发布时间:2023-04-03 09:51:11
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关键词:海洋环境污染海洋灾害
海洋工程与海洋环境相互作用随着沿海经济的迅猛发展,近海海域遭到越来越严重的污染,使海域环境质量明显下降,生态环境日趋恶化,并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国,特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境,海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益,精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施,也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源,需要在海上进行各类工程建设,在目前科技日益发展的情况下,工程建设的规模日益巨大,这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展,海洋环境的日益恶化,海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展,近海石油气田的开发,以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要,针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面,重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究,第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究,第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征
对各类污染物的作用机理和规律研究以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础,考虑各种自然环境因素(浪、流、风、光、温度、湿度)、物理因素(扩散、挥发、沉降、吸附、释放)、化学因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律,并建立海洋水质预测预报模型。此外,近年来,在我国沿海海域,赤潮频发严重。因此,除了加强赤潮的监测和预报外,也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大,且受到许多客观条件的限制,所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用,很难将其中的单因素影响分离出来,因此,往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前,在这方面国内外已有不少水质预测预报模型,这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型:水流数学模型;波浪数学模型;液流相互作用模型;近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面,对于较大范围的海域,通常可采用深度平均的潮流教学模型,对于紊动影响不显著的海域,可不考虑湍流影响,而对于湍流效应显著的区域,如排污口近区,则应考虑湍流效应。此外,采用坐标变换,可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型,这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域,水流数学模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型为基础,针对水温和盐度分层流的流动特性,考虑浮力对紊动的影响,建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k-(单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念,分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟,建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面,可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组,以提高求解效率。从水波发展方程出发,可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系,可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究,可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度,并提高方程的非线性精度,可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题,通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合,可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程,用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型,可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面,对于弱流情形,可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型;对于强流情形,可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来,建立一种辐射应力计算的新方法,用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型,可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标,在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上,针对近海海域水污染的特点,从三维湍流模型出发,在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用;在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项,可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型,它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据;同时对确定水域环境容量,从而制定水域环境保护策略,也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出,在海洋水质预测预报模型研究方面,数学模拟无疑是一种十分有效的手段,但不论是何种数学模型,其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键,直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的,有些可以通过现场观测来得到,但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到,在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备,现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统,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结构,获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程;并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程,可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。
90年代以来,我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币,是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高,一旦发生破坏,将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失(如1969年渤海冰推倒“海二井”平台,1989年风暴潮损失超6亿元,1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等)。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏,面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋,每年出现的台风数目占全球的38%,其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时,都会在沿岸局部地区产生风暴潮,形成风暴潮灾害。
在我国北方海域(渤海和北黄海),冬季由于受寒潮影响,沿岸地区每年都有结冰现象,结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成,不但可给结构物以强大的冰压力,而且由于冰激引起的振动作用,也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术,至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂,断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台,为了抵抗冰害,往往建成正、倒锥体的结构型式,冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用,也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中,除进行理论分析和数值模拟外,实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中,模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行,它们各有其优缺点,发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家,海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物(海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等)发生破坏,除其直接经济损失极大外,其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升,造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性,特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明,地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理,至今国内外对此都很少研究,且由于试验条件的限制,国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的,如近海环境地震危险性分析,设计地震动参数和频谱特性,强震海底多维地震动及其空间分布规律,地震波传播特性及地震动输入机理;海域中大型海上水工建筑物在地震作用下,考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验;核电站海域工程建筑物抗地震性能,海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用,码头及护岸建筑物地震稳定性;海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化,其损伤主要来自两个方面:其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤(裂缝)、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤(低温、冻融、大气侵蚀)等;其二是设计不周或设计标准偏低,施工质量差,原材料不合格,管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此,发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下,对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论;结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法;结构病害治理用的新材料、新技术和新方法;海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下(风、浪、流、冰、地震等)的可靠度和优化理论研究,设计与建造新型抗灾工程结构;研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度,而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临,发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统,如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统;以主要海域和海岸带区域经济发展为背景,进行重点研究,建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构;以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统,将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合,建立数学物理模型,通过多媒体技术,形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程,建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策为了充分利用海洋空间,现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外,正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。
人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程,估计到21世纪,可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等,日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长,60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见,随着海洋资源与空间的开发利用,各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大,保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区,但同时又是经济活动最为发达的地区,海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡,影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态,破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地,若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失,另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用,海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题,主要内容包括:航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响,深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响;破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究;大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变;海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论,如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展,城平建设中的污水深海排放技术,感潮水域污水多点排放漂移扩散研究,天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力,人工沙滩的保护措施,滩涂围垦对水域环境的影响等,都将是需要认真解决的问题。
海洋生物活性物质获取用海
从国内几家从事海洋生物医药研究的科研院所了解到,所涉及的海洋生物医药产业几乎都以养殖、捕捞作为产品原料来源,而且原料多数为常见、成本低廉的海洋生物及衍生物。例如,中科院海洋所以虾、蟹壳为原料提取壳聚糖,制成海洋生物保健品,主要用来提高机体免疫力;提取水母毒素用以研究水母蜇伤;从海带、红藻、绿藻、褐藻中提取藻类多糖用来治疗慢性肾衰;从卡拉胶藻中提取卡拉胶,主要功效是抗肿瘤。而单独申请某一片海域作为原料供给的案例很少,从调研情况来看,只了解到中科院南海海洋研究所为提取海马体内生物活性物质和养殖螺旋藻而申请海域。
由于海洋生物医药产业的原料来源几乎都取自海水养殖和捕捞,备择性相对较大,对用海要求也就相对较低。从某种意义上说,能够进行海水养殖和捕捞的海域也就都能够满足相关海洋生物医药的原料供给。海洋环境因素对海洋生物医药产业影响主要是水体中重金属的含量对生物资源的影响。海洋水体中重金属含量超标,会影响海洋生物个体生长,从而影响到体内生物活性物质的生成。例如,卡拉胶藻的生长会受重金属影响,但可以在富含氮和磷的水环境中生长,和鱼类、贝类混养会吸收水体中的氮、磷元素,防止水体富营养化,而且释放能够杀死致病弧菌的物质。但通过一定的化学方法可以将重金属从活性物质中分离,从而得到含量较纯的活性物质。
海洋生物医药产业用海应参考海水养殖、捕捞用海的管理政策,保证该海域的海洋环境质量,要禁止围填海等严重影响海洋生态环境的开发活动,滨海城镇的生活污水、垃圾处理和工业废水处理设施建设,污水排放口位置要严格论证,保持海洋生物物种丰富,生态结构稳定。
此外,也要加强养殖用海自身废水排放的监督、控制和管理。某些海洋生物活性物质在提取、合成和制备过程中会对附近海域环境造成一定程度的影响。例如,从虾、蟹壳中提取甲壳素,其生产过程中会产生污染物排入海洋。
针对此类情况,应该要求这种生产过程严格执行相应的污水排放标准,达标排放,做到对海域环境影响最小。在开发和利用海洋生物资源时,要充分考虑海洋环境的承载能力,坚持海洋生物资源可持续利用的理念。海洋生物活性物质大多含量甚微,如果大规模提取、纯化进行商品化生产,有可能破坏海洋生物资源的生态平衡,以至于对环境造成不可逆的恶性影响。
罕见基因种质资源获取用海
某些海洋生物活性物质的提取和研发要应用一些特定海洋生物的基因资源和特殊活性物质,而这些海洋生物只生存在某一特定环境下的海域,这些海域往往是海洋自然保护区或特殊海洋环境类型的海域。对于这种用海,除了应考虑保证周边海域海洋环境质量,还应该考虑与省级海洋功能区划的结合,将该海域设定为海洋保护区或保留区,海洋保护区需严格执行保护区的相关管理规定,严格执行Ⅰ类海水水质标准。
有计划地对重要经济鱼虾越冬、产卵场投放人工鱼礁,严格控制陆源污染物超标向近海水域排放,对重要鱼虾产卵场的水质要严格检测,保护鱼虾类的正常繁殖生长,保护该海域的特殊基因种质资源。
海洋生物医药产业用海应全面规划、合理布局
海洋经济总产值低,海洋经济水平低下建国以来,广西的海洋经济总产值一直偏低,落后于其他大多数沿海省份。尽管我区海洋经济近年来出现了较快的发展势头和速度,但是必须清醒地看到,我区海洋经济尚处在起步阶段,我区海洋经济总量和产业规模还很弱小。2010年广西区海洋经济生产总值为570亿元,远远落后于广东省海洋经济的生产总值8291亿元;广西区海洋生产总值仅占广西区国民生产总值的6%,也远落后于广东省的18.2%。总体而言广西海洋经济仍处于低度发展,经济总产值较低,海洋经济水平低下。从经济发展模式上来看,广西沿海地区海洋经济仍处于粗放型开发阶段,海洋经济产业结构比例仍不合理,海洋产业门类仍不太齐全而且仍以低技术传统海洋产业为主,传统的海洋渔业占据了海洋经济总值超过一半的比重,海洋科技附加值偏低。因而,广西沿海地区要转变海洋经济增长方式,力推海洋经济结构战略性调整,走一条可持续发展的海洋航路。
2广西海洋经济发展方向
要真正促进广西沿海地区经济社会和谐快速发展,充分利用我区的海洋资源优势,发展好海洋经济及其依托海洋资源优势的临港产业至关重要。不仅如此,我区海洋经济的发展对扩大我区的对外开放和促进整个广西的经济发展也可以起到很强的支撑和引领作用。
2.1加强港口基建,服务海洋经济发展
充分整合利用我区各港口资源,加强港口泊位建设,疏浚深水航道,拓展港口作业区。加快建设和完善港口保安、视频、通讯、雷达、船舶识别系统和基站,加快电子口岸海运物流平台向三个沿海港口的移植工作。完善港区铁路输运系统,完善从货物装船、离岸、航行、进港到装运送达物主的一条龙物流体系,加快把沿海三大港口建成功能齐全、分类明确、吞吐量大、班期航线多、集疏运快捷大中小泊位相匹配的现代化大港,发挥港口对海洋经济的引领作用。
2.2加强环境监测,重视海洋环境保护
强化重要海洋生态功能区保护与生态修复,做好海洋污染防治工作,严格控制近海环境污染,开展局部受污海域治理。加强海洋环境监测能力建设,建立健全海洋环境监测体系,积极开展海洋环境监测能力的标准化建设,加强对各种海洋开发活动的环境跟踪监测。加强对海洋产业规划一票否决机制建设。
2.3实施人才战略,坚持科技兴海战略
海洋天然气目标市场
油气区域/油气田目标市场用途
琼东南盆地崖城香港、海南发电、化肥
莺歌海盆地乐东朱江三角洲地区/广西发电、化肥、工业/民用
东方海南、广西/广东发电、化肥、工业/民用
珠江口盆地文昌9区珠江三角洲地区发电、工业/民用
西湖凹陷/丽水区块平湖及周边上海、长江三角洲地区工业/民用
丽水温州发电、工业/民用
渤海海域锦州锦西化肥、民用
渤西天津发电、工业/民用
渤中/渤南烟台、青岛/大连发电、工业/民用
目前中国海油在辽东湾北部、渤海湾西部、海南岛近海、东海西湖凹陷已建立了天然气生产基地。辽东湾北部JZ20—2气田,于1992年8月投产,目前年产天然气3.8亿方。渤海湾西部渤西油田群,于1998年投产,目前年产天然气1亿方。海南岛近海的崖13—1气田,于1996年1月投产,目前年产天然气36亿方。东海西湖凹陷的平湖气田,于1998年11月投产,目前年产天然气4亿方。
1999年,中国海油原油、天然气产量全面超额完成国家计划,取得良好的经济效益,共生产原油1617万吨,完成国家计划的108%,天然气生产43.9亿方,完成国家计划的129%,油当量达到2056万吨,全年实现原油销售收入159亿元,天然气销售收入27.03亿元。中国海油全年实现经营利润27.5亿元,人均效益处于全国先进地位。
加强海洋天然气的勘探开发是中国海油早在1998年就制定的加快海洋石油发展的“六大发展战略”之一,力争到2015年中国近海天然气年产量达到200亿方,为此,在2010年以前需新增探明天然气地质储量3773亿方。今后15年海洋天然气增储上产的主要区域是东海西湖凹陷、琼东南盆地及茸歌海盆地。
2000年是中国海油资产重组、机制改革后的第一年,也是海洋石油开发的第一个“海洋天然气年”,在“海洋天然气年”中,中国海油将会有一系列的重大举措推动和加快海洋天然气的勘探开发。一是经过近三年的筹建,海洋石油化学公司已于近日正式成立,这标志着位于茸歌海盆地的东方气田的开发进入了到计时,预计到2004年东方气田每年将向海南提供天然气16亿方,用于化肥工业和发电。随着科技投入的增加和钻探技术的提高,莺歌海大气区不断有新的发现,东方和乐东气田的联合开发将实现向海南、广西或广东提供天然气34亿方。二是位于渤海湾中部和南部的渤南油气田群也将在近期全面启动,预计在三年内实现向出东胶东半岛供气。三是配合国家“西气东输”工程,优先开发东海天然气的战略部署,加快东海天然气的勘探开发。开发东海天然气是“海洋天然气年”的重头戏,中国海油决定要把东海天然气的勘探作为今年的工作重点,加大投入,加大勘探工作量,争取尽快获得重要发现。
海洋食品具有营养、健康、安全的天然属性,是一种特色消费品,比较适合开展网络营销[3]。荣成海洋食品市场营销方式主要沿以业务员跑客户、发展商、建设专卖店、进入连锁超市、发展出口订单等传统手段为主了。登录淘宝搜索“海带”关键词自动显示福建霞浦产地,与海带产量约占全国50%,素有“中国海带之乡”的荣成线下品牌不相称;登录阿里巴巴电商平台,按“海产品”关键字搜索的4万多条记录中,在100多条的位置才有荣成企业。阿里巴巴网站提供的搜索关键字里有“威海海产品”“烟台海产品”“山东海产品”“舟山海产品”等,但没有“荣成海产品”。荣成海洋食品电子商务发展总体滞后于全国电商发展。据荣成市商务局调研情况显示,目前荣成市拥有海洋食品加工企业582家,仅有80家海产品企业建有门户网站,200多家企业加入1家或1家以上的第三方电子商务平台。在淘宝网开设网店且所在地是荣成的企业和个人有210家,在阿里巴巴网站供货信息,产地为荣成的企业和个人有150家,大都经营品种单一,网络成交额不大。企业利用网络主要是供销信息、进行商务沟通,而实现网上下单、网上支付、网上购销管理、客户管理的很少,区域海洋食品网络营销处在信息化向电子商务应用提升的初期发展阶段[4]。
2网络营销存在的问题与成因分析
2.1网络营销存在的问题一是优势产品品牌未能转化形成网络品牌,好当家、泰祥、海芝宝等海洋食品品牌虽已被很多人知晓,但多数企业网络营销起步较晚,在总体营销中占比不高。二是网上推介力度远远不够,从百度、谷歌、360等搜索引擎中搜索荣成及有关海产品的信息及关键词,虽然部分首页显示有荣成产品,但辨识度不高,有些产品直接在首页上不能显示。三是互联网推广工具和手段仍比较单一,网上的荣成海产品信息被动收录的多一些,主动营销的非常少,没有荣成海洋食品相关的新闻宣传,没有针对性的营销策划活动,没有充分利用免费的网络推广方式方法,缺少网络视频和优化推广。
2.2电子商务发展缓慢成因分析一是没有形成较强的网络营销意识,大多数海洋食品企业比较注重订单式出口生产加工方式,对网络营销重视度不够,多数企业认为发展电子商务就是建立网站展示宣传,对海洋食品在第三方网站平台上销售尝试少,不能顺势而为。二是线上线下营运冲突,网销产品需优化,企业初期开展电子商务交易经验不足,没有建立有效的网上品牌展示销售和线下销售融合促进机制,出现线上、线下产品价格冲突,影响到传统销售渠道。产品包装设计简单,没有设计特定的网销产品,并进行优化,不能有效唤起消费者的购买欲望。三是网站建设滞后和缺少持续的网络推广,大多数企业网站建设相对滞后,信息更新不及时,企业形象和品牌推广力度不够,网上点击率低,流量小,很少引起人们的注意。多数企业对网络广告、网上推广缺少持续投入,网络推广总体不够理想。四是电子商务实用人才短缺,建立电商团队需要运营、文案编辑、技术操作、客服、发货以及售后服务至少5~6人,大部分企业缺少掌握现代信息技术和现代商贸理论与实务的复合型人才,企业开展网销走了不少弯路,力不从心。五是缺少必要的冷链物流体系的有效支撑。从荣成发货到省内接货需要1~2d,到其他省会城市需要2~3d,到达外省的县级市需要3~5d。除常温类食品外,如冷冻调理食品、冷冻水产品、鲜活水产品需采取低温保存处理,网上销售受到一定制约。
3海洋食品网络营销成长初期策略探讨
3.1打造海洋食品电子商务的良好环境地方政府要将发展海洋食品电子商务作为战略性、先导性产业进行重点培育,首先要制定海洋食品电子商务中长期发展规划,把握电商发展大势,搞好电商创新驱动发展战略研究,落实扶持电商发展政策,促进地方海洋食品“一号产业”的市场转型发展。其次要在资金上给予支持,积极扶持和鼓励海产品生产企业,加快信息化建设,支持海产品电子商务企业建设网站和电商平台,不断改进提高,提升网络营销对传统营销的占比。加大招商力度,引进阿里巴巴、慧聪网、环球资源网等一些国内知名的电商平台和知名电商企业开展运营与代运营服务,建设电子商务创业基地,创建诚信电子商务企业,带动全市海洋食品电子商务的发展[5]。
3.2优化区域海洋食品网络营销平台策略
3.2.1海洋食品企业发展电商的单品平台策略目前,以单品聚合为特征的第三代电子商务模式一“单品电子商务模式”专注于细分行业的电子商务应用,帮助各单品领域内有一定特色和优势的实体企业通过打造单品电子商务平台构建上下游产业链,从而使海产品企业在自己具有核心优势的单品内取得电子商务应用的突破。荣成市相关食品企业具有冷冻调理水产食品、海产罐头食品、海带食品、海参、鲍鱼、金枪鱼、鱿鱼、海米、虾皮等海洋食品,有条件的企业都应顺势建有属于自己的海产品网络交易平台。
3.2.2海洋食品企业第三方平台营销策略根据海洋食品企业实力大小、对网络营销的认知度及开展网络营销时间的长短、网销成效,进行分类指导,对主要品牌海洋食品企业引导其在天猫商城、京东商城、一号店等知名第三方电子商务平台开设旗舰店、专营店;在阿里巴巴通过诚信通行证入驻产业带,通过出口开展跨境电子商务营销;同时兼顾入驻其他平台,最大限度地展示企业品牌形象,开展网络营销活动。对中小企业、专业合作社、实力较小的公司,引导其入驻淘宝、央视网商城、半岛海洋食品商城、城市之家等全国或区域有影响力的第三方电子商务平台展示销售。
3.2.3搭建海洋食品产业第三方平台营销策略市商务、海食委等有关部门和高校网络公司可通过建设海食网、海易网等海洋食品电子商务平台,引导企业入驻平台推广销售;要研究建立阿里巴巴海洋食品专业市场,推进阿里巴巴区域产业带建设,促进企业成为诚信通会员,规范企业网上交易;推进京东商城山东美食馆、淘宝区域特色馆建设,促进企业和商户开展B2B,B2C,C2C,O2O等多种运营模式的营销。
3.3优化海洋食品网络品牌营销策略
3.3.1转型新媒体网络品牌营销发展策略传统海产品企业打造品牌,需要多年培育市场,建连锁店、进超市、做广告,投资较大。而电子商务时代通过网络运筹可以轻松做大品牌,还能通过众多企业的网络品牌的集聚效应,把区域海洋食品品牌变成全国性大品牌。政府应重视网络新媒体营销,采取一些必要的优惠措施,鼓励有关组织或企业积极开展网络品牌创建,推进区域海产品品质可追溯体系的建立和完善,促进网络适销新产品的开发和市场营销,提升区域海洋食品在全国市场的知名度。
3.3.2网站优化、搜索引擎及关键词推广策略引导实力较强的公司、商家建立公司官方网站商城,从网站功能、网站设计、网站风格等方面进行优化,使之更符合目标顾客的网络消费行为和消费需求;征集确定“中国海洋食品名城•荣成”的Logo,进行品牌域名和通用网址注册,建立PC+移动官方网站,建设电商平台,建立呼叫中心,通过搜索引擎竞价排名、关键词广告、病毒式营销、网络广告等方式进行网站推广,创建免费搜索引擎关键词SEO优化、问答互动、百度百科、空间与贴吧,让目标客户快速找到荣成海洋食品相关信息。如设置百度关键词可通过产地、品牌名称、服务方式、企业性质、商业模式、口碑等多种方式进行组合拟定,通过长尾关键词搜索能在百度首页找到宣传网站,吸引更多消费者前来关注并购买企业的海洋食品。
3.3.3移动互联网品牌营销策略当前手机购物、支付、团购、旅游预订、搜索、阅读、音乐、互动社区、应用程序商店等互联网服务百花齐放,展现出了旺盛的发展活力,移动互联网正在加速影响商业环境和人们的日常生活。手机官网可从PC官网中同步产生,方便浏览、快速与客户沟通,随时掌握网站运营情况。可将公司二维码印刷在个人名片、企业宣传册、产品包装与标签、企业网站上,便于客户随时查询商品信息。二维码还可作为电商平台入口,顾客线下扫描商品广告的二维码,直接进入手机网站实现在线购物。以移动互联网为主要沟通平台的微信营销,可通过发展新客户、转化老客户、建立客户联盟和强化顾客关系,实现网络营销。
3.3.4全网品牌营销策略互联网作为新媒体,是优质的宣传和营销渠道,越来越多的企业开始通过网络营销获取用户人数、用户分布、用户情况、用户特点、用户的消费习惯等情况的深层统计分析信息,便于企业精准化营销、人性化营销。网络营销与传统营销方式相比,具有传播范围广、速度快、无时间和地域限制、内容详尽、多媒体传送、形象生动、双向交流、反馈迅速、成本低等特点,通过短信互动、视频对话、媒体软文、搜索引擎排名,以及网站推广、邮件、微电影、微信直投、QQ,可大幅提升区域海洋食品的网络关注度。在2014汪峰鸟巢演唱会上,不仅6万张现场门票销售一空,还卖出了4.8万张单价30元的线上直播虚拟门票,在之后的2d中选择回看的有2.7万人次,这是完全基于网络平台去打造个人频道并经营粉丝经济的成功案例。作为荣成海洋食品也应该经营自己的忠实粉丝,通过注册“中国海洋食品名城•荣成”官方微博、微信,策划论坛帖、定期推送特色软文和优势论坛帖的炒作,建立粉丝群体。并在新浪、搜狐、网易、腾讯等主流门户网站和新华网、人民网、凤凰网、中新网、中国网等权威性高的新闻网站推广。
3.4建立海洋食品物流配送体系
3.4.1加强海洋食品物流基础设施建设海产品物流是海产品电子商务的重要支撑环节,没有良好的海产品物流基础设施作保证,海产品电子商务发展就会受到制约。要充分发挥好荣成市现有国家一类开放港口、临时开放港口码头、中韩陆海联运、众多国内外海运公司、青荣城际铁路、地处环黄渤海经济圈、接轨日韩的开放桥头堡的战略通道优势,变港口、交通运输等区位优势为冷链物流优势。相关行业协会和企业应整合荣成区域的冷链物流信息资源,科学规划建设物流园区,设计适合区域海洋食品的物流线路和运营模式,促进第三方物流和合作物流的发展。
3.4.2推进海洋食品物流科技进步海洋食品特别是生鲜海产品对产品的包装、保鲜运输、冷藏运输、水质和温度控制有特定的要求,时间敏感度强、运输过程要求苛刻,若没有高效优质的物流配送体系作保障,很难达成交易。要积极推广应用条型码、无线射频识别、全球定位系统、传感器技术、电子标签等新技术;积极采用新型节能环保冷藏运输工具、冷藏专用保温厢运输车辆;加快推进各类生鲜海产品原料处理、分选加工与包装、冷却冷冻、冷库贮藏、包装标识、冷藏运输、批发配送、分销零售等环节的标准化进程,建立区域性低温物流基地和中转分拨配送中心,并采用现代经营理念、管理手段和运作模式,提高冷链物流整体运行质量与效率。
3.5建立海洋食品电商人才培育体系
3.5.1加强职业技能培训,培养专业实操人才坚持“始于教育、终于教育”的原则,启动万人电商人才培训计划,开展分类分层次电子商务人员培训教育,不定期举办电商交流研讨会和沙龙活动。指导传统企业、商家和渔民积极参与职业电子商务专题培训,有针对性地学习运营、美工、推广、客服等岗位专业知识,提高实操能力和网络运营驾驭能力。
3.5.2加强校企合作,培养专业人才我国很多高校、职业学院虽然都开设了电子商务专业,有实验实训课程,但与实际应用仍然有很大距离,建立校企合作,可以安排电子商务专业学生在海洋食品企业的电子商务部实习,一方面给大学生创造了实践锻炼的机会,为大学生今后的创业发展提供了先期的实践平台;另一方面可以快速解决了企业电商人才严重不足问题,企业可以从中选择优秀学生留到本公司长期工作。
运用IIS建立虚拟目录和站点信息,运用Dream-weaver编辑网页信息和进行网页设计;数据库运行环境是Access2007。(1)安装IIS并进行相应的设置。在Win-dows2007系统中,打开Internet信息服务以及万维网服务中的asp、asp.net服务。在IIS中,设置好网站的根目录和虚拟目录,启用asp选项父路径和“将错误发送到浏览器”,以方便调试。(2)利用Dreamweaver搭建本地站点,其目的是建立本地文件与Dreamweaver的联系,以便通过Dre-amweaver来管理站点文件。由于需要连接数据库,所以需要创建的是动态站点,利用站点窗口可以对本地的文件、文件夹进行创建、复制、移动和删除等基本操作,也可以对站点进行重新规划和布局。
2海洋观测仪器管理系统的设计
2.1功能模块划分依据海洋观测仪器管理系统的需求,将系统分为用户信息、管理员信息、仪器类别、仪器详细信息、仪器借用计划以及仪器的维护5个对象。设计了5个数据实体来表示这5个对象,相关数据存储在数据库中。在确定了海洋观测仪器管理系统的整体设计思路之后,还需要进一步形成相互关联的各模块。海洋观测仪器管理系统主要包括前台和后台2个模块:前台模块主要由用户操作,后台模块由管理员操作,每个模块都包含几个子模块(见图1)。2.2数据库结构设计(1)在使用MicrosoftAccess创建数据库之前,须先确定数据库存放路径,然后确定文件名称。(2)数据库逻辑结构设计。根据系统总体设计分析可知,需要创建仪器类别、仪器详细信息、借用计划信息、仪器维护记录信息、用户信息和管理员信息等6个数据表。每个数据表都必须有主键,查询、删除操作很容易通过主键实现。需要注意的是,Adminpurview字段存储的是管理员的管理权限信息,取值范围是0、1、2、4、8。其中:0代表拥有所有权限;1代表维护仪器信息的权限;2代表维护用户档案的权限;4代表维护借用计划的权限;8代表维护仪器类别的权限。使用这几个值的原因是,它们代表的二进制数能够方便与多种权限的组合及判断。2.3海洋观测仪器管理系统总体设计用户可以在前台操作进行页面显示,包括用户登录页面、登录验证页面、注销登录页面、注册申请页面、接受注册申请页面、修改个人信息页面、修改密码页面、仪器详细信息查看页面以及仪器维护页面。管理员后台管理模块需要实现的功能比较多,可以分为主页面、登录/注销、管理员管理、仪器信息管理、用户档案管理、仪器借用计划信息管理、仪器维护信息管理等几大部分。后台主页面也是一个框架,它由主框架页、左侧页面和主页面组成。为保证海洋观测仪器管理系统的数据信息的安全性,需要进行登录验证,验证通过后才可以进入系统,所以要有登录、注销模块。对管理员的管理包括添加管理员、删除管理员、更改管理员权限、修改管理员的基本信息等。仪器信息管理部分实现的功能包括仪器类别的添加、删除和修改等。仪器详细信息管理部分、用户档案管理页面、仪器借用计划管理页面、仪器维护计划页面也均有添加、修改和删除功能。
3海洋观测仪器管理系统功能的实现
3.1管理员信息管理进入管理员登录界面,管理员需要输入用户名和密码,系统会自动将账号、密码同数据库中的记录对象进行依次比对,只有提交的用户名和密码与数据库中同一条记录中的用户名和密码完全相同时,才允许进入后台管理员管理界面。进入管理员管理界面后可以进行操作员信息的添加、修改。进行操作时需要再次验证其权限。系统的管理员拥有所有的管理权限,可以修改管理员和操作员的相关信息。3.2用户信息管理用户信息管理分为管理员管理部分和用户操作部分。只有管理员能进入后台管理部分,进行用户的添加、用户信息的修改和删除操作。管理员还可以对已经提交注册申请的新用户进行审批等操作。当管理员进入此模块时,系统首先判断当前登录的管理员是否具有管理用户信息的权限。为了保证系统中数据信息的安全性,只有超级管理员和拥有此模块权限的管理员才能进行此模块的操作。前台由用户操作管理的部分只可以修改当前用户的信息。在进入前台用户主页面后,单击“新用户注册”按钮,即可在新用户注册界面进行注册。在提交注册信息后,还需要由管理员审查、批准后才能成为注册用户。用户登录后只可以修改自己的登录密码或者基本信息。3.3仪器类别管理管理员登录后台管理系统后,可以进入仪器类别管理界面(见图2)。海洋观测仪器的类别主要分为实验室观测仪器和外海观测仪器两类。在选择仪器类别后,系统会自动生成仪器类别ID,直接点击“更新”就可以实现仪器类别的添加操作。进行修改和删除仪器的类别时,在行数据对应的操作选项中选择“修改”或“删除”后,此仪器类别信息会出现在“添加/修改仪器类别”表格内,修改名称后点击“更新”按钮,即可完成对数据库内相关数据信息的修改操作。单击“删除”按钮即可实现对应行信息的删除。3.4仪器详细信息管理仪器详细信息管理分为后台管理和前台查询两部分。在后台仪器详细信息管理界面,分页显示了所有录入过的仪器的详细信息,如图3所示。管理员可以添加仪器详细信息(见图4),也可以删除、修改仪器的详细信息。普通用户登录后只能查看相关信息,没有修改权限。3.5仪器借用计划管理在仪器借用计划管理界面,分页显示了所有的仪器借用计划(见图5)。管理员登录后可以维护借用计划,进行借用计划的审批、修改和删除。普通用户可以提交、查看借用计划,借用计划的添加如图6所示。3.6仪器维护信息管理管理员登录后可以进行仪器维护记录的添加、修改以及删除,而普通用户登录后只能进行查询。3.7系统测试与系统设计完成后要进行系统测试,以便发现问题并进行改进,使用的过程中也可以修改和完善。测试后上传到服务器并开通互联网网站,用户可以通过域名访问该网站。
4结束语
2012年5月国家工信部、发改委等5部门联合的《中长期发展规划》,要求到2015年我国海洋工程装备制造业年销售收入将达2000亿元以上。根据山东省出台的海洋工程装备制造业指导意见,到2015年要实现1500亿元的工业总产值,意味着未来山东省海洋工程装备制造业总量可占全国七成左右,从而带动新一轮海洋工程装备投资热潮。2011年1月,国务院批复《山东半岛蓝色经济区发展规划》,标志着同志对山东蓝色经济发展的指示已正式上升为国家发展战略,为山东蓝色经济带海洋经济的战略发展迎来了第一次千载难逢的历史机遇。这也是“十二五”开局之年第一个获批的国家发展战略,也是我国第一个以海洋经济为主题的区域发展战略。国家对海洋经济的高度重视,激发了半岛发展蓝色产业经济的。根据规划,山东省政府明确提出要将半岛蓝色经济区建成具有较强国际竞争力的现代海洋产业集聚区、具有世界先进水平的海洋科技教育核心区、国家海洋经济改革开放先行区和全国重要的海洋生态文明示范区。目标定为:到2015年,山东半岛蓝色经济区现代海洋产业体系基本建立,综合经济实力显著增强,海洋科技自主创新能力大幅提升,海陆生态环境质量明显改善,海洋经济对外开放格局不断完善,率先达到全面建设小康社会的总体要求;到2020年,建成海洋经济发达、产业结构优化、人与自然和谐的蓝色经济区。烟台市“十二五”规划指出,要把海洋装备制造业作为优先发展的战略方向,突破关键技术,优化产品结构,提高集成化、高端化、集聚化发展水平。到2015年,计划把烟台海洋工程装备制造能力提升到100万t,船舶产量将达到550万载重吨,海洋装备制造业主营业务收入将达到1000亿元。其主攻目标有3个:①优先发展特种船舶,突破发展冷藏集装箱船、高档游艇、公务船、LNG(液化天然气)船、远洋渔船、化学品船、大型重型运输船等产品;②大力发展海洋工程装备,发展自升式和半潜式钻井平台、浮式生产储油装置、多功能供应船、大型起重铺管船、深水系泊系统、自动调压载系统等特色优势产品;③开发高端配套产品,提高舾装件、铝板、管材等产品规模和技术水平,建设船舶中间产品生产中心和船用大宗材料加工配送中心,开发生产甲板机械、舱室设备、船用空调、通信导航和自动控制、海上油气开采装备等高附加值产品,培育发展海洋测绘、海洋物探等精密仪器设备制造业。国家、省、市对海洋工程事业的相继支持,为我国进军海洋事业,争取海洋资源创造了条件,也为烟台海洋工程产业的加速发展来带了千载难逢的机遇。烟台市各级人民政府和相关机关以及海工企事业单位一定要抓住历史赋予的机遇,推进海洋工程事业跨越式战略发展。
2烟台海洋工程产业链发展的优势与挑战
2.1良好的产业基础烟台的海洋工程兴于20世纪90年代,经过十几年的发展壮大,烟台已在海洋牧场、海洋核电、临海工程建设、海上风力发电、大型船舶建设基地、特种船舶建造、海洋石油天然气装备制造业等多个产业链条和产业区,培育了多个区域大型龙头企业。像烟台中集来福士不仅在烟台引领了400多家企业,公司凭着自身的战略性市场发展规划与积累,在国内海洋工程技术上一直处于领先地位,为半岛建设一流的海洋工程服务平台,加快发展产业集群奠定了优势基础。
2.2强大的研发能力目前烟台有中科院烟台海岸带研究所、烟台大学海洋学院、烟台海洋工程研究院、山东省水产研究所等一大批科研单位,周边有青岛从事海洋研究的科研机构中国海洋大学、中科院青岛生物能源与过程研究所、中科院海洋所等为烟台海洋工程的发展提供了强大的科技支撑。半岛地区拥有国内最早从事海洋工程研究的烟台中集船工有限公司,是国内唯一一个同时拥有半潜平台、自升平台及海工特种船舶三大系列产品线的海工企业,也是国内最大的海洋工程设计与制造企业之一,拥有一批高学历、高素质的海洋工程专业研发团队,拥有世界一流的海工建造设施,拥有大型船坞、大型起重设施以及先进的驳船下水模式,形成了海洋工程项目总装建造的独特优势。从中集来福士分离出来的国内唯一的海洋工程研究,被国家能源局授予“国家能源海洋石油钻井平台研发(实验)中心”。搭建起了世界先进的3D产品设计软件和ERP管理软件平台,通过自主开发、优化和改进,形成了特色鲜明、技术工艺领先的设计方法,中心是以船舶、海洋工程装备(平台)为主,集研发与设计为一体的综合性研发设计中心。基于多国籍的国际化研发设计团队,采用最先进的设计理念和技术成果,研发设计中心目前已具备半潜式平台、自升式平台、常规和特种船型的基础设计(含总体与性能设计及计算、结构设计与分析、系统原理设计与分析)、详细设计与施工工艺的设计能力,年设计能力多达4~6个半潜式平台或自升式钻井平台或特种船。技术能力涵盖稳性、总体强度、总体疲劳、水动力、振动及噪音、高压管路、系泊等的计算分析,总体、结构、电气、管路、舾装、空调通风等的原理、放样、施工设计。公司在多年的经营探索中储备了雄厚的技术和积累了丰富的经验,可为海洋工程服务平台的建设提供强大的研发能力。为打造半岛海洋工程产业集群,辐射多个产业链共同发展,加快海洋工程研究院建设的步伐,在烟台市政府的支持下,公司正积极与中科院力学研究所、上海交通大学、武汉大学、哈尔滨工程大学进行交流,争取以公司的海洋工程研究为合作点,实现联合共建,或是以此为依托在烟台建立李家春海洋工程院士工作站。积极争取国内海洋工程高端人才和海外归国华侨,为建设半岛海洋工程服务平台奠定坚实的基础。
2.3市场的残酷竞争2009年我国海洋生产总值已经占国内生产总值的10%,“十二五”期间预计这一比例将有望提高5个百分点达到15%。未来10年我国海洋油气产量将以20%的速度递增,海洋工程装备具有广阔的市场前景。但是也给国内的海洋工程企业带了激烈的市场竞争。在海洋工程整个产业链中,海洋装备制造业成为当先拉动蓝色经济的重要力量,主要包括钻采设备零件、海洋工程设备和油井建造,其中受益排在第一位的将是高端的海洋工程装备制造,主要包括钻井平台、浮式生产系统、工程船舶、水下工程等相关装备。目前国内外,海洋工程装备制造主要在中国、韩国、新加坡、美国、挪威等国,在国内市场,大连重工、外高桥造船、中远船务、烟台来福士在世界海工市场的竞争中都占有一席之地。来福士被中集船工收购之后,由独资企业转变成了纯国有企业,在国家的大力扶持和培育下,已成为中国最大、全球第三大半潜式海洋工程装备建造商,其制造实力处于国际一流水平。但是这并不等于烟台市的海洋工程产业在国内的竞争就处于优势,为了储备持续稳定发展的创新技术力量,国内大型海工企业都在创新思维,千方百计地提高自己的创新和应对不良风险的能力。许多企业加快了研企合作、中外合作等,提高企业的竞争能力。烟台市的企业在这些工作上相比已被落在了后面,企业的消极创新、政府的政策性鼓励欠缺都有可能在几年后使烟台市目前在海工方面具有的优势悄然褪色。近几年青岛北船重工、大连重工等在海洋工程上异军突起,建造能力连年提升,2012年大连重工在海洋石油半潜式钻进平台建设上取得了国家863计划支撑,击败了烟台市势力雄厚的中集来福士,为烟台市海工企业转变思维、重视科技创新能力、提高市场科技竞争意识敲响了警钟。南通中远船务从2012年9月到2013年8月先后不到1年的时间为墨西哥建造了“高德1号”和“高德2号”两座半潜式海洋生活平台,展现了大型海工产品应用广阔性、领域多样性,也说明海洋工程产品不一定就要应用于海洋资源的开采,可以延伸到更多的领域。海洋工程可以拓展到人类生活更多的领域,海洋工程企业有更广阔的发展空间。
3烟台海洋工程产业发展的建议
3.1以超前战略思维,建立独立的海工创新实体从中集来福士的发展历史看,发展海洋工程产业需要长期的积累和大量的实践探索,企业和政府必须要有超前的思维,尽快在企业的基础上建立独立的海工创新实体,实现实践科研一体化的海工科研机构。中集来福士的成功来源于企业一批具有30多年建造经验的国际海工人才的不懈奋斗,公司拥有的国际化海工专家队伍,对海工产业有着较为深刻的理解,对海工产业培育周期长、资金投入大等现实情况有较充分的思想准备,并抵御了国内船舶产业投资见效快、利润高、配套成熟的诱惑,坚持走海工发展的道路,在国内当时无产业基础、无经验可循的现实情况下,通过15年的艰难探索,结合国内船舶产业发展特色,率先为国内海工产业建立了一种独特的发展模式,推动了国内海工产业的快速成长。但是今天,烟台市海工企业的这一切已经不能满足当前国内外竞争的需求,必须再次发挥超前思维,立足当前国内外激烈竞争的环境,加快建立新的创新和引领动力。建设好、利用好烟台的海洋工程研究院,必将给烟台的海洋工程产业带来新的增长点。
3.2鼓励企业结合海工特点,寻求模式创新烟台市的海洋工程产业虽然在国际上占有一席之地,但是与新加坡、韩国等国外企业还是有一定的差距,所以要根据我国海工产业的特点,抓住国家产业政策调整和半岛蓝色经济区建设的机遇,鼓励企业尽快缩短与新加坡、韩国的差距,同时基于对海工行业的深刻理解,致力于企业建造模式创新的发展思路。要形成企业的独特优势,同时要紧跟国内外发展方向,加快发展深海石油钻井平台等海洋油气装备建设,加速培育专用设备制造及相关配套产业,努力打造具有较强竞争力的海洋工程装备制造产业链,同时根据企业情况实施拓展产品应用领域。
3.3依托区位优势企业,发展海工产业集群海洋工程产业是一个复杂的大型产业链条,作为海洋工程发展的新兴区域,烟台的产业聚集效应相比长三角、珠三角而言还有很大差距。烟台市应抓住拥有国内一流的大型海工建设基地,充分利用上下游产品的开发、设计、生产,推动区域产业集群建设,不仅要让中集来福士、大宇造船、杰瑞石油这样的龙头企业实现自我发展,还应通过技术外包、劳务外包、设备材料采购等多种形式,引领和带动烟台本地及周边地区许多配套企业实现快速发展。同时也要加强与国内外其他地区的大型国际公司、区域龙口企业合作,以吸引他们在烟台本地注册分公司,推动烟台海洋工程产业集群化发展,为山东及烟台经济发展做出直接贡献。
3.4鼓励企业自主创新与国际合作同步进行虽然我国海洋工程事业发展已经有了30多个年头,而且海洋工程产业在未来向国内转移的趋势不变,但是海洋工程发源于国外,特别是欧、美地区,他们仍然有着绝对的技术优势。从目前来看,整个海工装备全球化分工协作模式仍将长期持续,包括全球顶尖的海工设计公司,最知名的钻井、动力设备供应商,都来自海工产业成熟的欧、美地区。所以要想赶上欧、美企业,挤占国际市场,烟台市企业要充分认识到自主创新和加强国际合作的重要性,在逐步完善自己的创新体系的同时,主动争取与欧、美海工公司建立战略合作关系,合作进行船型设计开发,共同优化平台设备的适用性等。通过国际合作,争取利用全球海工资源,打造海工核心竞争力。
4结束语
关键词:海洋环境污染海洋灾害
海洋工程与海洋环境相互作用随着沿海经济的迅猛发展,近海海域遭到越来越严重的污染,使海域环境质量明显下降,生态环境日趋恶化,并对生物资源和人体健康产生有害影响。近海水域的污染已成为世界各国,特别是象我国这样具有相当长的海岸线和众多海湾的国家所共同关心的环境问题。海洋经济的发展还面临严酷的海洋自然环境,海洋灾害直接影响着海洋经济的发展规模、速度和效益,精确预报海洋灾害的发生、发展和应该采取何种防灾、抗灾和减灾工程措施,也成为严重关注的环境问题。为了开发海洋中的空间、矿产、渔业、能源等物质资源,需要在海上进行各类工程建设,在目前科技日益发展的情况下,工程建设的规模日益巨大,这些大规模的工程建设和海洋环境之间的相互作用也将是开发海洋中的一个应引起特别关注的重要问题。为了适应我国海洋经济的快速发展,海洋环境的日益恶化,海洋灾害的频发和海洋工程向大型化发展,近海石油气田的开发,以及海岸带开发过程中的后效问题的研究需要,针对我国重大海洋环境与保护问题开展研究是十分必要和迫切的。
在这方面,重点需要开展的研究课题大体上有三类。第一类课题是海洋环境特征对各类污染物作用的机理和规律研究,第二类课题是海洋工程设施防灾、抗灾和减灾研究,第三类课题是海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用吸防治措施与对策。
一、海洋环境特征
对各类污染物的作用机理和规律研究以海洋流体动力对各类污染物迁移、扩散、转化规律的研究为基础,考虑各种自然环境因素(浪、流、风、光、温度、湿度)、物理因素(扩散、挥发、沉降、吸附、释放)、化学因素、生物因素的作用,揭示污染物在海洋复杂条件下的运动及演变规律,并建立海洋水质预测预报模型。此外,近年来,在我国沿海海域,赤潮频发严重。因此,除了加强赤潮的监测和预报外,也应加强在建立赤潮生长机理和发展规律方面的研究工作。
此项研究应通过现场观测、物理模型实验和数学模拟研究相结合的方法来进行。由于现场观测工作耗资巨大,且受到许多客观条件的限制,所获得的数据往往有许多综合因素的共同作用,很难将其中的单因素影响分离出来,因此,往往只能用它来作为对某一水质预测预报模型进行检验其可行性和精度的一个实例。
用数学模拟方法来建立海洋水质预测预报模型是一个较为有效的方法。目前,在这方面国内外已有不少水质预测预报模型,这些水质预测预报模型大体上都基于以下几方面的模型:水流数学模型;波浪数学模型;液流相互作用模型;近海海域污染物迁移转化数学模型。
在水流数学模型研究方面,对于较大范围的海域,通常可采用深度平均的潮流教学模型,对于紊动影响不显著的海域,可不考虑湍流影响,而对于湍流效应显著的区域,如排污口近区,则应考虑湍流效应。此外,采用坐标变换,可建立一种能够考虑复杂地形和套流效应的三维潮流数学模型,这样才能够较好地重现实际海域的三维潮流特征。在较小范围的水域,水流数学模型可以以N-S方程和通用的k-(湍流模型为基础,针对水温和盐度分层流的流动特性,考虑浮力对紊动的影响,建立用于模拟同时存在温度和盐度梯度这一类密度分层流的k-(单流体数学模型。也可以基于多流体模型的基本概念,分别对两相本身的湍流输运规律以及相间相互作用规律进行模拟,建立两相湍浮力分层流的双流体数学模型。
在波浪数学模型研究方面,可应用BI—CGSTAB法求解由椭圆型缓坡方程离散得到的代数方程组,以提高求解效率。从水波发展方程出发,可导出一种用于大区域波浪变形问题的数学模型。通过引入弱非线性波色散关系,可使双曲型缓坡方程能够有效地考虑波浪的非线性效应。对高阶Boussinesq方程的进一步研究,可使方程的色激性从入水到深水都达到很高精度,并提高方程的非线性精度,可以更精确的计算较深水域波浪的非线性特征。
针对带自由表面的波浪场问题,通过把能有效模拟自由面形态的N—S方程和波能平衡方程的结合,可导出一个能考虑破波能量损失的抛物型缓坡疗程,用这个方程可模拟规则波和不规则波破碎引起的波高变化。建立沿岸流数学模型,可模拟海岸上波高变化和破碎波波高、波浪增减水和沿岸流。
在波流相互作用模型的研究方面,对于弱流情形,可采用一种考虑流影响的修正的合流缓坡模型;对于强流情形,可采用在Botssinesq方程中考虑流影响的模型。可以将辐射应力的计算公式与抛物型缓坡方程中的待求变量联系起来,建立一种辐射应力计算的新方法,用该方法可对较大区域均匀斜坡地形上的波浪辐射应力进行数值模拟。
在近海海域污染物迁移转化数学模型研究方面,基于N一S方程所建立的深度平均的二维应力一通量代数全场模型,可对非对称潮流作用下的侧向岸边排放问题过分数值模拟。以研究近海海域污染物迁移转化的三维预报系统作为目标,在分析近海环境中各种物理、化学和生物现象的基础上,针对近海海域水污染的特点,从三维湍流模型出发,在动量方程中引入表面风应力、底部切应力以及柯氏力的作用;在输运方程中引入反映物理、化学、生物等作用的源、汇项,可建立一个统一考虑物理、化学和生物等过程综合作用的近海海域污染物迁移转化的三维预报模型,它可为环境评价、水质规划、污染控制以及水域排污工程设计等提供重要的科学依据;同时对确定水域环境容量,从而制定水域环境保护策略,也具有十分重要的理论价值和应用前景。
应该指出,在海洋水质预测预报模型研究方面,数学模拟无疑是一种十分有效的手段,但不论是何种数学模型,其模型中所需的必要参数和边界条件的处理是研究水质模型的技术关键,直接影响到水质模型的科学性和预测能力。而这些必要的数据是无法从数学模型本身来取得的,有些可以通过现场观测来得到,但其中一些最基本的卷数是要通过基本机理的研究才能得到,在这方面物理模型实验研究将是一个有效的手段。
能模拟海洋动力因素的先进实验设备,现代化的量测仪器和测试系统是开展物理模型实验研究的必备条件。进一步完善PIV和LIF的浓度场、速度场同步测量系统,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结构,获得流场中水质点速度的空间分布和时间过程;并同步获得波浪及波流相互作用下浓度场的空间及时间变化过程,可用以分析定量污染物团在波浪及波流相互作用下扩散的基本特征和扩散系数。
二、海洋灾害的精确预报及海洋工程设施防灾、抗灾和减灾的研究海洋灾害主要包括风暴潮、海浪、海冰、海啸、赤潮及海岸侵蚀等。
90年代以来,我国海洋灾害所造成的损失每年达上百亿元人民币,是世界上海洋灾害最严重的国家之一。海洋工程结构的投资费用很高,一旦发生破坏,将会造成重大的人员伤亡和巨额财产损失(如1969年渤海冰推倒“海二井”平台,1989年风暴潮损失超6亿元,1991年DB29销管船在南海通台风翻沉等)。当前我国海洋能源开发与海洋空间利用的绝大部分活动是在近海和极浅海海域。为了保证在这些海域所建造的工程设施能够安全服役免遭破坏,面临的首要问题是弄清这一海域中严酷和复杂多变的环境因素。我国东临西北太平洋,每年出现的台风数目占全球的38%,其中对我国可能造成灾害的台风每年有7—8个。每当台风在我国登陆或接近我国沿海通过时,都会在沿岸局部地区产生风暴潮,形成风暴潮灾害。
在我国北方海域(渤海和北黄海),冬季由于受寒潮影响,沿岸地区每年都有结冰现象,结冰严重的年份则出现冰害。若对这些海洋灾害估计不足将会带来巨大的损失。渤海重叠冰与堆积冰的形成,不但可给结构物以强大的冰压力,而且由于冰激引起的振动作用,也会给海洋平台的使用和安全带来巨大的损害。而冰区溢油的迁移规律及预防和清理技术,至今尚未进行过深入的研究。对近岸大面积冰排和海上浮冰,在波浪、潮汐作用下都会引起海冰的断裂,断裂后冰块的尺度直接影响其对结构物的作用。在渤海海域建造的海洋平台,为了抵抗冰害,往往建成正、倒锥体的结构型式,冰排对锥体结构的冰荷载及与其的动力相互作用,也是目前尚未解决的课题。在海冰力学的研究中,除进行理论分析和数值模拟外,实验研究也是一个重要的手段。在实验研究中,模型冰可采用冻结模型冰和非冻结模型冰来进行,它们各有其优缺点,发展这两种技术是海冰力学研究中的一个课题。
我国是一个多地震的国家,海域中时有地震发生。强烈的地震将有可能是海上工程设施的主要破坏荷载。如果一旦在地震中结构物(海洋平台、钻井船、人工岛、输油及输气管道等)发生破坏,除其直接经济损失极大外,其次生灾害——火灾、环境污染等的后果也不堪设想。
近年环太平洋地区地震的频度和强度都在上升,造成重大灾害。大型海上工程在地震作用下的安全性,特别是抗震防灾的基本原理和减震技术措施需要认真研究。海域中的大型海上水工建筑物在地震作用下的响应和振动破坏机理更有待深入研究。日本阪神地震记录资料表明,地震及由此引发的巨浪共同作用对水中和岸边建筑物造成的破坏十分严重。水工建筑物的这类破坏机理,至今国内外对此都很少研究,且由于试验条件的限制,国内外对此方面的试验研究工作开展极少。这是海上水工建筑物抗震研究中的一个新领域。
以下的一些研究内容将是为解决海洋工程设施抗震措施中的关键技术所必需考虑的,如近海环境地震危险性分析,设计地震动参数和频谱特性,强震海底多维地震动及其空间分布规律,地震波传播特性及地震动输入机理;海域中大型海上水工建筑物在地震作用下,考虑周围水介质影响的结构振动破坏机理、振动控制、地震动时颇联合分析模型和输入机制、非线性动力分析和动力破坏试验;核电站海域工程建筑物抗地震性能,海洋采油平台及地下输油管线与地基土动力相互作用,码头及护岸建筑物地震稳定性;海域中水工建筑物的性能设计和地震设防标准等。
海上水工建筑物在长期运行过程中健康状况逐渐恶化,其损伤主要来自两个方面:其一是结构的老化、疲劳、超载、内部损伤(裂缝)、地基沉降变形以及环境的物理化学损伤(低温、冻融、大气侵蚀)等;其二是设计不周或设计标准偏低,施工质量差,原材料不合格,管理维护不善等。大型海上水工建筑物的损伤和事故都将对国民经济的发展造成重大的影响。
因此,发展以下的一些技术和方法将是十分重要的。如在考虑海洋环境荷载在幅值。时间及方向上的随机性所导致结构安全的不确定性情况下,对现役海洋工程结构进行健康诊断和评估剩余可靠度的理论;结构健康状态及损伤检测的新技术和新方法;结构病害治理用的新材料、新技术和新方法;海洋工程结构在多种复杂海洋环境条件下(风、浪、流、冰、地震等)的可靠度和优化理论研究,设计与建造新型抗灾工程结构;研究和设计使海洋工程结构物在设计使用期限内有足够的安全度,而在退役之后又便于拆除的各种工程措施。
为了及时掌握海洋环境的风云变幻和灾害的可能来临,发展海洋环境及灾害的预报技术是非常必要的。为此需要建立以下一些系统,如建立由近海到远海的海洋环境及灾害观测网络、预报与预警系统、沿岸防灾准备和各类应急处理系统;以主要海域和海岸带区域经济发展为背景,进行重点研究,建立数字化的海洋环境信息系统模型与结构;以及建立海岸和近海工程设施防灾减灾数字信息系统,将海岸和近海工程与网络技术人算机技术、遥感技术、地理信息系统、全球定位系统相结合,建立数学物理模型,通过多媒体技术,形象化地描述灾害成因、发生机理、传播规律、模拟灾害破坏的过程,建成智能化的防灾、抗灾和减灾决策支持系统。
三、海洋工程及海洋环境工程与海洋环境的相互作用及防治措施与对策为了充分利用海洋空间,现代海洋空间利用除传统的港口和海洋运输外,正在向海上人造城市、发电站、海洋公园、海上机场、海底隧道和海底仓储的方向发展。
人们现已在建造或设计海上生产、工作、生活用的各种大型人工岛、超大型浮式海洋结构和海底工程,估计到21世纪,可能出现能容纳10万人的海上人造城市。我国澳门和日本已经在海上建成了人工岛海上机场。为缓解紧张的陆地资源及减少城市噪音等,日本已经于99年8月在东京湾用6块380米长,60米宽的矩形漂浮钢板拼装海上漂浮机场。
由此可见,随着海洋资源与空间的开发利用,各类海上工程建筑物数量不断增多、规模日益复杂和庞大,保证这些海上工程设施的安全运行及采取海洋工程防灾减灾措施将越来越重要。海岸带和近岸海域是各种动力因素最复杂的地区,但同时又是经济活动最为发达的地区,海上工程建设如果考虑不当将会在一定程度上引发环境灾害。工程设施可能破坏原有海岸带的动态平衡,影响岸滩的冲淤变化。海上回填和疏浚会改变海岸的形态,破坏某些海洋生物赖以生存的栖息地,若对含有污染物的疏浚污泥倾抛处理不当则会造成二次污染。海上石油生产中的溢油事故将对海洋环境造成极其严重的污染。日益增多的海上退役工程设施如果不及时处理也将会逐渐成为海上障碍物以致引起公害。海洋工程抗灾减灾的任务是一方面要保证最大限度地减少自然界海洋灾害带来的报失,另一方面又要避免人为造成的海洋环境灾害。
随着人类对海洋资源的不断开发和利用,海洋环境保护与人类生产实践活动协调发展日显重要。如港口开发中的环境问题,主要内容包括:航道、港池开挖、疏浚引起的泥沙输运及其疏浚物抛放对海洋环境的影响,深水港口水工建筑物、大型人工岛、超大型浮式结构的环境和生态影响;破波带及其附近水域沿岸流对物质输运扩散规律研究;大型海岸工程、岸滩保护和整治工程引起的海域环境的变迁和海岸演变;海岸演变、防护及开发利用新概念的原则与理论,如由于工程措施所引起的海岸动力学、生态学、社会经济学及与环境关系的综合分析与协调。
随着沿海大、中型城市经济建设的快速发展,城平建设中的污水深海排放技术,感潮水域污水多点排放漂移扩散研究,天然海湾、人工湖及人工运河的水质交换能力,人工沙滩的保护措施,滩涂围垦对水域环境的影响等,都将是需要认真解决的问题。