智慧化海洋溢油安全管理体系的初步构建

为最大限度地将突发性的海洋溢油事故造成的生命财产损失降到最低,有必要将智慧技术应用到海洋溢油管理体系中,对人的智慧与计算机的智能进行有效的结合,建立起一套完整的智慧化海洋溢油管理体系。介绍了智慧技术的基本概念与发展概况,将智慧技术应用到海洋溢油管理体系中,初步建立了智慧化海洋溢油管理体系。采用此管理体系,可减少甚至避免海上溢油事故的发生,保护海洋环境,实现海洋与油库企业的持续健康发展。     

海上溢油数学模型的研究与应用

海上溢油,对海洋环境影响很大,通过对油膜扩散理论的研究,提出了考虑油膜蒸发、油膜乳化影响的油膜扩展、扩散、迁移和衰减的海上溢油模式,结合水动力数学模型,建立了在潮汐、风浪作用下油膜运动的海上溢油数学模型.应用此模型对大亚湾海区油码头瞬时溢油事故后的影响范围进行了模拟,并分析了溢油后油膜运动的几种基本情况,比较了工程控制措施前后溢油的影响范围,给出了溢油污染区域的几个主要特征量,在大亚湾水域的海上溢油模拟中得到室内实验和示踪物扩散实测资料的验证,为应付海上突发溢油事故对海湾的污染治理和环境评价提供了科学依据.     

海上某复杂断块油藏最大可能溢油量估算

2010年海上某复杂断块油藏由于过度开发和违规钻井造成严重溢油污染事故,该区块D、E平台均为海底溢油,没有监测到具体的溢油开始时间和初始溢油强度,溢油初期的统计数据分析其精度较低,这为准确测算海底溢油量带来巨大的困难.针对此溢油特点,基于该事故现有数据资料,通过油藏工程方法,对最大可能油藏的溢出原油量进行初步估算,通过计算认为该断块溢油规模应当大于1 000m3,小于7000m3.     

溢油跟踪浮标水动力特性研究

为提高溢油浮标跟踪海上溢油油膜的精度,优化溢油浮标设计方案,针对溢油浮标跟踪油膜的水动力学机理问题进行研究,并在此基础上对跟踪误差进行了分析.建立了溢油跟踪浮标的水动力平衡方程并求解,得到的结果包含油膜风系数、表面海水漂流风生流系数以及海洋环境温度、风速、浮标几何形状、出水高度等影响溢油浮标跟踪效果的关键因素.根据溢油事故发生地的海况及溢油油膜本身的性质,有针对性地选择最优的浮标设计方案,以达到最佳的跟踪效果.以METOCEAN公司的Argosphere型溢油浮标为例进行了分析和计算,并讨论了浮标跟踪精度与工作海况之间的关系,对溢油跟踪浮标的设计具有指导意义.     

海底管道溢油扩散数值模拟研究

海底输油管道受到海水冲击和腐蚀等影响易产生不同程度的损伤,造成油品泄漏。为了研究溢出原油在海水中的运动扩散规律,建立了海底管道溢油扩散的两相流模型,通过计算流体动力学方法计算了溢油在海水中的运动轨迹、扩散范围以及抵达海面的时间等,分析了溢油速度、海水流速、原油密度对溢油扩散范围和时间的影响,确定了不同密度原油到达海面时的最大水平迁移距离和时间,获得了无量纲预测公式。模拟所得结论可为海上溢油事故的应急响应措施提供有效的指导。     

烟台港栾家口港区海上溢油数学模型

为了研究海上溢油油膜的扩散及漂移,建立了烟台港栾家口港区附近海域二维水动力数学模型,模型网格采用有限元三角网格剖分模型,用调和分析法确定模型边界条件。溢油油膜的扩展及漂移考虑了风场和流场的作用,并借助水槽试验验证油膜扩展公式的正确性。对栾家口港区溢油模型进行潮位、流速以及流向验证,说明模型的适用性。依据所建立的溢油模型,对栾家口港区附近海域在不同风况条件下溢油运动轨迹及扩展范围进行了计算。分析了不同溢油点瞬时溢油与连续溢油的油膜运动轨迹的成因、比较了不同工况油膜扩展过程,为海上溢油事故影响范围预测和应急处理实施提供了重要的理论依据。     

渤海海域溢油应急基地多目标优化选址方法

针对渤海海域日益严峻的溢油风险问题,在对渤海海域溢油事故历史数据分析的基础上,将渤海海域溢油源离散为有限个溢油点,采用事件树分析法确定各溢油点的风险等级,评估各溢油点对应急力量的需求,并对渤海周边可建立应急基地的具体位置进行费效分析,确定各应急基地的总灾难转移费用指标。还结合溢油点和应急点的位置关系,探讨了渤海海域溢油应急基地的多目标优化选址问题,采用遗传算法对优化问题进行求解。研究结果表明:在现有绥中、塘沽、龙口3个溢油应急基地的基础上,在东营、营口、大连3个地方规划建设溢油应急基地,是渤海海域海上应急基地设置的最优化方案。     

海上溢油的污染控制技术

针对海上溢油污染的现状及可能造成的危害，介绍了溢油污染控制的物理、化学、生物技术，建议加大溢油污染生物控制技术的研究力度，并努力探索物理、化学、生物方法的综合运用技术．     

基于ArcGIS Engine的海上溢油动态监测系统开发

采用油粒子扩散模型对海上溢油的漂移趋势进行预测,对溢油区域的面积、范围和经济损失进行计算。并基于ArcGIS Engine软件平台,开发了原型系统,该系统以宁波湾附近海域为研究对象,涵盖溢油漂移预测模块、溢油区域统计模块、经济损失计算模块以及风险评估模块,实现了GIS和系统应用模块的有机集成。     

海洋环境对潜艇活动的影响

新世纪以来,潜艇以其隐蔽性好、续航能力强等特点迅速成为现代海上作战的重要军事力量.但由于潜艇通常潜入深海作战,他的活动方式、性能产出以及整体作战任务的完成情况都将受到海洋环境的影响.本文主要从海洋环境参数中的海浪、海流、温度跃层、密度跃层、声场特征、海洋内波和海底地形等7个方面分析了海洋环境对潜艇出航以及作战的影响,使潜艇作战时能够有效利用海洋环境的力量,提高潜艇性能及作战能力,最终促使潜艇海上作战能力步入新的台阶.     

基于R-OSELM的海洋环境数据在线预测

为及时辨识海洋环境的变化趋势和降低长期累积的海洋环境数据对预测模型的影响,提出一种基于循环在线顺序极限学习机(Recurrent Online Sequential Extreme Learning Machine R-OSELM)的海洋环境数据在线预测模型.采用完全在线的方法初始化海洋环境数据训练集,通过在线顺序极限学习机算法对已有的海洋环境数据进行逐块输入,利用极限学习机的自动编码技术与一种归一化方法对输入权重循环处理,实现预测模型的在线更新,最后完成对海洋环境数据的在线预测.使用该模型对溶解氧、叶绿素a、浊度、蓝绿藻进行预测,结果表明R-OSELM模型的预测精度高于对比模型,确定其具备海洋环境数据在线预测能力,可为海洋水域水体富营养化与海洋环境污染预警提供参考.     

海洋大气中氯离子在粉煤灰混凝土中的传输规律

为了实现海洋大气环境中粉煤灰混凝土耐久性使用寿命的预测,从氯离子在人工模拟海洋大气环境中粉煤灰混凝土中的传输试验出发,结合氯离子在非饱和多孔介质中的传输机理,研究海洋大气环境下混凝土内部微环境（微环境温度和相对湿度）及粉煤灰掺量对氯离子传输速率的影响程度,并与人工模拟海洋水下环境试验结果进行对比分析.研究结果表明：1) 在海洋大气环境与海洋水下环境下,氯离子在粉煤灰混凝土中的扩散模型形式上一致,粉煤灰的掺入对氯离子传输能力有一定的影响,但不会改变氯离子在混凝土中的传输机理.2) 当粉煤灰掺量一定时,微环境相对湿度越高（微环境温度一定）,海洋大气环境氯离子扩散系数越大;但微环境温度(微环境相对湿度一定)对海洋水下环境和海洋大气环境中氯离子迁移的影响程度不同.3) 粉煤灰掺量(微环境温度、相对湿度一定)对海洋水下环境和海洋大气环境氯离子扩散系数的影响规律不同.     

碳纤维加固混凝土梁的耐腐蚀性试验分析

为了解碳纤维加固混凝土构件在海洋等腐蚀环境下的耐久性,在荷载与海水共同作用条件下对7根采用不同碳纤维加固方式的混凝土梁进行了试验研究,试验结果表明碳纤维包裹层通过约束混凝土、延缓裂缝处混凝土的退化、阻断盐水的通道等来阻止腐蚀性离子向混凝土内部渗透,并进一步阻止电化学反应的发生;采用碳纤维加固混凝土梁是可行的,加固后的混凝土梁的力学指标和耐久性指标都得到了不同程度的提高,但是采取的加固防护形式不同,对混凝土梁的耐久性指标有较大的影响,在实际工程中应合理的选择加固方式.     

腐蚀环境中混凝土桩基耐久性研究进展

腐蚀环境中地下混凝土结构的耐久性问题一直是国内外研究的热点问题之一.针对海洋和近海氯盐侵蚀环境与内陆盐湖和盐碱地硫酸盐侵蚀环境中地下混凝土结构的耐久性问题,分别从混凝土侵蚀机理、侵蚀性离子扩散机制、钢筋锈蚀机理、混凝土强度和刚度损伤等几个方面总结和归纳了当前国内外的研究现状,探讨了氯盐侵蚀环境和硫酸盐侵蚀环境中地下混凝土结构的损伤特性和劣化机制.在此基础上,考虑PHC预制管桩和现浇钻孔灌注桩的制作养护工艺,分别论述了海工环境中水平受荷PHC管桩和盐渍土环境中竖向受荷钻孔灌注桩的侵蚀劣化机理,进而结合海工环境中水平受荷PHC管桩和盐渍土环境中竖向受荷钻孔灌注桩的承载机制,探讨了各自承载特性的退化规律,总结了海工环境中水平受荷PHC管桩和盐渍土环境中竖向受荷钻孔灌注桩寿命的预测方法.最后,基于当前腐蚀环境中钢筋混凝土桩基耐久性研究现状,笔者根据自己的见解提出了今后的研究思路和方向,以期为腐蚀环境中和复杂应力条件下钢筋混凝土桩基的耐久性研究以及今后相应规范的制定提供一定参考.     

北祁连阴凹槽石炭系砾岩的沉积环境

通过对北祁连阴凹槽石炭系羊虎沟组砾岩层分布、剖面特征以及砾石组合特征分析,结合晚石炭世北祁连大地沉积环境及周围古陆地区的岩性特征,阐述了该砾岩层的性质、成因、物源和搬运方式,探讨了砾岩的沉积环境、水动力条件、古气候及构造特征等。运用统计学方法研究表明,阴凹槽羊虎沟组砾岩是一套典型的滨浅海底砾岩,其中所含的3套砾岩在成因、物源、沉积环境及搬运方式都具有较好的一致性。砾岩的主要物源为阿拉善地块西缘,其次为柴达木古陆。砾岩以中距离搬运为主。阴凹槽羊虎沟组砾岩具有多旋回、多期次,指示了一个以海进—海退为主不断重复的沉积过程,从整体上反映了干冷到相对潮湿的气候环境。     

海洋环境下混凝土的硫酸盐腐蚀机理

海水中存在的硫酸根离子传输至混凝土内部将导致其腐蚀破坏。针对矿粉掺量0~65%的C40引气混凝土进行海洋潮汐区、大气区和水下区腐蚀1~2 a,测试其水溶和酸溶硫酸根离子浓度分布;分析水泥净浆中的腐蚀产物类型及含量。试验结果表明：海洋不同腐蚀区带混凝土中硫酸根离子传输量及传输深度排序为：潮汐区 > 水下区 > 大气区。混凝土中反应硫酸根离子与总硫酸根离子的关系服从线性函数分布,反应量占总硫酸根离子量的90%以上,反应的硫酸根离子量随腐蚀龄期增加而增加。海洋潮汐区和水下区生成的腐蚀产物量高于大气区,主要是钙矾石和石膏;海洋大气区暴露混凝土的腐蚀产物为钙矾石。对于P.I.52.5水泥制备的C40混凝土而言,掺加65%的矿粉有助于提升混凝土抗海洋硫酸根离子侵蚀能力。     

江苏海洋经济可持续发展的实证分析

海洋经济是21世纪我国国民经济新的增长点。综合评价江苏省海洋经济可持续发展能力对实施其海洋经济可持续发展战略具有重要的实践和理论意义。通过构建江苏省海洋经济可持续发展评价指标体系,结合1996—2005年江苏省海洋经济和区域经济发展的历史数据,对江苏省海洋经济可持续发展进行了实证分析,结果表明江苏省海洋经济可持续发展的总体能力在逐年稳步提升,要保持未来发展的可持续性,就必须进一步加强海洋经济、区域经济和资源环境三者的协调发展。     

Design and Pilot Programs of Marine Exposure Station of A Sea-crossing Bridge

This paper presents the Location,the structural design as well as the anti-corrosion and the pilot programs of the marine exposure station of Zhoushan Archipelago seas sea-crossing bridges. Subjected to the marine environment,the concrete structures in serve with different mixing proportions,cover thickness,additional anti-corrosion measures such as rust-preventing agent,coating,penetration crystalline waterproof material,silicone and permeable fabric were studied. Those results obtained provide important information for the maintenance of marine concrete and the structural design of sea-crossing bridges in the above sea area.     

海洋环境下X52管线钢的腐蚀行为研究

海洋环境下的油气管道（X52管线钢）极易受到腐蚀的影响。采用电化学测试技术,并通过观察腐蚀形貌的方法,分析了海洋环境下溶解氧质量浓度、pH、静水压力对X52管线钢腐蚀行为的影响。结果表明,随着环境pH的升高,X52管线钢腐蚀减缓;随着溶解氧质量浓度和静水压力的升高,X52管线钢腐蚀加剧。在不同条件下,X52管线钢的腐蚀行为受阳极活化溶解控制,并且出现局部点蚀现象。