海洋工程學

“海洋工程”這一術語是二十世紀60年代開始提出的，其內容也在近三、四十年以來隨著海洋石油、天然氣等礦產的開採，逐步發展充實起來的。按照海洋開發利用的海域，海洋工程可分為海岸工程、近海工程和深海工程，但三者又有所重疊。海洋工程始於為海岸帶開發服務的海岸工程。早在公元前一千年，地中海沿岸國家已開始航海和築港；中國早在公元前306～前200年就在沿海一帶建設港口，東漢（公元25～220）時開始在東南沿海興建海岸防護工程；荷蘭在中世紀初期也開始建造海提，並進而圍墾海塗，與海爭地。

長期以來，隨著航海事業的發展和生產建設需要的增長，海岸工程得到了很大的發展，其內容主要包括海岸防護工程、圍海工程、海港工程、河口治理工程、海上疏浚工程、沿海漁業工程、環境保護工程等。但“海岸工程”這個術語到二十世紀50年代才首次出現，隨著海洋工程水文學、海岸動力學和海岸動力地貌學，以及其他有關學科的形成和發展，海岸工程學也逐步形成系統的技術學科。

從二十世紀後半期開始，世界人口和經濟迅速膨脹，對蛋白質、能源的需求量也急劇增加，隨著開採大陸架海域的石油與天然氣，以及海洋資源開發和空間利用規模不斷擴大，與之相適應的近海工程成為近30年來發展最迅速的工程之一。其主要標誌是出現了鑽探與開採石油（氣）的海上平台，作業範圍已由水深10米以內的近岸水域，擴展到了水深300米的大陸架水域。

海底採礦由近岸淺海向較深的海域發展，現已能在水深1000多米的海域鑽井採油，在水深6000多米的大洋進行鑽探，在水深4000米的洋底採集錳結核。

海洋潛水技術發展也很快，已能進行飽和潛水，載入潛水器下潛深度可達一萬米以上：還出現了進行潛水作業的海洋機器人。這樣，大陸架水域的近海工程（或稱離岸工程）和深海水域的深海工程均已遠遠超出海岸工程的範圍，所應用的基礎科學和工程技術也超出了傳統海岸工程學的範疇，從而形成了新型的海洋工程。

海洋工程學是以開發、利用、保護、恢復海洋資源為目的，並且工程主體位於海岸線向海一側的新建、改建、擴建工程的學科。具體包括：圍填海、海上堤壩工程，人工島、海上和海底物資儲藏設施、跨海橋樑、海底隧道工程，海底管道、海底電（光）纜工程，海洋礦產資源勘探開發及其附屬工程，海上潮汐電站、波浪電站、溫差電站等海洋能源開發利用工程，大型海水養殖場、人工魚礁工程，鹽田、海水淡化等海水綜合利用工程，海上娛樂及運動、景觀開發工程，以及國家海洋主管部門會同國務院環境保護主管部門規定的其他海洋工程。

海洋工程的結構型式很多，常用的有重力式建築物、透空式建築物和浮式結構物。重力式建築物適用於海岸帶及近岸淺海水域，如海提、護岸、碼頭、防波堤、人工島等，以土、石、混凝土等材料築成斜坡式、直牆式或混成式的結構。

透空式建築物適用於軟土地基的淺海也可用於水深較大的水域，如高樁碼頭、島式碼頭、淺海海上平台等。其中海上平台以鋼材、鋼筋混凝土等建成，可以是固定式的，也可以是活動式的。

浮式結構物主要適用於水深較大的大陸架海域，如鑽井船、浮船式平台、半潛式平台等，可以用作石油和天然氣勘深開採平台、浮式貯油庫和煉油廠、浮式電站、浮式飛機場、浮式海水淡化裝置等。除上述三種類型外，近10多年來還在發展無人深潛水器，用於遙控海底採礦的生產系統。

海洋環境複雜多變，海洋工程常要承受颱風（颶風）波浪、潮汐、海流、冰凌等的強烈作用，在淺海水域還要受複雜地形，以及岸灘演變、泥沙運移的影響。溫度地震、輻射、電磁、腐蝕、生物附著等海洋環境因素，也對某些海洋工程有影響。

因此，進行建築物和結構物的外力分析時，要考慮各種動力因素的隨機特性，在結構計算中考慮動態問題，在基礎設計中考慮周期性的荷載作用和土壤的不定性，在材料選擇上考慮經濟耐用等，都是十分必要的。海洋工程耗資巨大，事故後果嚴重，對其安全程度嚴格論證和檢驗是必不可少的。

海洋資源開發和空間利用的發展，以及工程設施的大量興建，會給海洋環境帶來種種影響，如岸灘演變、水大量興建，會給海洋環境帶來種種影響，如岸灘演變、水域污染、生態平衡惡化等，都必須給予足夠的重視。除進行預報分析研究，加強現場監測外，還要採取各種預防和改善措施。

海洋工程學是開發和利用海洋的綜合技術科學。包括有關的建築工程及相應的技術措施。可分為海岸工程、近海工程和深海工程等3類。

①海岸工程。古來就很受重視。主要包括海岸防護工程、圍海工程、海港工程、河口治理工程、海上疏浚工程、沿海漁業設施工程、環境保護設施工程等。

②近海工程。又稱離岸工程。20世紀中葉以來發展很快。主要是在大陸架較淺水域的海上平台、人工島等的建設工程，和在大陸架較深水域的建設工程，如浮船式平台、半潛式平台、石油和天然氣勘探開採平台、浮式貯油庫、浮式煉油廠、浮式飛機場等項建設工程。

③深海工程。包括無人深潛的潛水器和遙控的海底採礦設施等建設工程。

由於海洋環境變化複雜，海洋工程除考慮海水條件的腐蝕、海洋生物的污著等作用外，還必須能承受颱風、海浪、潮汐、海流和冰凌等的強烈作用，在淺海區還要經受得了岸灘演變和泥沙運移等的影響。

海洋工程產業是一項周期長、資金密集、科技密集、勞動密集型傳統產業，對中國國的綜合國力發展有至關重要的影響。隨著國際形勢的複雜化、國際交往運輸的頻繁化，海洋工程成為了捍衛疆域完整以及擴大交往密度而亟待發展的學科，它是為水上交通運輸、海洋資源開發和海軍部隊提供各類裝備和進行海洋工程設計、建造的工程技術領域。雖然中國的海洋工程產業通過近幾年的發展取得了較大的成績，但與世界發達國家如日本、韓國等相比，仍然有很大的距離。為了縮短工業發展的差距，中央主要領導吳邦國、溫家寶等對大力發展海洋工程工業做出了重要批示，確立了中國在2015年將努力建設成為世界第一海洋工程大國的戰略目標。根據此目標，到2015年，中國產業佔到國際產業的份額將達到35%。

在這種背景下，中國海洋工程產業、面臨著前所未有的發展契機，也使擁有海洋工程專業的高校面臨著巨大的挑戰和千載難逢的機遇。如何適應新的形勢，培養出一批德、智、體、美全面發展的具備現代海洋工程設計、建造、研究的基本理論和基礎知識，並且基礎紮實、專業知識面廣、動手能力強、具有創新精神和實踐能力的應用型、複合型人才，這是海洋工程專業目前必須面對和要解決的重要問題。

海洋工程學是培養從事海洋工程及各類海洋結構設計、研究、生產製造、檢驗及海洋開發技術經濟分析的高級工程技術人才的學科。這個專業的學生主要學習物理、數學、力學、船舶及海洋工程原理的基本理論和基本知識；掌握海洋結構物的設計方法；具有製圖，應用計算機進行科研的初步能力；熟悉海洋結構物的建造法規和國內外重要的規範；了解造船和海洋開發的理論前沿，海洋結構物的應用前景和發展動態；掌握文獻檢索、資料查詢的基本方法。其基礎課包括自然辨證法、科學社會主義理論、外語、高等工程數學、計算機圖形處理及軟體工程基礎、企業管理等；技術基礎課包括海洋結構物原理及設計、船舶原理與設計、船舶與海洋結構物強度、流體力學、海洋防腐技術、船舶與海洋結構物在波浪中的運動理論、決策理論與方法、結構可靠性原理；專業課包括工程技術經濟論證方法、企業信息管理、船舶科學與工程進展、海洋系統工程、海洋工程水池試驗技術、結構優化設計、船舶與海洋結構物現代建造方法、浮式系統等。

大學四年後學生須掌握海洋工程領域的堅實基礎理論和寬廣的專業知識，以及解決工程問題的現代化實驗研究方法和技術手段，並且具有獨立從事新產品開發設計能力、生產工藝設計及實施能力、工程管理的能力。