꎬ进而对其下覆沉积物起到保护作用ꎮ福建的自然岬湾岸线和日本福冈能古岛的人工岬湾岸线就是采用多级节点(岬角)控制的方式ꎬ塑造动态平衡的多级嵌套稳定岬湾岸线ꎬ以实现海岸防护的目的[９]ꎮ２.５㊀海岸防护形式的多样性我国现行的海岸侵蚀防护工程还是以 硬工程 为主ꎬ但已经逐渐由单一的海堤转变为加固海堤和消浪护岸并重的组合防护ꎮ近年来ꎬ开始采用柔性防护如草皮种植㊁混凝土模袋护坡等ꎬ都取得了良好的防护效果ꎬ如福建沿海主要是修筑海堤和种植防护林ꎬ绝大多数风成沙地类型的砂质海岸后滨沙丘大都有防风沙植被ꎬ沙堤海岸也大都有木麻黄固定沙丘ꎮ限于技术经济等原因ꎬ像江苏沿海的护滩工程多以短㊁矮㊁密为特点ꎬ防护功能局限在堤前较小范围内ꎬ离岸堤外滩面下蚀和水下岸坡的蚀退依然发展ꎬ随着时间的推移ꎬ侵蚀４海㊀㊀洋㊀㊀工㊀㊀程第３３卷对近岸护滩工程和现有海堤仍存在潜在威胁ꎮ尽管我国在侵蚀海岸防护方面开展了不少研究与实践工作ꎬ相比发达国家来说ꎬ在海岸防护的同时兼顾海岸生态与环境保护方面还有不少差距ꎮ采用适当的方式通过自然过程塑造稳定海岸线ꎬ这已是一种趋势ꎬ人工养滩和人工岬湾防护技术在国外已经得到了非常广泛的应用ꎬ并且也取得了相当良好的效果ꎮ美国人工育滩与护岸建筑在海岸侵蚀防护中运用的比例达到４ʒ１以上ꎬ在欧洲㊁日本等发达国家人工育滩的实践也在迅速增加ꎮ近岸补沙在海滩侵蚀防治上与海滩补沙㊁沙丘补沙等方法相比更具有主动性ꎬ目前荷兰近岸补沙的补沙量和占人工育滩工程的比例都在增长[１０]ꎮ我国海岸防护可根据具体海岸的侵蚀情况考虑尝试使用人工养滩㊁人工岬湾与丁坝群㊁离岸堤相结合的防护措施ꎬ在原有刚性防护的基础上结合使用柔性防护技术ꎮ在实施海岸工程项目时ꎬ要避免不合理的工程ꎬ加剧海岸的不稳定性ꎮ对于一些由于泥沙来源阻断而遭受侵蚀的沙质海滩ꎬ国际上多采用人工养滩加潜堤防护的形式ꎬ即形成所谓的栖息海滩(ｐｅｒｃｈｅｄｂｅａｃｈ)ꎬ注重这类海岸防护形式的研究ꎬ对我国沙质海滩旅游资源的恢复具有相当重要的意义ꎮ要重视红树林等生物对海岸防护的重要性ꎬ因开发利用不得不占用的应采取就地补偿等措施ꎮ３㊀海洋开发与海岸工程建设３.１㊀海岸工程深水和离岸趋势及其挑战３.１.１㊀海岸防护工程前沿水深将越来越大目前ꎬ沿海各地围填海需求迫切ꎬ使得沿海防护工程ꎬ特别是海堤工程不断地外移ꎬ海岸防护工程前沿水深将越来越大ꎬ基础条件和动力条件也将更加复杂ꎮ海岸工程的建设提高了这些防护工程的建设标准ꎬ但也导致工程建设风险增大和海岸防护工程建设标准不连续等问题ꎮ３.１.２㊀跨海桥隧工程建设将成为热点舟山群岛开发㊁胶东湾和港珠澳大桥等工程开启了我国跨海桥隧建设高潮ꎮ今后更多的跨海桥隧工程将在海峡和岛屿之间建设ꎮ琼州海峡是我国三大海峡之一ꎬ位于广东雷州半岛和海南岛之间ꎬ长约８０ｋｍꎬ宽２０~４０ｋｍꎬ平均水深约４４ｍꎬ最大深度１２０ｍꎬ拟建的琼州海峡跨海桥梁工程将面临水深㊁风大㊁浪高㊁地质构造复杂㊁通航要求高㊁环境敏感等不利因素ꎬ且桥梁线位必须绕避国家级自然保护区的珊瑚礁ꎬ桥梁选址和建桥技术难度都相当大ꎮ３.１.３㊀深水港需求持续为适应国际船舶大型化的发展趋势ꎬ国内㊁外大型港口都在进行航道深水化的研究和建设[１１]ꎮ如:韩国釜山港航道水深１８ｍ以上ꎻ荷兰鹿特丹港航道水深２５ｍꎻ美国西雅图港航道水深２０ｍꎻ新加坡港航道水深２０ｍꎻ美国长滩港航道水深１８.３ｍꎮ预计今后数年内ꎬ我国还将建设为数可观的２０~３０万吨乃至５０万吨级泊位的码头和航道ꎮ例如:广东茂名港已启动３０万吨级博贺新港区建设ꎬ阳江港西岸临港新区可建３０万吨级航道ꎻ钦州港㊁防城港正在开挖３０万吨级航道ꎻ天津港正在建设３０万吨级航道ꎻ日照港也将建设３０万吨级原油码头ꎻ青岛港与巴西原料供应商合作ꎬ正在规划建设４个４０万吨级码头ꎬ３０~４０万吨级航道也将应运而生ꎻ连云港㊁洋口港正在建设３０万吨级航道ꎻ宁波－舟山港虾峙门口外航道水深已达２２ｍꎬ３０万吨级船舶可满载进出该港ꎻ大连港现也可以进出３０万吨级船舶ꎻ长江口１２.５ｍ深水航道上延到南京也将于２０１５年底竣工ꎬ将大力推动江海联运ꎮ此外ꎬ在建港条件较差的淤泥质海岸建设深水大港ꎬ尤其是利用淤泥质海岸外的潮汐水道建港ꎬ是建港科学和工程技术的一大进展ꎮ３.１.４㊀海上人工养殖进一步向深水发展我国未来一段时期内会沿着 近海养殖 和 外海养殖 两条途径同时发展ꎮ 近海养殖 将主要以改善养殖条件ꎬ优化提升技术装备水平ꎬ实现健康养殖为主要任务ꎻ 外海养殖 将重点突破新型养殖装备研发ꎬ提升配套养殖管理技术水平和技术装备ꎬ以开发拓展外海养殖空间ꎬ提高水产品产量ꎮ开展开放性海域养殖设施安全构建与系统配套装备技术探讨是养殖业向外海发展的基础ꎮ重点研究海上养殖平台构建与系统装备技术ꎬ海上废弃海洋工程结构渔业利用模式和海上游弋式养殖装备技术ꎻ建立开放性海域养殖设施安全规范和标准化技术ꎻ研究海洋增养殖渔场环境保护㊁渔场建造与防护工程等技术ꎬ推进我国海洋牧场建设ꎻ研究深水养殖结构抗风㊁浪㊁流关键技术ꎬ优化筏式养殖工程设施材料ꎬ研究筏架布局与养殖海域环境的相互关５第１期左其华ꎬ等:我国海岸工程技术展望６海㊀㊀洋㊀㊀工㊀㊀程第３３卷系ꎻ研究设置礁的类型㊁形状㊁位置等ꎬ诱导聚群性鱼类形成密集的群体ꎮ３.１.５㊀海岸工程环境将更为复杂目前ꎬ自然环境条件相对良好的岸线已基本全部开发利用ꎬ随着海岸工程向水深处发展ꎬ限于对动力要素的了解ꎬ海岸工程的可靠性越来越不确定ꎮ我国海岸工程建筑物结构型式比较单一ꎬ对于适合深水和恶劣自然条件下的新型结构型式还需进一步研究ꎮ此外ꎬ海岸工程的建筑寿命普遍较低ꎬ在结构耐久性研究中还需进行大量的基础性工作ꎻ施工技术与国际前沿的差距主要体现在拼装技术㊁疏浚技术和环保技术上ꎻ施工设备与国际前沿的差距也主要体现在深水施工能力上ꎮ先进施工技术的研究和大型施工装备的研制是提高我国海岸工程建设能力和效率的前提保证ꎮ３.２㊀极端条件下海岸工程结构安全３.２.１㊀极端条件变化是海岸工程结构安全永久的问题近十年来ꎬ全球气候变化问题成为科技界最热门的话题之一ꎮ讨论或可分为三个不同阶段ꎮ开始是认为全球气候正在变暖ꎬ文献[１２]指出: 研究成果表明ꎬ未来５０~１００年全球气候将继续向变暖的方向发展 ꎮ然而国际上就全球是否变暖争议颇多ꎬ不同的依据支持不同的观点ꎬ而且还有人将这一严格的科学课题使其政治化ꎬ作为发达国家限制发展中国家发展的一种手段ꎮ后来采用一种较为婉转的说法ꎬ即气候变化ꎮ然而要证明气候是否有某种特定的变化趋势ꎬ应有相当长的㊁无争议实测数据来证明ꎬ仅仅采用某种模式来推演ꎬ尚不能算是严谨ꎮ其实一些自然现象ꎬ如潮汐等就有其自身的变化周期ꎮ针对自然灾害频发ꎬ目前较为科学的一种讲法是极端气象条件的影响ꎮ这应该是一古老的课题ꎬ而不是近年科学技术的新发现ꎮ极端气象条件发生具有显著的不确定性ꎬ而气候变化以及海平面上升等则具有明显的趋势性ꎬ因而极端气象条件更具有危害性ꎮ２０１１年３月１１日在日本西太平洋国际海域发生了里氏９.０级地震ꎬ据统计ꎬ自有记录以来ꎬ此次的９.０级地震在全世界已发生的地震中排第三ꎮ根据后续调查ꎬ此次地震引起的海啸最高达到２４ｍꎬ核泄漏等级为７级ꎬ属于最高级ꎮ可以肯定各国对于核电站灾害防御的标准是海岸工程中最高的ꎬ尤其是日本这样地震高发地区更是重中之重ꎬ然而这个标准也没能抵御这次海啸的破坏ꎮ３.２.２㊀极端条件的不确定性对沿海建设的挑战无论我们的设计标准取多少年一遇ꎬ与通常状态相比都可以认为是极端气象条件ꎮ１０００年一遇不是要到１０００年才会发生ꎬ或许明天就会发生ꎬ只是概率较小而已ꎮ极端气象条件的不确定性给海岸工程带来巨大的挑战ꎮ随着沿海经济的发展ꎬ极端气象条件引起的灾害将更加严重ꎮ３.２.３㊀海岸工程结构的可靠性(度)设计海岸工程结构的可靠性(度)设计是今后一大重点ꎮ问题是我们对海岸动力条件的变化(包括现场资料)究竟知道多少?这些变化对极端气象条件的确定有怎样的影响?一个工程究竟要抵御什么样的极端气象条件ꎬ是逐级抵御还是仅在最前沿一级抵御?如果超设计标准的极端条件发生及其危害究竟有多大ꎬ能否预报(估)?有什么减灾方案?尤其是对在役多年的海岸工程建筑物安全性能的了解更为重要ꎬ象日本福岛核电站维护那样的 侥幸 心理如何避免?过去的十多年是我国海岸工程发展最为快速㊁最为集中的时期之一ꎮ从建国以来不同时期海岸工程建设的经验和教训看ꎬ虽然这一时期的建设标准和技术水平比２０世纪５０年代和７０年代要高很多ꎬ但是可以预见在今后一段时间内ꎬ海岸工程结构的除险加固将集中地提到海岸工程管理者的议事日程上来ꎮ３.３㊀岛礁工程开发技术３.３.１㊀岛礁开发利用应是围填海工程的优先发展方向日本不惜投入巨资在远离国土１０００多公里的冲之礁进行人工筑岛ꎬ其精神值得我国思考ꎮ我国社会经济发展尚处于并将还要在一定时间内处于重化工和城市化发展时期ꎬ对建设用地仍将保持较高的需求ꎮ根据今后一段时期港口㊁临港工业发展形势和建设用地占补平衡的需要ꎬ未来海岸陆域形成工程㊁工业围海造地工程㊁农业围垦工程仍将保持一定的规模ꎻ石油开采由陆向滩海发展ꎬ海油陆采平台因其经济优势在滨海油田将持续发展ꎻ滨海城市㊁旅游的发展和建设用地日益紧张ꎮ围填海工程将呈现上升趋势ꎻ随着建设技术的提高和城市大型化㊁工业区大型化㊁农业现代化㊁用海集约化ꎬ为降低单位围海造地难度和成本ꎬ单位围海工程规模或会得到限制ꎬ但诸多 花整为零 工程的集合ꎬ数十㊁上百乃至数百平方公里的围海工程或将越来越多ꎮ。
