在海上进行工程建设，必然会污染海洋环境，其中，影响最为明显的是施工时搅起的悬浮物。这些悬浮物在风浪和海流的带动下漂移扩散，影响的范围不断扩大，对海洋生态平衡构成了严重威胁（Cai et al，2016；He et al，2014；Cai et al，2015；May et al，2003）。研究海上施工引起的悬浮物扩散规律及监测方法，是海洋环境保护的一项重要内容。

目前，现场水质取样法是监测海洋悬浮物的主要手段，这一方法操作简单，结果较为客观，但能够得到的样本数量和范围有限，尤其是当海上施工规模较大、涉及范围较广时，采用现场取样方法存在很大的局限性（Min et al，2012）。卫星遥感技术可以克服现场取样方法的局限性，能够实现对研究区悬浮物浓度大范围多时相的跟踪监测（乔晓景等，2013；林承达等，2014；汪小钦等，2003；李云亮等，2008；崔廷伟等，2009），但遥感技术受限于天气条件以及卫星数据本身的分辨能力，因而无法得到研究区任意时刻悬浮物的扩散状况。计算机数值模拟海洋动力的方法能够预测悬浮物的运行状态，可以解决悬浮物的连续变化问题，但数值模拟结果是否符合海域流场的实际情景通常难以判定 （Yan et al，2015；Yan et al，2014；Wang et al，2013）。以上方法各有长处和局限，但如果将其结合起来，便可以扬长避短，发挥各自的优势，实现对大范围的海洋污染情况进行有效监控。

已有部分学者尝试将遥感技术与数值模拟相结合，以遥感得到的悬浮物浓度作为数值模拟的初始参数，或通过遥感技术来验证数值模拟的结果（张鹏等，2017），但此类研究目前还仅限于对无人工干预，悬浮物扩散的规律性较强的环境进行监测，而针对由海上施工形成的无规律的悬浮物扩散监测还鲜有研究。实际中，由于海上施工造成的悬浮物扩散具有突发性的特点，随潮汐扩散快，形态不断变化，因而跟踪监测十分困难。

针对以上问题，本文以我国大连正在建设中的机场人工岛填海工程为实例，采取以计算机模拟方法预测悬浮物扩散状态、利用我国环境与灾害监测预报小卫星（HJ-1A/1B）获取遥感信息，并结合现场水质取样调查数据建立反演模型，实现了对大范围、任意时刻悬浮物扩散状态的有效监测，其思路和方法可供其他类似工程借鉴。

1 工程背景

1.1 工程概况

我国大连市在建的机场人工岛距岸3 km，填海面积约20 km2，工程海域水深5～8 m，回填土石方达3×108m3。在规模上，这很可能是迄今世界上面积最大、填海土石方最多、建设持续时间最长的海上人工岛建设项目。

（1）圆柱墩的施工较为简单，工程质量可以保证，需要根据具体的结构形式来选择合适的墩柱直径尺寸，一般都是使用在高度不足35m的情况之下[4]。桥梁选择使用不同的墩高尺寸就要确定不同的柱径，其选择的基本原则就是施工的方便和质量。墩身刚度以及桥梁抗震性能可以来设计横向桩体结构形式，还要根据实际情况对柱间梁进行强化。

创办昆明哈尼染化妆品有限公司的是30岁时的李高明，此刻，他正对着我讲述着十几岁的自己。他坐在一把圆形转椅上，蓬松而丰盈的刘海挡在前额，紫色的衬衫、黑色的紧身裤、黄色的短靴，身后是五颜六色的染发颜料。店外一对旋转的灯箱发出亮白的光，有点刺目，让人看不清店名。紧紧挨着的商铺一直在循环播放着吵闹的音乐，李高明却已安之若素，继续他的故事。

在地理上，填海工程所在的渤海是我国最大的半封闭内海。据现场调查，涨潮时工程海域潮水流向基本为NE向，落潮时则相反。工程海域落潮平均流速为0.21 m/s，涨潮平均流速为0.15 m/s。海域整体流速较小，平均流速0.12～0.25 m/s，最大流速0.21～0.43 m/s。潮流强度随深度增加而有所减弱，表层流速最大，底层流速最小。由于工程海域的水体无法及时与外界进行水交换，加上沿岸频繁的经济活动，形成的污染物难以扩散，为保护海洋环境，需要对施工中可能出现的污染进行严密的监测与预防。

1.2 施工方法

根据地质勘探调查的结果，工程海域海底有厚达10多米的淤泥层，地质条件并不理想。为清除海底淤泥，采用了爆破挤淤的施工工艺。所谓爆破挤淤，是指利用专用机械设备将炸药埋于淤泥中，炸药引爆后，淤泥层受爆破冲击被向外挤压并抛出，同时上部石料跟进，最后达到挤走淤泥的目的。实践证明，爆破挤淤可以加快施工进度，降低工程造价，但会造成水下淤泥大范围扩散，在水体中形成较高浓度的悬浮物，对海洋环境的污染严重。

2 施工期悬浮物扩散状态的模拟

2.1 悬浮物扩散模型

悬浮泥沙稀释扩散的基本动力是潮流（Giarrusso et al，2001）。施工中产生的悬浮泥沙在海洋水动力作用下形成不断变化的浓度场，尤其在爆破挤淤时，水下爆破引发的悬浮泥沙浓度短时间将急剧增加。在悬浮泥沙大范围输移扩散的过程中，爆破挤淤产生的作用可近似地认为属于点源式瞬时扩散。

为研究以上变化过程，需要根据工程海域水动力特征构建出潮流水动力数学模型，在此基础上再利用泥沙输移扩散数学模型模拟水动力作用下悬浮泥沙的输移扩散情况。

2.1.1 二维潮流数学模型

由于工程海域的面积与平均水深相比，其水平尺度远大于垂向尺度，海域水体的流速沿垂直方向的变化较沿水平方向的变化要小得多，因此本文采用二维水动力学基本方程进行计算，具体表达式如下 （Sankaranarayanan，2003）：

 

 

利用2013-04-19采集到的20个水质样本对模型进行检验，结果显示平均相对误差为30%；均方根误差为6 mg/L；决定系数为0.88（图6）。因此，本文建立的反演模型精度较高，可以有效反演施工形成的悬浮物浓度。

 

式中，（uw，vw）为波浪底质点速度，无浪时，uw=0、vw=0；Cs为谢才系数，Cs=（1/n）h1/6；n 为糙率系数；B为波浪与潮流之间的影响系数，取值0.359；fw为波浪与海底的摩阻系数。

3.1.2 卫星数据与预处理

悬浮物对流扩散控制方程为（Carreras et al，1990）：

 

 

根据水下作业研究（侯玉等，1996；黄惠明等，2010），强外力作用下起悬颗粒比例约为5%～10%，从安全角度考虑，起悬比以10%计。根据现场施工情况，每次爆破单位长度约为5 m，每次爆破颗粒物约为122.5 m3，该区域淤泥干容重约为1.5 t/m3，由此得出每次爆破悬浮物约为186.5 t。模拟中以此作为瞬时悬浮物扩散源强。

2.2 悬浮物输移扩散模拟

式中：Dx、Dy分别为爆破挤淤产生的悬浮泥沙在水动力作用下沿x、y方向上的扩散系数；c为悬浮泥沙浓度；F为衰减系数，模型中F取0值；s为源强。

在施工过程中，较粗颗粒很快沉降海底，较细颗粒（直径＜0.03 mm）会长时间悬浮于水体并随海流输移扩散，形成悬浮物场。此外，计算只考虑由施工增加的悬浮物，而不考虑背景浓度。

编后：案发当时，当地有媒体报道过此事。本刊编辑约请作者经过采访，将旧事重提，就是为了提醒正值婚龄的年轻人，在谈婚论嫁的时候，不要头脑发热，不顾现实，冲动行事。在高房价的今天，有没有一套婚房已经成了很多岳父母衡量女婿是否有能力、有诚意的标准，但是如果仅仅以此为依据，而忽略准女婿的真心，不顾男方的实力，“逼迫”人家为了目的不择手段，酿成苦果，也确实令人唏嘘。

为具体分析悬浮物在潮汐作用下的扩散，选取不同的特征点，按涨潮和落潮两种情况对爆破后悬浮物扩散进行数值预测，特征点分布见图1。涨潮时，工程施工水域潮流主要为北偏东方向，悬浮物在潮流作用下以顺时针旋转形式向北东方向运动扩散，并逐渐漂移到离爆破点附近较大范围的海域。（图2）。落潮时，工程施工水域潮流主要为西偏南方向，爆破挤淤产生的悬浮物以逆时针旋转的形式在潮流作用下向西偏南方向运动扩散（图3）。

  

图1 模拟分析特征点位置

  

图2 涨潮状态下爆破挤淤产生的悬浮物浓度分布

  

图3 落潮状态下爆破挤淤产生的悬浮物浓度分布

总体上，爆破挤淤方式产生的悬浮物扩散范围约为105.15 km2，其中，悬浮物浓度在10～20 mg/L之间的水质污染区域面积为66.80 km2，约占总扩散面积的63%；悬浮物浓度在20～30 mg/L之间的水质污染区域面积约为17.36 km2，约占17%；浓度大于30 mg/L的水质面积约为20.99 km2，约占20%。爆破挤淤产生的悬浮物扩散浓度总包络图见图4。

罗杰斯曾经指出，“个体会随着成长产生另外两种需要，即得到别人积极评价的需要和自尊的需要，它们来自于人的自我实现倾向。在孩子寻求积极的经验时，有一种是受他人的关怀而产生的体验，还有一种是受到他人尊重而产生的体验……他人的关怀与尊重是有条件的，这些条件体现着父母和社会的价值观”，罗杰斯称这种条件为“价值条件”，“儿童通过自己的行为不断体验到这些价值条件，不自觉地将这些本属于父母或他人的价值观内化，变成自我结构的一部分……被父母压制、与自我相疏离的过程，必然伴随着价值条件化作用”。[9]159

  

图4 爆破挤淤产生的悬浮物扩散浓度总包络图

3 悬浮物遥感监测

3.1 数据与处理

3.1.1 现场水质取样

根据工程海域流场特征，本研究以网格形式布设20个水质站点，每个站点之间相距1 km（见图5），水质样本通过船舶获取，获取的水样以冷藏箱保存，同步记录采样的时间、天气和风速等参数，悬浮物浓度采用称重法测定，操作过程严格遵守我国水质参数测量的有关规范。结合工程海域的天气情况与卫星过境时间，分别于2012-03-27、2012-09-10、2013-04-19和2013-12-05在工程现场采集了水样，共获得水质样本80个。

  

图5 工程区现场获取水样站点分布图

2.1.2 悬浮物污染扩散模型

本文使用的遥感数据为我国环境与灾害监测预报小卫星（HJ-1A星和HJ-1B星），两颗卫星的轨道完全相同，相位相差180°，均搭载一台CCD（charge-coupled device）多光谱可见光相机。单台CCD空间分辨率30 m，重访周期4 d，两星重组后重访周期可达2 d。CCD相机包括蓝光B1（430～520 nm），绿光B2（520～600 nm），红光 B3（630～690 nm）和近红外光B4（760～900 nm）4个波段。本文选择4景覆盖工程海域的无云HJ-CCD影像用于神经网络模型的训练与测试，影像采集日期与现场水质采样日期相同，影像数据来自于我国资源卫星应用中心。

在提取遥感反射率之前，需对所有数据进行辐射定标、大气校正和几何校正处理：通过HJ星CCD相机的辐射定标参数将卫星影像从DN值（灰度值）转化为辐射亮度值；运用ENVI 5.2软件的FLAASH模块，结合传感器高度、飞行时间、地面空间分辨率等参数进行大气校正；参照1∶100 000地形图对影像进行初步几何校正，再利用地面实测的GPS控制点进行精确几何校正，使影像校正精度小于1个像元。

3.2 悬浮物反演模型

3.2.1 模型评价标准

“哼哼叽叽”、“唱唱咧咧”这两个词中的“哼”和“唱”是可以单独成词的，而“叽”和“咧”不可以。重叠后也是一样，AA式“哼哼”和“唱唱”是可以独立使用的，而BB式“叽叽”和“咧咧”一般不能单独使用。但“叽叽”作为叠音词时改变声调，音为“jìji”时变成动词是可以单独成词的，当然，这种情况是比较少见的。

通过对江苏省各家三甲医院医疗与教学运行情况的摸底调研，综合基本情况，设计了符合我院教学特色的医院临床教学排课系统，用于协调医院医疗与教学。系统提供了合理化、动态化、智能化的排课管理方法，分析了医院医疗与教学全过程管理流程，提供了全过程的信息推送服务。

在现场采集的水质样本中，将2012-03-27、2012-09-10和2013-12-05采集的60个样本数据用于反演模型的建立，将2013-04-19采集到的20个水质样本用于模型检验。借鉴已有研究，本文建立的反演模型为：

 

式中，xmod，i为第 i个实测站点的计算值；xobs，i为第 i个实测站点的实测值；n表示实测站点的个数。

（三）有利于疫病的控制 最近几年，生猪疫病防治压力巨大，而在分散经营状态下，疫病免疫控制存在三个方面的问题：一是农户防疫意识淡薄，不愿主动接受免疫；二是免疫工作量大，成本高，免疫不彻底；三是引种及产品流通无法控制，导致病原进入。积极推进标准化规模化养殖，可以极大的为养殖户规避疫病风险，降低免疫成本，为引导养殖户科学引种、交易、免疫创造条件。

3.2.2 模型建立与检验

本文采用均方根误差（RMSE）和平均相对误差（RE）来评估模型的反演精度。计算公式如下：

（3）上级财政专项下达较晚。厦门T大学的市级财政专项一般年初就随着预算下达，但是省专项、中央专项的下达时间一般都在8月份之后，有些甚至年底才到账，当年项目执行时间就比较短，执行进度也比较慢。

 

式中，SPM为悬浮物浓度，Rrs（660）和Rrs（560）分别为HJ-CCD卫星数据第三和第二波段的遥感反射率。模型的平均相对误差为26%；均方根误差为5 mg/L；决定系数为0.92。

式中，z为自由水面与基准面之间的距离；h为水深，即海底至理论深度基准面的距离；u、v分别为x、y方向上的垂线平均流速分量；f为柯氏系数；Cw为风对波动水面的剪切系数，取值2.55×10-3；ρα为空气密度；wx和wy分别为风速W 在x、y向的分量；τbx和τby分别为波浪潮流作用下海底部的剪切应力τb在x、y方向的分量，计算公式为（Cao et al，1994）：

  

图6 悬浮物浓度实测值与模型反演值的对比

3.3 遥感反演与数值模拟结果对比

通过构建的悬浮物反演模型，利用ENVI 5.2软件对2014-4-24 2:40（格林尼治时间）与2014-5-26 2∶34（格林尼治时间）的卫星数据进行悬浮物浓度反演，反演结果见图7b和8b。将反演结果与爆破挤淤施工后悬浮物扩散的模拟结果进行对比分析。需要说明的是，遥感反演得到的结果是水体表层含沙量，而水动力模型得到的结果是沿水深平均含沙量，两者在悬浮物浓度分布上会存在一定差异。根据已有研究（Sipelgas et al，2006），本文主要对两种方法得到的悬浮物形态进行对比。分析发现，在涨潮状态下，遥感反演图显示在建机场的东侧出现了大范围高浓度悬浮物场，并呈顺时针扩散运动形态（图7b），与P3特征点的悬浮物扩散模拟结果在形态上基本一致（图7a）。在落潮状态下，遥感反演结果显示人工岛工程的西北角出现了大范围高浓度悬浮物场，并呈逆时针扩散运动形态（图8b），与P6特征点的悬浮物扩散模拟结果在形态上基本一致（图8a）。由上述分析可知，在涨潮和落潮两种状态下，工程海域悬浮物扩散遥感反演与模拟结果在悬浮物扩散形态上比较相似，从而验证了悬浮物扩散数值模拟结果是基本可信的。

  

图7 涨潮状态下施工点悬浮物扩散模拟图与反演图对比

  

图8 落潮状态下施工点悬浮物扩散模拟图与反演图对比

4 结论

本文以大连海上机场建设为背景，利用计算机数值模型预测了施工产生的悬浮物在潮流作用下的扩散过程；通过卫星遥感反演结果检验数值模拟预测的结果，证实了悬浮物数值模拟的可信度；实现了数值模拟和卫星遥感监测的综合分析，从而为大型海上工程的环境保护提供了预测、监测及验证的综合性方法。

4.4 构建传播力是武术对外教材“走出去”的必要措施传播力，实质就是实现有效传播的能力[6]。教材“走出去”的关键，实际上就是要提升自身的有效传播能力。当前，对于中国武术对外教材“走出去”战略的实现，最重要的就是构建自身的传播力，让其具备强硬的竞争实力，才能走的更加长远。

本文的主要结论如下：

（1）根据近岸海洋水动力特征，在构建二维水动力模型与悬浮物扩散模型的基础上，分别模拟涨潮和落潮两种状态下的悬浮物扩散情况。模拟结果显示，爆破挤淤产生的悬浮物的扩散范围总计约为105 km2，其中，悬浮物浓度在10～20 mg/l之间的水域占到63%；浓度在20～30 mg/l之间的水域占到17%；浓度大于30 mg/l的水域占到20%。

学生公寓党员工作站分站组织学生党员进行政治理论学习，积极宣传党的路线方针政策；开展走访调查及时了解学生思想动态；搭建学生与宿管人员之间的沟通桥梁，深入宿舍，服务学生，化解矛盾，切实解决实际问题，形成了“有党员的地方就有党的声音”“有困难找党员”的局面，发挥了学生“自我管理、自我教育、自我服务、自我监督”的作用，逐步形成全过程育人、全方位育人的格局。学生公寓党员工作站积极开展“读好书、善读书”活动，推动学生传播先进文化；开展用身边人感染身边人，用身边人教育身边人活动，发挥学生党员的辐射作用；开展文明宿舍评选活动，带动整体公寓文明建设。

（2）经实测样本数据的检验，利用HJ-1A/1BCCD影像第二、三波段建立的反演模型，其平均相对误差为30%，决定系数为0.88，可精确反演施工区的悬浮物浓度。

（3）对比研究区悬浮物扩散过程的数值模拟和卫星遥感反演结果，可以看到两者的分布特征比较吻合，从而证实了本文模拟悬浮物扩散过程的可信性。

本文的研究结果表明：当卫星受到天气影响不能提供有效信息时，便可利用水动力模型和悬浮物输移扩散模型推演出施工产生的悬浮物扩散分布情况；利用水动力模型和悬浮物输移扩散模型仿真得到的悬浮物扩散分布预测也可以通过卫星遥感反演的结果进行验证，上述两种方法具有相辅相成的作用，因而可为海洋环境监测提供借鉴。

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