黄金海岸

海岸带的海洋资源十分丰富，滩涂、水产、海盐、海运，还有石油和海洋能等。世界发达海洋国家沿海开发利用很好，常成为富饶、繁荣的“黄金海岸”；河口地区得到综合治理与开发，使河口三角洲成为交通方便、信息灵捷、工商业发达、市场繁荣、对外交流活跃的特殊经济区。

沿海的自然条件是很复杂的，不同的海岸段有各自的海洋环境特征。平坦开敞的岸段多半是沙砾质或淤泥质的海滩，波浪是主要海岸动力因素，泥沙运移活跃、岸滩演变频繁，台风暴潮袭击常常对海岸带构成极大的威胁。曲折的海湾与瞭湖岸段多半是基岩岸壁、沙质岸滩，潮汐是主要海岸动力因

素，湾内和湖内有掩蔽良好的水域并有潮汐通道伸入。入海的河口岸段，大、中河口为粉沙淤泥质岸滩，山溪类小河口多砂砾质岸滩，以潮流与径流相互作甲为主，河口常有较深的通海水道和盐水入侵，口门附近还有拦口沙浅滩。

海岸带的海洋环境不仅因地形、岸滩演变、泥沙运移以及温度、地震、辐射等因素而显得复杂、多变，同时还因引起海面周期升降几米至几十米的潮汐，因为使海水异常增长十几米的海啸，因为能把千吨以上的混凝土块移动几米并能在岸上 30～90 米的地方吞没灯塔、毁坏房屋的波浪而显得险恶。

于是，采用海堤、护岸、保滩等海岸防护工程设施来防止风暴潮的泛滥淹没，抵御波浪与水流的侵蚀与淘刷，保护与划定沿海局部岸段的岸滩，形成土地资源的综合开发区，用于水产养殖、草滩牧放、种植经济作物、旅游疗养等等，就成为海洋工程中首先要做的一件事。

海堤是在河口、海岸地区，沿海岸原有地面上修筑的一种专门用于挡水的建筑物。在中国长江以南和浙江一带也称为海塘。一般用土、石堆筑而成。临海一侧海堤的外坡或外壁直接承受波浪、水流作用，需采用人工护面来保障堤身安全。浙江钱塘江海塘采用长条方石砌成陡墙。该工程闻名于世。目前正研究采用混凝土制成各种轻型护面，如栅浪板等。

在淤泥质潮滩上修建海堤，极易沉陷与滑动。近 10 年中国创造爆炸填石排淤新技术成功，这项技术居世界领先地位。此外，大量推广的还有塑料排水板新技术，世界上只有日本等少数国家使用成功。

护岸也是对河口、海岸地区岸坡进行加固的海岸工程。在滨海城镇或兼有系靠船只需要的岸段常建造陡墙与岸壁，砌筑石墙、混凝土墙、钢筋混凝土挡土墙或板桩墙等。

保滩工程也具有间接地保护堤、岸的功能，常用的保滩建筑物有丁坝与顺坝、扩滩与扩坝，也有的采用种植植物护滩和铺抛入工沙滩等措施。后两种方法日益引起世界各海洋国的关注。

围海工程包括：围堤、堵坝、水闸等。它们用来圈围部分滩涂、围割部分海域，挡潮、御卤、防浪，控制围内水位，形成封闭陆域、水域的围区，用于发展多种经营、盐田晒盐与发展盐卤化工工业、库区蓄淡或建潮汐电站、陆地建设城镇或工业、建设港口陆域等。

海岸带上的各个海港，主要承担海上运输和内陆运输的转载以及货物和旅客的集散，是水陆交通的枢纽。作为出海口岸，海港是发展陆上交通运输网的重要前提与关键，对地区综合开发和区域经济发展具有深远意义，对所在城镇的发展作用更重要。世界有不少著名的海港城市，如鹿特丹、纽约、伦敦、东京和上海等。海港有位于海滨或海湾内的，也有位于河口的。后者也称为河口港，成为海——河联运的枢纽。

近 20 余年来，世界经济增长较快，促进了海运事业和海港建设。发展的趋势是：海上运输量迅速增长，平均每年增长 4％以上；船舶大型化与专业化，5 万吨级以上船舶的营运量已占一半以上；海港向深水发展，装卸设备日益现代化。

海洋环境条件常是能否建港和港地选择的决定性因素，港口布置及其工程设施也必须遵循环境变化的规律。在沿海选择港地时，必须研究海岸与河口的演变规律，及其对建港可能产生的影响。

港口水域的水深是港口的重要标志之一，表明港口条件和可接纳最大船舶的界限。码头和防波堤等水工建筑物是海港工程的主体，形成船舶靠泊的

条件，也是港口发挥转载功能的关键。

港区水域掩蔽条件不能满足需要时，常采用防波堤，形成一人工掩蔽水域，获得平稳水面和足够水深，既能保证船舶的停靠、装卸和航行的安全，又能保护海港的各种设施与装备。防波堤常成为兴建和发展海港的前提与关键，而防波堤的建造技术一直是国际海岸工程界重视的研究课题，荷兰与日本在技术上处于世界领先地位，中国也有不少创新。

海港港区建成后，余下的问题是，通往外海深水区需要有供船舶安全航行的通道，也包括河口港的通海深水航道。航道的水深、宽度和转弯半径，需要根据主要运输船舶的尺度和通航要求来确定，尽量利用天然的良好的地下水形，必要时也需要开挖人工航槽。时间久了，航道会发生回淤，这时就需要用疏浚的方法来维护航槽。在这方面，现代挖泥船的装备和疏浚技术已经有了显著进步。此外，在维护难度更大的情况下，人们已经能够采用导堤、丁坝、顺坝、潜坝等建筑物整治航道的工程措施来解决。

人们通过海岸防护工程抵御台风暴潮的袭击和侵害，通过围海工程形成综合经济开发的自然保护区，人们兴建防波堤、码头、修造船，用于发展商港、渔港、军港和工矿、采油或旅游等，但这还只是一种被动的“防守”。海水运动过程中产生多种可再生的能量，那些爱“闹恶作剧”的风、波

浪、潮汐、温差等等，实际上都是“取之不尽，用之不竭”的新能源。海洋能工程就是利用一定的方式方法及设备装置把各种海洋能转换为电能或其它可利用形式能的建设项目。

目前，潮汐能开发已经在包括我国在内的许多国家进行，全世界已经投产的较大型的潮汐发电站七座，计划和在建中的有十几座。小型波浪能发电装置已经实用化，现在世界上大约有 700 多个小型波浪发电装置，作为航标灯、浮标、灯塔的电源在海上使用。英国、日本、美国等十几个国家已在研制大型波浪发电装置。1978 年，日本建造了 1000 千瓦的“海明”号波浪发电船，1979 年美国在夏威夷附近海上进行小型温差发电装置试验成功；以后日本在瑙鲁建立岸式温差试验电站，装机 100 千瓦。此外，利用海水盐度差发电、利用海潮流发电等的研究工作也开始了。据科学家估计，海洋能发电在下个世纪初有可能实用化，并将在整个电力供应中占有相当的比重。

二生机勃勃的大陆架

大陆架浅海是海洋中最富饶的地方。光线透过浅浅的水层，射到海底，整个海域都充满了阳光；滔滔不绝的江河把大陆丰富的物质倾泻而来，又使海水变得异常肥沃。这样的环境，对海洋生命的生长十分有利，鱼、虾、蟹、贝都乐意在这里生活，各种海草也来此安家落户，生物资源丰富多采。而特别引人注目的，还是浅海底丰富的矿产资源。

海底矿产资源按分布情况，可分为海底深处和海底表面两种主要类型。号称“世界四大海底矿源”的石油、天然气、锰结核、热液矿床构成了海底矿产资源的主体。目前，人类已开发的海底矿产资源有 20 多种，其中石油和天然气的勘探开采进展最快。

由于石油危机的冲击，过去 20 年近海石油发展很快，大陆架以外海域的

石油探查也在进行。现在，全世界约有 100 多个国家和地区在进行海洋石油

和天然气的勘探，其中已有 40 多个国家正在进行海上采油采气。海上油田的

石油产量已达 6 亿多吨，占世界石油总产量的 22％。近 30 年来，产量增长

了 19 倍。天然气的增长速度更快，预计到 2000 年，世界油气需要量将有一半来自海洋。

随着海洋石油和天然气的开发，给海洋工程提出新的课题，促使钻井平台和水下施工技术的迅速发展。海洋钻井平台从生产至今虽不过百年的历史，但其发展速度很快，变化相当大。从所使用的材料看，由木质变钢质；从其结构类型看，由于钻井位置逐渐向深海推移，钻井平台也逐渐由固定式向移动式发展。

目前世界各国所用的移动式平台中，自升式钻井平台约占 70％，是石油钻井平台的主要类型。自升式钻井平台的最大工作水深为 100 米左右，被誉

为近海 100 米水深内石油钻探的标准工具。自升式平台在允许范围内可自行升降，以适应不同水深的钻探工作。由于自升式钻井平台提供了与陆地上一样的钻井条件，适应性强，工作效率高，而且其造价较其他移动式钻井平台低廉，因此，在水深允许范围内，总是首先被考虑采用。当然，自升式平台也有其弱点。如由于它不具备自航能力，拖航移位时，长长的桩腿矗立在甲板上，受风浪影响较大，拖航的速度也慢。因此，自升式钻井平台适合在一定的海域内打井钻探。

随着海洋油气资源开发向较深领域的发展，半潜式和浮船式钻井平台受到了人们的重视。

海上采油也不同于陆地，它是通过平台来进行的。利用输油管把油井和平台连接在一起，一个采油平台可以和几个或几十个油井连接在一起，利用平台上的采油设施来同时采油。海上采气则比较麻烦，原因是它不便于储存和运输，非要利用长长的输气管输到大陆不可。日本自 1982 年开始设计制造“大洋天然气处理系统”，这种系统可以把在海上采得的天然气转换成液化天然气、甲醇或压缩天然气，不必修筑长距离的输气管道，适用于开采深海天然气。看来，这是海上采气的发展方向。

成分以锰为主的多金属结核——锰结核，在内海及大陆架都有所发现，但绝大部分是分布在 4000～6000 米深的大洋底。在太平洋的富集区，锰结核的贮量高达每平方米 9.08 公斤，最高的为每平方米 70 公斤。这类富集区的洋底表面的锰结核就像布满鹅卵石的马路一样。

自从 19 世纪 70 年代“挑战者号”探险船第一次采集到锰结核后，目前，对锰结核矿进行过开采的已有美国、日本、加拿大、联邦德国、法国等发达国家的 20 多家大公司，前苏联也取得了开采锰结核技术方面的成功经验。

但是应该看到，深海锰结核的开发工程是比较复杂的。要想从大洋底开采锰结核，必须解决两个问题，即深海勘探和深海采掘问题。茫茫大海，高深莫测，要选择适宜的开发矿区，必须有现代化的勘探设备和方法。例如深海照相设备，高速拖曳深海闭路电视系统，各种海底取样工具，荧光分析设备，物探系统，以及船用卫星导航系统和各种海洋定位系统等等。近年来，旁侧声纳系统的研究与应用，船用计算机系统的采用，为锰结核资源的勘探增添了新的手段，提高了工作效率。勘探问题的解决还只能提供适宜开采的矿区，要把矿区的锰结核从几千米深的海底采掘上来，还必须制造出适宜深海开采的机械以及把矿石从海底运输上来的设备。

深海采矿，人不能身临其境，只能靠现代的技术和设备，主要是遥控采掘机、动力提升系统、各种专用船只和神通广大的机器人。美国于 1980 年 6

月，制订了国家锰结核开发法，美国是大洋锰结核勘探、开采技术及加工处理技术领先的国家，并且首先进行商业性开发。它的重点放在夏威夷群岛和美国本土之间的海域。据报道，美国已有日采 5000 吨锰结核的开采设备和日

加工处理 50 吨锰结核的试炼工厂。总之，目前对深海锰结核的开采和冶炼都还是小规模、试验性的，很多问题还有待解决。不过，随着海洋工程技术的进步，大规模地开采利用锰结核的日子不会很久了。