海洋工程環(huán)境調查

海洋工程環(huán)境調查海洋工程環(huán)境海洋工程水文海洋工程地質懸移質與推移質海洋環(huán)境質量評價海洋工程環(huán)境調查海洋工程形式：海堤、護岸工程以及碼頭、防波堤、人工島、海上石油鉆井平臺、海上浮式貯油庫、浮式飛機場、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、營運以及建筑物環(huán)境荷載和耐固性有關的環(huán)境條件海洋工程水文海浪觀測和計算潮汐觀測和計算海流觀測和計算風暴潮風暴潮定義：由臺風、溫帶氣旋、冷鋒的強風作用和氣壓驟變等強烈的天氣系統(tǒng)引起的水面異常升降現(xiàn)象，又稱風暴增水和氣象海嘯。根據(jù)多年的潮位觀測資料和氣象資料，找出對應的大風天氣風暴增水和減水值，求出該海域風暴潮特征。以年最大增(減)水系列樣本，推算該海區(qū)多年一遇的風暴增(減)水值。如果沒有多年觀測資料，則要用數(shù)值計算解決。海洋工程地質

地質采樣：表層、拖網(wǎng)、柱狀采樣和淺地層剖面測定。咬合采泥器為最常用調查設備雙刃拖網(wǎng)單位：mm三角形拖網(wǎng)單位：mm咬合采泥器結構抓斗的形式：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。結構：內外斗殼、主軸、鐵門及釋放機構海洋工程地質

調查備用設備

(1)絞車一部，應具備變速裝置，負荷為300~500kg。(2)樣品箱、樣品瓶（250ml和500ml廣口瓶）若干。(3)記錄表格、標簽、封蠟、小鏟、水桶等。海洋工程地質

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、負載板；2、連接吊桿鋼絲繩；3、基架臺；4、環(huán)；5、掛鉤；6、導管；7、彈簧；8、制動栓；9、眼環(huán)；10、閉合繩；11、支撐架；12、限動臂；13、釋放桿；14、顎瓣；15、基架；16、啟動板右圖：彈簧采泥器結構示意圖采樣的方法和步驟

(1)測量采樣點水深，檢查采泥器與鋼絲繩的連接是否牢靠。(2)慢速開動絞車，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，全速開動絞車，使采泥器迅速下降。(3)采泥器到達海底后，不要立即關閉絞車，放出的繩長應稍大于水深，尤其是浪大流急時更需放長，但不能過長，以免鋼絲繩打結。(4)提升采泥器時，開始應慢速，待其離底后即快速提升，高過船舷即停車。把采泥器轉入舷內，送到接樣盤上，以備處理。海洋工程地質

粒級劃分亦稱“粒度等級”，表示顆粒在2個粒度（顆粒直徑）之間的范圍

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

礫>砂>粉砂>粘土海洋工程地質粒度分析篩析法：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，將樣品自粗至細逐級篩分。

沉析法（吸管法）：廣泛用來測定0.063~0.001mm的顆粒?；驹恚焊鶕?jù)斯托克定律的質點（顆粒）沉降速度，在懸液的一定深度處，按不同沉降時間吸取懸液，由此來求出沉積物各粒級的百分含量。海洋工程地質懸移質亦稱“懸浮體”，指海水中包括膠體在內的、各種懸浮顆粒物質。其中懸浮于水流中、并隨水流運動的泥砂往往是我們最關心的部分懸浮物，河口水中含量最大，大洋水中含量最小維持砂沙懸移質懸浮的能量，主要來自水流的紊動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，推移質與推移質輸沙率

推移質：指在河床、海床表面以滑動、滾動、跳躍或層移方式運動的泥砂近岸地區(qū)在波浪和潮流作用下，水力因子超過床沙運動臨界狀態(tài)時泥砂即開始在床面作運動，稱為“推移質運動”單位時間內通過某斷面的推移質輸砂數(shù)量，稱為”推移質輸砂率”海洋環(huán)境質量評價

根據(jù)不同的目的要求和環(huán)境質量標準，按一定評價原則和方法，對海域環(huán)境要素（水質、底質、生物）的質量進行評價和預測是海域環(huán)境規(guī)劃和管理以及污染防治的科學依據(jù)根據(jù)需要評價的時間段不同，環(huán)境質量評價可分為“回顧評價”、“現(xiàn)狀評價”和“預測評價”海洋環(huán)境質量評價回顧評價：分析當?shù)丨h(huán)境的演變過程和變化規(guī)律，找出對環(huán)境影響的因素現(xiàn)狀評價：了解環(huán)境質量的現(xiàn)實狀況，評定污染源的分布和污染范圍預測評價：了解環(huán)境狀況的發(fā)展趨勢，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)境質量評價內容陸源污染物入海后，對海洋環(huán)境產(chǎn)生的危害程度海上工程設施和海事活動給海洋環(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污染物的輸入、擴散、搬運、沉積的物理、化學和生物的過程深入研究，通過污染物對海洋生物和生態(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、建設核電站）的建設過程中和建成投產(chǎn)后，由于污染物的排放，可能對海洋環(huán)境造成的影響程度和范圍水質調查項目水質：鹽度（S）、pH、懸浮物(SS)、溶解氧(DO)、化學耗氧量(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：銅(Cu)、鉛(Pb)、鋅(Zn)、鎘(Ca)、汞(Hg)、硫化物(S2-)等。海洋環(huán)境質量評價指數(shù)法現(xiàn)狀評價程序

1．監(jiān)測數(shù)據(jù)及調查資料的統(tǒng)計、分析和整理2．確定評價因子、評價標準和加權系數(shù)。3．建立評價模式：式中，Ai為評價指數(shù)，Ci為污染物實測濃度，Si為該污染物標準值。海洋環(huán)境質量評價多種污染物用下式：式中，A為綜合評價指數(shù)，Wji為加權系數(shù)，n為因子數(shù)。海洋環(huán)境質量評價指數(shù)法現(xiàn)狀評價程序

海洋要素圖要素時間分布圖要素空間分布圖

點聚圖和頻率分布圖

躍層的確定

要素時間分布圖過程曲線：在一個測點上，某種海洋要素(如溫度、鹽度、密度等)隨時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）時間剖面圖：既能表征某要素隨時間的變化，又能表征該要素沿著垂直方向上的分布海洋要素圖時間剖面示意圖時間剖面示意圖

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：將觀測到的某一個面上(平面或斷面)的要素值，填在相應的空間坐標系中，然后以內插法繪制等值線，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方式不同分：流場分布圖，玫瑰圖。流場分布圖：描述某一時段內的不同時間流動的方向和量值。方法一：以測點為原點，方向以北為起始0°，然后順時針方向旋轉。根據(jù)觀測數(shù)據(jù)的量值和方向角畫出矢量長短和方向。方法二：在時間座標軸上，畫出不同時間的流速、流向變化，它可更好地看出海流隨時間的變化規(guī)律。流分布示意圖玫瑰圖描述一個多變流場在一段時期內矢量分布的統(tǒng)計狀況。矢向(指向中心)表風向；矢長表該風向出現(xiàn)的頻率；平均風速：以數(shù)值標在矢尾；玫瑰中央的標值表靜風所占的頻率；流玫瑰和風玫瑰相似，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(或標值)表示點聚圖和頻率分布圖點聚圖：根據(jù)兩種相互聯(lián)系的海洋要素之間的關系，通過聯(lián)合點繪結果來考查海洋要素的空間分布及變化規(guī)律。多用于研究水團的劃分和混合等方面的問題頻率分布圖：用于統(tǒng)計海洋要素在一定數(shù)值范圍內出現(xiàn)的頻率海洋要素圖點聚圖溫––鹽曲線圖點聚圖頻率分布圖組距(℃)出現(xiàn)次數(shù)(次)頻率(%)累計出現(xiàn)次數(shù)(次)累計頻率(%)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62100//太平洋某一海區(qū)中央具有62年的水溫觀測資料，將這些水溫進行統(tǒng)計，以0.2℃為間隔(組距)進行分組，則水溫在各組范圍內出現(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(如表面增溫和風力攪拌等)引起的稱第一類躍層；不同性質的水系疊置而成的躍層稱第二類躍層

海洋要素圖躍層強度、深度和厚度

躍層特性用強度、深度和厚度表征躍層頂界和底界的劃定，直接關系著躍層強度、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Ａ、Ｂ(習慣稱“拐點”)分別稱為躍層的頂界和底界，A點所在深度Za，為躍層的頂界深度，Ｂ點所在的深度Zb，為躍層的底界深度。ΔZ(即Zb-Za)為躍層的厚度。當A、B兩點對應的某水文要素差值為ΔX，則躍層的強度為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、下均勻層清楚，“拐點”明顯，取兩個“拐點”各為頂界和底界（a）。(2)“拐角”不明顯，從強選取(b)。(3)垂直分布曲線出現(xiàn)雙躍層時：①當上、下兩個躍層的位置較遠時，分別劃定上、下兩個躍層的頂界和底界（a）。②當兩個躍層的位置較近，但仍可區(qū)分開來時(c)，除分別劃定上、下兩個躍層的頂界和底界外，還應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當兩個躍層的位置很近，不易分開時(b)，只取全躍層。雙躍層示意圖雙躍層示意圖調查船觀測工作組織實施

調查任務的制定測站布設原則、定位與觀測時間標準選用水文觀測儀器和記錄的基本要求觀測層次、時間和順序人員分工、值班和觀測記錄要求任務書的主要內容

調查要解決的具體目標提出調查海區(qū)范圍與測站布設、觀測項目、觀測層次與觀測資料的質量要求觀測方式對調查船及其主要設備的要求主要觀測儀器的名稱及數(shù)量，實驗室的使用，甲板絞車的分派，各學科的分工和配合，科學家與船員的協(xié)調等觀測資料的整理方式、方法，計算資料所用的公式、模式和依據(jù)應提交的最終成果方式、完成時間和對成果鑒定經(jīng)費預算與經(jīng)費來源觀測項目與方式（1）海洋水文觀測項目：深度、測溫、采水、測流、水色、透明度、波浪、內波、海發(fā)光和海冰；有條件，還要觀測水位。每次調查的具體觀測項目，應在技術設計中明確規(guī)定。（2）專題性的水文調查應在保證完成主要觀測項目的前提下，根據(jù)人力和船只設備，力爭進行多項目的觀測，以便取得較多項目的資料。如氣象的氣溫、濕度、風速、風向、云量、氣壓等，地質方面有采泥、懸移質采樣；水化學采水分析項目有：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；生物學方面有：浮游生物的采集，海產(chǎn)生物采樣等。（3）觀測方式：大面觀測；斷面觀測；連續(xù)觀測；同步觀測。站位布設原則

條件允許應盡量加大時空采樣率。實行對海洋實況的長期監(jiān)測。測點應足夠密，單位時間內重復施測的次數(shù)要多。每一水文斷面不少于3個測站。同一斷面上各測站的觀測工作應在盡可能短的時間內完成。水文斷面設置的方向，應盡可能與經(jīng)過觀測海區(qū)的主導海流相垂直。觀測站定位地文定位天文定位無線電定位水聲定位衛(wèi)星定位觀測時間標準在渤海、黃海、東海和南海及其附近海域，一律用北京標準時記錄遠洋調查，采用世界標準時或北京標準時記錄，但在資料載體上必須標明所用的時間標準儀器和設備要求

儀器的適用水深范圍和測量范圍須滿足觀測海區(qū)的變化范圍，同時還須滿足對觀測要素及其計算參數(shù)的準確度及時空間連續(xù)性的要求儀器須適用于所采用的承載工具和觀測方式，儀器的記錄方式應便于資料的處理和進一步加工按規(guī)定定期經(jīng)國家法定計量機構檢定，或自行用正確的方法和允許的準確度及時測試其系統(tǒng)的參數(shù)詳細列出所需儀器設備及消耗品的名稱和數(shù)量每種儀器設備均須有一定的備用數(shù)量儀器設備檢查

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)系能否保持器材設備是否齊全觀測層次和時間序列

除潮汐、海浪、海發(fā)光等觀測在表層進行外，其余的水文要素觀測必須在表層以及表層以下水層中進行。觀測層次根據(jù)調查的任務、對象和水深而定，我國采用的標準層次，透明度和水色的觀測層次與觀測水溫的觀測層次一樣。大面(或斷面)觀測時間和程序觀測時間程序觀測工作到站前半小時0準備和檢查儀器船停穩(wěn)后1測深完成程序“1”后2沉放CTD儀，測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：指在一個站位上連續(xù)記錄25h的資料。次序如下：觀測時間程序觀測工作水文組海流