基于层次分析法的海堤防御能力评估模型

海堤是保护我国近海生命和生产安全的重要屏障，海堤的防御能力的评估具有重要的实际应用意义。本研究考虑海堤对海水入侵的防御内在属性，从堤身材质、护面块体、底基地质、防浪配置和堤顶高程这五个指标因子建立海堤防御评估指标体系，采用层次分析方法，得到各指标因子的指标权重值，构建了海堤防御能力评估模型。对江苏、山东沿海海堤进行了灾害实例分析评估。结果表明，对海堤的防御能力评估结果与其在海洋动力灾害过程期间的实际防御表现基本一致。     

沿海滩涂生态化开发适宜性评价及其在江苏大丰市的应用

基于我国沿海滩涂生态化开发的需求,构建了沿海滩涂开发评价指标体系,建立了沿海滩涂生态化开发适宜性评价方法。基于压力—状态—响应模型,选取体现滩涂自然生态特征、滩涂开发环境影响特征、滩涂生态保护特征的指标,形成沿海滩涂生态化开发适宜性评价指标体系;运用德尔菲法确定各评价指标的权重,在评价指标量化与标准化处理的基础上,计算综合评价指数,从而确定滩涂生态化开发的适宜程度。以江苏盐城大丰市沿海滩涂为例,对其进行生态化开发适宜性评价,结果表明,在滩涂开发中生态保护措施有力的前提下适宜开发。     

围填海工程生态建设水平评估研究

围填海工程生态化建设及生态化水平评估对于切实提高围填海的生态门槛,保护海洋生态资源具有重大意义。文章以提高围填海工程生态化建设水平为目标,构建围填海工程生态化水平评估指标体系。研究结果表明,生态化平面设计、生态化海堤和生态化岸滩是评估围填海工程生态化水平的关键指标,专家相对权重值分别为0.23、0.21和0.19;变异系数和肯德尔和谐系数的计算结果表明,生态化平面设计、生态化海堤和长期监测评估的变异系数较小,表明专家对3类指标认可度基本一致。研究提出生态化建设水平评估总分值在0.6以上为合格;0.6～0.7生态化建设水平为中;0.7～0.9生态化建设水平为良好,0.9以上生态化建设水平为优。     

基于PCA法的沉积物质量评价模型构建及其应用

本研究针对我国沉积物质量评价存在的问题，基于近海沉积物监测常规指标和海洋沉积物质量标准，结合主成分分析法（PCA）构建了沉积物质量的评价指标体系和数学模型，划分出三类沉积物质量综合指数（F）的量化区间值，并在九龙江及毗邻海域进行了示范应用。模型结果显示九龙江口沉积物质量以二类为主，具有面源和点源的复合污染特征，关键区域为漳州近岸海域；单因子评价结果表明主要污染指标为Zn、Cu和Pb。评价结果较好地反应了沉积物环境质量现状，为九龙江口底质保护和治理提供了技术支撑。     

台风风暴潮灾害影响下的温州平阳县脆弱性评估

浙江是频繁遭遇台风风暴潮袭击的省份,而温州地区受潮灾尤为严重,为给其防御台风风暴潮提供管理支持,文章以平阳县为例,利用气候变化脆弱性分析框架,分析灾害暴露性、脆弱性特征和适应能力,提出平阳县适应风暴潮灾害的对策。在适应能力评估上,从经济与社会发展、城市基础设施、保护性设施、灾害管理机构能力和机制等4个方面构建沿海城市防御风暴潮灾害能力评价指标体系,采用AHP层次分析法评估平阳防御灾害能力。研究结果表明:(1)平阳具有较高的灾害暴露性。(2)增加脆弱性的主要因素包括围填海新区扩张与城市建设、存在的部分低质量房屋、城市排水管网系统和部分海堤标准较低、基层社区灾害应对能力相对不足等。(3)平阳防御风暴潮灾害能力的评估值为0.796。建议将风暴潮灾害因素纳入国土空间规划考虑;健全灾害管理机构和机制;加固重点堤防,改进城市排水系统;提高农房等建筑的防洪抗台能力;提升基层社区的减灾能力。     

基于海洋灾害地质评价基础上的我国近海海底稳定性区划

通过对我国近海灾害地质类型的分析、评价进而进行海底稳定性区划研究,旨在反映近海地质环境对人类工程活动的适宜程度。文中提出了海底稳定性评价的概念,构建了以地震动、工程地质、地貌、直接型灾害地质类型和限制型灾害地质类型为主要评价指标的海底稳定性评价指标体系,并利用层次分析法确定了各评价指标权重值;将我国近海海底划分为6′×6′的网格单元,并以近海海底灾害地质图、地震动峰值加速度区划图和地貌图等矢量化图层为数据源,建立了模糊评价模型并对近海海底稳定性进行了定量评价。在此基础上将我国近海海底区域稳定性从稳定到不稳定划分为五级。     

胶州湾春季大型底栖生物多样性及群落结构特征

基于2018年5月胶州湾海域共计20个站位所获取的生物及环境数据，研究胶州湾大型底栖生物多样性以及群落结构特征。调查海域共发现大型底栖生物208种，大型底栖生物总平均丰度和生物量分别为2 654.38 ind./m²和1 024.512 2 g/m²，大型底栖生物物种数、丰度和生物量均呈现北部高、南部低的分布趋势；调查海域优势种以多毛类为主，I_RI值最高的物种为菲律宾蛤仔Ruditapes philippinarum；香农维纳指数与ABC曲线均表明调查海域底栖生态环境整体清洁；在40%相似性水平上，可将调查海域大型底栖生物划分为4个群落；底温和底盐影响调查海域大型底栖生物丰度分布。     

黄河三角洲潮间带泥螺重金属含量与生物质量评价

泥螺(Bullacta exarata)作为黄河三角洲区域成功引入的滩涂养殖种类, 为当地获得了巨大的经济效益, 但对其生态影响还了解不多。为了解该区域泥螺体内重金属含量并评价其生物质量, 于2012年8月对该区域进行泥螺和沉积物样品采集调查和分析。采用富集系数K、残留量指数I以及金属污染指数I_MP进行分析。结果表明, 黄河三角洲沉积物及泥螺体内6种重金属含量均相对较低, 多数符合国家海洋沉积物质量标准第一类。泥螺对不同重金属的富集系数K有明显差别, 其中对Cu 和Cd 的富集能力最强。残留量指数I富集系数K及金属污染指数I_MP均表明, 黄河三角洲潮间带泥螺对重金属的富集程度均较低, 说明该海域泥螺未受到重金属离子的污染。根据国家生物质量标准分析, 黄河三角洲潮间带泥螺的生物质量总体较好, 生物体内重金属含量总体上与海水中重金属含量无显著的相关性。     

基于能值生态足迹的海岛可持续性评估——以舟山为例

基于能值理论,结合生态足迹方法,构建能值生态赤字/盈余、渔业足迹强度(D)、社会发展压力指数(I)和经济协调指数(Q)参数评价海岛可持续性,选取典型海岛城市浙江省舟山市作为案例研究。结果显示:2003—2017年舟山能值足迹、能值承载力均呈上升趋势;人均能值生态足迹共增加15.78 hm²,增幅为63.26%;人均能值承载力增加5.20×10² hm²,增幅为82.86%;其中,化石能源用地能值足迹增加最多,社会经济承载力增加最多,而自然承载力却有所下降。能值生态赤字/盈余和经济协调指数不能完全反映区域可持续性,区域渔业足迹强度的不断增加表明当前的渔业经济模式不满足可持续发展要求,社会发展压力指数增大也进一步表明舟山的发展状况偏离了可持续性的轨道。     

微分有限元海缆磁异常探测方法研究

海缆在长久的电力信息输送过程中,损坏故障等突发事故经常发生,研究海缆在地磁背景下环境周围产生磁异常扰动信号,确定海底海缆轨迹和埋设深度,能够在突发状况之后迅速针对该区域内的海缆进行定位,及时对海缆进行维修。基于微元磁偶极子有限元仿真建立海缆磁场模型,探究了检测距离（D_CPA）、海缆长度（L）、背景磁场对海缆磁异常特性的影响规律。通过研究可知：D_CPA<L 时衰减指数约为–2,3L>D_CPA>L 时衰减指数约为–2.8,D_CPA>3L 时衰减指数约为–3;D_CPA 固定时,海缆磁异常随长度明显增加到一定程度会趋向稳定,信号发生畸变;背景磁场分量改变不仅可能改变海缆磁异常信号的强度,还可能改变其信号波形特征。     

海堤安全风险评估技术研究

我国现行规范体系中,关于堤防工程安全标准的确定,主要根据工程级别确定设计重现期,从而选定工程设计参数。文中提出了依据安全风险评估的结果确定海堤安全风险等级方法。首先,通过对海堤灾害进行风险识别和分析,将洪水灾害和海堤结构自身安全失效作为海堤灾害两种主要形式,建立了海堤灾害故障树。然后,将水文动力条件作为随机变量,从频率分布角度定量计算海堤洪水灾害风险程度和结构安全失效风险,提出了海堤安全风险评价方法。最后,依据规范中关于海堤等级和重现期标准的规定,结合海堤洪灾安全风险和结构自身安全风险的评价结果,确定海堤安全风险等级。文中提出的海堤安全评价技术依据海堤风险定量计算结果,从海堤现状条件满足其设计功能目标有效程度,判定海堤安全等级的级别,是一种相对较新且更科学的方法。该海堤安全风险评估技术为海堤管理和建设提供科学支撑。     

海堤生态化建设技术的研究进展及推进我国海堤生态化建设的建议

文章介绍了国外海堤生态化建设技术的研究进展，包括海堤结构改造和绿植化研究，其中，海堤结构改造包括建造阶梯式海堤、海堤表面微栖息地改造、建造栖息地长凳、模拟岩石栖息地和海堤绿植化等。国外主要对海堤表面生境进行修复，国内研究则集中在海堤生态化建设的工程技术和采用生态护坡材料对传统海堤进行改造上。在结合海堤生态化相关研究的基础上，对我国海堤生态化建设提出了完善海堤生态化建设技术规范体系、加强海堤生态化关键技术研究、开展海堤生态化适宜性分析和生态化后监管系统等建议。     

生态海堤的发展历程与展望

海堤在防范海洋灾害,保障生命财产安全的同时,也造成了滨海湿地丧失或破碎化,生物多样性降低,消纳潮功能减弱,水质净化能力减弱等问题。生态海堤是满足海洋灾害防护要求、模拟滨海生态系统结构和生态过程,具有生态功能和美学价值的复合生态系统,具备抵御风暴潮涨水、抵御海浪侵蚀、防止水土流失、维护生物多样性和改善水质等功能,主要包括离岸防护、海向浅滩、海堤堤身三个系统。演替理论、边缘效应理论、中度干扰假说、生态位理论等生态学基础理论为生态海堤建设提供了理论依据。生态海堤建设应遵循防护优先、注重生态、因地制宜、自我维持的原则,通过减缓坡度、恢复植被或生境、增加微生境和提高表面粗糙程度等手段实现。生态海堤的关键技术主要包括设计技术、材料技术、系统集成技术和全过程管理技术。针对生态海堤建设存在的问题,下一步应加强基础研究和关键技术研发,开展生态海堤建设区划,建立标准体系,构建修复物种种质资源库,创新产业化发展模式。     

福建沿海浪潮耦合漫堤风险评估:以台风天兔为例

漫堤是天文潮、风暴潮与海浪等物理要素作用于海堤后海水翻越海堤的物理过程。本文利用天文潮-风暴潮-台风浪耦合模式(ADCIRC+SWAN)、基于非结构三角形网格和高分辨率地理数据(海堤位置和高程、岸线和水深等)构建福建沿海精细化漫堤风险等级评估系统。该系统在近岸网格分辨率最高达50m,可精确刻画福建沿海复杂地形。利用模拟的水位与海浪参数,采用波浪爬高公式计算得到各海堤堤前波浪爬高。按照总水位与波浪爬高之和与海堤高程的对比,将漫堤风险分为五个等级。对2013年的超强台风天兔过程进行后报检验。结果显示,该系统计算的漫堤情况与灾后调查的漫堤实况基本一致,结果准确,说明本研究中采用的漫堤风险评估标准和方法是可行的。在此基础上,设计了4种不同的台风强度等级,对福建沿海206条海堤进行了漫堤风险等级评估,探究台风强度对漫堤风险的影响。结果表明:波浪爬高对漫堤风险的影响高于单纯的风暴潮增水;风暴潮增水随台风强度的增强增量较小,对于漫堤的风险影响较小;福建沿海波浪爬高普遍较高,随着台风强度的增强,波浪爬高会显著增加漫堤的风险等级,且应重视台风浪对海堤造成的冲击所导致的溃堤灾害。本研究可为沿海防灾减灾提供科学依据。     

基于GIS的宁波梅山岛工程建设地质适宜性评价

从地质条件、地质环境及地质资源等多角度出发，建立包括地形地貌工程地质、水文地质、不良地质作用和地质灾害、活动断裂和地震效应、岸线资源等6个评价要素，15个评价因子，4个因子划分等级的多层次海岛工程建设地质适宜性评价指标体系，并利用GIS空间分析技术对宁波梅山岛进行评价。在此基础上，叠加梅山岛生态红线管控区，将二级管控区划分为适宜性差区。评价结果表明：梅山岛工程建设适宜性总体良好，适宜-较适宜工程建设区面积占比达75.5%，可满足近期规划建设用地需求；近深水岸线区均为适宜-较适宜，其中未开发利用长度6.1 km，可有效支撑梅山岛国际港口城市新城区建设。该评价结果可为梅山岛的开发利用及生态保护提供科学依据，同时对完善工程建设地质适宜性评价体系具有一定的理论意义。     

基于无监督机器学习的胶州湾海底工程环境适宜性综合评价

海岸带工程地质环境的稳定性对于海洋工程的建设安全和沿海经济繁荣十分重要。在胶州湾海域已有地质、水文等数据的基础上,对胶州湾海底工程环境适宜性进行了分区。通过无监督机器学习的谱聚类算法,构建了胶州湾海底工程环境适宜性综合评价模型。结果表明,胶州湾整体工程环境适宜性趋势为北高南低,从北向南依次可分为适宜性高、适宜性较高、适宜性较低和适宜性低四个区域。相关性分析表明,影响胶州湾海域海底工程适宜性的因素从高到低依次为冲淤分布、沉积物类型、坡度、第四系沉积物厚度、水深、海流流速、断裂分布。本研究可为胶州湾工程环境和地质灾害预防提供参考,有助于海洋工程环境稳定和经济安全保障。     

基于陆海统筹理念的围填海生态修复规划研究——以福建可门工业园区为例

如何使我国围填海的存量资源得到高效可持续利用是当今围填海研究的热门课题,生态修复是实现这一目标的有效手段。本研究基于陆海统筹的理念,以福建可门工业园区为例,针对围填海造成的"占用滨海湿地、护岸硬质化、破坏海岛、海洋生物资源损失、排放污水、生境破碎"等生态环境问题,引入了"生态流"的概念,并且因地制宜,从"构建山海通廊、生态海堤、增殖放流、退堤还水、退养还滩、无居民海岛修复和污染防治"等方面构建了可门工业园区围填海空间生态修复规划,从而修复该区域的"通道、过滤、来源、储存和屏障"等生态功能,形成稳定向好的生态系统,提升生态服务价值,促进围填海存量资源可持续利用。最后通过可门工业园区的经验,为其他的围填海生态修复提出建议。     

陆海统筹理念下的海堤生态化建设研究

为推动我国海堤建设和海洋生态修复工作,进一步贯彻落实陆海统筹理念,文章分析海堤生态化建设在陆海统筹背景下的意义,并结合我国海堤生态化建设面临的障碍,提出对策建议。研究结果表明：海堤生态化建设是陆海统筹的重要组成部分,但仍面临法律规范和技术标准不健全,地方政府、社会组织和公众参与不足以及长时间序列多源数据支撑薄弱等问题;亟须从陆海统筹角度出发,创新理论体系和改进施工技术、提高地方政府等的参与度以及完善陆海数据支撑机制。