海洋工程環(huán)境調(diào)查

海洋工程環(huán)境調(diào)查

海洋工程環(huán)境調(diào)查海洋工程環(huán)境海洋工程水文海洋工程地質(zhì)懸移質(zhì)與推移質(zhì)海洋環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)海洋工程環(huán)境調(diào)查海洋工程形式：海堤、護(hù)岸工程以及碼頭、防波堤、人工島、海上石油鉆井平臺(tái)、海上浮式貯油庫、浮式飛機(jī)場(chǎng)、潮汐發(fā)電站、海岸原子能發(fā)電站等海洋工程環(huán)境：指影響海洋工程建筑物施工、造型、安裝、營運(yùn)以及建筑物環(huán)境荷載和耐固性有關(guān)的環(huán)境條件海洋工程水文海浪觀測(cè)和計(jì)算潮汐觀測(cè)和計(jì)算海流觀測(cè)和計(jì)算風(fēng)暴潮風(fēng)暴潮定義：由臺(tái)風(fēng)、溫帶氣旋、冷鋒的強(qiáng)風(fēng)作用和氣壓驟變等強(qiáng)烈的天氣系統(tǒng)引起的水面異常升降現(xiàn)象，又稱風(fēng)暴增水和氣象海嘯。根據(jù)多年的潮位觀測(cè)資料和氣象資料，找出對(duì)應(yīng)的大風(fēng)天氣風(fēng)暴增水和減水值，求出該海域風(fēng)暴潮特征。以年最大增(減)水系列樣本，推算該海區(qū)多年一遇的風(fēng)暴增(減)水值。如果沒有多年觀測(cè)資料，則要用數(shù)值計(jì)算解決。海洋工程地質(zhì)

地質(zhì)采樣：表層、拖網(wǎng)、柱狀采樣和淺地層剖面測(cè)定。咬合采泥器為最常用調(diào)查設(shè)備雙刃拖網(wǎng)單位：mm三角形拖網(wǎng)單位：mm咬合采泥器結(jié)構(gòu)抓斗的形式：勺形采樣器，蛤殼式采樣器、半圓形采樣器、箱式采樣器等；抓斗的開口面積：隨采樣深度的增加而增大。結(jié)構(gòu)：內(nèi)外斗殼、主軸、鐵門及釋放機(jī)構(gòu)海洋工程地質(zhì)

調(diào)查備用設(shè)備

(1)絞車一部，應(yīng)具備變速裝置，負(fù)荷為300~500kg。(2)樣品箱、樣品瓶（250ml和500ml廣口瓶）若干。(3)記錄表格、標(biāo)簽、封蠟、小鏟、水桶等。海洋工程地質(zhì)

a．開放狀態(tài)b．閉合狀態(tài)1、掛鉤；2、鋼絲繩；3、鐵鏈；4、橫梁；5、配重；6、固定板；7、提環(huán)；8、主軸；9、滑輪；10、繩環(huán)；11、鏟刀；12、擋塊；13、彎板；14、小滑輪左圖：曙光采泥器1、負(fù)載板；2、連接吊桿鋼絲繩；3、基架臺(tái)；4、環(huán)；5、掛鉤；6、導(dǎo)管；7、彈簧；8、制動(dòng)栓；9、眼環(huán)；10、閉合繩；11、支撐架；12、限動(dòng)臂；13、釋放桿；14、顎瓣；15、基架；16、啟動(dòng)板右圖：彈簧采泥器結(jié)構(gòu)示意圖采樣的方法和步驟

(1)測(cè)量采樣點(diǎn)水深，檢查采泥器與鋼絲繩的連接是否牢靠。(2)慢速開動(dòng)絞車，一人手扶采泥器送至舷外，慢慢放入水中。入水后先常速下放，至離海底一定距離（約3m）時(shí)，全速開動(dòng)絞車，使采泥器迅速下降。(3)采泥器到達(dá)海底后，不要立即關(guān)閉絞車，放出的繩長(zhǎng)應(yīng)稍大于水深，尤其是浪大流急時(shí)更需放長(zhǎng)，但不能過長(zhǎng)，以免鋼絲繩打結(jié)。(4)提升采泥器時(shí)，開始應(yīng)慢速，待其離底后即快速提升，高過船舷即停車。把采泥器轉(zhuǎn)入舷內(nèi)，送到接樣盤上，以備處理。海洋工程地質(zhì)

粒級(jí)劃分亦稱“粒度等級(jí)”，表示顆粒在2個(gè)粒度（顆粒直徑）之間的范圍

目前流行的有三種劃分標(biāo)準(zhǔn)：①十進(jìn)位標(biāo)準(zhǔn)②φ標(biāo)準(zhǔn)（又稱伍登--溫德華標(biāo)準(zhǔn)）③類似十進(jìn)位標(biāo)準(zhǔn)

礫>砂>粉砂>粘土海洋工程地質(zhì)粒度分析篩析法：適于粗顆粒樣品的分析，下限約0.063mm，選用規(guī)定的不同孔徑的套篩，將樣品自粗至細(xì)逐級(jí)篩分。

沉析法（吸管法）：廣泛用來測(cè)定0.063~0.001mm的顆粒?；驹恚焊鶕?jù)斯托克定律的質(zhì)點(diǎn)（顆粒）沉降速度，在懸液的一定深度處，按不同沉降時(shí)間吸取懸液，由此來求出沉積物各粒級(jí)的百分含量。海洋工程地質(zhì)懸移質(zhì)亦稱“懸浮體”，指海水中包括膠體在內(nèi)的、各種懸浮顆粒物質(zhì)。其中懸浮于水流中、并隨水流運(yùn)動(dòng)的泥砂往往是我們最關(guān)心的部分懸浮物，河口水中含量最大，大洋水中含量最小維持砂沙懸移質(zhì)懸浮的能量，主要來自水流的紊動(dòng)粒徑一般在幾至幾百微米之間，最終大都沉降于海底，其沉降的速度主要取決于粒徑之大小和其幾何形狀，推移質(zhì)與推移質(zhì)輸沙率

推移質(zhì)：指在河床、海床表面以滑動(dòng)、滾動(dòng)、跳躍或?qū)右品绞竭\(yùn)動(dòng)的泥砂近岸地區(qū)在波浪和潮流作用下，水力因子超過床沙運(yùn)動(dòng)臨界狀態(tài)時(shí)泥砂即開始在床面作運(yùn)動(dòng)，稱為“推移質(zhì)運(yùn)動(dòng)”單位時(shí)間內(nèi)通過某斷面的推移質(zhì)輸砂數(shù)量，稱為”推移質(zhì)輸砂率”海洋環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

根據(jù)不同的目的要求和環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，按一定評(píng)價(jià)原則和方法，對(duì)海域環(huán)境要素（水質(zhì)、底質(zhì)、生物）的質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)是海域環(huán)境規(guī)劃和管理以及污染防治的科學(xué)依據(jù)根據(jù)需要評(píng)價(jià)的時(shí)間段不同，環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)可分為“回顧評(píng)價(jià)”、“現(xiàn)狀評(píng)價(jià)”和“預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)”海洋環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)回顧評(píng)價(jià)：分析當(dāng)?shù)丨h(huán)境的演變過程和變化規(guī)律，找出對(duì)環(huán)境影響的因素現(xiàn)狀評(píng)價(jià)：了解環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)實(shí)狀況，評(píng)定污染源的分布和污染范圍預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)：了解環(huán)境狀況的發(fā)展趨勢(shì)，環(huán)境容量的情況，為制定發(fā)展規(guī)劃提供依據(jù)。海洋環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)內(nèi)容陸源污染物入海后，對(duì)海洋環(huán)境產(chǎn)生的危害程度海上工程設(shè)施和海事活動(dòng)給海洋環(huán)境帶來的影響海洋資源開發(fā)過程給海洋環(huán)境帶來的影響通過對(duì)污染物的輸入、擴(kuò)散、搬運(yùn)、沉積的物理、化學(xué)和生物的過程深入研究，通過污染物對(duì)海洋生物和生態(tài)系統(tǒng)的影響及其在海洋中的歸宿了解，可以估算某一重大工程（如圍海造地、建壩、建設(shè)核電站）的建設(shè)過程中和建成投產(chǎn)后，由于污染物的排放，可能對(duì)海洋環(huán)境造成的影響程度和范圍水質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目水質(zhì)：鹽度（S）、pH、懸浮物(SS)、溶解氧(DO)、化學(xué)耗氧量(COD)、磷酸鹽(PO4-P)、硝酸鹽(NO3-N)、亞硝酸鹽(NO2-N)、油類(oil)、濁度和大腸菌群等。底質(zhì)：銅(Cu)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鎘(Ca)、汞(Hg)、硫化物(S2-)等。海洋環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù)法現(xiàn)狀評(píng)價(jià)程序

1．監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及調(diào)查資料的統(tǒng)計(jì)、分析和整理2．確定評(píng)價(jià)因子、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和加權(quán)系數(shù)。3．建立評(píng)價(jià)模式：式中，Ai為評(píng)價(jià)指數(shù)，Ci為污染物實(shí)測(cè)濃度，Si為該污染物標(biāo)準(zhǔn)值。海洋環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)多種污染物用下式：式中，A為綜合評(píng)價(jià)指數(shù)，Wji為加權(quán)系數(shù)，n為因子數(shù)。海洋環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)指數(shù)法現(xiàn)狀評(píng)價(jià)程序

海洋要素圖要素時(shí)間分布圖要素空間分布圖

點(diǎn)聚圖和頻率分布圖

躍層的確定

要素時(shí)間分布圖過程曲線：在一個(gè)測(cè)點(diǎn)上，某種海洋要素(如溫度、鹽度、密度等)隨時(shí)間變化的一條曲線表征連續(xù)24h變化的曲線，稱周日變化過程曲線（周日變化圖）時(shí)間剖面圖：既能表征某要素隨時(shí)間的變化，又能表征該要素沿著垂直方向上的分布海洋要素圖時(shí)間剖面示意圖時(shí)間剖面示意圖

要素空間分布圖垂直分布圖平面和斷面分布圖

等值分布圖：將觀測(cè)到的某一個(gè)面上(平面或斷面)的要素值，填在相應(yīng)的空間坐標(biāo)系中，然后以內(nèi)插法繪制等值線，這樣繪制成的圖稱為等值線分布圖

矢量分布圖（玫瑰圖）：描繪具有方向性的海洋現(xiàn)象在空間上的分布。多為大面分布圖，個(gè)別情況下也有斷面分布圖。海洋要素圖垂直分布圖溫、鹽度垂直分布示意圖

等值分布圖繪制步驟(1)填圖(2)草繪(3)調(diào)整(4)定圖8月底層水溫平面分布圖

矢量分布圖繪制按表達(dá)方式不同分：流場(chǎng)分布圖，玫瑰圖。流場(chǎng)分布圖：描述某一時(shí)段內(nèi)的不同時(shí)間流動(dòng)的方向和量值。方法一：以測(cè)點(diǎn)為原點(diǎn)，方向以北為起始0°，然后順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)的量值和方向角畫出矢量長(zhǎng)短和方向。方法二：在時(shí)間座標(biāo)軸上，畫出不同時(shí)間的流速、流向變化，它可更好地看出海流隨時(shí)間的變化規(guī)律。流分布示意圖玫瑰圖描述一個(gè)多變流場(chǎng)在一段時(shí)期內(nèi)矢量分布的統(tǒng)計(jì)狀況。矢向(指向中心)表風(fēng)向；矢長(zhǎng)表該風(fēng)向出現(xiàn)的頻率；平均風(fēng)速：以數(shù)值標(biāo)在矢尾；玫瑰中央的標(biāo)值表靜風(fēng)所占的頻率；流玫瑰和風(fēng)玫瑰相似，不同處：矢量由中央向外放射，表流去方向；平均流速以矢量的粗度(或標(biāo)值)表示點(diǎn)聚圖和頻率分布圖點(diǎn)聚圖：根據(jù)兩種相互聯(lián)系的海洋要素之間的關(guān)系，通過聯(lián)合點(diǎn)繪結(jié)果來考查海洋要素的空間分布及變化規(guī)律。多用于研究水團(tuán)的劃分和混合等方面的問題頻率分布圖：用于統(tǒng)計(jì)海洋要素在一定數(shù)值范圍內(nèi)出現(xiàn)的頻率海洋要素圖點(diǎn)聚圖溫––鹽曲線圖點(diǎn)聚圖頻率分布圖組距(℃)出現(xiàn)次數(shù)(次)頻率(%)累計(jì)出現(xiàn)次數(shù)(次)累計(jì)頻率(%)27.2-26.826.7-26.526.4-26.226.1-25.825.8-25.625.5-25.328.2-25.024.9-24.724.6-24.41237131815211.63.24.811.321.129.124.23.21.61361326445961621.64.89.620.941.971.095.298.4100.0合計(jì)62100//太平洋某一海區(qū)中央具有62年的水溫觀測(cè)資料，將這些水溫進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以0.2℃為間隔(組距)進(jìn)行分組，則水溫在各組范圍內(nèi)出現(xiàn)次數(shù)的頻率頻率分布示意圖頻率分布示意圖頻率分布示意圖躍層的確定水文要素在垂直方向上出現(xiàn)急劇變化的水層，稱為躍層。根據(jù)形成原因，分為二類：由外界條件(如表面增溫和風(fēng)力攪拌等)引起的稱第一類躍層；不同性質(zhì)的水系疊置而成的躍層稱第二類躍層

海洋要素圖躍層強(qiáng)度、深度和厚度

躍層特性用強(qiáng)度、深度和厚度表征躍層頂界和底界的劃定，直接關(guān)系著躍層強(qiáng)度、深度和厚度的量值海洋要素圖某水文要素垂直分布曲線上曲率最大的點(diǎn)Ａ、Ｂ(習(xí)慣稱“拐點(diǎn)”)分別稱為躍層的頂界和底界，A點(diǎn)所在深度Za，為躍層的頂界深度，Ｂ點(diǎn)所在的深度Zb，為躍層的底界深度。ΔZ(即Zb-Za)為躍層的厚度。當(dāng)A、B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的某水文要素差值為ΔX，則躍層的強(qiáng)度為ΔX/ΔZ躍層頂界和底界和確定原則(1)水文要素垂直分布曲線的上、下均勻?qū)忧宄?，“拐點(diǎn)”明顯，取兩個(gè)“拐點(diǎn)”各為頂界和底界（a）。(2)“拐角”不明顯，從強(qiáng)選取(b)。(3)垂直分布曲線出現(xiàn)雙躍層時(shí)：①當(dāng)上、下兩個(gè)躍層的位置較遠(yuǎn)時(shí)，分別劃定上、下兩個(gè)躍層的頂界和底界（a）。②當(dāng)兩個(gè)躍層的位置較近，但仍可區(qū)分開來時(shí)(c)，除分別劃定上、下兩個(gè)躍層的頂界和底界外，還應(yīng)以上躍層的頂界為頂界、下躍層的底界為為底界，作為全躍層。③當(dāng)兩個(gè)躍層的位置很近，不易分開時(shí)(b)，只取全躍層。雙躍層示意圖雙躍層示意圖調(diào)查船觀測(cè)工作組織實(shí)施

調(diào)查任務(wù)的制定測(cè)站布設(shè)原則、定位與觀測(cè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)選用水文觀測(cè)儀器和記錄的基本要求觀測(cè)層次、時(shí)間和順序人員分工、值班和觀測(cè)記錄要求任務(wù)書的主要內(nèi)容

調(diào)查要解決的具體目標(biāo)提出調(diào)查海區(qū)范圍與測(cè)站布設(shè)、觀測(cè)項(xiàng)目、觀測(cè)層次與觀測(cè)資料的質(zhì)量要求觀測(cè)方式對(duì)調(diào)查船及其主要設(shè)備的要求主要觀測(cè)儀器的名稱及數(shù)量，實(shí)驗(yàn)室的使用，甲板絞車的分派，各學(xué)科的分工和配合，科學(xué)家與船員的協(xié)調(diào)等觀測(cè)資料的整理方式、方法，計(jì)算資料所用的公式、模式和依據(jù)應(yīng)提交的最終成果方式、完成時(shí)間和對(duì)成果鑒定經(jīng)費(fèi)預(yù)算與經(jīng)費(fèi)來源觀測(cè)項(xiàng)目與方式（1）海洋水文觀測(cè)項(xiàng)目：深度、測(cè)溫、采水、測(cè)流、水色、透明度、波浪、內(nèi)波、海發(fā)光和海冰；有條件，還要觀測(cè)水位。每次調(diào)查的具體觀測(cè)項(xiàng)目，應(yīng)在技術(shù)設(shè)計(jì)中明確規(guī)定。（2）專題性的水文調(diào)查應(yīng)在保證完成主要觀測(cè)項(xiàng)目的前提下，根據(jù)人力和船只設(shè)備，力爭(zhēng)進(jìn)行多項(xiàng)目的觀測(cè)，以便取得較多項(xiàng)目的資料。如氣象的氣溫、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、云量、氣壓等，地質(zhì)方面有采泥、懸移質(zhì)采樣；水化學(xué)采水分析項(xiàng)目有：鹽度、溶介氧、PH、碳酸氣體及碳酸鹽、磷酸鹽、矽酸鹽、硝酸鹽、亞硝酸鹽等；生物學(xué)方面有：浮游生物的采集，海產(chǎn)生物采樣等。（3）觀測(cè)方式：大面觀測(cè)；斷面觀測(cè)；連續(xù)觀測(cè)；同步觀測(cè)。站位布設(shè)原則

條件允許應(yīng)盡量加大時(shí)空采樣率。實(shí)行對(duì)海洋實(shí)況的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。測(cè)點(diǎn)應(yīng)足夠密，單位時(shí)間內(nèi)重復(fù)施測(cè)的次數(shù)要多。每一水文斷面不少于3個(gè)測(cè)站。同一斷面上各測(cè)站的觀測(cè)工作應(yīng)在盡可能短的時(shí)間內(nèi)完成。水文斷面設(shè)置的方向，應(yīng)盡可能與經(jīng)過觀測(cè)海區(qū)的主導(dǎo)海流相垂直。觀測(cè)站定位地文定位天文定位無線電定位水聲定位衛(wèi)星定位觀測(cè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)在渤海、黃海、東海和南海及其附近海域，一律用北京標(biāo)準(zhǔn)時(shí)記錄遠(yuǎn)洋調(diào)查，采用世界標(biāo)準(zhǔn)時(shí)或北京標(biāo)準(zhǔn)時(shí)記錄，但在資料載體上必須標(biāo)明所用的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)儀器和設(shè)備要求

儀器的適用水深范圍和測(cè)量范圍須滿足觀測(cè)海區(qū)的變化范圍，同時(shí)還須滿足對(duì)觀測(cè)要素及其計(jì)算參數(shù)的準(zhǔn)確度及時(shí)空間連續(xù)性的要求儀器須適用于所采用的承載工具和觀測(cè)方式，儀器的記錄方式應(yīng)便于資料的處理和進(jìn)一步加工按規(guī)定定期經(jīng)國家法定計(jì)量機(jī)構(gòu)檢定，或自行用正確的方法和允許的準(zhǔn)確度及時(shí)測(cè)試其系統(tǒng)的參數(shù)詳細(xì)列出所需儀器設(shè)備及消耗品的名稱和數(shù)量每種儀器設(shè)備均須有一定的備用數(shù)量?jī)x器設(shè)備檢查

絞車安裝是否牢固，收放速度是否正常，剎車是否靈敏各種儀器在水中工作是否正常，儀器的水密性是否良好通訊設(shè)備是否正常，它與基地或其它船只的聯(lián)系能否保持器材設(shè)備是否齊全觀測(cè)層次和時(shí)間序列

除潮汐、海浪、海發(fā)光等觀測(cè)在表層進(jìn)行外，其余的水文要素觀測(cè)必須在表層以及表層以下水層中進(jìn)行。觀測(cè)層次根據(jù)調(diào)查的任務(wù)、對(duì)象和水深而定，我國采用的標(biāo)準(zhǔn)層次，透明度和水色的觀測(cè)層次與觀測(cè)水溫的觀測(cè)層次一樣。大面(或斷面)觀測(cè)時(shí)間和程序觀測(cè)時(shí)間程序觀測(cè)工作到站前半小時(shí)0準(zhǔn)備和檢查儀器船停穩(wěn)后1測(cè)深完成程序“1”后2沉放CTD儀，測(cè)CTD，并采水完成程序“2”后3沉放顛倒采水器完成程序“3”后4觀測(cè)海浪,水色,透明度完成程序“4”后5打錘取上采水器完成程序“5”后6第一次讀取水溫記錄完成程序“6”后7采水及樣品固定完成程序“7”后8第二次讀數(shù)取水溫記錄并正置采水器連續(xù)觀測(cè)：指在一個(gè)站位上連續(xù)記錄25h的資料。次序如下：觀測(cè)時(shí)間程序觀測(cè)工作水文組海流