边界与海洋研究范文
时间：2023-11-07 17:51:49
导语：如何才能写好一篇边界与海洋研究，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
[中图分类号]D993.5 [文献标识码]A [文章编号]1004－518X(2012)03－0137－05
黄伟(1981－)，男，法学博士，武汉大学中国边界与海洋研究院讲师，主要研究方向为国际法、海洋法及海洋争端解决；孔令杰(1980－)，男，武汉大学中国边界与海洋研究院副教授，主要研究方向为海洋法。(湖北武汉430072)
本文系教育部哲学社会科学研究重大课题攻关项目“全球化背景下中国海洋权益法律保障研究”(项目编号：09JZD0023)、武汉大学自主科研项目(人文社会科学)、中央高校基本科研业务费专项资金资助项目的阶段性研究成果。
一般而言，海洋划界主要是指对领海、专属经济区和大陆架这三个海洋区域的划界，而海洋划界的历史其实就是它们产生和发展的过程。单一海洋划界是海洋划界的新类型，关于其产生和发展的过程及原因，我们必须从整个海洋划界史中探寻。
一、单一海洋划界产生和发展
海洋划界问题，是19世纪20年代领海和公海并立的海洋法律秩序最终形成后才出现的。此前几乎全部限于河流和湖泊的水域划界问题，此后才进入以领海划界为中心的时代。
1945年后，随着以《杜鲁门公告》作为“实证法的起点”的大陆架法律制度的出现和逐步发展，海洋划界不再限于划分国家间的领海界线，而开始把重点转移到大陆架划界的问题上来。此后至1975年专属经济区的概念被正式提出前，关于海洋划界的协定共有64个，划定的海洋边界有57条，其中，专门的大陆架边界便有39条之多。在此期间，以1952年秘鲁跟智利和厄瓜多尔分别签订的两个海洋划界协定为契机，国家为海床和底土及上覆水域划定一条单一通用海洋边界(a singleall-purpose maritime boundary)的实践开始出现。
1975年，在第三次联合国海洋法会议的第三期会议上，《非正式单一协商文件》第61条首次作出关于专属经济区划界的规定，此后，国家开始日益关注专属经济区划界问题。经过长期斗争和妥协，专属经济区制度最终被规定在《联合国海洋法公约》第五部分。顺应这种变化，大多数国家不再为大陆架单独立法，转而为专属经济区立法或将两者结合起来，国家间海洋划界也从主要涉及大陆架划界发展到包括专属经济区划界。
从国家立法看，1975年后正式的关于专属经济区或渔区划界的国内立法开始大量涌现。1976年有4个，1977年有7个，1978年有11个，到《联合国海洋法公约》出台时已有30个，1994年《联合国海洋法公约》生效时相关的国家立法达到55个。同时规定大陆架和专属经济区的立法也陆续出现，如1976年《巴基斯坦领水和海洋区域法》和《印度领水、大陆架、专属经济区和其他海洋区域法》、1977年《民主也门共和国领海、专属经济区、大陆架和其他海洋区域法》和《关于越南领海、毗连区、专属经济区和大陆架的声明》、1979年《冰岛领海、专属经济区和大陆架法》、1981年《阿曼关于领海、大陆架和专属经济区的皇家法令》和1998年《中华人民共和国专属经济区和大陆架法》等。从国家划界实践看，1975年前，与海洋划界相关的70个协定中仅有9个考虑过经济区或渔区的划界问题，而此后至2007年间的164个协定中竟有110多个涉及专属经济区或渔区的划界问题。
不过，上述转变虽然使专门的大陆架划界在整个海洋划界实践中的数目和比例急速下降(分别由43个降为21个，从约60％降为约13％)，却并未造成专属经济区或渔区划界的迅猛增加。事实上，1975年后专门关于专属经济区或渔区划界的协定仅有6个，国际司法和仲裁实践则根本没有。
相反，以上述转变为契机，对大陆架和专属经济区或渔区划定单一海洋边界的实践却有了长足发展。1975年后至今，关于单一海洋边界的协定共有96个，占同期海洋边界协定的近57％，占迄今所有同类协定的近90％；划定的单一海洋边界共96条，约占同期被划定的海洋边界总数的77％。它们遍及全球且增长迅猛。从地域分布看，涉及欧洲的有47个，涉及拉美的有7个，涉及北美的有30个，涉及亚洲的有19个，涉及非洲的有11个，涉及大洋洲的有12个；从时间分布看，1976—1982年间为29个，1983—1992年间为28个，1993-2004年间为38个。1975年前，国际社会根本没有划定单一海洋边界的国际司法和仲裁实践；1975年后至今，有12例，尤其是进入21世纪以来，所有与海洋划界相关的国际司法和仲裁实践都采用了单一海洋边界。
值得注意的是，单一海洋边界在实践中可以表现为不同的形式，若以所划定的管辖范围为标准，大致可分为两种：
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总结了对灌浆套管的初始应力分布的推导及其理论解。
关键词：灌浆套管；水泥浆；初始应力；理论解
Abstract:Distributions of initial stress in pile-to-sleeve connections are developed based on the theory of elasticity.
Key words:Pile-to-sleeve connection; cement grout; initial stress; analytic solution
中图分类号： TU74文献标识码：A 文章编号：
1 引言
地震及其引发的次生灾害对人类带来巨大的生命和财产损失。因此，研究提高房屋建筑的抗震性能对抵御地震等自然灾害方面起着重要作用，能够有效的保护人民生命财产安全。另外，随着科学技术的进步，我国的多、高层建筑日趋增多,高层建筑和高耸结构正向着日益增高和高强轻质的方向发展。此时，一种灌浆套管技术——灌注膨胀水泥浆钢管套管技术走入我们的视野，其特殊的作用机理使其具有作为摩擦耗能器使用的潜质。
2基本假设
水泥浆体和钢管均能满足弹性力学理论的基本假定，可运用弹性力学相关理论对其进行分析。
3弹性力学基本方程的建立
3.1 水泥浆基本方程的建立
在极坐标下(极点取在圆心)，膨胀水泥浆体的弹性力学基本方程表达式[9]如下：
平衡微分方程：
几何方程：
物理方程：
应变协调方程：
上式中，ρ为极径；φ为极角；Eg1为平面应变下水泥浆体的换算弹性模量；υg1为平面应变下水泥浆体的换算泊松比；为径向应力；为环向应力；为剪应力；为径向应变；为环向应变；εE为水泥浆体自由膨胀引起的应变；为径向位移；为环向位移。
引入应力函数U，使得
整理得：
对于水泥浆环而言，膨胀引起的应变εE为常数，则任意一点应力、位移表达式为：
3.2 钢管基本方程的建立
钢的物理方程为：
上式中，Es1为平面应变下钢的换算弹性模量；υs1为平面应变下钢的换算泊松比；其余符号同前。
对于钢管任意一点的应力、位移表达式推导过程同水泥浆体，即得应力函数：
则钢管任意一点的应力、位移表达式为：
4灌浆套管初始应力求解
4.1 灌浆套管中初始应力、位移分布的求解
4.1.1 外钢管径向刚度较大时
水泥浆体受力状态由边界条件知：
静力边界条件：
位移边界条件：
外钢管受力状态由边界条件知：
静力边界条件：
位移边界条件：
内钢管受力状态边界条件知：
静力边界条件：
位移边界条件：
由内钢管的静力边界条件解得内钢管任意一点的应力和位移表达式：
代入水泥浆环的位移边界及条件静力边界条件，得：
其中，
灌浆套管中水泥浆体任意一点的应力和位移表达式：
4.1.2 外钢管径向刚度较小时
水泥浆体受力状态由边界条件知：
静力边界条件：
位移边界条件：
外钢管受力状态边界条件知：
静力边界条件：
位移边界条件：
代入水泥浆环的位移边界条件及静力边界条件，得：
水泥浆环任意一点的应力和位移表达式：
5小结
本文总结了灌浆套管中由于水泥膨胀引起的钢管与水泥浆体界面初始应力分布的理论解推导，及内、外钢管及水泥浆体内初始应力分布计算公式。
参考文献：
Boswell L F, Mello C D. The experimental behavior of grouted connections for construction and repair [M]. Amsterdam: Elsevier Science Publishers, 1985: 835-844.
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东北亚地区是亚太地区激烈的海洋争端中日趋凸现其重要性的区域。这一地区的政治格局非常复杂，“总体来说是一个四大国主导的政治格局，同时又有着复杂的三角均势格局，即美、中、俄关系，美、日、中关系，中、日、韩关系。”〔1〕本文试图从国家利益层次分析的角度对东北亚海洋争端进行分类剖析，并提出不同类型海洋争端的解决机制。
一、东北亚地区海洋争端概况
(一)东北亚地区主要海洋争端国际海洋争端系指涉及海洋领域的两个或两个以上国家之间、国家与其他公认国际法主体之间产生的国家利益或法律权利等方面的矛盾、分歧、对立和冲突。东北亚地区所包含的六个国家中，除蒙古国以外，日本、韩国、朝鲜、俄罗斯、中国都有海洋争端。“所包含的海洋范围可以被界定为白令海峡以南、台湾海峡以北、日本列岛以西到中国大陆基线的这一区域内。需要说明的是，本文无意穷尽所有的海洋争端，此处所列为东北亚地区主要海洋争端，基本涵盖该地区主要海洋争端及各种海洋争端类型，以此作为国家利益分析的对象和目标。
(二)东北亚地区海洋争端的特点东北亚地区海洋争端具有如下鲜明特点:1．海洋争端历史由来已久中日争端可以追溯到中国明朝初年将钓鱼诸岛列入海防范围。独岛争端的起源可追溯到1904年日俄战争爆发，日本控制独岛，在二战后韩国和日本都有过对独岛的控制。日俄北方四岛争端则自1956年10月《日苏共同宣言》签署以来即成为两国之间的重要政治争端。这些海洋争端伴随战后冷战格局的演化而不断强化，尤其是在20世纪70年代以来，随着海洋价值的发现和开采技术的发展，迎来了海洋和海底区域分割的热潮，东北亚地区海洋争端也随之进一步加剧。2．海洋争端背后的大国烙印从单纯的地理因素看，东北亚地区并不包括美国，然而从地缘政治角度看，东北亚地区无论从地区安全还是海洋争端产生及发展看，都有着美国在背后所起的作用。从历史根源看，日韩独岛之争，1946年1月29日在后，联合国最高司令官总司令部明确将独岛移送给驻韩美军管辖;中日争端，1951年9月8日，美日通过《旧金山和约》，将钓鱼诸岛及冲绳全部交由美军托管。北方四岛则是随着二战后被苏军占领而由日本所有转移为苏联占有。随着美国近年来将战略重心转移到亚太地区，以及俄罗斯普京政府对于海洋争端态度的日渐强势，东北亚海洋争端将因美国因素而进一步加大解决的难度。3．海洋争端范畴的多样性和复杂性东北亚地区海洋争端既包含争端、海域划界争端，又包括专属经济区与大陆架划界争端及海洋资源争端，争端的多样性决定了海洋争端解决方式的复杂性。J．G．梅里尔斯在比较国际海洋争端解决机制与WTO争端解决机制后发现，“尽管《联合国海洋法公约》强调争端解决方式的选择，可以说是一个由相互抵触的方法构成的横向机制，而WTO则采用了各种方法先后有序的纵向机制，并且依据严格的时间表，直到争端解决为止……往往没有海洋争端(maritimedispute)多样化，从而对于制定统一的程序处理贸易争端更容易达成一致。”
东北亚海洋争端也因其多样性特征，难以通过统一的序贯式的系列解决程序来处理。一般而言，“包含领土争端在内的海洋争端，在解决机制方面更为复杂，也更容易引起冲突;而且海洋边界划界由于涉及有价值的海洋资源分配，以及政治感情等因素，往往会触及一国切身利益相关的历史或文化根基，甚至稍作牺牲也被视为对国家和国家安全的威胁。”〔4〕这意味着，东北亚地区海洋争端需要根据争端类型不同作进一步划分，从而有针对性地提出解决方向和思路。正因为东北亚海洋争端具有上述复杂特征，在研究争端解决机制时，如果局限于“国家不可分割”的窠臼，很难找到解决这些海洋争端的思路和方向，这需要我们跳出简单的常规思维模式，从海洋争端的核心要素中寻找未来解决海洋争端之路。
二、国际海洋争端解决机制基于国家利益划分的三种类型
“图宾根学派(TübingenApproach)在提出问题结构的理论时，认为问题(或冲突)的性质决定(预先决定)解决问题的方法，建立体制是一种解决冲突的方法。”
根据国际海洋争端的核心特质，有必要对现有的国际海洋争端进行类型划分，从而根据各自类型特征，找到适合此种海洋争端的解决机制和途径。着眼于建立有效的海洋争端解决机制，以“国家利益”作为国际海洋争端的核心要素，借用绝对利益和相对利益的层次分析方法，可以将国际海洋争端划分为绝对利益海洋争端、相对利益海洋争端和共同利益海洋争端三种类型:1．绝对利益海洋争端。一般包括海洋领土及海域边界划分争端，主要涉及国家绝对范围内的领域争端，包括内水、领海及群岛水域的争端。此类争端由于涉及到国家的根本利益，往往需要付出更大的努力来解决。2．相对利益海洋争端。主要包括专属经济区、大陆架、国际海底区域等方面的争端。其中主要涉及权利和管辖权，而这两种权利从实质意义上有别于，因而，争端解决的关键在于对边界划分双方可以接受的共同利益点，适于通过《联合国海洋法公约》及相关国际法规定提交司法程序解决。3．共同利益海洋争端。主要是指与区域性或全球性共同利益相关的海洋利益争端，一般包括海洋渔业及油气资源开发等领域争端，如通过谈判和协商方式解决的争端，各方均认为争端的解决对大家都有利，对于区域共同利益也有利，因此愿意采用共同开发、合作开发的方式共享利益。从图1可见，三种海洋争端在国家利益的分量和层次上，形成一个梯度，从解决方式而言，共同利益海洋争端之所以放在第一层次，意味着如果海洋争端中包含三种类型的话，则可以将共同利益海洋争端的解决作为首要解决目标。其次，解决相对利益海洋争端，而将解决难度最大的争端放在最后解决的第三层次。这种由易到难的争端解决推进方法，也符合国际海洋争端现实。中国“搁置争议，共同开发”的海洋争端解决思路，即从这一理论中可以得到印证。当然，三种利益并非截然分开，而是在争端解决机制上可以转化。从建构主义的角度看，国家利益是国家在国际交往中因身份不同而建构而成，国家利益在不同层次上的区分，也因对于国家利益的认知而有所不同，从而在争端解决机制上，采取不同形式的解决方式，最终取决于国家所认知的国家利益获取情况。
三、东北亚区域海洋争端解决思路
(一)海洋争端解决目标的层次性要实现国际争端的解决，目标是彻底解除争端的根源，致使国际争端完全消失;还是国际争端只是暂时得到平息，而其根源并未完全解除，一旦条件具备，争端又一次出现，或者以更为激烈的形式出现。在研究国际争端解决机制时，首先需要明确国际争端解决的目标所在。1．海洋争端的平息与解决EvanLuard认为，关于争端的解决，有两个不同的层次，一是平息(Pacify)争端，一是解决(Resolve)争端。“平息争端”是指如果争端已经爆发则停止对抗，如果尚未爆发则进行阻止。“解决争端”则是指达成争端双方都接受的解决方案，从而阻止未来发生类似争端。后者是更为理想的解决结果，相对也更难实现。国际争端千差万别，三种不同类型的国际海洋争端，“在实现争端平息还是完全解决方面存在很大差异，一种方式能够成功解决该争端，但对解决其他争端则未必适用。”与之类似，冲突理论代表人物约翰•伯顿则根据争端解决程序的不同，提出区分冲突(争端)的调停和解决。“调停是指当结局意味着一方所失和另一方相应所得，或者一种使所得或者某些当事者都有一定程度的损失的妥协时，争端得到了调停，为实现这种调停，也许不得不使用一些强制措施”;“而冲突(争端)的解决则是指结局能完全满足各方的要求和利益”。两种程序“虽然存在相互对立的假设，但却是相互融合的。”根据这一思路，可以将东北亚海洋争端解决的目标划分为暂时性解决和最终解决两个层次。暂时性解决是指平息或调停，而最终解决则意味着海洋争端完全得到了解决。在争端难以获取最终解决时，选择暂时性的解决不失为一种有益的思路。2．在海洋“争端解决”中引入“争端管理”的概念如果说争端解决还局限在对争端方国家利益的分配和区别方面，则“争端管理”则意味着对争端进行有效的、建设性的引导和管控，以使得争端朝着有利于各方和地区稳定的方向前进。与此相类似的，是“冲突管理”的思路。英国著名的国际法学家马尔科姆•N•肖(MalcolmN．Shaw)就曾强调要重视罗伯特•詹宁斯(SirRobertJennings)的观点，即“除了解决争端，冲突管理也是一个重要的方法必须给予重视。通过冲突管理，缓解紧张局势，将各方注意力转移到更有建设性的方面，在不触动潜在的难点的情况下，防止冲突局面升级”。1959年《南极条约》曾被称为“聪明的管理”(clevermanagement)，各方在对重叠的南极利益声索过程中，普遍接受了“只要南极条约有效，就没有南极争端”的理念，通过没有限制的条约有效期限，缓解了日益升级的争端。南极争端虽然与严格意义上的海洋争端存在一定差别，但是就寻求共同利益而言，在“冻结”等方面的经验值得国际海洋争端解决机制借鉴。
(二)东北亚地区海洋争端解决机制思路1．寻求争端的阶段性和暂时性解决目标东北亚地区国际争端解决目标是存在不同层次的。理想状态是将争端的根源彻底解除，从而实现争端的最终解决。在国际政治现实中，要实现这种理想状态是非常困难的。因此，可以谋求暂时性、预防性的解决方式。对于难以解决、包含绝对利益的领土争端，可以借鉴《南极条约》“冻结”的做法，将争端各方领土的要求进行冻结，并禁止在有效期内提出关于的新主张。“从国际政治的本质来看，所谓的‘冻结’就是各方在不损害既得利益基础上的妥协”，〔11〕对各国声索的领土要求，既不承认，也不否认，而是暂时搁置。2．积极寻求利益共识如前所述，无论是绝对利益海洋争端、相对利益海洋争端还是共同利益海洋争端，要取得争端解决，中期目标都是要取得对于利益的共识。在思路和方法上，取决于对国际争端根源的看法，如果认为国际争端起源于物质产品或权威角色这类短缺的有限产品，〔12〕则很难通过第三方加以解决;而如果认为冲突起源于共同享有的或者普遍存在的目标，则可以通过第三方介入，有效促成争端各方对话从而努力推动争端解决。这其中包括培育一种共同的价值信仰。“共同的价值信仰对维持协调机制的合作是必需的”，“价值观念的一致将有冲突的大国黏合在一起。”〔13〕因而，需要争端各方从实际利益分歧入手，积极寻求共同利益。3．发挥地区安全机制“预防性外交”作用在有些情况下，国际争端要取得最终解决，在短期来看是难以做到的，但是，可以通过采取一定预防争端升级措施，实现争端的暂时性解决。瓦伦西亚(MarkJ．Valencia)在研究东北亚海洋争端时，认为该地区海洋争端目前要实现迅速和最终解决(swiftandfinalresolution)是不可能的，因而“最紧迫的任务是找到有效机制加以管理并阻止进一步升级”，他强调通过东盟地区论坛和亚太安全合作理事会等机制和机构安排的“预防性外交”可以发挥积极作用。“虽然争端各方不愿将争端提交正式法律机构裁决，但是有可能通过东盟地区论坛等预防性外交手段，不是寻求争端解决，但是通过非暴力形式管理争端，阻止或至少控制争端升级。”〔14〕此外，1982年《联合国海洋法公约》在海洋争端解决机制方面取得了很大的突破。东北亚海洋争端在具体问题上可以借鉴联合国海洋法争端解决机制及国际海洋争端解决实践中的成功案例。
四、东北亚地区海洋争端的国家利益层次分析
根据前述国际海洋争端中的三种类型划分，东北亚地区海洋争端可以据此作如下类型划分:
(一)东北亚地区绝对利益海洋争端东北亚地区绝对利益海洋争端涉及日本、韩国、朝鲜、中国和俄罗斯五个国家，独岛、、北方四岛三个争端岛屿和东海、黄海、朝鲜半岛西部海域的海域划界。与国际法院解决的领土争端相比，东北亚海洋争端在通过国际法院等司法程序解决中存在较大难度，原因在于:1．东北亚海洋争端各方缺乏共同价值观念。东北亚地区六个国家中，每个国家都具有独特的政治体制，在共同价值观念上存在明显的分歧，要取得共识非常困难。“价值观念的一致并不存在亚太地区的四大国中，相反，主要的价值分歧将中国同美国和日本相分开，甚至也同俄罗斯相分开，在存在根本不同的政治价值的国家中建立信任与合作是极端困难的。”〔15〕2．东北亚国家缺乏国际法裁决程序的文化基础。截至2013年末，国际法院战后裁决的14例国际领土争端中，仅有3例是亚洲国家，而且都是东南亚国家，无一例是东北亚国家。独岛、和北方四岛争端难以提交国际法律裁决程序，与该区域不愿将争端提交第三方司法解决的文化传统有密切关系。3．东北亚绝对利益海洋争端受到该地区错综复杂的地缘政治和国际关系因素影响，加之背后美国在其中充当平衡手的大国因素影响，难以在短期内取得解决。而且，东北亚地区具有鲜明的民族主义色彩，中日之间、日俄之间、日韩之间都有深层次的历史恩怨纠葛，哪怕在问题上的一点让步，都可能引发国内民族主义反抗情绪，因此，绝对利益海洋争端解决难度很大。但是，即便如此，东北亚绝对利益海洋争端还是可以借鉴国际海洋争端解决案例。例如，1953年，在法国和英国关于明基埃和埃克荷斯群岛案(MinquiersandEcrehos)的岛屿争端一案中，法官一致同意由英国享有两群小岛和礁石的，由于这一裁决没有损害到核心的国家利益，反而给了英法双方一个良好的机会来展示自身作为国际公民的宽宏大量和善良的愿望，因而，虽然涉及和领土争端，也顺利达成边界划定的最终解决。事实上，在英法两国将争端提交国际法院审议之前，两国已经通过单独协议解决了群岛附近的捕鱼权问题，争端也需要这种解决方式。这意味着，对于争端这样的岛屿争端，可以通过双方谈判或单独协议，先解决的非问题的争端，并逐步通过努力解决根本的争端。有研究发现，“当与领土争端相关的法律规定相对比较明确，同时争端双方中有一方在法律诉求方面明显强于另一方时，国际法关于领土划分的规定将出现一个焦点(focalpoint)，在该点上双方都愿意接受争端解决方法。”〔18〕这个焦点即共同利益点。与其他三个绝对利益海洋争端相比，朝韩海域划界争端因两国历史划分时间相对较短，非历史悠久的遗留问题，因而，在实际解决过程中更容易通过谈判等方式明确界限，解决争端。根据争端解决的目标进程，东北亚绝对利益海洋争端更需列明争端解决的时间表，在不能取得最终解决的情况下，可以通过近期和中期目标的推进，逐步实现争端的暂时性或部分解决。例如，对于北方四岛的解决，俄罗斯学者丘格罗夫就曾提出，俄罗斯应兑现1956年《苏日联合宣言》的诺言，在签署和平条约的情况下，先交还两个岛屿，然后就另两个进行谈判，并提出借鉴中日之间和平友好条约，将领土问题留给下一代去解决。〔19〕这就是一种阶段性和暂时解决争端的推进思路。
(二)东北亚地区相对利益海洋争端东北亚地区相对利益海洋争端主要涉及中、日、韩三个国家，涉及东海区域大陆架及专属经济区划界。在中日韩大陆架及专属经济区划界问题上，存在着重叠的利益关系和权利主张。可以借鉴国际海洋争端中较为成功的划界案例，吸取其中有利于解决该争端的经验和思路。如，可借鉴1978年12月签署的澳大利亚与巴布亚新几内亚独立国海洋边界条约(1985年2月生效)，该条约“分别在海底和上覆水域基于大陆架和专属经济区划定两条不同的界限”，在中日韩对东海划界存在原则性冲突的情况下，可以考虑借鉴其中的划界方式:“在东海海底分界线方面，可考虑依自然延伸原则划定大陆架界线，而在专属经济区方面，则依各方的海岸构造、海岸线比例，生物资源的开发利用等因素综合考虑以确定另一条分界线。”这样，可以避开争端各方敏感而针锋相对的划界立场，通过转换思路，寻找各方可以接受的划界解决方案。
(三)东北亚地区共同利益海洋争端东北亚地区共同利益海洋争端主要是东海油气资源争端和各海域渔业及其他资源争端。后者的范畴中包含前者，之所以东海油气资源争端单独列出，是因为这一争端在东北亚地区海洋资源争端中占据最为重要的地位。东海油气资源争端与岛屿争端和大陆架划界争端的不同在于，其中蕴含更多的共同利益因素。油气资源争端虽然涉及国家核心的能源安全利益，但是从争端解决出路看，必须要聚焦到共同开发。因此，寻找到争端各方都能够接受的共同开发区域，是解决东海油气资源争端的首要目标。以划定边界和划界前的临时安排可以作为具体落实手段。“如果(中日)两国能够确定海上的共同边界，它们甚至可以联合开发这一区域的海底资源，分担成本，共享利益。”在共同利益点和共同边界的寻找过程中，需要采取相应措施，包括冻结进行中的油气开发、划定暂时措施区域，积极寻找渔业及各种资源划分的共同利益点，如能达成共识并顺利实施，则各海域渔业及各种油气资源争端共同开发可期，争端解决可期。
篇4
关键词：气候变化；极端降雨；RegCM；长江
Abstract: Extreme precipitation caused by climate change, the lower reaches of the Yangtze River in flood disasters occurred frequently. In order to explore the climate changes, changes in the middle and lower Yangtze River of the Yangtze River in 1998 rainfall, rainstorm climate scenarios based on the history of history, using the RegCM4 regional climate model, simulation of temperature increase of 1.9 and 5.5, consistent with other climate conditions and historical climate conditions, changes in the middle and lower Yangtze River rainfall. The results show that: on the one hand, climate change, increased rainfall in the middle and lower Yangtze River, aggravate the temporal and spatial distribution of rainfall inhomogeneity on the other hand, increased rainfall extreme tendency.
Key words: climate change; extreme precipitation; RegCM; Yangtze River
中国分类号：TU71 文献标识码：A 文章标号：2095-2104（2013）03-0001-02
1 引言
政府间气候变化专门委员会（IPCC）于2007年编写完成了《气候变化2007：联合国政府间气候变化专门委员会第四次评估报告》（Climate Change 2007, the Fourth Assessment Report (AR4) of the United Nations Intergovernmental Panel on Climate Change），报告中指出，最近100年来全球年平均气温上升0.74℃，而近100年来的全球平均地面气温曲线表明，气温呈急剧上升趋势，气温上升，主要是由于人类活动引起的温室气体（CO2、CH4和N2O)排放造成。对于未来全球和区域气候变化需要构建未来社会经济变化的情景，从而给出相应温室气体排放情景，为此，IPCC对各种可能的发展状况加以定性或定量的描述，组织各国专家先后给出了不同的温室气体排放情景。基于IPCC研究的基础上，江志红利用7个IPCC AR4模式对中国地区极端降水指数模拟能力的评估及其未来情景预估，研究得出：21世纪与降水有关的事件都有趋于极端化的趋势，极端降水强度可能增强，干旱也将加重，且变化幅度与排放强度成正比。2011年中国长江中下游特大旱灾急转洪涝灾害又一次印证了上述结论，长江中下游旱灾是开始于2011年4月，是自1959至1961年的旱灾后50年来最严重的一次，受灾人口达三千四百万，大量牲畜饮水困难，直接经济损失149亿元人民币。而6月8日起，湖南、湖北、贵州、江西、浙江、安徽、福建、重庆多个省市出现较大范围的强降雨天气，强降雨在缓解旱情的同时，也引发的严重水灾，截止本文完稿时，洪涝灾害仍再继续。
长江流域特别是中下游地区人口密集，经济发达，是我国非常重要的工农业基地和商业基地。同时，受梅雨、台风雨和西南暖湿气流影响，长江流域洪涝灾害频繁发生，而长江流域洪涝灾害主要由极端降雨造成，因此，研究气候变化对长江中下游地区极端降雨的影响具有极其重要的意义。本文研究的长江中下游地区所涉地理范围大致包贵州、湖南、湖北、江西、安徽、江苏、浙江、重庆、上海七省两市。
1998年长江流域6月至8月，长江流域极端降雨引起特大洪水灾害，是继1954年以来的最大的一次洪水，长江中下游干流沙市至螺山、武穴至九江共计359km的河段水位超过了历史最高水位。为了研究气候变化下，长江中下游降雨的变化，本研究针对1998年极端降雨，对比历史条件和两种气温升高情景，采用区域模式RegCM4模拟长江中下游降雨，分析全球变暖对长江中下游降雨的影响。
2 RegCM区域气候模式
2.1 模式发展
RegCM于二十世纪八十年代晚期，在中尺度模式MM4的基础上建立起来，其动力框架源于MM4，为可压的、静力平衡的有限差分模式，垂直方向采用σ坐标。经过不断的扩充和改进，在1993年产生第二代区域气候模式RegCM2，RegCM2的物理过程是基于新版中尺度模式MM5和CCM2，应用新版陆面过程方案BATS 1E，另外非局部边界层方案取代了旧的局部行星边界层方案，质量通量积云方案也作为可选方案加入模式中。而至2003~2004年间，形成了新版的RegCM3，RegCM3使用了CCM3辐射传输方案，改进了大尺度云和降雨的参数化方案使其可以解决次网格尺度云的变化问题，利用马赛克型参数化方案对次网格尺度上地表高程和土壤类型不均匀进行处理，同时改进了输入数据，使用USGS全球陆地覆盖特征化数据（GLCC）和全球高分辨率全球陆地地形数据GTOPO30产生地表文件，使用NCEP和ECMWF全球再分析数据作为初始和边界条件。2010年末，推出了RegCM4，RegCM4耦合了最新的CLM3.5陆面模式，增加了Zeng海洋格式可以预报海洋表面温度，SST边界引进了海洋浮冰，并且改进了RegCM3化学过程模拟包，同时格式的模拟空间尺度从20km提高到了10km。
2.2 模式结构
RegCM模拟系统包括四个部分：地表（Terrain），初始/侧边界（ICBC），RegCM模拟和后处理（Postprocessor）。Terrain和ICBC是RegCM预处理阶段的两部分，Terrain过程定义模拟区域和网格间距，并把陆地类型（land use）和高程数据内插到模型网格点上；ICBC过程把表层海温（SST）和全球再分析数据内插到模式网格上，用作模拟的初始条件和边界条件。预处理后，生成模拟的输入数据文件，即可进行模拟，模拟结果输出包括大气模型输出、陆面模型输出、辐射模型输出和化学模型输出，输出变量包括温度、湿度、降雨、风速风向、蒸发量、太阳辐射等64个变量结果。
2.3 模式运用
区域气候模式RegCM一经推出，就受到各国气象工作者的高度关注，并在美国、欧洲、非洲、东亚等地区进行过许多方面模拟研究。目前，国际上利用 RegCM进行的模拟主要在以下几个方面：1）对区域气候模拟能力的检验；2）模式对未来气候的模拟能力；3）模式对气候变化影响因子的敏感性；4）模式嵌套研究。
3 研究区域及资料
本研究区域为长江中下游地区，模拟区域中心坐标位于29.5°N, 115°E，图1为模拟范围和地形图。东西方向格点数为105个,南北方向格点数为75个,模式的水平分辨率取 20 km，模式垂直方向分18层。
模式的参数化方案：侧边界选择指数松弛方案，缓冲区12圈，辐射采用NCAR CCM3方案，海表通量参数化选择Zeng方案，行星边界使用Holtslag方案，积云对流参数方案选用Kuo方案，压力梯度方案选择流体静力递推方案，时间积分步长为180s。
模拟积分时间为1998年1月1日～12月31日。运行模式所用地形资料为美国地质勘测局(USGS)，分辨率为10′的GTOP030地形资料；陆地覆盖资料为USGS基于卫星观测反演的分辨率为10′的全球陆地覆盖特征(GLCC)数据库资料(植被和土地利用)；海洋表面温度资料利用美国国家海洋大气管理局(NOAA)提供的1°分辨率的最优内插海洋表面温度的周分析资料；初、边值采用美国国家环境保护中心(NCEP/NCAR)每日4次2.5°×2.5°分辨率的再分析数据NNRP2。
模拟气温增加情景设计根据赵宗慈使用IPCC AR4提供的气候模式集合，综合大约80个气候模式方案，考虑各种人类排放情景，分析中国未来气温变化预估，到21世纪后期气温升高最佳估计为1.9-5.5℃。本研究设计气温增加分别取最低气温升高情景1.9℃和最高气温增加情景5.5℃。本研究模拟情景综合为如下三种： 1998年历史气候条件情景；气温升高1.9℃，其它气候条件不变情景；气温升高5.5℃，其它气候条件不变情景。
图1 模拟区域及地形
4 降雨变化
4.1 区域极端降雨变化情况
长江中下游地区的洪涝灾害一般发生在夏季6至8月份，而且根据1998年特大暴雨实况，暴雨主要集中6至8月，因此区域极端降雨变化趋势主要分析夏季极端降雨变化情况。图2-图7分别给出了6、7、8月份在1998年气候条件下，气温升高1.9℃和5.5℃，区域降雨变化的平面分布，图中数字单位为%。
根据区域降雨变化图分析，气温升高1.9℃时，在6月份，大部分区域降雨增加在20%左右，湖北和湖南南部小部分中心点降雨增加会在30%左右，7月份，降雨增加趋于不均匀性，降雨增加的幅度大部分在15%到30%之间，其中在湖南湖北部分交界处出现降雨减少15%的情况，降雨增加较多的区域集中在江西及安徽大部分区域，基本增加降雨在30%左右，8月份，降雨增加在区域分布上也较为不均匀，增加较多区域为湖北东南部和江西西北部，增加降雨在30%到45%之间，而在浙江西北部和安徽东南部出现降雨负增长15%。气温升高5.5℃时，降雨增加的幅度出现大幅上升，在空间上，降雨增加的空间差异性更为明显，6月份，区域降雨的增加在30%到70%之间，湖南、湖北东部、贵州东部以及浙江降雨的增加较多，在50%到70%之间，7月份，降雨增加范围在15%到75%之间，空间降雨的差异性更为严重，湖南、贵州大部以、浙江北部及安徽南部降雨增加都超过45%，儿湖北西北及湖南湖北交界出现降雨出现负增长，8月份，降雨增加在15%至75之间，增加较大区域为湖南北部和湖北南部，降雨增加在50%以上，而浙江东部江苏中部，降雨为负增长。
图2 气温升高1.9℃下6月份区域降雨变化图3 气温升高5.5℃下6月份区域降雨变化
图4 气温升高1.9℃下7月份区域降雨变化图5 气温升高5.5℃下7月份区域降雨变化
图6 气温升高1.9℃下8月份区域降雨变化图7 气温升高5.5℃下8月份区域降雨变化
4.2 区域月降雨变化情况
图8给出了1998年历史条件下，及相同气候条件，温度升高1.9℃和5.5℃下，1至12月月降雨对比。根据图中分析，秋季、冬季的降雨增加幅度会比较小，而春季、夏季，特别是夏季的降雨增加幅度会比较大，而长江的雨季也基本集中在夏季，气温升高，将会使得雨季的降雨更为集中。因此，气候变化，温度升高，在时间上，会加剧降雨的时间分布不均匀性，使得雨季的降雨更为集中。
图8 历史条件与气温升高月累计降雨图
4.3 区域年降雨变化情况
图9和图10给出了长江中下游区域降雨变化区域分布，图中数字单位为%。从图中可以看出气温升高1.9℃时，大部分区域降雨增加在20%左右，而气温升高5.5℃时，大部分区域降雨增加在50%左右。在气温升高1.9℃时，降雨增加在空间分布上相对均匀，而到气温升高5.5℃时，降雨增加出现较大的地区差异性，加剧了降雨空间分布的不均匀性。总体来看，气温升高时，湖南、湖北、贵州东部、江西、浙江以及江苏南部降雨增加的幅度比起其他区域要大。
图9 气温升高1.9℃下区域年降雨变化图10 气温升高5.5℃下区域年降雨变化
5 结论
使用长江流域1998年特大暴雨气候条件，构建气温升高1.9℃和5.5℃气候变化情景，利用区域气候模式RegCM4，模拟长江中下游区域降雨，并给出了区域极端降雨、月降雨及年降雨变化情况。
试验结果表明，在6、7、8月份，气温升高1.9℃时，降雨增加幅度在15%-45%之间，气温升高5.5℃时，降雨增加幅度在15%-75%之间，并且伴随气温升高幅度的增大，降雨增加的空间分布差异更加严重，部分区域还出现降雨负增长情况，因此，气候变化将使得长江中下游区域极端降雨增强，同时，空间分布差异的加剧，也会加剧极端降雨的强度。
月降雨变化的比较结果显示，在时间上，降雨的时间分配不均匀性将会因为气候变化，温度升高而更严重，在雨季，降雨的增加幅度远超过其它时间段。
篇5
关键词：东海油气争端中间线临时安排共同开发
一、中日东海油气争端的由来
中日东海油气争端源于日本自2004年5月起对中国开发“春晓”油气田①逐步升级的反应。2004年5月28日，日本“对中国在紧贴中日中间线中国一侧的东海海域设置天然气开采设施一事”表示关注，并打算“就中国之举是否侵害了日本的权益展开调查”。随后，日本正式向中国提出交涉。2004年6月9日，日本经济产业大臣在出席马尼拉“东盟加中、日、韩三国能源部长会议”时，向我国官员正式提出，要求中国提供在东海专属经济区调查和试验开采油气田的相关数据。他还说，如果中国“继续漠视日本的要求”，日本可能派遣调查船到上述海域调查，并开始建设自己的天然气项目。②对于日本的要求，我国予以断然拒绝，同时也持积极态度，主张通过冷静、友好的外交渠道，以对话来解决这一争端，并建议进行共同开发。然而，日本没有作出积极回应。在2004年6月21日“亚洲合作对话”青岛会议上，当中日两国外长谈及东海天然气田问题时，我外长呼吁双方搁置分歧，共同开发东海资源，并希望日方对此提议进行研究，但日本外相只是表示“继续保持接触”。日本经济产业大臣则在国内明确地说：“我们对中国的提案不感兴趣，在这方面，我们不考虑联合开发。”③2004年7月，中日之间的对立状态进一步加深。就在“”纪念日那天，日本花巨资租用的挪威籍科考船在数艘先导船的引导下来到距离“春晓”油气田约50公里处的海域进行海底资源调查。这引起中方的严正交涉。日益恶化的事态不仅使美国表示关注，④而且还给我国海上对外油气开发合作带来了消极影响。2004年9月28日，“春晓”油气田项目的外方合作伙伴———皇家壳牌石油公司和优尼科石油公司宣布退出。就在2004年10月25日中日双方就解决争端举行的事务级磋商中及其之后，日本威胁说，如果中方今后仍不向日方提供信息，日本就将在“春晓”油气田附近的日方水域进行勘探，并可能中断磋商。⑤
二、中日双方的权利基础与油气调查、开采活动的法律性质
其实，中日东海资源之争并非始自今日。早在20世纪60年代联合国亚洲及远东经济委员会预测东海可能是世界上油气储量最丰富的地区之一之后，在东海就掀起了“海底石油之战”。1974年，日本在东海中间线以东的争议海域与韩国订立共同开发协定，遭到中国的抗议。⑥长期以来，日本无视东海存在争议的客观事实，将其单方面主张的“中间线”作为东海的“既定”边界线强加给中国，这是中国无论如何都不能接受的。在客观了解、正确分析这场争端时，需要明确、澄清几个概念，了解分歧之所在。
（一）自然延伸与200海里距离
1982年《联合国海洋法公约》（以下简称《海洋法公约》）⑦规定，每个沿海国都对其近海区域拥有权利。中日两国作为东海的相向邻国，各自对其邻近海域的权利不容否认，而且两国都在国内法上予以确认。日本1996年《专属经济区和大陆架法》第1条和第2条规定，日本的专属经济区和大陆架是从其领海基线量起向外延伸到其每一点同领海基线的最近点的距离等于200海里的线以内的区域。如果专属经济区和大陆架的外部界限的任何部分超过了中间线，中间线（或日本与其他国家议定的其他线）将代替那一部分线。1998年《中华人民共和国专属经济区和大陆架法》第2条规定，我国的专属经济区是从领海基线量起延至200海里的区域，大陆架是我国陆地领土的全部自然延伸扩展到大陆边外缘的海底区域，或在某种条件下扩展到200海里的海底区域。
但日本不能以其国内法的规定来有效对抗中国的权利主张与近海活动。就专属经济区而言，东海的宽度不足400海里，因此两国的权利范围有相当一部分是重叠的，这自然存在划分专属经济区界线的问题。更重要的是，虽然对海床和底土的权利可以来源于专属经济区制度，但按《海洋法公约》第56条的规定，专属经济区中有关海床和底土的权利应按照公约关于大陆架的规定来行使。这意味着，有关近海底油气活动的法律基础应主要依据于大陆架制度。
《海洋法公约》第76条第1款设定了两项确定大陆架权利的标准，即自然延伸和200海里距离。这里的权利标准有两层意义：一方面对国家的单方面行为来说，自然延伸与距离标准是彼此独立的。也就是说，国家可以采用任何一个标准来主张其大陆架权利范围；另一方面，在两者之间的关系上，自然延伸标准居于首要地位，距离标准则处于从属地位，这是有坚实的法理依据的。沿海国对其大陆架具有初始的、天然的和排他性的权利，即固有权利。这种权利既无需完成特别的法律程序，亦无需履行任何特定的法律行为。固有权利的依据在于大陆架构成沿海国陆地领土在海下和向海的自然延伸。国际法院在1969年北海大陆架案中将自然延伸作为大陆架权利的唯一基础，指出：“国际法将大陆架归属于沿海国而赋予法律权利是基于这一事实，即有关海底区域实际上可以被视为该沿海国已经享有统治权的领土的一部分。也就是说，这些区域虽为海水所覆盖，但却是该国领土的延伸或继续，即其在海下的扩展。”⑧在1982年突尼斯-利比亚大陆架案中，国际法院再次提到“自然延伸是所有权唯一基础的原则”。⑨自然延伸标准的地位变化受到了第三次海洋法会议上出现的“已被接受的新趋势”的影响，并反映在《海洋法公约》上：第76条第1款将距离概念引入了大陆架权利基础的范畴中。即使如此，该条款仍将自然延伸放在首位，而对距离标准附加了“如果从测算领海宽度的基线量起到大陆边的外缘的距离不到200海里”的限制条件。第76条第1款之所以作出这种安排，主要原因有两个：一是1950年弗朗索瓦报告员和国际法委员会所作的保留已不再具有合理基础。自然延伸概念以及将该概念等同于大陆架已不再是“不合理的不公正”的根源。因为这一“不合理的不公正”由于200海里海底的专属经济区概念的确立以及200海里以外大陆架开发的收益分享制度的建立而得到平衡。二是地质、地貌意义上的自然延伸概念已不再像从前那样成为国家占领的优先手段。⑩国际法院在突尼斯-利比亚大陆架案中明确指出，《海洋法公约（草案）》第76条第1款第一部分的“陆地领土的自然延伸”是主要标准，200海里距离“在一定条件下”是沿海国的权利基础。[11]
1985年几内亚-几内亚比绍案的仲裁裁决认定，距离标准没有背离自然延伸标准，而只是缩小了它的范围。[12]富尔勒认为，同自然延伸原则相比，距离标准处于从属地位。[13]杜比也承认，“200海里标准只起辅助作用”。[14]
前国际海洋法法庭法官赵理海教授在详尽分析《海洋法公约》第76条后总结说，该条对200海里距离概念和自然延伸原则的规定主次分明，首先肯定了自然延伸原则，只是在特殊情况下才考虑使用所谓“距离标准”。[15]
不可否认，国际法院在利比亚-马耳他大陆架案中也认为距离是大陆架权利的唯一基础。然而，这不能成为否认自然延伸主要标准的有力证据。国际法院早在作出该结论之前就指出，大陆架制度和专属经济区制度是不同的。没有专属经济区的地方可以有大陆架，但如果没有相应的大陆架，就不可能有专属经济区。尽管“出于法律和实际的原因，距离标准现在既适用于大陆架，也适用于专属经济区”，但“这并不表示自然延伸概念现在已为距离概念所取代，它只是意味着在大陆边外缘距岸不足200海里时，自然延伸部分地为离岸距离所定义。”[16]这里“部分地”的措辞明显地承认自然延伸的优先地位。这种解释是符合逻辑的，因为保持与先前判例的一致性是国际法院一贯的做法。可以肯定，国际法院在本案中不可能彻底修正它在3年前所作的推论。而且，国际法院的上述论断是以有关当事方海岸间的距离不足200海里为前提的。[17]如果一国的大陆架超过200海里，其权利基础当然是自然延伸，而非距离标准。这正如莱高尔特和汉基所说：“扩展到200海里以外的自然延伸的存在一旦确立，适用同一标准测算这种延伸是从海岸而不是从200海里界限处开始的……在200海里以内和以外有着单一的大陆架制度，不管《海洋法公约》适用于200海里以外有何特殊规定”。[18]再者，自然延伸与海底地理、地质和地貌特征相关，它呈现出大陆架与沿海国之间的实际联系。而距离标准纯粹是一个人为的空间概念，并不具有习惯法的性质。[19]
中国和日本的海洋立法各自主张自然延伸和200海里的大陆架区域都于法有据，无可厚非。但是，当两国的这种单方面主张在东海导致权利冲突时，中国的自然延伸毋庸置疑地优越于日本的200海里距离。国内外海洋地质学者认为，东海大陆架在地形、地貌、沉积特征和地质上都与我国大陆有着连续性，是我国大陆领土在水下的自然延伸。冲绳海槽构成东海大陆架与日本琉球群岛岛架间的天然界限。因为该海槽东西两侧的地质构造性质截然不同。海槽以西是稳定性大陆地壳，海槽以东为琉球岛弧，地壳运动十分活跃，地震频繁。海槽东西两侧的沉积物分别属于琉球岛架与东海大陆架两个物源区。东海大陆架边缘和海槽西坡的沉积物性质与长江的物质类同，海槽东坡沉积物性质则与琉球群岛有着紧密的联系。而海槽本身属于陆壳向洋壳的过渡带，其地貌既不同于堆积沉积型的平坦陆架，也不同于洋壳型的洋脊海盆，是一种独特的地貌单元。[20]曾与其他地质学家一起完成东黄海地质结构和石油潜力报告的艾默里曾说：“冲绳海槽因位于亚洲大陆的大陆坡东侧，应该属于海洋壳而非大陆壳。”[21]日本学者也同意，“冲绳海槽是大陆架的边缘，海槽的西侧是大陆架。”[22]所以有学者指出：“显而易见，冲绳海槽构成日本海底结构的自然边界。”[23]由此可见，中日之间不存在共有大陆架问题。东海大陆架止于冲绳海槽西坡坡角，琉球群岛岛架止于冲绳海槽东坡坡角。根据自然延伸原则，我国对直至冲绳海槽的东海大陆架享有不可剥夺的权利。
（二）中间线
在存在海洋权益之争的东海海域，中日双方尚未划界，当然不存在所谓的“既定”边界线。中间线只是日本的单方面主张，对中国没有任何法律约束力。国家间海上分界线从来都是协议达成或由第三方解决的，而不能仅仅依照个别国家在其国内法中表现出的意志决定。无视其他国家的法律立场自行决定一条国际海洋边界是违背公认的国际法原则的。国际法院在英国-挪威渔业案中指出：“海域划界总是国际性的。它不仅仅取决于沿海国的意志……与其他国家划界的有效性取决于国际法。”[24]因此，“海洋划界是一个法律-政治过程”，海洋边界是适用法律规则的结果，[25]而非平分有关海域。因为平均分享的观念与所有有关大陆架法律规则的最根本原则相冲突。[26]如果海上划界犹如一分为二那样简单，大量未定海洋边界就不会仍然存在。中间线甚至不是东海划界之前的一条临时管辖线。中国过去没有承认过所谓的东海“中间线”，将来也不可能承认。中国一贯主张，海岸相向或相邻国家应在国际法的基础上按照公平原则协议划定各自海洋管辖权界限。中国没有必须接受中间线的法律义务。中间线或等距离线仅是1958年《大陆架公约》第6条第1款确立的一项协定法划界原则，即在无协议和除特殊情况另定边界外，大陆架界线是以每一点均与测算每一国家领海宽度的基线的最近各点距离相等的中间线。中国并不是该公约的缔约国。《海洋法公约》第74条和第83条没有提到中间线，只是规定在国际法基础上协议划界，以便得到公平解决。这就如格林菲尔德所评论的，《海洋法公约》的这种模糊立场进一步削弱了日本在东海主张适用中间线原则的效力。[27]而且，中间线原则不具有习惯法的地位。因为如果不顾划界区域的实际情况，把中间线作为一项绝对原则来适用，就可能造成将一国自然延伸的区域分配给另一个国家的不公平情况。国际法院在北海大陆架案中就认为，在订立《日内瓦公约》时，并不存在等距离这样的习惯国际法规则，《大陆架公约》第6条也没有使这一原则具体化。因此，如果《日内瓦公约》在其起源或开始之时没有宣告等距离原则是相邻国家间大陆架区域划界的习惯法强制性规则，那么其后的效果也不能构成这样一种规则；并且为此目的，迄今为止的国家实践同样是不充分的。[28]国际法院的这一论断为其后判例所一再重申、援引。即使中间线原则是可适用的，它也不能单独起作用。根据英法海峡案的裁决，《大陆架公约》中等距离原则的适用总是受“特殊情况”限制的。等距离和“特殊情况”不是两个互不相干的规则，而是单一的“等距离-特殊情况”规则。该规则与习惯法规则具有相同的目的，即按照公平原则划界。[29]按公平原则划界就是要公平考虑划界区域的所有相关情况，以达成公平结果。海岸地理是公平划界的一个主要因素。英法海峡案的裁决指出：“在任何特定情况下决定等距离或任何其他划界方法适当性的主要是地理情况。”[30]缅因湾案的判决甚至认为“地理特征是划界过程的核心”。[31]中日海岸地理有着显著差别，这种差别构成排除中间线的一个重要情况。东海西侧是中国的连续海岸线，长达3000多公里，其中仅杭州湾（北纬30°）以南段即达900公里；东侧是日本零散岛屿的断续海岸线，从九州至琉球群岛仅1000多公里，岛间距离有的超过100海里，其中吐噶喇、奄美、冲绳及先岛群岛的东海海岸线总长度为380公里。在北纬30°以南的地区，如果按照海岸的一般走向测算中日海岸线，其比例为64.3∶35.7.[32]在这种不均衡的地理环境下，以中间线平分东海显然有悖公平原则。在与中日海岸关系极为相似的利比亚-马耳他大陆架案中，双方海岸线长度的巨大差异（8：1）成为国际法院调整虚拟中间线的一个相关因素。[33]国外学者也认为：“中日两国在东海的海岸线长度之间的显著差异，是大陆架划界的一个相关因素。”[34]
冲绳海槽同样也是构成不适用中间线的另一个重要相关情况。国际判例法承认，如果划界区域在地质或地貌上存在一种足以割断有关国家间海床和底土本质地质连续性的、显著的、持久的断裂或间断构造（如海槽、海沟或凹陷），以至于将划界区域分为构成属于两个国家的两个不同大陆架，或两个不同自然延伸的界限时，那么划界就必须遵循此断裂所显示出的界线。[35]冲绳海槽就具有这种性质。与判例中没有赋予划界效力的那些不显著的、微小的地质地貌构造相比，冲绳海槽尤为显著。它形似新月，向东南凸出，南北长约1200公里，宽约140-200公里，面积约22万平方公里；槽底长约840公里，宽约36-120公里；北浅（700米）南深（大于1000米），最深处2719米。[36]戈尔迪明言道，冲绳海槽不同于挪威海槽，“北海海床地质上的整体性把挪威海槽和分割日本诸岛与东中国海下面的大陆架的冲绳海槽区别开来”。[37]冲绳海槽与帝汶海槽相似。[38]澳大利亚与印度尼西亚之间的有关协定承认帝汶海槽的重要作用。在1972年大陆架划界协定中，两国的边界线划在距离中间线更靠近帝汶海槽中轴线的地方，澳大利亚获得争端区域面积的80%.1989年《帝汶缺口条约》设立的合作区位于海槽中轴线以北与印度尼西亚200海里主张以南的海域。[39]即使在日韩共同开发协定中，冲绳海槽也被日本接受为一个相关因素，因为共同开发区完全在中间线的日本一侧，更靠近日本海岸。因此，冲绳海槽是具有法律意义的严格限制中间线的一个公平考虑因素。格林菲尔德表示：“琉球群岛下面和周围区域的地质，尤其显著的是非常重要的冲绳海槽，使日本要求平分中国海大陆架的资格受到质疑”。[40]朴春浩也指出：“日本关于不考虑冲绳海槽，应用中间线原则，从而产生日本对东海较大范围的海底区域的的法律依据，看来是令人怀疑的”。[41]需要特别指出的是，日本的中间线主张还是将作为一个基点，这与国际法和国际实践是背离的。《海洋法公约》第121条规定，不能维持人类居住或其本身的经济生活的岩礁，不应有专属经济区或大陆架。是洋中小岛，长期无人居住，缺乏维持人类生存所需的资源。在国家实践与司法判例上，无人居住的洋中小岛在划界中通常被忽视。加之，的领土为中日两国所争议。国际上通行的做法是，有争议的岛屿不影响划界。因此，的无论最终归属如何，除拥有一定范围的领海外，不应享有专属经济区和大陆架。这是普遍一致的理论观点。李韦清认为：“群岛的领有权给国带来的只不过是12海里领海”。[42]诺德霍尔特指出：“不论获得何种领土地位，它对决定东中国海大陆架边界线的影响如果不是没有的话，也将是很小的”。[43]格林菲尔德也认为，（即使日本有）完全位于琉球群岛一般走向线以外，因此不能用作中国与日本间大陆架划界的基线的任何部分。[44]日本学者同样倾向于不应赋予划界效力。如中内清文说：“尖阁群岛并不真正适合于人类居住。看来很清楚的一点是，这些岛屿只是对于其周围的可能是巨大的石油储藏而言才是有价值的……把尖阁群岛用作划定大陆架界线的基点，从而产生出对石油储藏和各自的经济利益份额的权利，那似乎并不是公平的或者衡平的。”[45]
篇6
1．1空间地理边界
空间地理边界包括两种，一种是自然的地理边界，另一种是管理的地理边界。自然的地理边界是根据监测区域自然地理特征划分的，如平原、丘陵、海湾、河口等。管理的地理边界是根据行政区域划分的，依据各级管辖区域，分为国界、省(自治区、直辖市)界、市界、区(县)界等。空间管理边界应采用最新的地图来确定。
1．2空间生态边界
空间生态边界是适应生态系统监测需要的，主要是根据生态系统区系划分，如森林生态系统、湖泊生态系统、海湾生态系统、河口生态系统等。由于生态系统经常会重叠，生态系统的范围往往难以精确划定，因而空间生态边界不必精确划定。
1．3动力空间边界
对于流体类环境介质(如大气、河流、海洋)的监测，有时需要划定动力空间边界。动力空间边界是根据流体动力特征划分，如海洋中的沿岸流区、上升流区、扩散型海区、沉降型海区等。在污染物排放扩散监测中，采用动力方法确定空间边界是有必要的，这涉及到结合污染源强和动力模型模拟水质或空气质量，预测影响的范围和程度。
1．4项目空间边界
项目空间边界是指工程项目的环境影响范围。在工程项目环境监测中，需要依据影响范围确定项目环境监测的空间边界。在工程项目监测技术规程中，会有相关原则性的规定。对于影响范围较大的项目，仍需要根据预测的影响范围，结合实际监测获得的结果，优化监测边界。
1．5时间期限
环境监测一般是重复性的，但任何环境监测项目都有时间期限。环境监测时间一般根据出资或任务下达者的要求，结合监测本身的技术要求确定。一般常规监测任务以年为基本时间单位，长期监测计划可能会持续很多年。建设项目的环境跟踪监测时间主要为工程建设期间。环境污损事件的监测一般持续到污染基本消除或环境基本恢复之后。
2监测参数设计
对于一般监测污染物质的项目，监测参数比较明确。而对于环境质量类监测项目(包括生态系统监测)，监测参数的确定非常复杂，在此主要讨论这类复杂型监测项目的监测参数设计。这类监测项目监测参数的设计一般遵循“识别环境问题－分析受害资源－选择环境要素－确定监测项目－确定监测参数”的流程。这里实际上包含监测要素和参数两个层次。在设计中要注意，在一些监测项目中，监测参数不需要以同样的频率测量［1］。
2．1环境问题和受害资源分析
2．1．1环境问题
环境问题是环境科学面临的、政府与公众关心的，且与人类生活和生存密切相关的问题［6－7］。环境监测要针对环境问题，获得充分的、可防御的信息。管理者在决策中，一般需要环境监测者提供以下信息:①目前环境存在的具体问题，预期这些问题会造成的后果;②处理这些问题的具体对策;③解决这些问题的把握;④解决这些问题需要的资源和经费;⑤其他的建议。(1)环境问题的一般形式环境问题发生在一定的时空尺度上。要回答什么位置出现了环境问题，与位置关联的特有环境空间模式是怎样形成的，为什么会发生，未来演变趋势如何，以及采取什么样的措施和政策来解决环境问题，需要从时空角度归类环境问题(表1)。(2)常见的环境问题常见的环境问题有:①环境污染(介质上有大气、水体、土壤等，污染物有化学物质、生物、噪声、电磁波等);②生态问题(生物多样性损失、生态系统退化、外来物种入侵、栖息地丧失等);③突发环境事件(化学品泄漏、溢油等);④人类健康(水、空气、食物供应和安全等);⑤全球气候变化(全球变暖、海水酸化等);⑥资源枯竭(过度开发、不可持续开发、增长的资源利用等)。随着社会的发展和科学认识的深入，新的环境问题会不断出现或被发现、认识。
2．1．2环境中的受害资源
环境问题之所以成为问题，是因为环境问题发生后存在受损者，即受害资源［1－3］。环境是一个复杂的系统，一个环境问题作用的受害资源可能不止一个，同理，一个受害资源可能遭受多个环境问题的损害。环境中的典型受害资源一般有:人体健康、经济生物、珍稀或濒危生物、生物多样性、空间资源。(1)人体健康。人体健康是首要关注的受害资源，对于人体健康造成损害的主要是污染问题。通过食用受污染的产品或接触受污染的环境介质，人体会遭受直接或间接的健康损害。(2)经济生物。经济生物资源是生态系统对人类的重要价值所在，污染损害、栖息的破坏、过度利用、生态退化、外来物种入侵等因素，都会对经济生物资源造成损害。(3)珍稀或濒危生物。珍稀或濒危生物往往是生态系统中关注的焦点，对生态环境的退化较敏感，是环境监测关注的“热点”。(4)生物多样性。生物多样性是生态系统健康的核心体现，生物多样性的降低可能预示着生态系统在退化，污染损害、生态破坏、外来物种入侵等都可能导致生物多样性的降低。(5)空间资源。很多行业生产都需要空间资源，尤其是农业。用于农业上的土地、水域等空间，对生态环境有要求。环境问题对空间资源的不利影响主要体现在两个方面:第一是可利用的空间资源缩减或丧失，如围填导致水域丧失、建设导致耕地丧失等;第二是环境质量下降导致可利用的空间资源减少，如环境质量恶化导致养殖用水域资源缩减。
2．2环境要素、监测项目和监测参数
环境要素即环境基质，是构成环境各个独立的、性质不同的而又服从整体演化规律的基本物质组分，如海水、大气、沉积物、生物等。监测项目是样本单元中按性质分类的现象或实体，包括物理的、化学的和生物的，如温度、溶解氧、浮游动物。监测参数是由采样样本确定的、某变量总体的函数，如溶解氧的含量、浮游动物密度、浮游动物种类数、浮游动物生物量。从监测参数的学科角度分类，监测参数可分为物理参数、化学参数、生物参数、地理参数、社会学参数等。(1)物理参数:描述环境介质物理状态的参数，例如温度、流速、流向、气压、风速、风向、放射性等。(2)化学参数:环境介质或污染物中化学物质的含量，如重金属、持久性有机污染物、营养盐等。(3)生物参数:生物物种、群落、生态系统、景观等状况参数，如生态系统类型、生物种类、生物密度等。(4)地理参数:描述地形、地貌等地理特征的参数，如海岸线、河流等。(5)社会学参数:描述区域社会经济状况的参数，如人口、生产总值、产业结构、污染物排放量等。从监测参数在监测系统中的作用考虑，环境监测参数可分成3大类:(1)优先监测参数:代表环境“热点”的特征参数，重点监测对象。(2)辅监测参数:对于评估环境问题起辅的参数，如盐度、水温。(3)可选择的监测参数:按地点、主导功能区和测定意义选用，如营养盐、重金属、有机氯化合物等。
2．3环境质量监测参数选择原则
在对环境系统了解有限的情况下，设计者可能会希望监测的参数越多越好。然而，新的环境问题会不断被发现，新的环境科学认识会不断被提出，并且实际的监测资源限制也不允许监测所有的参数，因而需要从众多参数中选择有代表性的参数。在环境质量监测中，选择监测参数一般要遵循以下基本原则。(1)监测参数必须与要回答的特定影响和受害资源紧紧联系在一起，且对变化反映灵敏。监测参数状态的变化，必须清楚地反映出受害资源的变化。两者的联系程度，要取决于对系统的了解深度和对监测过程了解的广度。(2)监测参数与要回答的特定影响和受害资源之间能给出因果关系，能描述反应的特定性和可靠性。(3)监测参数具有可靠的分辨能力，采样的代表性(信噪比)较好。好的监测参数能用最少的采样，获取最大的信息量。高度变异的参数或未知统计分布的参数往往妨碍从监测数据中得出有意义的结论，不适合作为常规监测项目的监测参数。(4)监测参数应尽可能测量方便、成本较低。监测资源总是有限的，选择的监测参数过多往往导致监测方案无力执行或不得不降低采样密度。
2．4环境质量监测参数选择方法
有限的监测资源应该分配到那些最重要，而且能对整个环境状况起关键作用的参数上。在筛选监测参数时，可采用专业判断、因果链分析等方法。(1)专业判断法。专业判断主要是基于长期积累的环境科学研究成果和设计者自身的专业技术和经验做出监测参数的选择。对于选择的监测参数，还应从逻辑分析其合理性。(2)因果链分析法。用因果链分析能深入了解问题的根本原因，该方法用于监测参数的筛选有实用价值［7］。
3结语
篇7
对策研究
1建设目标
海洋信息安全体系建设的目标是建设一个由策略、防护、检测和响应组成的完整安全体系，从而最大限度地保护信息不受诸多威胁的侵犯，确保连续性，将损失和风险降低到最低程度。为保证系统的安全运行，安全系统建设确定以下具体建设目标。（1）在系统各个网络上建立比较完整的安全防护体系，为核心业务应用提供安全可靠的网络环境。网络安全需要分级、分层次的防护措施，充分利用现阶段的各种防护产品，加强网络信息系统的基础安全防护。（2）实现多级的安全访问控制功能。按照“纵深防御，重点保护”的策略，对网络中的不同级别的资源实现不同程度的防护强度和不同的访问控制力度。（3）实现对重要信息的传输加密保护。建立以VPN为基础的数据传输加密系统，防止信息在网络传输中被窃取和破坏。（4）做好网络安全基础建设。做好网络边界和安全域边界的隔离和保护，通过部署防火墙或安全隔离系统，防止非法访问；部署网络入侵防御和漏洞扫描系统，加强对网络非法活动的监测，及时修补网络和系统的漏洞；部署应用和网络的审计系统，追踪和审计应用和网络操作行为，做到有据可查；根据数字海洋各应用系统安全状况，做好其他安全产品的部署和实施。（5）完善各业务系统网络全方位的病毒防范体系。采用包括客户端、服务器、邮件以及防病毒硬件网关等系列产品构筑强大有效的网络防病毒体系。（6）完善重要应用系统的数据和关键的主机系统冗余备份系统。建立数据备份系统，包括异地容灾建设，以保证关键业务的系统和数据有效备份。（7）完善简易身份认证系统和授权系统。为了满足业务系统对身份认证和授权系统的急迫要求，需要先建立内部以数字证书为基础的简易身份认证系统和授权系统。对于注册账号可采用的认证方式包括口令、CA证书、双因素和双向等认证方式。（8）完善有效的安全管理机制和组织体系。要培养和建立起一支网络信息安全的技术队伍和管理队伍，保证各级网络系统安全技术和管理落实到人。在制定实用的可操作的安全管理制度的前提下，强化安全意识和培训，加强安全管理制度的执行力度，确保海洋局各级机构各项业务的安全运行。
2策略原则
在海洋信息安全体系建设过程中，应该遵循“统筹规划、分步实施、安全可靠、经济实用、灵活方便、统一标准、统一规范”的原则进行。要遵循的主要原则如下。（1）业务需求的原则：系统信息安全体系建设的目标和安全行为应根据业务的目标和需要进行，并接受业务管理的指导。（2）可靠性原则：系统信息安全体系在基本不影响应用系统功能和效率的前提下，必须做到稳定、可靠地不间断运行。（3）可扩展性原则：系统信息安全体系必须允许增加新的安全组件与安全功能，保证系统安全性不断增长的需要。（4）标准化原则：系统信息安全体系建设的各个环节都必须符合国家关于信息安全的法律和法规。（5）可管理性原则：系统信息安全体系必须可管理，做到分布式安全布控，集中式安全管理。（6）经济适用原则：系统信息安全体系的设计要在安全需求、安全风险和安全成本之间进行科学的平衡、比较和折中，使系统信息安全体系安全、经济、适用，易用、性能价格比合理。（7）联合共建的原则：在系统信息安全体系建设过程中，充分利用现有的安全资源，发挥企业的积极性和安全系统集成商、安全产品供应商、安全技术服务商的积极性，促进安全技术广泛的应用和共享，避免重复设计和重复建设。（8）统筹规划、分步实施的原则：做好统筹规划工作，制定总体方案，采取边建设、边服务的分步实施方针，确保工程建设的顺利进行，避免出现重大的投资失误或因系统不能有效发挥作用而影响投资的效益。（9）严格监督的原则：建立相应组织，采取有效措施，对工程质量、工程进度和投资状况进行严格的论证、把关和监督，确保项目工程有计划、按步骤地顺利进行。
海洋信息系统安全体系建设内容及分析
通过分析《国家信息系统安全保护等级基本要求》的相关标准，对等级保护的安全层级划分为安全技术与安全管理两大部分，对于海洋信息系统的安全建设也将从这两个方面进行着手。
1技术安全解决措施
1）物理安全。机房具有较强防震、防风和防雨等能力。完全与用水设备隔离。机房出入口安排专人值守，记录进入人员，机房的来访人员经过申请审批流程，安排工作人员一起陪同，并限制和监视其活动范围。对机房划分区域进行管理，区域和区域之间设置物理隔离装置，在重要区域前设置过渡区域。在机房的门口配置电子门禁系统。各种设备放置在机柜内，设置明显的标记。所有线路铺设在防静电地板下的线槽内。安装视屏监控系统。机房所在的建筑安装避雷装置，海洋信息系统安全体系如图1所示。机房内安装自动气体灭火系统，在值班室设置控制台，以达到自动检测火情，自动报警，自动灭火等功能。机房墙面采用耐火的彩钢板。在机房的地板下面安装漏水检测系统，一旦漏水系统将及时报警。每个机柜都连接接地放静电。机房地板采用防静电地板。将房内设置机房专用恒温恒湿机，并且合理地分配机房专用空调位置，达到合理温度和湿度调节效果。在机房的四周安装温度和湿度的实时监控系统。当温度和湿度超出了设定范围值，系统将自动报警。电源线和通信线路隔离铺设，避免相互干扰。磁介质部署电磁屏蔽装置。
2）网络安全。为业务专网和外界物理隔离。主干网络带宽为采用155MCPOS结构，完全满足业务高峰期的需要。采用VPN技术。制定重要业务系统各子网之间的访问控制策略，重要网段的边界处均部署防火墙，并通过防火墙安全策略实现各网段间逻辑隔离。按照不同的地域和业务划分虚拟子网、网段分配地址段。根据各个业务部门的工作职能和业务重要性，控制各子网之间的访问。按照业务重要性为业务分配带宽。并在网络边界部署防火墙，启用访问控制功能，控制端口，实现对应用层HTTP、FTP、TELNET、SMTP、POP3等协议的控制，限制网络最大流量数及网络连接数。部署集中安全审计系统，对网络设备运行状况、网络流量和用户行为等进行日志记录。并进行分析，生成审计报表。将边界和网络设备日志集中管理并定期进行审计。在网络边界部署非法外联检测系统服务器，通过外联方式对终端用户进行监控，如各种拨号行为，发现违规外联行为时实时阻断，通过网络间的连通性来判断终端主机是否已经外联，如果发现已经外联，按照管理员预设的动作，执行提示终端用户、禁用网卡、向管理员告警等动作。整体达到严密的外联监控效果。在网络边界部署入侵防御系统，能够精确识别并实时防范各种网络攻击和滥用行为。通过深入到七层的分析与检测，实时阻断网络流量中隐藏的病毒、蠕虫、木马、间谍软件和网页篡改等攻击和恶意行为，实现对网络应用、网络基础设施和网络性能的全面保护。部署防毒网关在网络边界处对恶意代码进行检测和清除，建立病毒库的定期更新升级要求并严格执行，定期检查病毒库的更新情况。用SSH加密传输替代Telnet远程管理方式；并能使用其他身份审核方式以保证用户登陆的可信性。
3）主机安全。对登录操作系统和数据库系统的用户进行身份表示和鉴别。增加主机口令策略中对口令长度，口令复杂，口令生命周期，新旧口令的替换的策略。采用证书加上USB－key认证的方式。启用安全审计策略。建立访问控制策略，依据最小原则授予用户权限；对主机内无用、多余的账户进行删除。对账号采用分级最小化原则管理。部署主机审计系统，审计功能与用户标志与鉴别、自主访问控制、标记及强制访问控制等安全功能的设计紧密结合。使用空间清理和数据擦写工具确保动态分配与管理的资源，在保持信息安全的情况下被再利用，确保非授权用户不能查找在使用后返还系统的记录介质中的信息内容；确保非授权用户不能查找系统现已分配给他的记录介质中以前的信息内容。在重要服务器网段部署IDS／IPS，及时发现入侵行为并及时通过多种方式报警、阻断。能够记录入侵的源IP、攻击类型、攻击的目的、攻击的时间并在发生严重入侵事件时提供警报。服务器上部署瑞星防病毒软件，统一管理，保持及时升级；防病毒软件和防病毒网关协同工作，建立统一防毒体系，保证安全性。建立运控系统，对主机和其他网络设备的CPU、硬盘、内存以及占用网络带宽等资源进行实时监控。
4）应用安全。系统提供单点登录的控制模块，使用证书USB－key和用户名密码的身份鉴别技术时间身份鉴别，定义鉴别尝试允许次数，并通过延长鉴别失败超出允许次数后，再次允许鉴别的时间间隔来限制重复尝试，并对此过程进行记录。用于身份鉴别的用户名／口令对应当在信道中加密传输。对用户的来源进行控制和监控。定期审计身份鉴别日志，对发现的异常进行及时处理，对累积性事件进行必要的趋势分析。部署安全审计系统，覆盖事件的日期、时间、发起者信息、类型、描述和结果等内容，审计记录的内容应尽可能详细；系统生成的日志最好采取一次性存储设备，以防篡改，可采取集中异地存储的形式，防止数据被破坏或篡改；应当设立单独的日志审计人员维护和管理数据。对网络环境下运行的数据库管理系统，应建立分布式的审计系统，并以审计中心进行管理和控制。使用专用的磁盘空间擦写工具和内存释放工具，保证在使用后的信息不被未授权人员获得。
5）数据安全及备份恢复。系统管理数据、鉴别信息和重要业务数据在传输和存储过程中完整性受到破坏时，系统应具有监测并能采取必要恢复措施的功能。在数据传输的边界部署加密机。实现系统管理数据、鉴别信息和重要业务数据传输和存储保密性。在保存、修改和传输数据时，对于敏感信息，例如账号、密码和证件号码等字段采用事先约定对称加密算法进行加密。在本地建立磁盘阵列和磁带库并安装相应的存储备份软件，建立存储备份机制，完整的数据每周备份一次，差异备份每天进行一次，备份的时间在每天凌晨，数据量最小时进行备份。采用SAN网络存储，选用管线磁盘存储阵列和光纤带库作为存储载体，选用光纤交换机作为存储网络的交换部件，用于连接数据库服务器、光纤磁盘存储阵列和光纤带库，配合专用的数据库、存储管理、备份恢复软件共同构建一个全光纤、全冗余的SAN存储网络环境。避免单点故障。提供网络设备、通信线路和数据处理系统的硬件冗余，保证系统的高可用性。
2安全管理体系建设
海洋信息系统所在的各个单位成立专门的运行管理机构负责信息系统的运行维护与安全管理工作，配备专门的运行维护管理人员，并制定安全管理制度，制定网络与信息安全应急预案以应对突发的网络与信息安全事件。
篇8
关键词：三维可视化; GIS; 空间数据
中图分类号：C37 文献标识码： A 文章编号：
一、前言
目前，科学可视化、计算机动画和虚拟现实技术蓬勃发展，并成为计算机图形学领域的三大热门研究方向，它们的核心都是三维真实感图形[1]，也就是三维可视化技术。三维可视化技术是目前计算机技术和图像图形学发展的热点之一，它是依靠视觉效果将数据所要表达的信息直观显示出来的一种最好的方法。传统的地理信息系统对实物的空间立体感表达就比较抽象，将三维可视化技术引入GIS领域中可以动态地、形象地、多视角地、多层次地、如实逼真地描绘地球科学中的客观现象。如通常所见的地形三维可视化、虚拟战场、数字社区和虚拟城市等。本文结合在GIS中的应用介绍三维可视化开发的基本方法。
二、 三维可视化GIS关键技术
三维可视化技术可以简单的分解为三种技术的结合:可视化、三维和GIS。下面分析了可视化技术、虚拟现实、体视化技术、三维技术等关键技术。
1、可视化技术
可视化，也称为科学计算可视化(Visualization in Scientific Computer),它是指运用计算机图形和图像处理技术，把科学数据转换成可视的、能帮助科学家理解的信息，并进行交互处理的理论、方法和技术。GIS可视化技术是目前信息领域中广泛应用的一项技术，它通过强大的、有效的地图系统将复杂的空间和属性数抓以地理的形式进行描述，具有界面风格人性化设计，实现了文本、图形和图像信息相结合的定位、查询、检索模式信息表达形象化、自观化操作简单便利等特点[2]。
2、虚拟现实
虚拟现实(Virtual Reality)技术是一个由图像技术、传感器技术、计算机技术、网络技术以及人机对话技术相结合的产物。它以计算机技术为基础，利用高性能、高度集成的计算机硬、软件及各类先进的传感器，去创造一个使参与者处于一个三维视觉、听觉和触觉的环境，具有完善的交互作用能力、能帮助和启发进入虚拟境界的参与者的构思的信息环境。利用计算机系统提供的人机对话上具，同虚拟环境中的物体交互操作，使用户仿佛置身于现实环境之中，使参与者足不出户就能身处异景，如遥远的太空、海洋深处、甚至是微观世界。
3、体视化技术
三维体可视化技术是真正的三维。它是由完全的三维空间体数据构建模型，可以对模型切割来获取内部信息。它是每一个空间点对应三个方向，x, y, z，也就是在一个空间坐标上放置每一个属性点，可以由关系V = .f (x, y, z)表示，V表示空间点的属性值，x, y, z分别表示空间坐标[3]。
空间三维实体的可视化，即体视化主要是处理和分析各种体数据，并对这些体数据进行变换、操作和显示，其目的是让人们更清楚地认识蕴含于体数据之中的复杂的结构。体数据可以看成是在有限空间中的一种或多种物理属性的一组离散采样，它可以表示成:ƒ(x)，x ∈Rn；{x}是n维空间的采样点的集合，因此也有人把体数据成为数据集。
4、 三维技术
三维立体显示的出发点是运用三维立体透视技术和计算机仿真技术，通过将真实世界的三维坐标变换成计算机坐标，通过光学和电子学处理，模仿真实的世界并显示在屏幕上。三维技术广泛应用在资源环境模型、地形模拟、CAD辅助设计、影视特技、广告设计等方面。它具有可视化程度高、表现形式灵活多样、动态感和真实感强、资料更新方便等优点。
三、 三维可视化算法
直接体绘制技术具有能够产生三维数据场的整体图象，包括每一细节，并具有图象质量高，便于并行处理等优点，因而成为当前科学计算可视化中有吸引力的重要研究课题之一。鉴于直接体绘制技术的优势，下面重点介绍了光线投射法，移动立方体法以及Z-Buffer消隐算法[4]。
1、光线投射算法
光线投射算法是目前使用最广泛的体绘制方法之一。对于图像平面上的每一象素，从视点投射出一穿过该象素的视线，该视线穿过体数据空间，算法直接利用该视线上的采样值计算该象素的光强。其过程包括：数据预处理；数据值分类；重新采样；图象合成。
2、移动立方体法
移动立方体法(Marching Cubes算法)是三维数据场等值面生成的经典算法，是体素单元内等值面抽取技术的代表。与光线投射法不同，移动立方体法属于表面拟合算法之一。
移动立方体法基本思想为：首先逐个体素依次处理，找出该等值面经过体素的位置，求出该体素内的等值面并计算出相关参数，以便绘制出等值面。等值面的定义如下：
{(x, y, z)| s (x, y, z) = c0}，c0是常数。其中s(x, y, z) = a0+a1x+a2y+a3z+a4xy+a5xz+a6yz+a7xyz
ai (i=0, 1,..., 7)为常数，它们由体素的八个角点值唯一决定。
该算法中，体素是一逻辑上的立方体，由相邻层上的各四个象素组成立方体上的八个顶点。算法以扫描线方式逐个处理数据场中每一立方体体素，求出每一体素内包含的等值面，由此生成整个数据场的等值面。
3、Z-Buffer消隐算法
从一个视点去观察一个三维物体，必然只能看到该物体表面上的部分点、线、面，而其余部分则被这些可见部分遮挡住。如果观察的是若千个三维物体，则物体之间还可能彼此遮挡而部分不可见。因此，如果想有真实感地显示三维物体，必须在视点确定之后，将对象表面上不可见的点、线、面消去。执行这一功能的算法，称为消隐算法。
Z-Buffer算法的步骤如下：(1)初始化，帧缓冲器CB置成背景的光强或颜色，Z缓冲器ZB置成最小z值；(2)对多边形P，计算它在点(I,j)处的深度值zij；(3) zij>ZB(i,j)，则ZB(i,j) =zij, CB(i,j)二多边形P的颜色；(4)对每个多边形重复(2), (3)两步，最终在CB中存放的就是消隐后的图形。
四、三维可视化GIS实体的表达和三维数据的可视化
对于三维地理信息系统的空间数据的表达和二维地理信息系统有一定的差别，因此在数据实体的表达上，也有三维地理实体的特点。国内学者李清泉等人提出了以下表达建筑物和地形的三维信息[5]：地形被表达为数字高程模型（DEM）、数字地形模型(DTM)；建筑、构筑物等用实体(CSG)和边界表示(B-rep)。每种不同的表达方式都有各自的特点，根据不同的口的和不同的要求而定。在国内，地形数据的表达普遍采用的是DEM和DOM匹配，生成地形图；建筑物通常以2.5维的形式存在，之后进行纹理贴图。
DTM是描述地表单元空间位置的和地形属性分布的有序集合，是定义于二维区域之上的一个有限向的向量系列。它以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形，通过存贮在介质上的大量的地面点空间坐标和地形属性数据，以数字形式来描述地形地貌。它随用途不同具有不同的数据结构，但一般均可变换成为规格点组成的栅格数据形式。
DEM通常用地表规则网格单元构成的高程矩阵表示，广义的DEM还包括等高线、三角网等所有表达地面高程的数字表示。在GIS中，DEM是建立三维地形的基础数据，其他的地形要素可由DEM直接或间接导出，成为“派生数据”，如坡度、坡向。DEM主要有三种表示模型:规则格网模型(GRID、等高线模型和不规则三角网模型(Triangulated Irregular Network，TIN)。
由于三维几何表示能提供物体的几何描述，使空间物体可用计算机来存贮、处理、显示。物体3D表示可以有多种方法，大致分为基于体表示和基于面表示两大类，其中，具有代表性的是结构实体表示(Constructed Solid Geometry, CSG)和边界表示(Boundary representation, B-rep)方法。CSG方法在计算机辅助设计(CAD)中应用广泛，它通过预定义的模型单兀来表示空间物体，这些单元具有规则的形状，如:立方体、圆柱体、圆锥体等，单元间的关系主要是布尔操作。CSG方法的优点是模型关系简单，便于显示和数据更新，缺点是空间分析难以进行:而B-rep表示方法，可以通过对构成物体边界的点、线、面和体四种类型兀素的精确描述，即能够精确表示物体几何位置以及兀素间的拓扑关系，虽然B-rep方法适于空间操作和分析，但存储空间占用多，计算速度较慢。
五、三维可视化在GIS中的应用
目前在社会的各行各业中，地理信息三维可视化系统都得到了广泛的应用[6]：
1.城市：地理信息三维可视化系统应用于城市建设的很多领域，如大楼的建筑结构和住户管理、空气污染与流动状态监测、地下水源污染监测、地下管线的规划与管理等。
2.环境：二十一世纪全社会都更加重视环境保护，地理信息三维可视化系统可以表达大上、地面、地下多层次的环境状况，更好地模拟真实三维环境，帮助人们更好的管理与治理环境。
3.地质：地质是资源、矿山、环境等众多学科与工程应用的基础。地理信息、三维可视化系统应用于表达复杂的三维地质构造形态(如地层界面、不整合面、断层等不规则的面状构造)，表达岩石内部结构(如层理、纹理、走向、孔隙度、孔隙连通方向等微细的内部构造)以及岩体内部物质的分布状况。
4.矿山：在矿山领域，地理信息三维可视化系统平台应用于表现矿体及围岩形态，表达巷道、采矿工作面形态，表达矿井风流状况、瓦斯浓度、地场应力等三维现象，如果再加上各种知识库、专家系统，还可支持三维环境下的工程管理与决策。
5.海洋：二十一世纪是海洋的世纪，海洋的研究与管理在我国可持续发展战略中将占据越来越重要的位置。海洋在不同深度的含盐量、水温、压力、水流方向都是不同的，地理信息三维可视化系统应用于表达海洋世界，可以帮助人们更好地研究与开发海洋。
6.气象：地理信息三维可视化系统应用于反映不同高度上气流、气压、大气成分的变化情况。
六、结束语
目前，三维可视化地理信息系统的研究已成为国内外研究的热点，随着计算机技术以及相关三维可视化技术的发展和地理科学、大气科学、海洋科学等研究三维空间特征的深入，三维可视化地理信息系统的研究与开发已成为地理信息系统研究领域的重要方面和今后发展的一个趋势。
参考文献：
[1] 和平鸽工作室编著.OpenGL高级编程与可视化系统开发(高级编程篇).北京:中国水利水电出版社，2003年1月第一版.
[2] 郑琦.吴刚.朱莉等.可视化技术在MIS中的应用研究.计算机仿真.2005.4. 第22卷第4期.
[3] 何全军.三维可视化技术在地理信息系统中的应用研究.吉林大学硕士学位论文.2004.
[4] 缪海岚.面向地学应用的三维GIS可视化技术研究.福州大学硕士学位论文.2002.
篇9
[关键词]宫崎骏；《悬崖上的金鱼公主》；海边
宫崎骏可以说是日本动画界的一个传奇，他出品的动漫作品以精湛的技术、动人的故事和温暖的风格在世界动漫界独树一帜。宫崎骏是第一位将动画作品上升到人文高度的思想者，他的动漫作品，虽然题材各不相同，但自然环境与人类的关系始终是最重要的要素之一。但是，他并非是简单地批判现代产业文明、礼赞自然和田园生活。在他的电影中将城市、复杂的机械、飞驰的列车以及飞机等带来的速度竞赛与戏法和魔法、森林和树木以及动物、农业风景等结合在一起，以此反映近代社会与自然环境的遭遇，从而让我们在欣赏作品的同时，更深刻地思考人类与自然之间的关系、和平主义及女权运动等。
作为知名的动漫大师，宫崎骏为世界各地的儿童创造了许多经典的动画片，其中多部还获得奥斯卡等国际奖项。《悬崖上的金鱼公主》是宫崎骏在1995年创作完成《幽灵公主》并宣布封笔之后，时隔13年重返银幕的又一部力作。在《悬崖上的金鱼公主》中，和之前的作品一样，宫崎骏致力于打造一部超越以前的作品。在这部作品中，通过宫崎骏的笔触，人们再次体味到动漫世界中透露出来的人情。对于生活、爱和人生等方面的诠释，《悬崖上的金鱼公主》都给了我们不一样的感受。
一、 生命之水的象征
宫崎骏深受日本著名植物学家中尾佐助的“照叶林文化论”（讲述日本文化源头的文化人类学理论，照叶林就是常绿阔叶林）的影响，因此在他的作品中总能见到枝繁叶茂的参天大树、婆娑作响的森林、郁郁葱葱的青山等。而2008年上映的《悬崖上的金鱼公主》，则将故事发生的背景由森林转移到了一座海滨小城，海洋成为故事的主角。相比之前的《千与千寻》《哈尔的移动城堡》等作品的跌宕起伏，这部作品可以说是非常简单。同时，与此前的几部作品相比，其世界观和主题似乎都更加单纯一些，在人与自然的矛盾问题上并不像之前的《千与千寻》等作品那样激烈，就是一部面向儿童观众的爱的大冒险，甚至借助童话故事给了电影一个很圆满的结局。这些转变也暗示了宫崎骏对自我的超越。
水在原始时代就已经存在，周而复始地不断流淌和循环。覆盖地球表面三分之二、构成人体三分之二的水，是不可或缺的生命元素。《悬崖上的金鱼公主》以满月之夜、深邃的海底数不清的水母游动的幻想场景开始。波妞的父亲藤本把装在壶中的液体滴到吸管里，是为了繁殖水母。这种液体其实是藤本从海水中提取、储存的蕴藏有魔法的“生命之水”。
以现代日本为舞台的《悬崖上的金鱼公主》讲述了从大海里来的金鱼的孩子波妞与住在海边小城的男孩宗介相遇的故事。在波妞最初登场的深邃的海底，藤本乘坐自制的“姥鲨号”（ウバザメ号）潜水艇，致力于研究复活海底远古生物。波妞的父亲藤本制作的珊瑚塔的井中储存着他聚集魔法的力量――从海水中提取的“生命之水”。“当这口井的生命之水满的时候，就是海洋时代再次开始的时刻，危险生物时代将会结束，可恶的人类时代将会结束。”由于喝了“生命之水”，藤本的魔力大增。借着这生命之水，波妞也拥有了魔法的力量。因为波妞的反叛而充满了生命之水的大海，发生了大海啸，发生了月球接近地球的天翻地覆的变化。实际上，“生命之水”给予生命很大的影响，同时也是非常危险的物质。异变之际，“就这样下去，世界会毁灭的！”与藤本的惊慌失措相对照，波妞的母亲――作为海洋之母的格兰曼玛莲镇静地说“好漂亮的大海！”“富于魔力，就像回到了泥盆纪！”为充溢的生命之水而喜悦。正如之前所述，在《悬崖上的金鱼公主》中，海洋是生命之源的象征。
可以说波妞所在的海底、《风之谷》中的腐海的海底、《幽灵公主》中山兽神的森林最深处，都是原初场所的象征。但是《悬崖上的金鱼公主》中的海水不仅再生，而且孕育出了无数的生命。再加上大海孕育生命这一事实，可以说波妞和她的母亲格兰曼玛莲本身就是“生命力”的象征。
二、 “海边”的特殊意义
《悬崖上的金鱼公主》是一部处于不同时空、生与死、现实与幻想境界的生动的故事。作品将故事发生的地点设定为一座海滨小城，通过波妞与宗介的相遇，将波妞居住的海底世界与宗介生活的现代日本这一陆上世界联系起来，将当今世界与人鱼姬的魔法结合在一起。在本片中，与大海有关的场面占了大约80%，宫崎骏对于海水和海浪的表现格外用心，使得我们得以深深地感受到海洋的力量。
海洋是万物的根源，是一切生命的起源。在《悬崖上的金鱼公主》中，大海不是背景而是作为主角之一，大海和滚滚波涛都像是被赋予生命一样，往往以具有意志的鲜活面貌出现，时而波涛汹涌，时而温柔平静，这种拟人化的手法表现出孩子眼中的独特世界，形成了充满妙趣且富有冲击力的效果。宫崎骏曾这样解释《悬崖上的金鱼公主》的创作意图：“每个人都有深藏于意识之下的内在海洋，它与波涛汹涌的外在海洋相通。因此，我要做一部不是把海作为背景而是把它作为主要登场角色的动画。动画描绘少男与少女、爱与责任、海与生命等这些本源性的东西，鼓励人们在这个神经衰弱和不安的时代中向前迈进。”①
自古至今，海洋都被认为是生物进化和创造的最前线，海边是一个远古世界，是一个充满不可思议的美丽地方，只要有陆地和海洋存在，海边就是水陆相接的地方。在地球漫长的历史长河中，海边一直都是一个各种生物不断繁衍生息的区域，数量众多的生物在海边展示着它们强劲的生命力，编织着生命之网。《悬崖上的金鱼公主》中将场景设定为海边，这有什么样的作用呢？首先，宗介的家位于面向大海的悬崖上，沿着屋后的小路下去就是大海。处于陆地与海洋连接处的这片海滨，成为原本属于不同物理空间的宗介和波妞相遇的最好地方。从悬崖上的家中，可以看到湛蓝的天空和蔚蓝的大海在水平线上相接。宗介的家处于陆地与海洋、天空与海洋的双重边界线上，从地理上来说处于很难区分清究竟属于哪个世界的模糊地带。
海边这一空间界线的模糊性与时间界线的模糊性相关。这一海边小城原本就是过去与现在混杂的空间，带有乡土气息的商店与大型超市共存；既有穿着古色古香连衣裙的年轻女性，也有在礼服下面穿着紧身裤的保育园朋友们。在大海啸来袭、小城几乎没于水下时，陆地与海洋的界线的位置发生了变化，时间的界线也变得模糊。波妞所引起的暴风雨停息，新的一天到来时，宗介的家被海水包围，就像一座孤岛。海面上升，只剩下悬崖上孤零零的一座房子。院子就是水边，宗介和波妞窥探海中，看到了各种各样的海洋生物，不应存在的古代鱼类悠然自得地游来游去。但是，开着小汽船出航的宗介和波妞却都兴奋地叫道：“古代鱼类，泥盆纪的海洋生物！”丝毫没有觉得奇怪，轻松地跨越了古代和现代的时间壁垒。
也就是说，在《悬崖上的金鱼公主》中，波妞等海洋生物栖息的海底与宗介生活的海滨小城是其舞台。故事发生的场所“海边” 是连接陆地与海洋的地方，具有陆地与海洋双重的性质。而且宗介的家位于临海的悬崖上，不仅仅是陆地与海洋，同时也位于连接空中与海洋的边界线位置。其空间界线的不断变化，与时间界线的消失密切相连。这部作品，可以解读为不同种类、不同空间、不同时间的越境故事。这与“海边”这一场所具有密切的关系。
三、“生存在这个世界是值得的”
这部作品的最后，宗介毫无保留地接受了波妞，“不管是鱼的样子的波妞，还是半人鱼样子的波妞，还是人的样子的波妞，我都喜欢！”这句承诺也是我们人类要保护海洋、保护自然、爱护环境的承诺。正是这句承诺，化解了人类与自然之间的相互对立与猜疑；也正是这句承诺，使得波妞并没有像安徒生童话里的美人鱼那样化为泡影消失。在电影的最后，被包裹在泡沫中的波妞自己跳了起来去亲吻宗介，泡沫哗地破灭了，波妞成为一个和宗介同龄的5岁的小女孩，在海洋之母的祝福下，和宗介生活在一起，完成了人类与自然的和解。可以看出，影片想传递给我们的主题之一便是：只有人类和自然和谐相处，相互包容和依靠，才能共生共存，共同发展。
可以想见，才5岁的波妞和宗介的故事还会持续下去。魔法是波妞本身就具有的潜在能力，波妞的魔法的效果，就是破坏了世界的平衡。因此，可以说，波妞天生就拥有魔法，意味着她天生就有打破和撕裂秩序的能力。波妞“不瞻前顾后，只是行动，为了得到自己想要的东西而前进”。接受了波妞的宗介今后的生活未必都是一些美好的事。但是，正如宫崎骏所说的那样，这种“不稳定、令人担忧的状态”，是21世纪以后人类的命运。②
如前所述，《悬崖上的金鱼公主》在空间、时间、现实与幻想上的界限是模糊的，是处于临界线上的故事。这部作品中，拥有魔力的大海与人类居住的陆地的接触没有丝毫的违和感，很容易被大家接受。主要原因就是，作品的舞台被设置到了海边的城镇，在地理上与生活环境上都不能离开陆地和海洋。并且，《悬崖上的金鱼公主》中，生与死的界线变得模糊的场面也是处处出现。比如，宗介的父亲耕一担任船长的小金井丸在暗夜中航行的时候，可以看到海水上涨的地方，很多船都叠起来了，船员新井说：“船的墓葬场啊，肯定是……彼岸的入口打开了。”因为暴风雨被水母整个覆盖的淹没在水底的向日葵之家，成为一个像乐园一样的地方，坐着轮椅的老奶奶们能够走路了，相互聊天：“彼岸也很好啊。”“这里，就是彼岸吗？”“这是龙宫吗？”洪水退去之后，海边小城完全看不到遭受洪水损害的样子。同时，向日葵之家的老奶奶们和在海中一样能够走路了。这一点是《悬崖上的金鱼公主》的童话之处。
正如宫崎骏许多次总结的，他透过电影持续向孩子们传达的是：你们“生活在一个伟大的时代”“或许你尚未遇见，但这个世界上真的有许多美丽的东西，或美好的事情”“我想告诉孩子们，生存在这个世界是值得的”。③所以，《悬崖上的金鱼公主》的宣传口号就是“生存在这个世界是值得的”。可以说这是对生的肯定。
四、结语
电影一开始展现出富于幻想的海底世界之后，波妞缓慢上升，转换到了完全覆盖了海洋浅滩的垃圾的描写。正像波妞的父亲，抛弃人类世界、居住到海里的藤本叹息的那样，船停泊的港口附近堆满了淤泥，漂满了垃圾。这是人类对自然的无情破坏。但是，宫崎骏在《吉卜力的森林与波妞的海洋》中说，这种场面并不是为了控诉环境问题，只是反映了现实沿海的景象。
从对想要净化海洋环境的藤本的滑稽刻画，以及波妞和她的弟弟妹妹们违背父亲的命令等来看，或许可以说宫崎骏在这部电影中并不是想要表达强烈地呼吁环境保护的想法。虽然宫崎骏并没有表露出直接叙述环境问题的故事的意图，而是想要传递生的喜悦的愿望。但是，即便如此，《悬崖上的金鱼公主》是利用海洋与陆地的可变性以及界限的模糊性向我们叙述了一个生机勃勃的故事。其结果，让人们更深刻地思考人类与自然的关系。
[基金项目] 本文系2012年度河北省社会科学基金项目（项目编号：HB12WX009）。
注释：
①②③ [日]m崎E：《折り返し点》，岩波店，2008年版，第488-489页，第493页，第381页。
[参考文献]
[1] [日]青井.宫崎骏的暗号[M].宋跃莉，译.昆明：云南美术出版社，2006.
[2] 秦刚.“捕风者”宫崎骏[M].北京：生活・读书・新知三联书店，2015.
[3] [日]铃木敏夫.乐在工作・与宫崎骏、高x勋在吉卜力的现场[M].杜蕾，译.北京：时代文艺出版社，2013.
篇10
【关键词】对接插尖 有限元 耦合自由度
导管架平台已被广泛地运用于海洋石油工业之中，对于海上安装重量在6000t以上的上部结构，浮托法已成为主要的安装方式。
浮托安装通常可以分为进船，位置调整，准备加载，荷载转移，继续加载和退船几个步骤。在荷载转移过程中，上部结构荷载逐步从浮托驳船转移到导管架结构上。为了保证荷载转移过程中导管架和上部结构的安全，需设置缓冲装置。通常做法是在导管架腿顶端安装桩腿耦合缓冲器（LMU），在驳船甲板上设置上部组块对接缓冲器（DSU），对接方式见图1。
上部组块对接插尖结合LMU可将上部结构重量平缓地从驳船传递到下部结构，并吸收安装过程中的碰撞载荷，避免局部结构破坏，对接插尖需要保证足够的强度以满足荷载传递要求。
1 有限元模型的建立1.1 有限元模型
图2给出了利用ANSYS建立的有限元分析模型。其中钢结构部分采用SHELL63单元，混凝土部分采用SOLID185单元。
由于插尖结构比较简单，采用Free自由网格划分。插尖所用钢板厚度为25～50mm，网格尺寸选取50mm，取得比较好的网格划分结果，如图2所示。1.2 边界条件加载方式
插尖上部与组块立柱焊接在一起，将插尖上边缘节点的6个自由度给予约束，立柱模拟长度至少取一倍腿柱直径。对接过程中，插尖底端圆锥与LMU逐渐接触，对接力由插尖传递到LMU上。边界条件加载结果见图2。1.3 耦合自由度的运用
由于焊接施工空间有限，加强筋板与插尖盲板之间未进行焊接，需要正确考虑加强筋板和插尖受力后的变形协调问题。如不进行耦合设置，盲板的变形与筋板的变形孤立，碰撞力完全由盲板和立柱承担，其计算结果偏离实际，见图3。
如直接将加强筋板和盲板模拟为刚性连接，即在计算过程中，认为盲板和加强筋板之间是进行了焊接的，则筋板的受力情况也与实际有较大的出入。由于筋板和盲板未进行焊接，加强筋板受力时接近一个扁梁，其截面顶部和底部应力应大致相等。而按照刚性连接模拟的情况下，加强筋板受力时相当于一个T形截面的梁，T形梁跨中处翼缘的应力远小于其腹板处的应力，而T形梁交点处翼缘的应力又远高于腹板处的应力，筋板受力不合理，见图4。图6 浮托组块对接插尖的有限元分析的
总体结果
由于插尖主要是受垂向力的作用，筋板与盲板紧密相连，当盲板受力引起变形，筋板与相接触的盲板之间应具有相同的Z向变形。在ANSYS分析过程中，借助自由度耦合技术，把筋板节点与盲板相邻节点的Z向自由度进行耦合，可较好的模拟筋板对插尖及盲板的支撑作用。计算结果较好的反应了加强筋板和盲板的实际受力状态，见图5。
1.4 对接计算结果分析
该浮托组块对接插尖的有限元分析的总体结果如图6所示。结果显示，除去筋板和立柱的交点以外，插尖和立柱总体上的应力均小于许用应力值。这部分超应力区的产生是由于在筋板和立柱的交点处未对焊缝的过渡效果进行模拟，产生了一定的应力集中现象。这部分超许用应力的区域比较有限，分布范围小于两个单元的大小，插尖对接分析的结果总体上是可以接受的，插尖的强度可以满足组块浮托安装时的对接要求。
2 结论
本文针对浮托组块普遍采用的对接插尖结构进行了研究和分析，考虑了加强筋板与插尖间耦合自由度的运用。结果表明：
（1）若不进行自由度耦合，两种分析结果都严重偏离实际受力情况。运用耦合自由度的方法可以较好的反映插尖与加强筋板之间的实际受力关系，正确评估插尖的能力，保证浮托安装的顺利、安全实施；
（2）设置耦合自由度进行分析时，会增加一定的建模工作量。但只要将网格尺寸控制在1倍板厚大小左右，就能在获得较好的网格划分效果和应力计算结果的同时不过多增加建模工作量。
参考文献
[1] 海洋石油工程设计指南编委会.海洋石油工程结构设计[M].北京：石油工业出版社，2007
