海洋工程环境学7(14-15)kj-上海交通大学
01.海洋工程环境学 海洋环境与海洋结构物
海洋科学体系：物理海洋学、化学海洋学、生物海洋学、海洋地质学、
环境海洋学、气象学、海洋探测技术、工程海洋学等。
26
0.1 海洋环境因素分析-化学性质
• 海水是一种非常复杂的多组 分水溶液，其主要组成见图 1.主要成份 阳离子Na，K，Ca，Mg和Sr， 阴离子Cl，SO4，Br，CO3，F， 分子形式H3BO3，占海水盐分 的99.9% 2.其它成分
10
2
0.1 海洋环境因素分析 – 地理条件
南大洋 太平洋、大西洋和印度洋靠近南极洲的那一片水域，
在海洋学上具有特殊意义。它具有自成体系的环流系统 和独特的水团结构，既是世界大洋底层水团的主要形成 区，又对大洋环流起着重要作用。因此，从海洋学（而 不是从地理学）的角度，一般把三大洋在南极洲附近连 成一片的水域称为南大洋或南极海域。联合国教科文组 织（UNESCO） 下属的政府间海洋学委员会（IOC）在 1970年的会议上，将南大洋定义为：“ 从南极大陆到南 纬40°为止的海域，或从南极大陆起，到亚热带辐合线 明显时的连续海域。”
23
0.1 海洋环境因素分析
中国近海
• 东海：东海位于浙江、福建之东，台湾和
琉球之西。它是我国近海面积较大和大陆
架较宽的一个海。它略至扇形，扇面撒向 太平洋，南北长700 n mile，总面积77万多 平方公里。平均水深349m。流入东海的河 流主要有长江、钱塘江、闽江等。
24
0.1 海洋环境因素分析
盐度
动态平衡
27
0.1 海洋环境因素分析-物理性质
• 海水的物理性质 1. 密度 2. 温度 3. 粘性 4. 压力 5. 颜色 6. 透明度
28
海洋开发领域
• 海洋生物资源开发 • 海洋油气开发 • 海洋矿产开发 • 海洋能源 • 海洋空间利用 • 海洋观测，通讯等
海洋工程环境学14
波 浪 力
G
z
,
kd
ch
kd 1 ch kd
z
zz d
11
3
• Morison方程
作
用 在 小
fx
1 2
Cd Au
u
Cmu
尺
度
式中：u 波浪诱导水质点水平速度分量，
构 件
u 波浪诱导水质点 水平加速度分量。
上 旳
A D 1 为单位长圆柱迎流面积。
波 浪
D2 1 为单位尺度圆柱排
力
坐标系：xoz: ox 在静止水面，沿流方向； oz 垂直静止水面对上。
？ 求解问题：水流作用在单位长度圆柱上旳水平力和横向力
3
3. 作用在小尺度构件上旳波浪力
• 水平力：
fx
1 2
Cd DVx2
式中：D为桩柱直径，Vx为流速，Cd为相当于迎流面积旳阻
力系数， 为水密度。
阻力系数：
Cd
f
Re
相对粗糙度
和Keulegan-Carpenter
数 旳函数。.
K k/D
波 浪
Sarpkaya 对于有关旳水动力系数提供了试验
力
成果，可供设 计中使用。
21
3 作 用 在 小 尺 度 构 件 上 旳 波 浪 力
D2 T
22
3
作
用
在
小
尺
度
构
件
上
旳
波
浪 力
Re, K : Cl 0.2
23
3
6
3. 作用在小尺度构件上旳波浪力
7
3. 作用在小尺度构件上旳波浪力
1. Phillips 5. Gerrard 9. McGregor 13. Jordan et al. 17. Goldman
海洋工程环境学6(14-15)kj-上海交通大学
静止的海洋，重力处处与海面垂直。
静态的海洋表面是一个等势面
海流运动方程
2.压强梯度力、海洋压力场
等压面：海洋中压强相等的点组成的面 坐标原点取在海面，z轴向上为正，海面下-z深度上的压 力： p = -ρg z 流体静力学方程： dp = -ρg dz 正压力场 斜压场
浅海风海流体积运输：在x与y方向上都存在，其运输方 向偏离风矢量的角度<90°，且水深越浅，偏角越小。
风海流
6.上升流与下降流
风海流的体积运输 海水的辐聚 偿流 海水的垂向运动 海水堆积 补
第五节
大洋环流
大洋环流
大洋环流：指在海面风力和热盐效应等作用下，海水从 某海域向另一海域流动而形成的首尾相连的独立循环系 统或流涡。 海洋环流的时空连续变化，保证了大洋的各种水文、化 学要素及热盐状况的长期相对稳定。
海气相互作用通过大气和海洋混合层间热量、动量和质量的直接交换 而奏效
研究海气相互作用及设计海气耦合模式的时候都必须考虑海洋混合层
海气相互作用和厄尔尼诺现象 三、 ENSO及其对大气环流的影响
1、 ENSO事件(ENSO = El NiNo + Southern Oscillation)
El NiNo：一般指每年圣诞节前后（西班牙语为圣婴），沿厄瓜多尔 和秘鲁沿岸，出现一弱的暖洋流，代替了通常对应的冷水。不过， 近来已倾向于指一种更大尺度的海洋异常现象，它不是每年而是3～ 7年发生一次。造成整个赤道东太平洋表现出振幅达几摄氏度的增暖 。另外，与赤道海表水温的这种变化相联系，海洋和大气环流也发 生很大的异常。 南方涛动（SO）：用以描述热带东太平洋地区与热带印度洋地区气 压场反相变化的跷跷板现象。通常使用达尔文岛与塔希提（Tahiti ）岛之间的气压差表示南方涛动指数（SOI）。
课程名称助教额度相关教师-上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院
船舶与海洋工程结构设计课程设计 船舶与海洋工程自主创新实验 船舶与海洋工程自主创新实验 船舶与海洋工程自主创新实验 船舶原理（1－静力学与阻力） 船舶原理（1－静力学与阻力） 船舶原理与结构 大型工程软件应用 道路工程 防灾工程学导论 钢结构设计 高性能船理论 工程地质
工程经济学（E类） 工程经济学（E类） 工程力学 工程力学（1-理论力学部分） 工程力学实验（1） 工程流体力学（A类） 工程流体力学（A类） 工程流体力学（A类） 工程流体力学（A类） 工程流体力学（A类） 工程项目管理 管理信息系统 国际物流地理 海洋工程环境学 海洋平台设计原理 海洋油气集输 混凝土结构课程设计 混凝土结构原理 基坑工程课程设计 集装箱与国际多式联运
1 0.5 1 1.5 1 1.5 1.5 1.5 1.5 0.5 0.5 0.5 0.5 2 2 0.5 0.5 0.5 1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
马宏旺 李四平 洪嘉振 刘锦阳 刘铸永 吴勇军 于洪洁 陈龙祥 蔡国平 王本龙 段滨 段滨 范文兵 杜春宇,刘士兴,秦丹尼,宣湟 黄建云,张健 王浩娱 卢琦 陈锦剑,叶冠林,张璐璐 吴凡,刘宁 王春江 易宏 刘筠乔,孙仁 刘小凯 谢驰 刘旌扬
0.5 0.5 1 0.5 1.5 0.5 0.5 0.5 1 1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1.5 0.5 0.5
倪安宁,徐峰 胡昊,史健勇 李红云 张景新 张卫刚、余征跃、但文蛟、孙峰、沈勇 刘筠乔 薛雷平,宫兆新 龚晓波 唐科范 胡文蓉 胡昊,吴凡 孙健 金建钢 曾一非 何炎平,丁金鸿 徐雪松 姜静,何军 宋晓冰 陈锦剑,叶冠林 卢春霞 张会波 范文兵,刘小凯,赵冬梅 吕爱民,张健,蔡军,刘杰 马文军,王林,张清,吴建 兰丽 刘士兴 陆林军 程斌
04.海洋工程环境学 海洋环境因素分析计算
《海洋工程环境学》
Environmental Mechanics of Ocean Engineering
1. 海洋环境因素分析计算
1.5 设计波
• 海洋结构物设计寿命记作 TL(年)，一般为10，20，30年不等。 • 海洋结构物一生遭遇的极端海况的重现周期记作 TC (年)，规
范规定。 • 在海洋结构物设计中将这个Tc年一遇的波称作设计波。 • 问题是：如何根据海洋结构物工作海域的波浪长期分布资料
331
3603
911
8552
4
7858
28 8 4
5848
60 5
2844
14 4
1123
50 5
353
22 6 1
2
171
13 1 2
1
52
83
1
37
41
10 2
13
27
532
1 4 21
25
212
31
1
4 1 1 19
10
22
6
22
6
1321
7
2 1 13
7
21
1
4
12
3
1
1
1
1
236 52 20 7 6 5 11 5 2 5 1 1 30561
1.4 海浪统计特征的长期分布律
Y lg ln 1 P HS
1.5 y = 0.9184x + 0.0911 R2 = 0.98
1.0
0.5
0.0
-1.5
-1.0
-0.5
0.0
0.5
1.0
1.5
-0.5
X lg HS H0
南京市六校联合体2024-2025学年高三上学期10月联合调研生物试题(含答案)
2024-2025学年第一学期六校联合体10月联合调研高三生物一、单选题：共15题，每题2分，共30分。
每题只有一个选项最符合题意。
1.下列有关生物体内元素和化合物的叙述正确的是A.橄榄油中的不饱和脂肪酸熔点较高，不易凝固B.静脉注射时，用0.9%的NaCl溶液溶解药物，目的是为机体补充钠盐C.人的遗传物质彻底水解后可得到6种小分子D.鸡蛋的卵清蛋白中N元素的质量分数高于C元素2.下列关于细胞结构和功能的叙述正确的是A.硝化细菌和发菜均无叶绿体，都能进行光合作用B.哺乳动物成熟的红细胞质膜中的脂质有磷脂和胆固醇C.肺炎支原体、烟草花叶病毒均无细胞结构，遗传物质都是RNAD.醋酸菌和酵母菌均无细胞核，都是原核生物3.图1表示基因型为AaX B Y的果蝇（2n＝8）的正常精原细胞（仅显示部分染色体），图2表示图1精原细胞分裂过程中同源染色体对数的变化。
图3表示精原细胞在分裂过程中一段时期内某种物质或结构的数量变化，变化顺序为C→D→E。
下列叙述错误的是A.图1细胞中含有两个染色体组，图2中的③④段含有四个染色体组B.图2中⑥⑦段可能发生A与a互换，⑧⑨段可能发生A与a的分离C.若图3中a代表4条染色体，则该细胞在CD段不能形成四分体D.若图3中a代表8条染色单体，则DE段变化可对应图2中的⑦⑧段4.如图在肺炎链球菌R型菌转化为S型菌的过程中，相关叙述正确的是A.加热导致S型菌的DNA氢键被破坏，因而断裂为多个较短的DNA片段B.肺炎链球菌体内转化实验发现，加热致死的S型菌的DNA使R型活菌发生了转化C.加入S型菌的DNA和R型活菌的培养基中，一段时间后只存在表面光滑的菌落D.S型菌中的cap S进入R型菌，使R型活菌转化为S型活菌，属于基因重组5.某二倍体动物的性别决定方式为ZW型，雌雄个体数量比例为1∶1。
该动物种群处于遗传平衡状态，雌性个体中有1/10患甲病(由Z染色体上h基因决定)。
下列叙述正确的是A.该种群h基因的频率是10%B.该种群中全部个体含有的H、h基因构成该种群的基因库C.只考虑H、h基因，种群繁殖一代后基因型共有6种D.若某病毒使该种群患甲病雄性个体减少10%，则H基因频率不变，种群无进化6.某同学足球比赛时汗流浃背，赛后适量饮水并充分休息。
2022年上海海洋大学环境科学与工程专业《环境监测》科目期末试卷A(有答案)
2022年上海海洋大学环境科学与工程专业《环境监测》科目期末试卷A（有答案）一、填空题1、在标准状态下，二氧化硫（分子量为64）的浓度为40mg/Nm3，也即是______ppm。
2、汞及其化合物属于剧毒物质，主要来源于金属冶炼、仪器仪表制造、颜料、塑料、食盐电解及军工等废水。
天然水中汞含量一般不超过0.1μg/L；我国饮用水标准限值为______μg/L。
3、指示植物是指受到______的作用后，能较敏感和快速地产生明显反应的植物。
4、在车间内测量某机器的噪声，机器运转时声压级为95dB，关掉机器后的车间本底噪声83dB，则机器发出的噪声级为______。
5、水环境遥感监测可以直接遥感监测的指标包括水面积、叶绿素a、悬浮物、有色溶解有机物、______、______。
6、______是指从众多有毒污染物中通过数学优先筛选出来的潜在危害性大、在环境中出现频率高的污染物。
7、土壤混合样的采集方法主要有四种，即对角线布点法、棋盘式布点法、______和______。
8、将14.1500修约到只保留一位小数______。
二、判断题9、用测烟望远镜法观测烟气林格曼黑度时，连续观测的时间不少于30 分钟。
（）10、一次污染物是指直接从各种污染源排放到大气中的有害物质。
而二次污染物是一次污染物在大气中经转化后形成的物质，因此二次污染物的毒性要比一次污染物的毒性小。
（）11、采集空气样品时只能用直接取样法而不能用浓缩取样法。
（）12、氰化物主要来源于生活污水。
（）13、GC-MS选择固定相除了与气相色谱相同的要求之外，要着重考虑高温时固定液的流失问题。
（）14、环境样品预处理目的：使欲测组分达到测定方法和仪器要求的形态、浓度，消除共存组分的干扰。
（）15、核辐射损伤能产生远期效应、躯体效应和遗传效应。
（）16、工业废水应在企业车间的排放口采样。
（）17、空白实验值的大小只反映实验用水质量的优劣。
（）18、平行实验中，测量结果的精密度常用变异系数衡量。
上海市教委高校第五期海洋环境工程重点学科(精)
上海市教委高校第五期海洋环境工程重点学科开放基金课题申请指南上海市教委高校第五期海洋环境工程重点学科设两个研究方向，海洋环境动力学和海洋环境修复工程。
重点研究海洋水文、海洋动力、生态群落、污染物的迁移与转化、受损海域的环境修复技术等。
具体研究内容如下：1）海洋环境动力学研究区域海洋动力机制及环境效应，海洋动力与海洋生态数学模型等，特别是通过对区域的潮汐、波浪、泥沙、台风等动力过程的研究，探讨在各种不利因素共同作用下耦合的灾害性强海洋动力过程，并研究它们相互耦合的物理本质，从而揭示海洋动力机制与环境效应，为区域经济发展在面临重大灾害时提供决策服务。
2）海洋环境修复工程研究海洋工程对生物的影响，海洋生物栖息地受损的修复，生物资源增殖与养护，海洋污染防治对策等，从而实现保护和持续开发海洋的目的。
1 开放基金研究方向设置1）长江口重大工程对长江口水动力及其生物的影响。
2）长江口污染物质的存在形式、分布及其迁移转化规律。
3）长江口风暴潮灾害。
4）长江口沉积物中有机污染及重金属污染。
5）抗生素在底泥介质中的吸附行为6）长江口生物资源的利用与保护。
2开放课题的资助对象开放基金主要资助对象为具有中级及以上技术职称或具有博士学位，在科研单位或高等院校从事科研工作的人员。
3 资助额度重点项目资助经费3~5万元，一般项目资助经费2~3万。
4 资助方式由申请人根据自己研究的方向，提出书面申请。
5 开放课题申请程序及申报时间（1）申请人根据本学科开放课题基金资助的领域，填写上海市教委高校第五期海洋环境工程重点学科开放基金课题申请表，一式叁份。
经所在单位主管领导签署意见并加盖公章后，向本学科提出申请。
（2）开放课题按“公正合理、择优支持”的原则，由本学科组织有关专家对提交的申请进行评审，并确定资助项目和经费。
批准立项的课题将通过上网等形式通知获得资助的申请人。
（3）开放课题申请表格式参见上海海洋大学青年基金项目申请书(新版)，可以从上海海洋大学科技处下载。
03.海洋工程环境学 海洋环境因素分析
0.1 海洋环境因素分析
没有其它资料时，可近似认为 浪级≈风级-1
12
9
0.1 海洋环境因素分析
13
9
1.2 波浪运动的统计特征
波浪运动的随机性
• 右图是根据从两架飞机
上拍摄的海面立体照片
而绘制的两张海面等高
线实例。可以看出，波
浪的特征在时间、空间
的变化都非常复杂的。
• 上述两张图是从连续拍 摄的照片中选出的等高
15
1.2 波浪运动的统计特征 单个波浪的特征描述
波高 H： 波峰到相邻部分波谷的垂直空间距离；
过零周期 Tz： 上过零点到相邻上过零点的水平时间距离；
波面瞬时升高 (t)： 在时间轴上 t 时刻的波面垂直空间距离；
波向：波浪传播运动的主方向。
16
1.2 波浪运动的统计特征
• 采样：
波高 H 和周期 TZ： Hi ;TZi
2Hrms ,
Hrms p HS 0.38, P HS 0.86
36
1.4 波高的概率特征
6) 最大波高（累计率波高）
1 P H1 N
exp
H1 N H rms
2
1 N
H1 N
LnN H rms
1 2 lnN H S
PH
H 0
pH
dH
1
exp
H H rms
2
30
1.4 波高的概率特征
3. 特征波高 利用平稳的各态历经的随机过程的概率密度函数可以确定 各种特征波高。 1) 零波高
05.海洋工程环境学 海洋结构物种类
“P-36”号半潜平台
1
“P-36”号半潜平台
1
“P-36”号半潜平台
①事故主要是由于安装在右舷尾部立柱内第四层甲板处 的应急排放罐超压爆炸。当时进入应急排放罐维修状态， 为安全起见罐的排气孔已被关闭，油水进人罐体后，压力 持续增高，造成超压爆炸。
②爆炸造成应急罐周围设备损坏，海水管线破损，海水 进人立柱第四层甲板空间，同时，应急排放罐爆炸后大量 天然气逸出进入立柱体内。
0.2 FPSO
0.2 钻进船
0.2 钻进船
历史上的重大海洋结构物事故
时间
地点
平台类型
遇难 事故原因
1969年2月 1979年11月 1980年3月
1982年2月 1983年10月 1988年7月 2001年3月 2010年4月
渤海
“渤海2号”导管架平台 0
渤海
“渤海2号”自升式平台 72
海洋工程环境学
DYNAMICS OF OCEAN ENVIRONMENT
0.2 海洋结构物种类
防波堤
海岸结构物 海洋平台 水面船舶
海堤 护岸 丁字坝 突堤
深潜器
防0.2波海堤洋结构物
防波堤为阻断波浪的冲击力、围护港池、维持水面平稳以保护港 口免受坏天气影响、以便船舶安全停泊和作业而修建的水中建筑 物。防波堤还可起到防止港池淤积和波浪冲蚀岸线的作用。
墨西哥湾 “基兰”号半潜平台
123
纽芬兰海 “OceanRanger”半潜平台 84
莺歌海 “爪哇海”号钻井船
81
北海
“Piper alpha”导管架平台 167
巴西
“P-36” 半潜式平台
10
墨西哥湾 “深水地平线”半潜式平 11 台
海洋工程环境学01
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海洋与土木工程学院24
1.3.5 分类-按波浪破碎与否
破碎波，未破碎波和破后波
此外根据波浪运动的运动学和动力学处 理方法，还可以把波浪分为微小振幅波(线 性波)和有限振幅波(非线性波)两大类。。
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1.3.3 分类-按波浪传播海域水深
深水波 : h/L≥0.5 有限水深波 0.5＞h/L＞0.05。 浅水波 h/L≤0.05
其中h为水深，L为波长,
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轮等等
海洋与土木工程学院19
记录，分析，总结，整理的工具，讨论并解释知识，有图片的，没图片的， 硬皮的，软装订的，有护封的，没护封的，有前言，简介，目录，索引， 用于人类大脑的启示，理解，改进，加强和教育，通过视觉实现，有时也 用触觉
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海洋与土木工Pa程ge学20院20
1.3.4 分类-按波浪运动形态
涌浪是在风停以后或风速风向突然变化，在原来的海区
涌 浪 内剩余的波浪，还有从别的海区传来的海浪。涌浪的外
形圆滑规则，排列整齐，周期比较长；
近岸浪
风浪和涌浪传到海岸边的浅水地区变成近岸浪。在水 深是波长的一半时，海浪发生触底，波谷展宽变平， 波峰发生倒卷破碎。
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7
海洋与土木工程学院7
Life History of Ocean Waves
海洋工程环境学
1.3 波浪运动的能量分布特征
线性变换系统的用途： • 已知海浪谱SX 和船或结构物某性能的频率响应函数H， 可以确定船或结构物某性能的能量谱密度函数 Y. 能量谱密度函数S 能量谱密度函数 • 已知船或结构物某性能的能量谱密度函数SY和海浪谱SX ， 可以确定船或结构物某性能的频率响应函数 频率响应函数H. 频率响应函数 • 已知船或结构物某性能的能量谱密度函数SY及其某性能的 频率响应函数H，可 以确定海浪能量谱密度函数 X. 海浪能量谱密度函数S 海浪能量谱密度函数
1.3 波浪运动的能量分布特征
• 平均过零周期：平均过零周期由随机过程通过零水平次 数的期望值确定。即单位时间过水平的平均次数
+∞ 1 & & & Nα = ∫ η ( t ) p α ,η ( t ) dη = π −∞ ∫ ω S (ω ) dω −α 2 0 exp ∞ ∞ ∫ S (ω ) d ω 2 ∫ S (ω ) d ω 0 0
A2 ( t , ω n + ∆ω )
该能量在整个测量周期的平均值为
1 lim ∫ A2 ( t , ω n + ∆ω )dt T →∞ T 0
该能量关于频率区间的平均值被称之为能量谱密度函数 能量谱密度函数： 能量谱密度函数 50
T
1.3 波浪运动的能量分布特征
T 1 1 2 S (ω ) = lim lim T →∞ ∫ A ( t , ω n + ∆ω )dt ∆ω →0 ∆ω T 0
50
1.3 波浪运动的能量分布特征
非平稳过程 (宽带)
平稳过程 (窄带)
单频过程 (线谱)
02海洋工程环境学第四章风载荷
0.2 海洋环境因素分析
按世界气象组织的标准可划分为四类： 热带低压(中心最大风速10.8—17.1米／秒，相当于6—7级风) 热带风暴(中心最大风速17.2—24.4米／秒，相当于8—9级风) 强热带风暴(中心最大风速24.5—32.6米／秒，相当于10一11级风) 台风(中心最大风速＞32.7米／秒以上，相当于12级风以上)。
0.2 海洋环境因素分析
热带气旋在我国又称台风，在美洲通常称飓风。它是发生在热带海洋上的具有很大破坏性的低压涡旋。 影响我国海域的台风发源地主要有两个区域：一个在菲律宾以东、关岛以西洋面；另一个在南海中部海域。 全球每年平均大约有80个热带气旋发生，其中半数以上可以发展成台风，台风集中发生在西北太平洋、孟加拉湾、东北太平洋、西北大西洋、阿拉伯海、南印度洋、西南太平洋和澳大利亚西北海域等8个地区。西太平洋是全球热带气旋发生最多的地区，约占全球总数的三分之一。热带气旋的多发地带集中在5°～10°纬度带内，而南北半球纬度5°以内几乎没有热带气旋发生。
有关生活： 3.跑道上逆时针跑行 人们总喜欢沿逆时针方向。 A逆时针方向跑，地转偏向力向外，身体倾斜产生一个向内的向心力，二力方向相反，更易平衡，过弯道不易跌倒。 B顺时针方向跑，地转偏向力和身体倾斜产生一个向内的向心力方向相同，不易平衡，过弯道处易跌倒。 人类的发源地都在北半球，人们长期受地转偏向力的影响形成了这一习惯，所以哪怕到了南半球，人们还是习惯于这样的行为。
0.2 海洋环境因素分析
风速影响因素：气压梯度力、地转偏向力，离心力和摩擦力的综合作用。 大气压强：大气在重力作用下产生的对地面的大气压力。 （1）地球各处的大气压力不同，形成大气压强场（气压场） （2）定义：单位面积上从某高度到大气上界的垂直空气柱的重量，1Pa=1N/m2 （3）一个标准大气压：温度为0度时，位于纬度45的海平面的气压，该值为1013.25hPa，或760mm汞柱。 （4）气压影响因素：纬度、温度、高度等。
海洋工程环境学论文
大连理工大学海洋工程环境学论文学生：宋子杰学号： 201241013班级：运船1201院（系）：运载工程与力学学部专业：船舶与海洋工程2014 年 11 月 6日波浪摘要：波浪是海洋中最常见的现象之一，是船舶和海洋工程最重要的环境动力因素。
本文旨在从波浪分类剖析波浪的性质。
关键词：波浪，分类，性质。
正文：波浪的分类大致有以下五种分类方式：一、按波浪所受干扰力和周期分类：a)毛细波：所受干扰力为风，周期为0～0.1s。
b)超短重力波：所受干扰力为风，周期为0.1～1s。
c)重力波：所受干扰力为风，周期为1～30s，一般海浪皆为重力波。
重力波又可划分为风浪，涌浪，近岸浪。
i.风浪：风浪是在风直接作用下生成的海水波动现象。
风越大，浪越高，波浪的高度差不多和风的速度成正比，但风浪瞬息万变，波面粗糙，周期比较短。
ii.涌浪：涌浪是在风停以后或风速风向突然变化，在原来的海区内剩余的波浪，还有从别的海区传来的海浪。
涌浪的外形圆滑规则，排列整齐，周期比较长。
iii.近岸浪：风浪和涌浪传到海岸边的浅水地区变成近岸浪。
在水深是波长的一半时，海浪发生触底，波谷展宽变平，波峰发生倒卷破碎。
d)亚重力波：所受干扰力为风及海浪，表现形式为涌浪，周期为30s～5min。
e)长周期波：所受干扰力为风暴及地震，周期为5min～24h。
f)一般潮波：所受干扰力为日和月的引潮力，周期为12～24h。
g)变形潮波：所受干扰力为风暴、日和月的引潮力，周期大于24h。
二、按波浪形态分类：规则波；不规则波三、按波浪传播海域水深分类：a)深水波：h/L≥0.5；b)有限水深波：0.5>h/L>0.05;c)浅水波：h/L≤0.05。
四、按波浪运动形态分类：震荡波；推移波五、按波浪破碎与否分类：a)破碎波：i.“崩波”型破碎波：波陡较大的波浪在海底平缓的地段形成的，消能缓慢。
ii. “卷波”型破碎波iii.“激散波”型破碎波：波陡较小的波浪在海底坡度较大的地段形成的，消能迅速。
2022年中国海洋大学环境科学专业《环境监测》科目期末试卷B(有答案)
2022年中国海洋大学环境科学专业《环境监测》科目期末试卷B（有答案）一、填空题1、粒子状态污染物是分散在大气中的微小颗粒和固体颗粒。
通常根据颗粒物在重力作用下的沉降性能将其分为______和______。
粒径大于______μm的颗粒物能较快沉降到地面上的称为______，粒径小于______μm的颗粒物称为______。
2、______指数常被作为反映地表水受有机物和还原性无机物污染程度的综合指标。
3、指示植物是指受到______的作用后，能较敏感和快速地产生明显反应的植物。
4、检测数据除了要准确、精密外，还要具有：______、______和______。
5、大气环境遥感监测的主要内容包括______、______、______。
6、______是指从众多有毒污染物中通过数学优先筛选出来的潜在危害性大、在环境中出现频率高的污染物。
7、土壤是由______、______、______三相物质构成的复杂体系。
8、校准曲线包括______和______。
二、判断题9、对大气固定污染源进行监测时要求生产设备处于正常运转状态下。
（）10、用林格曼图鉴定烟气的黑度取决于观察者的判断力。
（）11、采集空气样品时只能用直接取样法而不能用浓缩取样法。
（）12、保存水样的目的只是减缓生物作用。
（）13、使用高氯酸消解时，可直接向有机物的热溶液中加入高氯酸，但须小心。
（）14、环境样品预处理目的：使欲测组分达到测定方法和仪器要求的形态、浓度，消除共存组分的干扰。
（）15、受污染河流的多污带中溶解氧含量很低，但其氧化还原电位却较高。
（）16、有些动物能听到超声或次声。
（）17、实验室之间的误差一般应该是系统误差。
（）18、监测样品浓度低于监测分析方法的最低检出限时，则该监测数据以1/2最低检出限的数值记录并参加平均值统计计算。
（）三、选择题19、用溶液吸收法测定大气中SO2，采用的吸收剂是（），吸收反应类型属于（）。
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海冰概述
渤海和黄海北部海冰分布的卫星图片
5.冰情划分
用于比较和反映海上结冰的轻重及影响程度
一般指结冰范围、海冰厚度、海冰类型及其分布等. 根据我国海区的结冰特点，我国依据冰区范围和海冰厚 度将海域冰情划分为五个等级。 1. 2. 3. 4. 5. 轻冰年 偏轻年 常年 偏重年 重冰年
我国冰情等级(按冰区范围与冰厚cm)
海冰物理力学特性
若干实验结果
1.抗压强度σc: 影响因素： • 海冰类型 • 温度 • 盐度 • 密度 • 加载速率 • 加载方向等
海冰物理力学特性
加载率对抗压强度的影响很大
低加载率时，海冰抗压强度随加载率的增大而增大，呈
现韧性破坏。
加载速率增加到一定值和强度达到最大值后，随加载率
的增大而海冰强度在减小，这时的海冰呈现脆性破坏。
辽东湾(海里) 渤海湾(海里) 轻冰年 <35 <5 莱州湾(海里) <5 黄海北部(海里) <10
偏轻年
常年 偏重年 重冰年
35-65
65-90 90-125 >125
5-15
15-35 35-65 >65
5-15
15-25 25-35 >35
10-15
15-25 25-30 >30
辽东湾 辽东湾 渤海湾 渤海湾 莱州湾 莱州湾 黄海北部 黄海北部 一般 轻冰年 偏轻年 常年 偏重年 重冰年 <15 15-25 25-40 40-50 >50 最大 30 45 60 70 100 一般 <10 10-20 20-30 30-40 >40 最大 20 35 50 60 80 一般 <10 10-15 15-25 25-35 >35 最大 20 30 45 50 70 一般 <10 10-20 20-30 30-40 >40 最大 20 35 50 65 80
海冰的形成过程
1.海冰的盐度与密度
取决于海水盐度、结冰速度等 结冰过程是其中的纯水结成冰晶，而将所含盐分排析出， 未来得及排出部分则形成盐水泡，还含有气体。 盐分离析需花费更多热量 海冰的盐度随冰厚增加而减小，冰龄越长，冻结得越厚 则冰层中的平均盐度越低。密度越小。
海冰的形成过程 3.冰点、最大密度温度与含盐量
海冰概述
1.南极和北极
北极：终年被海冰覆盖，覆冰面积3～4月最大，约占北半 球面积的5%；8～9月最小。多年冰的厚度一般为3～4m。
南极：世界上最大的天然冰库，周围海域终年被冰覆盖， 9月达（18～20）×106km2，3～4月为（2～4）×106km2。
2.海冰灾害
指海洋中出现的严重冰封，对海上交通运输、生产作业、 海上设施及海岸工程等所造成的灾害。
FH =I Kσc D H I：嵌入系数； K：接触系数； D：桩柱直径或与海冰接
触的宽度
海冰作用力
前苏联Korzhavin提出的单层冰挤压破坏冰力计算公式： FH =I m Kσc D H I：局部挤压系数，（=2.5，若冰排宽度>15D）； M：形状系数，分别取值0.86(方柱)和1.0(圆柱)； K：接触系数，取值0.45~0.7。
海冰的形成过程
按运动形态划分
固定冰：与海岸、岛屿或海
底冻结在一起的冰。随潮汐 涨落作升降运动。
流(浮)冰：不与岸域冰结，
自由浮在海面上，随风、流 等漂移。
海冰的形成过程
按外形划分
平整冰 重叠冰 堆积冰 冰丘 冰山
第三节
海冰物理力学特性
海冰物理力学特性
海冰物理力学特性包括冰的晶体 结构、厚度、含盐度、抗压强度、 抗弯强度等 有明显的区域性 作用在结构物上的冰压力主要取 决于海冰自身的强度极限 海冰的破坏强度=海冰作用在结构 的最大静冰力
海水的冰点与最大密度温度是盐度的函数，与含盐量成 反比关系。
海冰的形成过程
4.海冰类型
按结冰过程的发展阶段：
初生冰：最初形成的海冰，针状或薄片状的细小冰晶；大量冰晶凝结， 聚集形成粘糊状或海绵状冰。 尼罗冰：初生冰继续增长，冻结成厚度10cm左右有弹性的薄冰层，易弯 曲，易被折碎成长方形冰块。 饼状冰：破碎的薄冰片，外力作用下互相碰撞、挤压，边缘上升，形成 直径30cm~3m，厚度10cm左右的圆形冰盘。 初期冰：由尼罗冰或冰饼直接冻结形成，厚约10～30cm的冰层。多呈灰 白色。 一年冰：由初期冰发展而成的厚冰，厚度30cm~3m。时间不超过一个冬 季。 老年冰：至少经过一个夏季而未融化的冰，表面比一年冰平滑。
2.
3.
4.
限抗压强度小于结构物的应力而被破坏。 海冰弯曲破坏：当海冰沿结构物的倾斜面作用时，海冰 抗弯强度小而受弯破坏。 海冰屈曲破坏：当厚度较小的薄冰与结构物发生挤压时， 海冰丧失稳定性而被破坏。 剪切破坏、劈裂破坏、剥落破坏、蠕变破坏
海冰作用力
2.直立桩柱上的海冰作用力
海冰的水平挤压力FH：风或海流等作用下的危险受 力，对平台的直接作用最大。
桩柱截面形状 半圆形 450(夹角为2α) 形状系数m 0.9 0.6
600
750
900
1200
1800 1.0
0.65 0.69 0.73 0.81
海冰作用力
4.海冰对锥形结构物的作用力
海冰作用于倾斜结构时，冰排将沿斜面上移而弯曲， 海冰将以受弯形式先发生破坏。
在海冰作用区采用锥形形式有利于减小海冰作用力
4.弹性模量E: 是温度、盐度等的函数. • 随温度降低而增大，随盐水体积的增大而减小。 • E =0.8～2.6 GPa(压缩)， E =0.2～0.8 GPa(弯曲) 。 • Vaudrey经验公式： E=5.32(1-0.077 VB1/2)
第四节
海冰作用力
海冰作用力
1.海冰的破坏形式 1. 海冰挤压破坏：当海冰垂直作用于桩柱时，因海冰的极
6.我国海冰特点
一年冰
有初冰期、盛冰期、终冰期三个时期
海区 辽东湾北部 渤海湾北部 莱州湾 黄海北部 初冰期 11月中旬 11月下旬 12月上、中旬 12月上旬 终冰期 冰期(月) 冰区范围(n mile) 3月底 3月中旬 3月中旬 3月中旬 4 3 3 3 10~30 5~20 3~15 10 冰厚(cm) 15~40 最大100 20~40 10~30 10~30
7.渤海海冰灾害
1968~1969年冬季，渤海发生特大冰封，损失巨大。“海 二井”石油平台被摧毁，“海一井”平台支座拉筋全部 被海冰割断。
1977年2月，“海七井”烽火台在渤海湾被海冰推倒。
8.加强海冰研究的重要性
对于结冰区的海岸和近海工程，海冰作用力是结构物设 计的控制载荷之一。
海冰作用力大小不仅取决于结构物的尺度和结构形式， 还与海冰的类型、几何尺度、冰速、冰向、冰的物理力 学性质等密切相关，并与海冰的破坏形式有关。 应加强对海冰力学性能研究
封锁港口和航道，破坏运输船舶和海洋工程设施，影响 海上运输安全和工业、渔业生产。
海冰灾害
海冰的破坏事件时有发生
加强监测，及时预警，减轻灾害。
海冰灾害
寒冷海域须考虑海冰载荷
美国两座采油平台受海冰作用而倒塌 航道灯标被海冰推到 “海二井”石油平台被海冰摧毁，“海一井”平台支座
拉筋全部被海冰割断。
“海七井”烽火台在渤海湾被海冰推倒
海冰灾害
海冰预报国家海洋预报台 2005年02月27日18时发布
预计: 2005年3月上旬渤海及黄海北部冰情接近常年 辽东湾浮冰范围50-60海里，平整冰一般冰厚5-15厘米， 最大30厘米，海冰类型以冰皮、尼罗冰和灰冰为主； 渤海湾浮冰范围小于5海里，海冰类型以冰皮为主； 黄海北部浮冰范围5-10海里，平整冰一般冰厚5厘米左右， 海冰类型以冰皮为主； 莱州湾基本无冰
海冰物理力学特性
2.抗弯强度σ f:
与σc类似，但缺乏完整的试验资料。 主要因素表现为随温度降低而增强，随盐水体积的增大 而减弱。 Vaudrey（1975）建议： Dykin（1971）使用：
海冰物理力学特性
3.剪切强度:=0.5 σ c
9.海冰的研究手段
现场观测
实验研究 理论研究
10.海冰热量收支
海水的反射率平均只有0.07
海冰可高达0.5~0.7
第二节
海冰的形成过程
海冰的形成过程
海水冻结而成的冰称为海冰
形成条件：海水温度降至冰点并继续失热，相对冰点稍 有过冷却现象并有凝结核存在。
海冰内部是六方型晶体排列组成 冰不与其它物质混杂结晶
海冰的撞击力FI
海冰的垂向附着力FU 海冰的重力FG 还有气温剧变时整个冰层膨胀挤压的膨胀力及与结 构物间的摩擦力等
海冰作用力
3.几种计算海冰水平挤压力的公式
美国(API.1979)：
FH =Cσc H B
系数C=0.3～0.7；σc：海冰抗压强度； H：冰厚；B：构件在海冰上的投影宽度 美国(API.RP2N)：
正倒锥组合体形式
海冰作用力
5.冰振现象
冰振普遍存在，会引起强度与疲劳问题。 对冰速十分敏感，冰速是影响结构产生自激振动的重要 因素。 与结构的变形密切相关，柔性结构更易发生自激振动。 桩腿直径越小越易发生自激振动，冰越厚也越易发生。
谢 谢！
3.海冰对我国的影响
渤海及黄海北部，我国纬度最高的海区。 每年11月底，冬季寒潮开始侵袭渤海和黄海北部，由北 向南沿岸开始结冰，次年2~3月由南向北逐渐消失。 辽东湾是我国冰情最严重的海区，结冰时间最长，结冰 厚度最大。
吉林市今冬第一场大雪 2007.11.19
4.海冰预警启动标准
辽东湾单层冰厚达到30厘米；浮冰外缘线达到70海里， 且在未来5天内海冰预计将增长15海里以上时。 黄海北部单层冰厚达到25厘米；浮冰外缘线达到25海里， 且在未来5天内海冰预计将增长10海里以上时。 渤海湾单层冰厚达到20厘米；浮冰外缘线达到30海里， 且在未来5天内海冰预计将增长10海里以上时。 莱州湾单层冰厚达到20厘米；浮冰外缘线达到20海里， 且在未来5天内海冰预计将增长10海里以上时。 达到以上条件之一，启动海冰应急预案，发布海冰警报。