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關(guān)鍵詞:海洋可再生能源;產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀;解決策略
一、引言
海洋資源以其可再生性、環(huán)保性、總量大等特點相比其他不可再生資源更具有發(fā)展?jié)摿Γ覈蟛糠趾Q罂稍偕茉捶植荚跂|部沿海地區(qū),長期以來其經(jīng)濟增長有很大一部分是以高投入、高消耗和高污染的以犧牲生態(tài)的粗放型的方式實現(xiàn)的,這樣的經(jīng)濟增長方式勢必存在巨大風險,發(fā)展海洋可再生能源有助于改變這種經(jīng)濟發(fā)展模式,向環(huán)境友好型的集約經(jīng)濟模式轉(zhuǎn)變。
二、我國海洋可再生能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
海洋可再生能源具有儲量大、種類豐富、可再生等優(yōu)勢,我國海洋可再生能源儲量比較豐富,大大有助于我國當前改善能源結(jié)構(gòu)和能源開發(fā)。下文將重點介紹我國部分海洋能源的發(fā)展現(xiàn)狀。
(一)潮汐能
潮汐能是海洋可再生能源利用率最高的一項能源,中國潮汐能資源(不含臺灣)總蘊藏量約190GW,可開發(fā)裝機容量200KW以上,潮汐能源的總裝機量為21.8GW左右。我國共建成潮汐發(fā)電站76座,但只剩浙江溫嶺的江廈站、浙江玉環(huán)海山站和山東乳山白沙口站3座,其中浙江溫嶺的江廈站成為世界第三大潮汐電站。雖然在潮汐能的開發(fā)利用上,我國相對比較先進,較為成熟,但目前我國潮汐能開發(fā)資源占比非常低,還不足1%,屬于新能源尚未開發(fā)的領(lǐng)域,開發(fā)力度遠遠不夠。
(二)波浪能
波浪能是海洋可再生能源中發(fā)展第二快的能源。我國對波浪能的開發(fā)利用已初步實現(xiàn)商業(yè)化,可以說開發(fā)潛力巨大,國家也在積極啟動相關(guān)項目,準備研建裝機容量在500KW以上的多功能互補獨立示范電站,以實現(xiàn)穩(wěn)定持續(xù)的電力供應。
(三)溫差能
溫差能,是由于海水的溫差而產(chǎn)生的能量。我國南海和東海的部分海域,能達到20攝氏度以上的溫差,所以其蘊含能量十分可觀。雖然我國在掌握海洋溫差發(fā)電技術(shù)的時間要落后于美國和日本,但在技術(shù)上卻并不落后,甚至趕超,美國朗肯循環(huán)的發(fā)電效率為3%,日本上原循環(huán)發(fā)電效率為4.9%,而我國研究的國海循環(huán)發(fā)電效率為5.1%,但仍需進一步發(fā)展。
(四)鹽差能
目前國際上對鹽差能的利用技術(shù)還處于探索發(fā)展階段,實用性的鹽差能發(fā)電站還未真正建立和應用。由于鹽差能發(fā)電相關(guān)技術(shù)效率較低,成本高昂,并且我國鹽差能資源地理分布不均,受季節(jié)變化和年際變化影響較大,所以鹽差能的利用還仍處于探索發(fā)展階段。
(五)潮流能
我國在定海摘箬山島建了一座長25米,寬20米,吃水深度1.2米的海流能發(fā)電實驗平臺,是目前國內(nèi)累計發(fā)電量最大,也是唯一長時間高效發(fā)電的海流能機組,且不需要建壩,大大縮短了建設周期,不會產(chǎn)生建壩所帶來的淤泥影響魚類洄游等問題,屬于生態(tài)友好型發(fā)電。
綜上,我國的海洋可再生資源開發(fā)技術(shù)已經(jīng)取得了一定成果,雖然技術(shù)水平總體比較低,效率也有待提升,但相信海洋可再生能源必然能為我國的能源短缺和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展之間的協(xié)調(diào)開辟新道路。
三、我國海洋可再生能源產(chǎn)業(yè)存在問題
由于我國海洋可再生能源開發(fā)起步晚,法律法規(guī)不健全,技術(shù)研發(fā)人員匱乏,加之我國海洋能自身的一些特點,我國的海洋能產(chǎn)業(yè)至今未形成一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。具體而言,我國海洋可再生資源的發(fā)展主要存在以下障礙:
(一)體制障礙
我國現(xiàn)行的經(jīng)濟體制仍存在繁雜的審批工作,既易產(chǎn)生腐敗,出現(xiàn)尋租,使資源難以實現(xiàn)最優(yōu)化配置;又存在時滯,降低經(jīng)濟活動的效率。而我國的海洋能存在多頭管理、跨部門監(jiān)管,對海洋能的研發(fā)管理、項目審批、電價制定等分屬于不同的職能部門,這種分散式的管理勢必會引來權(quán)責不明、政監(jiān)混淆等后果。
(二)技術(shù)障礙
我國對海洋能的研發(fā)力量非常單一,主要集中在少數(shù)幾所高等院校,且相對分散,創(chuàng)新性不足,且由于海洋能自身特點而形成并網(wǎng)障礙。我國海洋能資源分布相對分散,且由于技術(shù)不成熟等各方面原因,使大規(guī)模發(fā)電并網(wǎng)非常困難。
(三)融資障礙
海洋可再生能源的開發(fā)復雜且投資周期達到10年甚至15年,長期投資加上風險較大導致海洋能產(chǎn)業(yè)吸引風投資金融資困難。再者,海洋可再生能源開發(fā)和利用屬高新的技術(shù)產(chǎn)業(yè),在技術(shù)人才資源的培養(yǎng)上的投入資金也不足。
(四)市場障礙
海洋能的市場障礙主要在于價格偏高,使其與其他常規(guī)能源相比競爭力較差。我國火力發(fā)電和水力發(fā)電成本一般在0.3―0.5元每千瓦時,但波浪能發(fā)電平準化電力成本0.28―1.04美元每千瓦時,潮汐能發(fā)電平準化電力成本0.26―0.84美元每千瓦時,且就目前來看,除了潮汐能利用技術(shù)基本成熟能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化之外,波浪能、潮流能還處于小型示范的起步階段,溫差能還在試驗探究階段,都未真正實現(xiàn)商業(yè)化。
(五)地域發(fā)展不平衡
我國海洋能地域差異非常大,潮汐能福建和浙江兩省的分布占全國總儲量的80%以上;潮流能資源主要分布在浙江,占全國的70%以上;波浪能主要分布在浙江、福建、海南;鹽差能主要分布在上海、廣東、福建。從空間上來看,我國的海洋能資源主要分布在南部沿海地區(qū),而在北部沿海不論是在海洋能的儲量上還是開發(fā)利用程度上都要低于南部地區(qū),在地區(qū)分布上存在不平衡性。
四、解決對策
在海洋可再生能源綱要(2013――2016年)中政府明確提出了海洋能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本原則和發(fā)展目標以及整體規(guī)劃,可以說為海洋能產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展指明了方向。
(一)制定科學合理的整體戰(zhàn)略規(guī)劃,協(xié)調(diào)管理
海洋能涉及部門眾多,存在交叉管理,立足于本國國情,應建立垂直管理機構(gòu),且應該對該機構(gòu)的行政管理有所傾斜,以消除政策障礙,此外,要減少行政審批,提高辦事效率,縮小權(quán)利尋租,為跨越式發(fā)展提供體制保障。
(二)建立海洋創(chuàng)新體系,加快人才培養(yǎng)步伐
我國海洋能產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新需要政府部門、科研機構(gòu)以及新能源企業(yè)共同作用相互配合??山梃b英國的經(jīng)驗,建立科研機構(gòu)、企業(yè)、高校三位一體聯(lián)合開發(fā)體制,科研機構(gòu)負責研發(fā),企業(yè)確保投入,加速商業(yè)化,高校負責人才培養(yǎng),政府則進行協(xié)調(diào)和監(jiān)督。
(三)拓寬融資渠道,多元融資
由于海洋能產(chǎn)業(yè)自身的一些特點,融資渠道一般是通過銀行與非銀行金融機構(gòu)的間接融資、融資租賃以及上市融資等。此外,還有PPP籌資、政府擔保等新型融資方式,也可通過資源互換、入股、優(yōu)惠政策等吸引國外資金注入我國海洋能產(chǎn)業(yè)中。
(四)完善市場,深化電力體制改革
我國應積極借鑒英國經(jīng)驗,促進財力雄厚的大企業(yè)與創(chuàng)新型小企業(yè)的優(yōu)勢合作,同時也重視與其他國家和地區(qū)的多邊合作,促進海洋能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展、創(chuàng)新和成熟的同時有利于競爭性能源市場的建設。除完善市場,建設合理的市場結(jié)構(gòu)外,要深化電力體制改革,比如實行配額制和強制上網(wǎng)電價政策,且海洋能的配額制可以和綠色證書交易系統(tǒng)結(jié)合。
(五)統(tǒng)籌發(fā)展,健全公眾參與機制
對跨區(qū)域的能源實行垂直管理,并制定和我國海洋能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)劃,高度重視空間布局,避免重復投資、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)相同造成的惡性競爭、浪費資源或破壞環(huán)境等后果,才能使海洋能的開發(fā)和利用有序和有效進行,才能既開發(fā)了資源又不破壞生態(tài)。
盡管海洋能產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢無可比擬,但我們不能因為發(fā)展而不惜向生態(tài)借貸,不能忽視其對海洋環(huán)境產(chǎn)生的影響。我們必須重視海洋能開發(fā)的生態(tài)影響,對項目的審批必須經(jīng)過嚴格的審查,增加透明度,讓技術(shù)學者、沿海居民以及社會公眾共同參與。(作者單位:天津財經(jīng)大學)
參考文獻:
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[關(guān)鍵詞]暖通空調(diào);可再生能源;應用;環(huán)保節(jié)能
中圖分類號:P754 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)24-0398-02
引言
伴隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,環(huán)境污染、能源緊張問題日益突出,開始影響人們正常的生活和工作,嚴重制約了國家經(jīng)濟發(fā)展和進步。在這種背景下,可再生能源得到廣泛的推廣和應用。作為一種清潔型能源,對環(huán)境的污染小,資源可再生,可以說是真正意義上的取之不竭用之不盡,如:太陽能、風能等,對于緩解當前能源緊張具有十分重要的意義。空調(diào)是一種耗能嚴重的設備,特別是一些老舊的空調(diào)耗能更嚴重,面對日益緊張的能源問題,在暖通空調(diào)中加強節(jié)能技術(shù)的應用研究,將可再生能源應用與暖通空調(diào)中,緩解了社會能源緊張問題,對于建設可持續(xù)發(fā)展社會和經(jīng)濟、環(huán)保、綠色、健康、和諧的社會都具有十分重要的意義。
一、可再生能源在暖通空調(diào)系統(tǒng)中的應用形式
(一)太陽能的應用
太陽能在暖風空調(diào)系統(tǒng)應用中技能采暖又能制冷。
第一,太陽能采暖系統(tǒng)形式多樣,利用太陽能集熱器,實現(xiàn)主動性太陽能采暖系統(tǒng)的利用,具有工作溫度高、承壓能力大等有點。
第二,太陽能制冷。太陽能制冷又分為太陽能壓縮式制冷、太陽能吸收式制冷和太陽能吸附式制冷。
1、太陽能壓縮式制冷,主要方式是將太陽能轉(zhuǎn)換為電能,再由電能去驅(qū)動壓縮式制冷系統(tǒng)。但太陽能壓縮式制冷,成本高,不適應現(xiàn)在市場化的需要。
2、太陽能吸收式制冷。利用太陽能熱能,驅(qū)動溴化鋰―水溶液或氨―水溶液的吸收式制冷系統(tǒng)。操作簡單,工藝要求低,應用范圍廣。
3、太陽能吸附式制冷。具有地熱流密度、易波動等特點,是太陽能在制冷方面,應用情景最為廣闊的一種。
(二)自然風的應用
風是可再生能源應用最為廣泛的一種能源之一,在暖風空調(diào)制冷應用中自然風作為其重要的組成部分,發(fā)揮著重要的作用。在室外溫度低于室內(nèi)溫度的條件下時,能夠利用室外風滿足空調(diào)的負荷需要。風作為一種清潔型資源,不僅能夠有效的節(jié)約資源,減少對環(huán)境的污染,同時能夠有效的提高室內(nèi)空氣質(zhì)量。
(三)地下水的應用
水資源本身就是溫度低的一種資源,特別是地下水資源,受氣溫的影響小,能夠直接作為一種冷源應用在暖風空調(diào)中,同樣它也是熱泵良好的地位熱源。但是地下水的利用要根據(jù)實際情況,因為它不是一種絕對的可再生資源,如果使用量超負荷,將會造成地下水枯竭,給地區(qū)生態(tài)環(huán)境造成巨大的影響。
(四)土壤能的應用
土壤能只要是指地熱能。利用地下淺層地熱資源作為冷熱源進行能量轉(zhuǎn)換,應用在暖風空調(diào)中。我國的地熱能起步晚,但是在技術(shù)和設備上仍然取得了很大的成效,應用范圍也在不斷的拓展,滿足對可再生能源的需求。
(五)海洋能的應用
海洋蘊藏著巨大的資源,包括一些清潔型、可再生資源如:潮汐能、海流能、溫差能、鹽差能等和一些不可再生資源,如:石油、煤、天然氣等,是一個巨大的資源寶庫。海洋能可再生能源利用的主體是利用海洋能發(fā)電。海洋以其獨特的優(yōu)勢,作為一個天然容量巨大的地位冷熱源,為人類制冷供熱提供了條件。海水熱泵技術(shù)應用不斷深入,技術(shù)日趨完善。
二、暖通空調(diào)系統(tǒng)中的節(jié)能途徑
(一)提高人們的節(jié)能意識
提高人們的節(jié)能意識,不僅是提高廣大人民群眾的節(jié)能意識,同時要提高暖通空調(diào)設計人員的節(jié)能意識,使他們在設計過程中能夠有效的將節(jié)能意識應用在設計理念中,對暖風空調(diào)各個部分的設計都要符合標準,了解各個空調(diào)的使用規(guī)模和使用用途等一些列相關(guān)的情況,具體的考慮各自的空調(diào)系統(tǒng),如:對于個別的使用時間與整體其它房間使用時間不同時,可以設立自帶冷漠空調(diào)機等。避免因為個別情況造成整體上能源的消耗。
(二)暖風空調(diào)系統(tǒng)中的部分負荷運作
暖風空調(diào)系統(tǒng)大部分的時間內(nèi)都在負荷運作的情況下,在制冷選擇時,在多臺冰機組中,可以選擇一臺冷冰機組將其設置為變頻機組,以用于系統(tǒng)在部分負荷運行是,調(diào)節(jié)空調(diào)負荷,從而降低能源損耗,達到節(jié)能的目的。
(三)采用節(jié)能型的圍護結(jié)構(gòu)
在設計中要體現(xiàn)出節(jié)能意識,將節(jié)能環(huán)保意識具體的貫徹落實到實際操作中,采用節(jié)能型的圍護結(jié)構(gòu),從節(jié)能的角度降低能源消耗,減低空調(diào)系統(tǒng)的負荷,從而減少建筑本身冷熱量對空調(diào)耗能造成影響。暖風空調(diào)系統(tǒng)設計者要將自己的節(jié)能設計理念與建筑設計師的設計目標相結(jié)合,采取合理的設計構(gòu)造,盡可能的降低能源的消耗。
(四)利用可再生能源
冷熱源能耗是整個空調(diào)系統(tǒng)能耗最多的一個部門,提高空調(diào)的節(jié)能性,關(guān)鍵就是在冷熱源的選擇上。暖風空調(diào)的冷熱源的選擇要結(jié)合地區(qū)實際情況,開發(fā)新的能源資源,如:在水資源豐富的地方,利用水資源;在潮汐能豐富的地區(qū),利用潮汐能等。合理的利用能源,降低空調(diào)的能源消耗量。
三、暖風空調(diào)節(jié)能方面存在的主要問題
(一)施工管理不嚴格
暖風空調(diào)設計、施工、管理各個部門之間沒有有效的聯(lián)系在一起,在管理上更是缺少統(tǒng)一的認識,不能全面的落實和貫徹暖風空調(diào)節(jié)能性。對節(jié)能意識不夠重視,片面的依靠以往的操作經(jīng)驗,造成空調(diào)系統(tǒng)出現(xiàn)不合理的地方,影響空調(diào)系統(tǒng)正常的運行和管理,更談不上節(jié)能的應用。
(二)后期使用管理存在漏洞
暖風空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能工作并不是一步就成的,而是需要不斷的完善和改進,加強高新技術(shù)的不斷應用和推廣,但是在實際中,對于暖風空調(diào)系統(tǒng)的節(jié)能只體現(xiàn)在前期的設計和施工中,后期管理缺少有效的應用。存在著一些不合理的地方。
(三)缺乏對節(jié)能方面的科學評判方法
高科技的進步,帶動了經(jīng)濟的發(fā)展,同時也促進了節(jié)能技術(shù)和手段的提高,但是伴隨著不同的節(jié)能方案的出現(xiàn),暖風空調(diào)設計人員在節(jié)能方案的選擇上,缺少專業(yè)性的認識和科學的節(jié)能評判方法,使節(jié)能方案的選擇具有盲目性,影響暖風空調(diào)人員的節(jié)能設計和方案的應用。
四、暖風空調(diào)的節(jié)能技術(shù)
(一)排風余熱回收技術(shù)
利用交換器,將室內(nèi)溫度與室外溫度分別通過各自的通道流通,熱回收裝置對室外的新風和室內(nèi)的排風進行交換處理,從而降低室外的新風,減少空調(diào)使用過程中的負荷,排風余熱回收技術(shù)有效的降低了空調(diào)能源的消耗,并且通過室內(nèi)外空氣的交換,凈化了室內(nèi)空氣,提高了空氣的質(zhì)量。
(二)使用熱泵技術(shù)
熱泵技術(shù)主要是利用資源中的熱源,通過壓縮機操作,將熱源提煉吸取其中的熱能,然后將稍微提高的熱能傳遞給高溫熱源。如:地熱能、太陽能、海洋能等自然資源和環(huán)境。有效的降低了能源的損耗,科學、合理的利用可再生資源,應用范圍廣泛,所使用的能源資源豐富,為熱泵技術(shù)的發(fā)展和壯大提高了基本。
(三)建筑的熱電冷三聯(lián)供技術(shù)
這種技術(shù)主要是加強能源的循環(huán)利用,利用天然氣進行發(fā)電,再利用發(fā)電過程中產(chǎn)生的余熱進行供熱和制冷,提高能源的使用率,加大能源的回收利用和循環(huán)使用,節(jié)能效果明顯。
(四)蓄能空調(diào)技術(shù)
在我國能源利用和發(fā)展過程中,蓄電技術(shù)是應用最為廣泛和發(fā)展時間最長的一種技術(shù)之一,蓄能空調(diào)技術(shù)并不是直接進行節(jié)能的,而是通過能源的協(xié)調(diào)分配,配合好各個時段的使用情況,如:將高峰電負荷進行轉(zhuǎn)移,轉(zhuǎn)移到低谷,提高能源的使用率,降低能源浪費。
結(jié)語
伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科技的進步,環(huán)境污染和能源緊張問題以成為了影響社會發(fā)展和進步的一個重要的因素,近年來,為了有效的緩解資源緊張壓力,建設節(jié)能、可持續(xù)化發(fā)展的新型社會,在能源的使用上,積極的開發(fā)研制新型的可再生資源,提高能源使用的節(jié)能性和清潔性。在暖通空調(diào)系統(tǒng)中,引入可再生能源暖通空調(diào)新技術(shù)和技能技術(shù),改變以往空調(diào)高消耗現(xiàn)象,減少能源的消耗,提高能源的使用效益。既節(jié)能又環(huán)保,對于社會經(jīng)濟的提高和能源資源的合理使用,實現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展具有十分重要的意義。
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論文關(guān)鍵詞:涉海企業(yè);工程類專業(yè);人才;互動平臺
一、國內(nèi)外海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展狀況
海洋產(chǎn)業(yè)是人類利用海洋資源和空間所進行的種類生產(chǎn)和服務活動。按三次產(chǎn)業(yè)法分類,海洋產(chǎn)業(yè)分為海洋第一產(chǎn)業(yè)(海洋農(nóng)、林、漁業(yè))、海洋第二產(chǎn)業(yè)(海洋油氣業(yè)、海濱礦砂業(yè)、海洋鹽業(yè)、水產(chǎn)加工業(yè)、海洋化工業(yè)、海洋生物醫(yī)藥業(yè)、海洋電力和海水利用業(yè)、海洋船舶工業(yè)、海洋工程建筑業(yè)等)和海洋第三產(chǎn)業(yè)(海洋交通運輸業(yè)、濱海旅游業(yè)、海洋科學研究、教育、社會服務業(yè)等)。“涉海企業(yè)中的工程類專業(yè)”一般指海洋船舶工業(yè)、海洋工程建筑業(yè)、海洋油氣業(yè)等行業(yè)。
1.國外海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速
美國海洋經(jīng)濟與海岸經(jīng)濟息息相關(guān)。海洋經(jīng)濟和海岸經(jīng)濟并不是完全一樣的,海洋經(jīng)濟是整個國家經(jīng)濟的一個小部分,但是它是一個非常重要的基礎(chǔ)。而海岸經(jīng)濟則是更為人們所認知的一個領(lǐng)域。美國的經(jīng)濟中,80%的GDP受到了海岸地區(qū)的驅(qū)動,40%以上的GDP受到了海岸線的驅(qū)動,只有8%來自于陸地領(lǐng)域的驅(qū)動。海岸經(jīng)濟和海洋經(jīng)濟對于美國整體經(jīng)濟來說都是非常重要的,分別占到就業(yè)率的75%和GDP的51%。
1998年,加拿大海洋產(chǎn)業(yè)增加值達到104億美元,占加拿大國民生產(chǎn)總值1.4%,為社會提供了12萬個就業(yè)機會。
近年日本海洋經(jīng)濟跨入新的成長期。其發(fā)展有三個主要特點:第一,海洋經(jīng)濟區(qū)域業(yè)已形成。所謂海洋經(jīng)濟區(qū)域,是指以沿海陸地為依托,向海洋延伸的陸海部分,它是以沿海港口城市為經(jīng)濟中心,以廣闊海域為重要經(jīng)濟腹地的經(jīng)濟區(qū)域。第二,海洋開發(fā)縱深發(fā)展。海洋開發(fā)一般應包括兩個方面:一是海洋經(jīng)濟開發(fā);二是海洋技術(shù)開發(fā)。通常所說的海洋開發(fā)多指對海洋能源和海洋空間資源等自然資源的開發(fā)利用。近年日本的海洋開發(fā)正在向經(jīng)濟社會的各領(lǐng)域全方位推進,已形成近20種海洋產(chǎn)業(yè),構(gòu)筑起新型的海洋產(chǎn)業(yè)體系。如沿海旅游業(yè)、港口及運輸業(yè)、海洋漁業(yè)、海洋油氣業(yè),這四種海洋產(chǎn)業(yè)已占日本海洋經(jīng)濟總產(chǎn)值的70%左右。第三,海洋相關(guān)經(jīng)濟活動急劇擴大。近年日本隨著海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,海洋相關(guān)經(jīng)濟活動也在急劇擴大,正在形成包括科技、教育、環(huán)保、公共服務等的海洋經(jīng)濟發(fā)展支撐體系。
2.國內(nèi)海洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展也很快
2009年中國海洋生產(chǎn)總值31964億元。海洋生產(chǎn)總值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的比重為9.53%,占沿海地區(qū)生產(chǎn)總值的比重為15.5%。海洋產(chǎn)業(yè)增加值18742億元,海洋相關(guān)產(chǎn)業(yè)增加值13222億元。海洋第一產(chǎn)業(yè)增加值1879億元,海洋第二產(chǎn)業(yè)增加值15062億元,海洋第三產(chǎn)業(yè)增加值15023億元。2009年全國涉海就業(yè)人員3270萬人,其中新增就業(yè)52萬人。
浙江省是海洋大省,海域面積26萬平方公里,是陸地面積的2.5倍:海岸線長達6486公里,占全國總長度的20.3%,居全國第1位;面積500平方米以上的海島3061個,占全國海島總數(shù)的2/5;全省11個地級以上城市有7個連接海洋,沿海或海島縣(市、區(qū))有37個。浙江省發(fā)展海洋經(jīng)濟具有得天獨厚的“漁、港、景、油、涂”資源組合優(yōu)勢與經(jīng)濟區(qū)位優(yōu)勢。到2005年止,浙江海洋經(jīng)濟的狀況是:海洋經(jīng)濟增加值占GDP比重上升,效益高于全省平均水平,2005年浙江省海洋經(jīng)濟總產(chǎn)出為3123.34億元,占全社會總產(chǎn)出的6.8%;海洋漁業(yè)在結(jié)構(gòu)調(diào)整中穩(wěn)定發(fā)展;海洋經(jīng)濟第二產(chǎn)業(yè)穩(wěn)健發(fā)展,2005年全省海洋經(jīng)濟第二產(chǎn)業(yè)增加值為409.74億元,按當年價格計算,比上年增長15%,占全部海洋經(jīng)濟增加值的38%。
舟山市是全國唯一的海島市,海洋產(chǎn)業(yè)突飛猛進。全市臨港工業(yè)發(fā)展強勁,特別是依托舟山港口及區(qū)位優(yōu)勢迅速發(fā)展起來的船舶修造業(yè)發(fā)展亮點最為突出。2006年全市船舶工業(yè)總產(chǎn)值達到43.4億元,同比增長97.1%,發(fā)展速度為全市工業(yè)行業(yè)之最,高出全市平均72個百分點。在船舶修造業(yè)發(fā)展帶動下,海洋運輸業(yè)發(fā)展迅速,海運運力進一步增加,全市現(xiàn)有航運企業(yè)159家,運輸船舶1546艘,海運運力達到210.26萬載重噸,居浙江省第一位,海運大市地位進一步確立。在運力不斷擴大的同時,運力結(jié)構(gòu)也加快了調(diào)整步伐,船舶大型化、多樣化、專業(yè)化趨勢明顯。海洋經(jīng)濟發(fā)展保持旺盛勢頭,資源和區(qū)位優(yōu)勢進一步突出。2009年舟山市臨港工業(yè)總產(chǎn)值763.89億元,增長24.3%,對全市工業(yè)總產(chǎn)值增長的貢獻率達86.0%,占全部工業(yè)比重為75.9%,比上年提高2.1個百分點。
二、涉海企業(yè)需要具備什么素質(zhì)的人才
海洋產(chǎn)業(yè)的發(fā)展促進專業(yè)人才的需求。“什么樣的大學生,最受涉海企業(yè)歡迎呢?”據(jù)浙海院機電學院學工辦日前對舟山40多家與海洋產(chǎn)業(yè)有關(guān)的國有企事業(yè)單位、民營及高新技術(shù)企業(yè)、三資企業(yè)人力資源部門的調(diào)查問卷顯示:70%的企業(yè)挑選大學生的首要條件是不求企業(yè)地域限制(涉海企業(yè)如船舶修造企業(yè)往往在島嶼上),具有吃苦耐勞精神,不苛求名校出身,對企業(yè)忠誠,有團隊歸屬感。其次才是有較好的專業(yè)技術(shù)能力、溝通能力和團隊協(xié)作能力。
三、涉海工程類專業(yè)人才培養(yǎng)中存在的問題
近年來隨著高等教育的快速發(fā)展,招生規(guī)模不斷擴大,教師的教學、科研任務越來越重,學生的素質(zhì)也有降低的趨勢,特別是工程類專業(yè)學生培養(yǎng)過程中尤為突出。
1.教師素質(zhì)有待提高
近年來隨著擴招學生人數(shù)的增加,教師的工作量增加,許多普通高校大量接收應屆碩士、博士研究生補充進入教師隊伍,一方面優(yōu)化了教師隊伍的年齡結(jié)構(gòu)和學歷結(jié)構(gòu),另一方面普遍存在著青年教師教學經(jīng)驗不足,特別是實踐經(jīng)驗不足的問題。這些碩士、博士大都是從學校到學校,沒有真正在企業(yè)生產(chǎn)一線鍛煉過或鍛煉時間少,分配到學校就馬上擔任繁重的教學任務,有的一學期教好幾門課,根本沒有時間接觸生產(chǎn)實際,缺乏足夠的實踐經(jīng)驗,所想的問題與實際有一定的差距。有的教師雖然從教多年,但由于教學任務繁重,根本沒時間經(jīng)常下基層、下車間,長期脫離生產(chǎn)實際,不能跟上科學技術(shù)日新月異的發(fā)展要求。筆者所在的學校是海洋類高等學校,具有明顯的海洋特色,由于師資缺乏,有些教師根本沒有海洋背景。
2.培養(yǎng)目標宣貫不力
有些學校重視招生,但不重視后期的教育,特別是始業(yè)教育,有相關(guān)調(diào)查表明,約有70%的同學在大一進校時對大學的學習、專業(yè)、生活都感到迷茫,不知怎么學,[4]學哪些知識,怎樣安排自己的大學生活,怎么鍛煉能力等等。學生缺乏對專業(yè)的了解及對就業(yè)情況的了解,只是按培養(yǎng)方案及課程教學大綱盲目學習,雖設置多個培養(yǎng)方向,但每個方向培養(yǎng)什么、提高哪些能力不清楚。筆者所在的學校是海洋類高等學校,具有明顯的海洋特色,近幾年大量引進師資,有些教師沒有海洋教育背景,對涉海企業(yè)的特點了解不夠,導致畢業(yè)生很難適應涉海企業(yè)的需求。
3.教學內(nèi)容與企業(yè)需求不符
工程類專業(yè)實踐性較強是區(qū)別于其他專業(yè)的一個顯著特點。涉海企業(yè)更具有自己的特點,但受擴招和購買設備經(jīng)費的限制,實踐教學時數(shù)的比例越來越少,教學的內(nèi)容脫離生產(chǎn)實際。另外,我國不少企業(yè)缺乏社會責任感,企業(yè)家缺乏戰(zhàn)略眼光和大局意識,企業(yè)對工學結(jié)合的需求動力不強,學生到企業(yè)去實習的操作能力比正式職工差,生產(chǎn)效率和所生產(chǎn)產(chǎn)品的合格率比較低,企業(yè)往往必須花費時間與金錢進行培訓,學生給企業(yè)迅速創(chuàng)造利潤的可能性很小,不愿意接受學生去企業(yè)實習,學生很少有機會參與具體工程的管理,動手能較差,解決實際問題的能力不足。 轉(zhuǎn)貼于 4.學生綜合素質(zhì)不高,定位不準
目前涉海工程類專業(yè)學生的學習時間越來越多地被其他類課程擠占,但人文素質(zhì)尤其是海洋人文素質(zhì)不高?,F(xiàn)在的大學畢業(yè)生都是“80后”、“90后”,對于新一代勞動者,由于受過高等教育,他們的擇業(yè)觀念除謀求獲得高薪外,更加注重對就業(yè)環(huán)境的選擇,許多涉海企業(yè)(如船舶修造企業(yè))普遍分布在懸水島嶼或偏僻地區(qū),交通不便、文化娛樂設施相對滯后,船舶企業(yè)普遍存在“招工難”、“留人難”的問題,跳槽人次與頻率越來越高,眼高手低,還缺乏人際交往和組織協(xié)調(diào)能力等。
5.與企業(yè)聯(lián)系不夠
在與企業(yè)聯(lián)系實習的過程中,學校是“主辦方”,企業(yè)是“協(xié)辦方”,學生去企業(yè)會增加企業(yè)的管理成本,降低企業(yè)的效益和利潤等,企業(yè)的積極性不高,甚至直接拒絕,高校教師也礙于面子,與企業(yè)聯(lián)系不夠,辦學效益較低,利用社會教育資源做得不夠,學生的視野不夠?qū)掗?,?chuàng)新能力不強。
四、互動平臺構(gòu)建
1.改革內(nèi)容
(1)理論教學體系改革。根據(jù)工程類專業(yè)應用型人才的能力結(jié)構(gòu)和要求,改革傳統(tǒng)的大眾化知識系統(tǒng)培養(yǎng)為目標的課程體系和教學內(nèi)容,以增強涉海專門知識為原則,確定富有海洋特色的工程類應用型人才培養(yǎng)的課程體系和教學內(nèi)容。
(2)實驗教學體系改革。在對涉海企業(yè)進行廣泛調(diào)研的基礎(chǔ)上,結(jié)合企業(yè)需求,改革以知識驗證為主的實驗教學體系,建立以綜合性、設計性實驗為主,以開放實驗為輔的圍繞學生能力培養(yǎng)的實驗教學體系。在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)實踐教學由操作型向?qū)嵨镏谱餍娃D(zhuǎn)變。
(3)實踐教學體系改革。構(gòu)建有海洋特色的學生認識實習、課程設計與實踐、專業(yè)綜合實踐、課外科技活動、學科競賽、畢業(yè)實習、畢業(yè)設計、專業(yè)技能認證等實踐教學體系,建立企業(yè)—高校互動的學生能力培養(yǎng)的實踐教學平臺,完善實踐教學的組織和過程管理,實現(xiàn)學科教學改革、創(chuàng)新精神培養(yǎng)、實踐能力訓練有機結(jié)合。
(4)校企合作體系改革。學生素質(zhì)提升的關(guān)鍵是要提升教師素質(zhì)。第一,定期選派青年教師到企業(yè)掛職鍛煉,提高青年教師的工程設計能力,加強雙師型教師的培養(yǎng)。第二,建立企業(yè)專家到學校講座或兼課制度,開闊學生的視野。第三,構(gòu)建企業(yè)—高校專家的研究型教學團隊,使教學與科研相互促進,取長補短。第四,成立由涉海企業(yè)為主、高校專家組成的教學改革委員會和教材編寫委員會,建立符合現(xiàn)代企業(yè)要求的教學體系與教材體系。
(5)教學方法和教學手段改革。改革以知識講授為主的課程教學模式,引入項目教學、案例教學、現(xiàn)場教學等教學方法,將封閉型的課堂教學引入企業(yè)中,實施現(xiàn)場教學,讓企業(yè)參與課堂教學,既讓學生熟悉企業(yè)又拓展課堂教學空間。
(6)畢業(yè)設計模式的改革。學生的畢業(yè)設計由單一的高校命題轉(zhuǎn)換為企業(yè)-高校聯(lián)合命題。根據(jù)企業(yè)需要,對于到企業(yè)實習的學生,為了盡快適應企業(yè)需要,學生的畢業(yè)設計題目主要由企業(yè)提供,解決企業(yè)的實際問題,高校監(jiān)督考核,有利于教學研究工作的開展和學生能力的系統(tǒng)化培養(yǎng)。
2.平臺構(gòu)建
(1)構(gòu)建主要由涉海企業(yè)—高校共同管理的實踐實訓互動平臺。[5]創(chuàng)建面向企業(yè)需求的人才培養(yǎng)模式互動機制。改革單一的實踐手段與實踐內(nèi)容,使實踐手段與實踐內(nèi)容緊緊與企業(yè)需求結(jié)合起來,提高人才應對企業(yè)發(fā)展需求的能力。
(2)成立主要由涉海企業(yè)—高校專家組成的教學改革委員會指導平臺。教學改革委員會負責工程類專業(yè)的專業(yè)結(jié)構(gòu)、課程體系以及培養(yǎng)模式的研究,使改革調(diào)整后的課程體系符合現(xiàn)代企業(yè)特別是涉海企業(yè)的要求,使培養(yǎng)出來的工程類學生具有綜合素質(zhì)高、適應能力強、特色與優(yōu)勢明顯、很快能為企業(yè)創(chuàng)造效益的人才。
(3)成立由企業(yè)-高校專家組成的教材編寫委員會的教材平臺。工程類專業(yè)涉海課程的可選教材數(shù)量較少,版本陳舊,特色不明顯,無法滿足大量學生面向涉海企業(yè)發(fā)展的要求,但單純由高校教師編寫的教材往往存在理論性太強、缺乏實踐操作性等問題,成立由企業(yè)與高校專家組成的教材編寫與審定委員會是當務之急。
(4)構(gòu)建以企業(yè)為主體的畢業(yè)設計模式的平臺。加強與企業(yè)的聯(lián)系和溝通,學生在第七學期就與企業(yè)聯(lián)系,畢業(yè)設計由單一的高校命題轉(zhuǎn)換為企業(yè)-高校聯(lián)合命題,縮短企業(yè)培訓的時間,最后由企業(yè)決定要不要學生,企業(yè)只會得到利益。實踐證明,企業(yè)非常歡迎這樣的模式,學生的積極性也得到充分發(fā)揮。
五、實施方法
根據(jù)企業(yè)需求,確定涉海工程類人才專業(yè)工作能力要求。成立由企業(yè)-高校專家組成的教學改革委員會,建立符合現(xiàn)代企業(yè)要求的教學體系與教材體系。在基本培養(yǎng)計劃實施的基礎(chǔ)上,著重根據(jù)涉海企業(yè)特點及企業(yè)的要求,在涉海工程制圖能力、工程計算能力、工程設計能力、工藝和工裝設計能力以及在特定專業(yè)領(lǐng)域的實際工作能力(如船舶及配套產(chǎn)品設計與建造)等進行強化培訓。
構(gòu)建由企業(yè)-高校共同管理的人才培養(yǎng)互動機制。第一,根據(jù)企業(yè)需求,提出對涉海工程類專業(yè)的實習與實踐內(nèi)容,完善相關(guān)實踐手段,建立實驗、實習、實訓等實踐教學體系,延伸課堂教學空間,提升學生素質(zhì)。第二,定期選派青年教師到涉海企業(yè)掛職鍛煉,提高青年教師的海洋工程設計能力,教師、企業(yè)技術(shù)人員、學生共同參與企業(yè)技術(shù)攻關(guān),進一步加強雙師型教師的培養(yǎng)。第三,建立企業(yè)專家到學校講座或兼課制度,開闊學生的視野。第四,構(gòu)建研究型教學團隊,使教學與科研相互促進,相互見長。
改革畢業(yè)設計方法,創(chuàng)新畢業(yè)設計模式。根據(jù)企業(yè)需要,在畢業(yè)實習階段,通過各種方式讓學生到企業(yè)特別是涉海類企業(yè)實習,為了盡快適應企業(yè)需要,這類學生的畢業(yè)設計題目由企業(yè)提供,高校監(jiān)督考核,實施雙導師制,有利于學生盡快適應工作崗位。這種方式能大大縮短學生適應企業(yè)的實習時間,企業(yè)也非常喜歡這種模式。
論文摘要:農(nóng)村作為社會的結(jié)構(gòu),總是隨著農(nóng)村社會經(jīng)濟,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人們生活的需要,以能源為動力作為物質(zhì)基礎(chǔ)的。因此,開展以農(nóng)村為主的農(nóng)村能源綜合建設,特別是把農(nóng)村節(jié)能工作列入到規(guī)劃中,加強節(jié)能管理和提高能源的利用率,使萬元產(chǎn)值能耗達到同行業(yè)的先進水平,是一項非常重要的工作。農(nóng)村能源的綜合建設,一定要全面貫徹落實國家的能源建設方針:“因地制宜,多能互補,綜合利用,講求效益”、“開發(fā)與節(jié)約并重”。充分依靠科技進步,把農(nóng)村能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展和服務體系建設作為重要的工作內(nèi)容。特別是對新能源的開發(fā)利用抓緊抓實,因為它是一項功在當代,利在千秋的大事。具有十分重要的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益。因此,農(nóng)村能源建設是一項偉大的事業(yè),具有光輝的發(fā)展前景。
搞好農(nóng)村能源綜合建設:一是建立建全組織機構(gòu);二是加強對農(nóng)村能源綜合建設的領(lǐng)導;三是加大對農(nóng)村能源建設的資金投入;四是充分依靠科技進步;五是加強農(nóng)村能源產(chǎn)業(yè)和服務體系建設,適應市場經(jīng)濟的需求;六是加大對科技、管理和服務人才的培訓;七是不斷地深化改革,端正指導思想,加強法制建設方向;八是抓點帶面不斷開拓新領(lǐng)域,使新能源和農(nóng)村能源的建設工作向高層次發(fā)展。
1 農(nóng)村能源環(huán)境保護與農(nóng)村能源建設
農(nóng)村環(huán)境問題,是當今農(nóng)村發(fā)展面臨的重大問題,環(huán)境質(zhì)量的惡化,對農(nóng)業(yè)生物、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)村居民構(gòu)成了嚴重的威脅。環(huán)境問題可分為生態(tài)破壞和環(huán)境污染兩大類,農(nóng)村地區(qū)能源的開發(fā)利用與這兩類環(huán)境問題都有密切的關(guān)系。能源不但給農(nóng)村提供了動力,而且?guī)砹松畹奈拿骱蜕鐣倪M步,但也影響了農(nóng)村的環(huán)境。如新柴的消耗量方面,19世紀以前,由于需求量不大,砍伐情況并不嚴重,保持了生態(tài)的平衡,沒有產(chǎn)生污染現(xiàn)象。而在最近的百多年來,由于人口的急劇增加,使得生物質(zhì)能源供不應求,使生態(tài)和污染方面都出現(xiàn)了問題。由于礦物能源的大量開發(fā)和使用,也為農(nóng)村帶來了嚴重的能源環(huán)境問題。由于能源廢棄物的大量排放,對農(nóng)村和能源經(jīng)濟的發(fā)展以及人們的健康等都造成嚴重的危害和重大的損失。
2 礦物能源的開發(fā)利用對農(nóng)村環(huán)境的重要影響
礦物能源的開發(fā),包含了開采、貯運、加工、轉(zhuǎn)換到消費。在這全過程中,都會對環(huán)境造成污染和危害。如煤在開采過程中,首先是開采占地,它破壞了地表的生態(tài)系統(tǒng),影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。另外井工開采易造成地表的沉降或裂縫并改變水體形態(tài)及滲漏而影響農(nóng)田灌溉,同時也破壞了地下水資源。另一方面開采時的排污以液體、氣體、固體同時存在,如酸性礦井水、泥漿、瓦斯、煤矸石等。在運輸和貯存過程中,特別經(jīng)數(shù)次堆放,會造成自燃、流失等大氣污染,在煤炭的燃燒利用過程中,又會排放大量的二氧化碳、二氧化硫、粉塵和灰渣,造成了嚴重的環(huán)境污染等。又如水陸石油的開發(fā)會造成海水域的嚴重污染,影響水產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和造成農(nóng)田的污染。石油在燃燒時也會排放大量的有害氣體,對環(huán)境造成一定的影響。
3 可再生能源的開發(fā)利用對環(huán)境造成的影響
(1)生物質(zhì)能源開發(fā)利用對環(huán)境的影響是:采伐對環(huán)境的影響,如導致資源的枯竭,植被破壞,水土流失和破壞生態(tài)平衡;秸桿等大量燃燒,導致土壤肥力減退、農(nóng)業(yè)減產(chǎn)等。如木柴在燃燒時會排出一氧化碳、二氧化碳,不充分時會排放大量塵煙和顆粒造成嚴重的大氣污染。
(2)自然能源開發(fā)利用對環(huán)境的影響是:自然能源如水能、太陽能、風能、地熱能、潮汐能、海洋能等。由于不同的能源各自的物理化學性質(zhì)開發(fā)利用的方式不同,也會造成不同程度的環(huán)境影響,如水能在開發(fā)利用發(fā)電時造成的河川自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)變化的影響。庫區(qū)大面積淹沒及周圍生態(tài)、自然環(huán)境、地表、土質(zhì)、農(nóng)業(yè)生物等影響。地熱能的開發(fā)利用,在用地熱發(fā)電時,由于開發(fā)利用過程中廢熱污染和排放的硫化氫、二氧化碳、甲烷、汞等。特別是其中的硫化氫在高濃度時會致人死亡。利用潮汐能發(fā)電時會造成海域的污染等。在太陽能大規(guī)模集中開發(fā)利用的地區(qū),可能會造成太陽能的回流,影響局部環(huán)境的變化,如氣候變化和生態(tài)失衡。太陽能電池在生產(chǎn)過程中,需要采用大量的有毒和可燃性氣體,如三氫四磷、四硫化硅等。會對居民帶來危害。開發(fā)利用風能發(fā)電時,會造成噪聲的危害等。
因此,在開發(fā)利用自然能源時,必須充分考慮對局部環(huán)境的危害,并制訂出預防措施。
4 幾個重要的能源環(huán)境問題
(1)氣候變化。近百年來,地球氣候已發(fā)生明顯變化,主要是全球變暖,其原因就是溫室效應。而二氧化碳是引起溫室效應的主要氣體。溫室效應帶來的對環(huán)境的影響主要是極地冰雪的部分融化、海水變暖和膨脹,海平面上升使沿海居民的安全受到危協(xié)。另外帶來的是干旱和沙漠化的擴大、旱澇頻率上升和蟲害增加等。
(2)酸雨的出現(xiàn)。
(3)主要是大氣中的二氧化硫和氮氧化合物造成的。酸雨的出現(xiàn),造成土壤酸化,肥力減退,農(nóng)作物減產(chǎn),森林衰亡,植被枯死,水體酸化和水產(chǎn)的影響等。
(4)臭氧層破壞。主要原因是氟里昂的大量使用,礦物能源的消費和生產(chǎn)化肥產(chǎn)生的氧化氮造成的可導致過量輻射的影響。
(5)煙霧。煙霧是燃燒含碳量高的燃料造成的煙霧污染,主要是煤的礦物能源消費排放的影響污染物占百分之八十,煙霧能反射和吸收太陽輻射,嚴重時會影響農(nóng)作物的生長造成減產(chǎn),也直接危害人的身體健康。
參考文獻:
【論文摘要】:改革開放以來,沿海地區(qū)因為便利的水上交通和豐富的海洋資源,使得經(jīng)濟飛速發(fā)展。但在經(jīng)濟發(fā)展的同時,我們也應該看到,海洋正在遭受著前所未有的破壞,如何在促進海洋經(jīng)濟發(fā)展的同時,讓海洋的生態(tài)環(huán)境得到應有的保護,已成為全世界共同關(guān)心的話題。文章就針對海洋經(jīng)濟和海洋環(huán)境的相互作用,談一談自己的看法。
隨著沿海經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,近海海域遭到越來越嚴重的污染,使海域環(huán)境質(zhì)量明顯下降,生態(tài)環(huán)境日趨惡化,并對生物資源和人體健康產(chǎn)生有害影響。近海水域的污染已成為世界各國,特別是象我國這樣具有相當長的海岸線和眾多海灣的國家所共同關(guān)心的環(huán)境問題。海洋經(jīng)濟的發(fā)展還面臨嚴酷的海洋自然環(huán)境,海洋災害直接影響著海洋經(jīng)濟的發(fā)展規(guī)模、速度和效益,精確預報海洋災害的發(fā)生、發(fā)展和應該采取何種防災、抗災和減災工程措施,也成為嚴重關(guān)注的環(huán)境問題。為了開發(fā)海洋中的空間、礦產(chǎn)、漁業(yè)、能源等物質(zhì)資源,需要在海上進行各類工程建設,在目前科技日益發(fā)展的情況下,工程建設的規(guī)模日益巨大,這些大規(guī)模的工程建設和海洋環(huán)境之間的相互作用也將是開發(fā)海洋中的一個應引起特別關(guān)注的重要問題。為了適應我國海洋經(jīng)濟的快速發(fā)展,海洋環(huán)境的日益惡化,海洋災害的頻發(fā)和海洋工程向大型化發(fā)展,近海石油氣田的開發(fā),以及海岸帶開發(fā)過程中的后效問題的研究需要,針對我國重大海洋環(huán)境與保護問題開展研究是十分必要和迫切的。
在這方面,重點需要開展的研究課題大體上有三類。第一類課題是海洋環(huán)境特征對各類污染物作用的機理和規(guī)律研究,第二類課題是海洋工程設施防災、抗災和減災研究,第三類課題是海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用吸防治措施與對策。
一、海洋環(huán)境特征
對各類污染物的作用機理和規(guī)律研究以海洋流體動力對各類污染物遷移、擴散、轉(zhuǎn)化規(guī)律的研究為基礎(chǔ),考慮各種自然環(huán)境因素(浪、流、風、光、溫度、濕度)、物理因素(擴散、揮發(fā)、沉降、吸附、釋放)、化學因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋復雜條件下的運動及演變規(guī)律,并建立海洋水質(zhì)預測預報模型。此外,近年來,在我國沿海海域,赤潮頻發(fā)嚴重。因此,除了加強赤潮的監(jiān)測和預報外,也應加強在建立赤潮生長機理和發(fā)展規(guī)律方面的研究工作。
此項研究應通過現(xiàn)場觀測、物理模型實驗和數(shù)學模擬研究相結(jié)合的方法來進行。由于現(xiàn)場觀測工作耗資巨大,且受到許多客觀條件的限制,所獲得的數(shù)據(jù)往往有許多綜合因素的共同作用,很難將其中的單因素影響分離出來,因此,往往只能用它來作為對某一水質(zhì)預測預報模型進行檢驗其可行性和精度的一個實例。
用數(shù)學模擬方法來建立海洋水質(zhì)預測預報模型是一個較為有效的方法。目前,在這方面國內(nèi)外已有不少水質(zhì)預測預報模型,這些水質(zhì)預測預報模型大體上都基于以下幾方面的模型:水流數(shù)學模型;波浪數(shù)學模型;液流相互作用模型;近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學模型。
在水流數(shù)學模型研究方面,對于較大范圍的海域,通??刹捎蒙疃绕骄某绷鹘虒W模型,對于紊動影響不顯著的海域,可不考慮湍流影響,而對于湍流效應顯著的區(qū)域,如排污口近區(qū),則應考慮湍流效應。此外,采用坐標變換,可建立一種能夠考慮復雜地形和套流效應的三維潮流數(shù)學模型,這樣才能夠較好地重現(xiàn)實際海域的三維潮流特征。在較小范圍的水域,水流數(shù)學模型可以以N-S方程和通用的k-單流體數(shù)學模型。也可以基于多流體模型的基本概念,分別對兩相本身的湍流輸運規(guī)律以及相間相互作用規(guī)律進行模擬,建立兩相湍浮力分層流的雙流體數(shù)學模型。
在波浪數(shù)學模型研究方面,可應用BI—CGSTAB法求解由橢圓型緩坡方程離散得到的代數(shù)方程組,以提高求解效率。從水波發(fā)展方程出發(fā),可導出一種用于大區(qū)域波浪變形問題的數(shù)學模型。通過引入弱非線性波色散關(guān)系,可使雙曲型緩坡方程能夠有效地考慮波浪的非線性效應。對高階Boussinesq方程的進一步研究,可使方程的色激性從入水到深水都達到很高精度,并提高方程的非線性精度,可以更精確的計算較深水域波浪的非線性特征。
針對帶自由表面的波浪場問題,通過把能有效模擬自由面形態(tài)的N— S方程和波能平衡方程的結(jié)合,可導出一個能考慮破波能量損失的拋物型緩坡療程,用這個方程可模擬規(guī)則波和不規(guī)則波破碎引起的波高變化。建立沿岸流數(shù)學模型,可模擬海岸上波高變化和破碎波波高、波浪增減水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面,對于弱流情形,可采用一種考慮流影響的修正的合流緩坡模型;對于強流情形,可采用在Botssinesq方程中考慮流影響的模型??梢詫⑤椛鋺Φ挠嬎愎脚c拋物型緩坡方程中的待求變量聯(lián)系起來,建立一種輻射應力計算的新方法,用該方法可對較大區(qū)域均勻斜坡地形上的波浪輻射應力進行數(shù)值模擬。
在近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化數(shù)學模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二維應力一通量代數(shù)全場模型,可對非對稱潮流作用下的側(cè)向岸邊排放問題過分數(shù)值模擬。以研究近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預報系統(tǒng)作為目標,在分析近海環(huán)境中各種物理、化學和生物現(xiàn)象的基礎(chǔ)上,針對近海海域水污染的特點,從三維湍流模型出發(fā),在動量方程中引入表面風應力、底部切應力以及柯氏力的作用;在輸運方程中引入反映物理、化學、生物等作用的源、匯項,可建立一個統(tǒng)一考慮物理、化學和生物等過程綜合作用的近海海域污染物遷移轉(zhuǎn)化的三維預報模型,它可為環(huán)境評價、水質(zhì)規(guī)劃、污染控制以及水域排污工程設計等提供重要的科學依據(jù);同時對確定水域環(huán)境容量,從而制定水域環(huán)境保護策略,也具有十分重要的理論價值和應用前景。
應該指出,在海洋水質(zhì)預測預報模型研究方面,數(shù)學模擬無疑是一種十分有效的手段,但不論是何種數(shù)學模型,其模型中所需的必要參數(shù)和邊界條件的處理是研究水質(zhì)模型的技術(shù)關(guān)鍵,直接影響到水質(zhì)模型的科學性和預測能力。而這些必要的數(shù)據(jù)是無法從數(shù)學模型本身來取得的,有些可以通過現(xiàn)場觀測來得到,但其中一些最基本的卷數(shù)是要通過基本機理的研究才能得到,在這方面物理模型實驗研究將是一個有效的手段。
能模擬海洋動力因素的先進實驗設備,現(xiàn)代化的量測儀器和測試系統(tǒng)是開展物理模型實驗研究的必備條件。進一步完善PIV和LIF的濃度場、速度場同步測量系統(tǒng),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結(jié)構(gòu),獲得流場中水質(zhì)點速度的空間分布和時間過程;并同步獲得波浪及波流相互作用下濃度場的空間及時間變化過程,可用以分析定量污染物團在波浪及波流相互作用下擴散的基本特征和擴散系數(shù)。
二、海洋災害的精確預報及海洋工程設施防災、抗災和減災的研究
海洋災害主要包括風暴潮、海浪、海冰、海嘯、赤潮及海岸侵蝕等。
90年代以來,我國海洋災害所造成的損失每年達上百億元人民幣,是世界上海洋災害最嚴重的國家之一。海洋工程結(jié)構(gòu)的投資費用很高,一旦發(fā)生破壞,將會造成重大的人員傷亡和巨額財產(chǎn)損失。當前我國海洋能源開發(fā)與海洋空間利用的絕大部分活動是在近海和極淺海海域。為了保證在這些海域所建造的工程設施能夠安全服役免遭破壞,面臨的首要問題是弄清這一海域中嚴酷和復雜多變的環(huán)境因素。我國東臨西北太平洋,每年出現(xiàn)的臺風數(shù)目占全球的38%,其中對我國可能造成災害的臺風每年有7—8個。每當臺風在我國登陸或接近我國沿海通過時,都會在沿岸局部地區(qū)產(chǎn)生風暴潮,形成風暴潮災害。
在我國北方海域,冬季由于受寒潮影響,沿岸地區(qū)每年都有結(jié)冰現(xiàn)象,結(jié)冰嚴重的年份則出現(xiàn)冰害。若對這些海洋災害估計不足將會帶來巨大的損失。渤海重疊冰與堆積冰的形成,不但可給結(jié)構(gòu)物以強大的冰壓力,而且由于冰激引起的振動作用,也會給海洋平臺的使用和安全帶來巨大的損害。而冰區(qū)溢油的遷移規(guī)律及預防和清理技術(shù),至今尚未進行過深入的研究。對近岸大面積冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都會引起海冰的斷裂,斷裂后冰塊的尺度直接影響其對結(jié)構(gòu)物的作用。在渤海海域建造的海洋平臺,為了抵抗冰害,往往建成正、倒錐體的結(jié)構(gòu)型式,冰排對錐體結(jié)構(gòu)的冰荷載及與其的動力相互作用,也是目前尚未解決的課題。在海冰力學的研究中,除進行理論分析和數(shù)值模擬外,實驗研究也是一個重要的手段。在實驗研究中,模型冰可采用凍結(jié)模型冰和非凍結(jié)模型冰來進行,它們各有其優(yōu)缺點,發(fā)展這兩種技術(shù)是海冰力學研究中的一個課題。
我國是一個多地震的國家,海域中時有地震發(fā)生。強烈的地震將有可能是海上工程設施的主要破壞荷載。如果一旦在地震中結(jié)構(gòu)物發(fā)生破壞,除其直接經(jīng)濟損失極大外,其次生災害——火災、環(huán)境污染等的后果也不堪設想。 轉(zhuǎn)貼于
近年環(huán)太平洋地區(qū)地震的頻度和強度都在上升,造成重大災害。大型海上工程在地震作用下的安全性,特別是抗震防災的基本原理和減震技術(shù)措施需要認真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的響應和振動破壞機理更有待深入研究。日本阪神地震記錄資料表明,地震及由此引發(fā)的巨浪共同作用對水中和岸邊建筑物造成的破壞十分嚴重。水工建筑物的這類破壞機理,至今國內(nèi)外對此都很少研究,且由于試驗條件的限制,國內(nèi)外對此方面的試驗研究工作開展極少。這是海上水工建筑物抗震研究中的一個新領(lǐng)域。
海上水工建筑物在長期運行過程中健康狀況逐漸惡化,其損傷主要來自兩個方面:其一是結(jié)構(gòu)的老化、疲勞、超載、內(nèi)部損傷(裂縫)、地基沉降變形以及環(huán)境的物理化學損傷(低溫、凍融、大氣侵蝕)等;其二是設計不周或設計標準偏低,施工質(zhì)量差,原材料不合格,管理維護不善等。大型海上水工建筑物的損傷和事故都將對國民經(jīng)濟的發(fā)展造成重大的影響。
因此,發(fā)展以下的一些技術(shù)和方法將是十分重要的。如在考慮海洋環(huán)境荷載在幅值。時間及方向上的隨機性所導致結(jié)構(gòu)安全的不確定性情況下,對現(xiàn)役海洋工程結(jié)構(gòu)進行健康診斷和評估剩余可靠度的理論;結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)及損傷檢測的新技術(shù)和新方法;結(jié)構(gòu)病害治理用的新材料、新技術(shù)和新方法;海洋工程結(jié)構(gòu)在多種復雜海洋環(huán)境條件下(風、浪、流、冰、地震等)的可靠度和優(yōu)化理論研究,設計與建造新型抗災工程結(jié)構(gòu);研究和設計使海洋工程結(jié)構(gòu)物在設計使用期限內(nèi)有足夠的安全度,而在退役之后又便于拆除的各種工程措施。
為了及時掌握海洋環(huán)境的風云變幻和災害的可能來臨,發(fā)展海洋環(huán)境及災害的預報技術(shù)是非常必要的。為此需要建立以下一些系統(tǒng),如建立由近海到遠海的海洋環(huán)境及災害觀測網(wǎng)絡、預報與預警系統(tǒng)、沿岸防災準備和各類應急處理系統(tǒng);以主要海域和海岸帶區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展為背景,進行重點研究,建立數(shù)字化的海洋環(huán)境信息系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu);以及建立海岸和近海工程設施防災減災數(shù)字信息系統(tǒng),將海岸和近海工程與網(wǎng)絡技術(shù)人算機技術(shù)、遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)相結(jié)合,建立數(shù)學物理模型,通過多媒體技術(shù),形象化地描述災害成因、發(fā)生機理、傳播規(guī)律、模擬災害破壞的過程,建成智能化的防災、抗災和減災決策支持系統(tǒng)。
三、海洋工程及海洋環(huán)境工程與海洋環(huán)境的相互作用及防治措施
為了充分利用海洋空間,現(xiàn)代海洋空間利用除傳統(tǒng)的港口和海洋運輸外,正在向海上人造城市、發(fā)電站、海洋公園、海上機場、海底隧道和海底倉儲的方向發(fā)展。
人們現(xiàn)已在建造或設計海上生產(chǎn)、工作、生活用的各種大型人工島、超大型浮式海洋結(jié)構(gòu)和海底工程,估計到21世紀,可能出現(xiàn)能容納10萬人的海上人造城市。我國澳門和日本已經(jīng)在海上建成了人工島海上機場。為緩解緊張的陸地資源及減少城市噪音等,日本已經(jīng)于99年8月在東京灣用6塊380米長,60米寬的矩形漂浮鋼板拼裝海上漂浮機場。
由此可見,隨著海洋資源與空間的開發(fā)利用,各類海上工程建筑物數(shù)量不斷增多、規(guī)模日益復雜和龐大,保證這些海上工程設施的安全運行及采取海洋工程防災減災措施將越來越重要。海岸帶和近岸海域是各種動力因素最復雜的地區(qū),但同時又是經(jīng)濟活動最為發(fā)達的地區(qū),海上工程建設如果考慮不當將會在一定程度上引發(fā)環(huán)境災害。工程設施可能破壞原有海岸帶的動態(tài)平衡,影響岸灘的沖淤變化。海上回填和疏浚會改變海岸的形態(tài),破壞某些海洋生物賴以生存的棲息地,若對含有污染物的疏浚污泥傾拋處理不當則會造成二次污染。海上石油生產(chǎn)中的溢油事故將對海洋環(huán)境造成極其嚴重的污染。日益增多的海上退役工程設施如果不及時處理也將會逐漸成為海上障礙物以致引起公害。海洋工程抗災減災的任務是一方面要保證最大限度地減少自然界海洋災害帶來的報失,另一方面又要避免人為造成的海洋環(huán)境災害。
隨著人類對海洋資源的不斷開發(fā)和利用,海洋環(huán)境保護與人類生產(chǎn)實踐活動協(xié)調(diào)發(fā)展日顯重要。如港口開發(fā)中的環(huán)境問題,主要內(nèi)容包括:航道、港池開挖、疏浚引起的泥沙輸運及其疏浚物拋放對海洋環(huán)境的影響,深水港口水工建筑物、大型人工島、超大型浮式結(jié)構(gòu)的環(huán)境和生態(tài)影響;破波帶及其附近水域沿岸流對物質(zhì)輸運擴散規(guī)律研究;大型海岸工程、岸灘保護和整治工程引起的海域環(huán)境的變遷和海岸演變;海岸演變、防護及開發(fā)利用新概念的原則與理論,如由于工程措施所引起的海岸動力學、生態(tài)學、社會經(jīng)濟學及與環(huán)境關(guān)系的綜合分析與協(xié)調(diào)。
隨著沿海大、中型城市經(jīng)濟建設的快速發(fā)展,城平建設中的污水深海排放技術(shù),感潮水域污水多點排放漂移擴散研究,天然海灣、人工湖及人工運河的水質(zhì)交換能力,人工沙灘的保護措施,灘涂圍墾對水域環(huán)境的影響等,都將是需要認真解決的問題。
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