海洋工程环境 4-5海洋工程环境
海洋工程环境影响评价技术导则
海洋工程环境影响评价技术导则随着经济发展和人口增加，人类对海洋资源的持续利用需求日益增强，海洋工程的发展也跟上了这一发展趋势。
然而，海洋工程的发展也会造成严重的环境影响。
环境影响评价作为保护海洋环境和资源利用谨慎发展的重要方法和标准，必须得到加强。
《海洋工程环境影响评价技术导则》（以下简称“本导则”）旨在总结目前海洋工程环境影响评价的技术方法，提供给建设者和规划者一个全面且科学的认识，以保护海洋资源，同时发展海洋经济。
本导则包括以下基本内容：1、海洋工程环境影响评价的基本原理：海洋工程环境影响评价是指根据海洋工程项目所带来的可能影响，对其可能给海洋环境带来的潜在危害程度进行科学评估和分析，并根据评价结果，制定防护和管理措施，保护海洋环境免受不良影响。
2、海洋工程环境影响评价的技术要求：（1）建立海洋项目环境影响评价的综合流程；（2）采用定量分析的方法，对海洋环境中的物质，能量，生物等进行计算，得出项目影响的定量评价；（3）建立海洋环境受影响的主要因子的数量模型，从模型结果中推断出项目可能产生的影响；（4）采用定量分析方法，结合实地检测结果，对海洋工程环境影响进行价值评估。
3、海洋工程环境影响评价的环境风险管理策略：环境风险管理的基本原则是“以预防为主”，具体采取的措施包括：（1）在海洋项目建设初期，就应建立环境风险管理系统，以减少海洋项目所产生的环境风险；（2）在建设过程中，实施和维护海洋工程与环境的协调耦合关系；（3）在建设结束后，应进行审计检查，以确保所作出的环境保护措施得到正确执行。
以上是《海洋工程环境影响评价技术导则》的主要内容，它反映了海洋工程环境影响评价的标准，也是海洋资源可持续利用的重要保障。
为了确保本导则在实践中的正确贯彻，相关部门应加强监管，落实技术指导，确保海洋工程的建设安全、顺利，同时保护海洋环境。
海洋工程的环境影响评价
海洋工程的环境影响评价近年来，随着全球海洋工程的快速发展，对于其对环境的影响越来越受到关注。
海洋工程的建设涉及到海洋生态环境、海洋生物多样性、海洋水声环境等多个方面，在建设之前进行环境影响评价是非常必要的。
一、什么是环境影响评价？环境影响评价是在进行特定的开发项目前，对该项目可能对环境产生的影响进行预测和评价的过程。
评价的过程包括项目的可行性研究、方案选定、环境基础资料收集、环境影响预测和评价、环境管理措施的制定等。
二、海洋工程的影响1. 海洋生态环境海洋工程的建设和运行对于海洋生态环境的影响是难以避免的。
特别是，一些海洋工程项目还可能会对海洋生态系统的构成和功能产生较大的影响，如海底捞取矿产和石油开采等。
2. 海洋生物多样性海洋生物多样性是海洋生态系统的核心。
许多海洋工程项目都会直接或间接影响海洋生物多样性，包括生物的栖息地、食物链、迁徙路线等。
3. 海洋水声环境海洋水声环境对于海洋生物的生存和繁殖至关重要。
但是，一些海洋工程项目可能会产生较大的水声污染，干扰海洋生物的正常生活。
三、1. 环境基础资料收集进行海洋工程项目的环境影响评价，必须先进行环境基础资料收集。
这包括海洋生态环境、海洋物理环境、气候环境、海洋地质和地形地貌等多个方面。
2. 环境影响预测和评价基于环境基础资料的收集和分析，对海洋工程项目可能对环境产生的影响进行预测和评价。
根据评价结果，制定相应的环境管理措施。
3. 环境管理措施的制定根据环境影响评价的结果，制定合理的环境管理措施，以减少或防止海洋工程对环境的影响。
这包括选择适当的建设和运营管理方式、实施环境监测和污染防治等方面。
四、总结海洋工程的环境影响评价是保障海洋生态环境和人民健康的需要。
只有在进行全面环境影响评价和制定合理的环境管理措施的基础上，才能实现海洋工程的健康可持续发展。
04.海洋工程环境学 海洋环境因素分析计算
《海洋工程环境学》
Environmental Mechanics of Ocean Engineering
1. 海洋环境因素分析计算
1.5 设计波
• 海洋结构物设计寿命记作 TL(年)，一般为10，20，30年不等。 • 海洋结构物一生遭遇的极端海况的重现周期记作 TC (年)，规
范规定。 • 在海洋结构物设计中将这个Tc年一遇的波称作设计波。 • 问题是：如何根据海洋结构物工作海域的波浪长期分布资料
331
3603
911
8552
4
7858
28 8 4
5848
60 5
2844
14 4
1123
50 5
353
22 6 1
2
171
13 1 2
1
52
83
1
37
41
10 2
13
27
532
1 4 21
25
212
31
1
4 1 1 19
10
22
6
22
6
1321
7
2 1 13
7
21
1
4
12
3
1
1
1
1
236 52 20 7 6 5 11 5 2 5 1 1 30561
1.4 海浪统计特征的长期分布律
Y lg ln 1 P HS
1.5 y = 0.9184x + 0.0911 R2 = 0.98
1.0
0.5
0.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
-0.5
X lg HS H0
海洋工程的环评解读
"十五"期间正在开展海水直接提取钾盐产业化技 术、气 态膜法海水卤水提取溴素及有关深加工技术的研究与开 发。 利用海水淡化、海水冷却排放的浓缩海水，开展 海水化学资源综合利用，形成海水淡化 、海水冷却和 海水化学资源综合利用产业链，是实现资源综合利用和 社会可持续发展的根本 体现。 海水资源开发利用，是 实现沿海地区水资源可持续利用的发展方向
海水综合利用工程
海水脱硫工程seawater desulfurization engineering
利用天然海水脱除烟气中二氧化硫的海水利用的新建、扩建、 改建工程。
大生活用海水工程domestic seawater engineering
将海水作为生活杂用水的海水直接利用的新建、扩建、改建 工程。
海水直接利用，是直接替代淡水、解决沿海地区淡水 资源紧缺的重要措施 海水直接利用技术，是以海水直 接代替淡水作为工业用水和生活用水等相关技术的总 称。 包括海水冷却、海水脱硫、海水回注采油、海水冲厕 和海水冲灰、洗涤、消防、制冰、印 染等。 海水直流 冷却技术已有近百年的发展历史，有关防腐和防海洋 生物附着技术已基本成熟 。目前我国海水冷却水用量 每年不超过141亿立方米，而日本每年约为3000亿立方 米，美国 每年约为1000亿立方米，差距很大。
海洋工程/海水综合利用工程 环境影响评价
简介：海水综合利用工程
海水综合利用工程seawater multi—purpose utilization engineering: 将海水水体作为 资源以各种方式进行有效利用的新建、扩建、 改建工程。
海洋工程环境保护设施管理办法
对严重违反环境保护 法规的单位，将依法 予以处罚，并公开曝 光。
对整改不到位的单位 ，将依法依规进行处 理，并追究相关人员 的责任。
05
海洋工程环境保护设施违法违 规行为处罚办法
违法违规行为类型及处罚标准
未按规定建设环境保护设施
生态监测与预警系统
应建立相应的生态监测与预警系统，对工程区域的生态环境进行实 时监测和预警，及时发现和解决生态环境问题。
03
海洋工程环境保护设施运行管 理规定
运行管理规定
设施启动与关闭
规定设施启动和关闭的程序，确保设施在正确的时间 和条件下运行。
操作规程
制定详细的操作规程，确保设施操作人员了解并遵循 这些规程。
本次汇报还展示了我们在海洋工 程环境保护设施管理方面的研究 成果和实践经验，为今后的工作 提供了有益的参考和借鉴。
分析当前存在的问题及挑战
当前海洋工程环境保护设施管理 方面存在一些问题，如设施建设 不完善、管理不规范、监管不到
位等。
在实施海洋工程环境保护设施管 理办法的过程中，也面临着一些 挑战，如技术难度大、成本高、
对于未按规定建设环境保护设施的海洋工程，将根据其违法程度和影响范围，处以罚款 、停工整改等处罚。
环境保护设施未经验收或验收不合格投入使用
对于环境保护设施未经验收或验收不合格投入使用的海洋工程，将责令停止使用，并处 以罚款。
违反环境保护设施运行管理规定
对于违反环境保护设施运行管理规定的海洋工程，将根据其违法程度和影响范围，处以 罚款、限期整改等处罚。
处罚程序及执行方式
01
02
03
立案调查
对于发现的违法违规行为 ，相关部门将进行立案调 查，收集相关证据。
海洋工程知识点
海洋工程知识点海洋工程是一门综合性学科，涵盖了海洋工程力学、海洋建筑、海洋资源开发利用等多个领域。
在海洋工程领域，有许多重要的知识点需要掌握，下面将对海洋工程的知识点进行详细介绍。
1. 海洋环境海洋环境是海洋工程设计和建设的基础，包括海洋水文学、海洋气象学、海洋地质学等内容。
海洋环境的研究对海洋工程具有重要的指导意义，只有充分了解海洋环境的特点和变化规律，才能有效地进行海洋工程的设计和施工。
海洋环境知识是海洋工程师必须要掌握的基础知识。
2. 海洋结构海洋结构是指在海洋中建造的各种工程结构，包括海洋平台、海底管道、海洋桥梁等。
海洋结构的设计和建设需要考虑海洋环境的特点，具有很高的复杂性和挑战性。
海洋结构的知识是海洋工程师必须要深入了解的内容。
3. 海洋资源开发利用海洋资源包括石油、天然气、矿产、生物等多种类型，海洋资源开发利用是海洋工程的重要方向之一。
海洋资源开发利用涉及到采矿、海底钻探、海洋养殖等技术，对于促进海洋经济发展具有重要意义。
海洋资源开发利用的知识是海洋工程师需要了解的重要内容。
4. 海洋工程技术海洋工程技术是指在海洋环境中进行工程设计和施工的技术手段，包括海洋测量、海洋工程材料、海洋工程机械等内容。
海洋工程技术的发展对于提高海洋工程的设计水平和施工效率具有重要意义，海洋工程技术是海洋工程师必须要熟练掌握的技能。
5. 海洋工程安全海洋工程安全是指在海洋工程设计和施工过程中保障人员和设备安全的工作。
海洋工程安全包括环境保护、人身安全、设备安全等方面，是海洋工程人员必须要高度重视的问题。
海洋工程安全的知识是海洋工程师必须要具备的核心素养。
总结：海洋工程是一门综合性学科，涵盖了多个方面的知识点。
海洋工程人员需要深入了解海洋环境、海洋结构、海洋资源开发利用、海洋工程技术和海洋工程安全等内容，才能够胜任复杂的海洋工程设计和施工工作。
只有不断学习和提高自身素质，海洋工程人员才能在海洋工程领域取得更大的成就。
海洋工程结构环境(5)
2、地震强度的表达 地震发生时，岩层积累的巨大变形能突然释放，一部分
转化为热能，一部分以波的形式向四周传播，这种波就是 地震波。地震波分为体波和面波。
体波：由震中向外传播的地震波。
面波：面波是沿地面传播的波，面波的周期长而振幅大， 传播过程衰减较慢，故能传播到很远的地方。这是地震波 波及面广的原因。
为：
uz u0
Z Z0
n
(1)
式中，u z为海面以上高度Z处的风速；u 0为 Z0处的风速。系数n由海面
遮蔽情况确定，平坦海面， n 1/ 7。例如，10米高度处风速为30m/s，
则100m高度处风速为41m/s。由式(1)可以画出曲线如图2。
图2. 风速与高度的关系
海上无遮蔽时， 风速比岸上大， 外海风速为海岸 附近风速的 1.1~1.3倍。图2中， 可以测u z0量得到。
盖层：主要为沉积岩层； 基底层：结晶岩石。
(2) 大陆坡
水深范围：200-2000米，坡度陡，主要沉积 来自大陆的物质。大陆坡具有丰富的油气资源。 开发深海油气资源，主要指开发大陆坡的油气 资源。King SPAR 平台：第一座拥有外壳部分 和桁架部分（与传统外壳结构相似）的组合式 SPAR平台（Truss SPAR），2001年4月建成， 位于墨西哥湾Mississippi Canyon 85，水深 1646 m，日生产能力为5万桶原油和2.5亿立方 英尺天然气。
五．海冰
在寒冷结冰海域，海冰可能是结构设计的控制因素，即 冰载荷大于其它流体载荷。
1、海冰的分类
根据海冰的运动状态，可以将海冰划分为：
浮 冰：不与任何固定物体或者海底连接，在风和流驱动 下漂浮运动的冰。
固定冰：没有水平方向运动，仅有垂向升降。
海洋工程知识
海洋工程知识一、概述海洋工程是指在海洋环境中进行的工程活动，包括海洋资源开发、海洋环境保护、海洋科学研究等多个方面。
随着人类对海洋资源和能源的需求不断增加，海洋工程也得到了越来越广泛的应用。
二、海洋工程领域1. 海底油气开发随着陆地油气储量的逐渐枯竭，人们开始转向深水和超深水油气资源的开发。
目前，全球超过70%的新勘探区位于深水和超深水区域。
2. 海上风电由于风能在海上更为稳定，且占地面积小，对环境影响也较小，因此近年来海上风电得到了快速发展。
欧洲是全球最大的海上风电市场，而亚太地区也开始逐渐崛起。
3. 海底通信光缆全球90%以上的国际通信都依赖于海底光缆传输。
光缆需要经过复杂而恶劣的海底环境，在设计和安装过程中需要考虑多种因素，如水深、海流、海底地形等。
4. 海上港口和码头由于陆地资源有限，海上港口和码头成为了重要的货物运输枢纽。
在设计和建设过程中需要考虑多种因素，如水深、海流、波浪、风力等。
三、海洋工程技术1. 海底勘探技术海底勘探是开发海洋资源的前提。
目前常用的勘探技术包括声学勘探、电磁勘探、重力勘探等。
其中最常用的是声学勘探，利用声波在水中传播的特性来获取地下结构信息。
2. 海底钻井技术海底钻井是开发油气资源的主要手段之一。
由于深水和超深水环境下的钻井难度较大，需要使用先进的设备和技术。
例如，目前最深的海底钻井平台可以在水深3500米处进行钻井作业。
3. 海上建筑物设计与建造技术由于海洋环境极具挑战性，对于设计和建造海上建筑物来说需要考虑多种因素，如风浪影响、海水侵蚀、海底地形等。
因此，需要使用特殊的材料和结构设计，如钢筋混凝土结构、防腐涂层等。
4. 海洋环境监测技术海洋环境监测是保护海洋环境的重要手段。
目前常用的监测技术包括卫星遥感技术、声学探测技术、水文气象观测等。
这些技术可以帮助我们了解海洋环境变化情况，及时采取相应的措施。
四、海洋工程发展趋势1. 智能化随着人工智能和物联网等新兴技术的发展，未来海洋工程将更加智能化。
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原点于桩柱中心轴与ox轴交点。
6
• Morison方程
F Fd Fi
Fd为速度力。 Fi为惯性力。
dz长度上所受波浪力：
dF
dFd
dFi
Cd
1 2
u
u
A CmVu
式中：u波浪水质点水平速度分量，
u 波浪水质点 水平加速度分量。
A D dz 为dz长圆柱迎流面积。
V D2 dz 为dz尺度圆柱排水体积。
3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
4.4 .4. 波浪破碎、反射和绕射
波浪破碎：波陡H/较高 波峰水质点速度≥波速
深水：Stokes 波 极限波陡(H/)max=0.142 浅水：极限波陡(H/)max=0.142tanhkh
极限波高(H/h)max=0.78 波浪破碎对海岸工程有很大冲击力和破坏性
反射：遇到岸壁或障碍物，部分反射或全反射（驻波）
海洋工程环境
1
4.4 .2. 波浪折射
波浪传至浅海近岸时，波速减小，引起波向变化
C2 sin 2 C1 sin 1
深水 浅水
h1 > h2
c1 > c2
1 > 2
波向趋向与等深线垂直，波峰线趋向与等深线平行
在浅水区波向线辐聚（海岬）， 波高会因折射增大；
在浅水区波向线辐散（海湾），波高会因折射减小 2
图5－22，5－23，5-24
圆柱表5－10，非圆截面表5－11 14
K 5 K 25 5 K 25
震荡流
惯性力为主要成分
准均匀流
阻力为主要成分
中间流
惯性力与阻力为成分相当
15
D 0.2 大尺度构件 绕射理论
P118 公式5－74
16
sinh(kh) cosh(kh)
12
• P114算例
作业
13
流体动力系数
Cd , Cm
f
Re,
k D
,
Kc
Re 为 流场雷诺数：
Kc 为 周期参数（Keulegan-Carpenter ）：
Kc umT l
DD
为水质点按水平速度幅值在一个震荡周期 所移动的距离与圆柱直径之比的倍。
k 为表面粗糙度，k为粗糙厚度 D
反射系数（0～1）
KR
HR HI
绕射：遇到障碍物绕到后面水域继续传播
绕射系数 绕射波波高减小
KD
H HI
4
4.5 波浪力
根据结构物的特征尺度，可以分为小尺度构件和大尺度结构 两种不同类型。其划分标准为：
D 0.2 为小尺度构件 不影响波浪传播； D 0.2 为大尺度构件 影响波浪传播。
例：自升式平台：D = 1m, =100m, D/ = 0.1 半潜式平台：D = 100m, = 300m, D/ = 0.3
对于小尺度构件 ，通常可以用二维方法处理：Morison方程法， 对于大尺度构件 ，通常可以用绕射理论解析计算方法。
5
5.5.1 莫里森公式 物理模型：
圆柱(桩柱)：直径D，一端垂直刚性固定在海
底，另一端露出水面； 水域：刚性海底平行静止水面，水深 h,
自由表面为线性波；
坐标系：xoz: x 在海底，波速方向； z 垂直静止水面向上，与桩柱
4.4 .3. 波高变化 由于海底摩擦，能量守恒
H H0
b0 b
n0c0 nc
KRKS
折射系数KR：折射对波高的影响 海岬（辐聚）波高增大KR >1，海湾（辐散）波高减小KR <1 等深线平行于海岸时，不发生波浪折射
浅水系数KS，表5－9：波动能量传递速度对波高的影响
水深变浅，局部波高会增大，是造成港岸堤坝破坏的主要原因
4
7
其中：第一项为单位长度圆柱上的阻力(Drag)， 第二项为单位长度圆柱上的惯性力。
Cd 为相对于迎流面积的阻力系数。
C 为相对于迎流面积的质量系数。 m
8
整个圆柱上的波浪力总和
F
h
0
Cd
1 2
u
u
Ddz
h
0
Cm
D2 4
udz
线性波：水质点的速度和加速度
u H ch(kz) cos(kx t)
10
单位长度圆柱上的波浪力，x=0
2
fd
Cd
1 2
D
H
T
ch(kz)
sh(kh)
cost cost
fi
Cm
D2
4
2 2H
T2
ch(kz) sh(kh)
sin
t
f fd fi fd max cost cost fimax sin t
速度力和惯性力相差90°，fmax？ P113中三种情况
11
整个圆柱上的波浪力总和
h
h
F 0
fd dz 0
fi dz
h
h
0
fd max cost cost dz 0
fimax sin tdz
Fd max cost cost Fimax sin t
Fd max
DH 16
2
CD
1
2kh
sinh(2kh)
Fi max
D2H
8
Cm
T sh(kh)
u 2 2H ch(kz) sin(kx t)
T 2 sh(kh)
9
单位长度圆柱上的波浪力
f
fd
fi
Cd
1 Du
2
u
Cm
D2 4
u
其中：第一项为单位长度圆柱上的阻力(Drag)， 第二项为单位长度圆柱上的惯性力。
Cd 为相对于迎流面积的阻力系数。
C 为相对于迎流面积的质量系数。 m