渤海海冰介绍及其对海洋平台的影响.pptxVIP

渤海海冰介绍及其对海洋平台的影响渤海海冰的形成及特点我国渤海每年冬天都会有海冰形成，今年一月份下旬的时候海冰的范围更是达到了2000年以来同期的最大值海冰的形成的原因： 一、气候原因：低温天气造成的,并连续出现历史性的低温渤海海冰的形成及特点 二、渤海本身的结构特点决定的，这里大陆架、海滩较浅，易结冰；同时多条淡水河流汇入此海域，海水比重较小，更易结冰。 渤海海冰的形成及特点我国辽阔的海域绝大部分处于无冰区, 只有渤海受强劲而稳定的蒙古冷高压的控制, 产生冰冻现象, 成为北半球结冰的南边缘。渤海是我国面积最小、平均水深最浅、纬度最北的海区。每年冬天出现海冰。与位于相近纬度的其他海区相比, 海冰冰情较为严重, 也成为北半球结冰的最南端。但是, 由于渤海海峡与黄海相连, 黄海暖流的余脉可以进入渤海并且影响到渤海海冰的地理分布。渤海海冰的形成及特点在渤海热力和动力诸多因素影响下, 冰情表现十分复杂, 有四个主要特征： 一、海冰厚度的递增性 海冰首先在沿岸因低气温冻结而成。所以,气温是平整冰生成的前提。之后, 由于与潮流周期一致的海水水平热流的影响, 每一次潮流都可能使冰层底部有一层簿冰冻结。因为整个冰层是在若干个潮流周期中形成,所以冰层的底部有许多由不同气泡含渤海海冰的形成及特点 含量的分层。潮沟冻结的平整冰, 冰内纹理分明。 海冰厚度递增性的另一特征来自海冰的重叠和堆积。。一般来讲, 随着平整冰厚度的增加, 重叠的层次减少。在海上很少见到厚度20cm 的平整冰多层重叠。 二、海冰类型的多样性 由于渤海风、潮流和波浪对海冰的贡献, 海上多为海洋环境动力作用造成的浮冰、重叠冰、堆积冰和冰脊。 渤海海冰的形成及特点 从固定冰边缘线上断裂之后的冰变成浮冰, 它在海面上自由漂荡。这些碎冰经过冻结,破碎再冻结形成表面粗糙、内部结构混乱、大范围粗糙冰区中夹杂大小不等的各类海冰。 重叠冰在海上到处可见, 一般是10cm 以下尼罗冰的重叠。堆积冰往往出现在沿岸。在堆积区内各种冰横七竖八地堆积着, 有时形成直立的冰壁, 高达2m 左右。堆积冰的显著特征是冰的厚度大, 但都破碎成20m 2 以下的冰块。在堆积区内往往还形成高大的孤立冰丘, 最大高度可达3m 以上。渤海海冰的形成及特点 三、海冰的流动性 海冰的流动性是其最显著的特点。由于潮流的作用, 海冰就有了流动的动力。如果再遇到顺潮流大风, 海冰就会加快运动速度。也能形成堆积和扩散。在鲅鱼圈附近的破冰船漂移试验曾表明在24h 内可以往复流动15km。渤海海冰的形成及特点 四、海冰的泥砂含量 多次调查发现辽东湾海冰中含有大量的泥砂, 不但破碎冰含有泥砂, 而且冰块底面冻结有泥砂块, 在冰表面遗留有融化冰中所含有的泥砂, 厚度可达0. 5～ 1cm。类似现象在国外文献也有报道, 将其归因于波浪的效应。海冰对海洋平台的影响 海洋平台结构复杂，体积庞大，造价极高，着风、浪、流、及地震等多种环境因素的干扰．所处的环境十分复杂、恶劣，长期承受环境腐蚀、海生物附者、地基土冲刷、液化和基础动力软化、材料老化、构件缺陷和机械损伤以及疲劳累积等各种不利因素的影响，这些作用都将导致海洋平台结构局部构件或整体抗力的衰减。海冰对海洋平台的影响 在冬季渤海海域的石油平台受到海冰的作用，海冰在潮流与风的作用下发生漂移，会与结构发生相互作用。在多数结冰海域，冰对海洋结构的作用，要远比波浪和风的影响大得多，因此冰荷载是渤海海域海洋结构的控制荷载。海冰对海洋平台的影响 海洋结构被海冰破坏的事故大致可以分为如下三类： 一、结构在较厚海冰的作用下被推倒，造成结构的彻底失效。这种灾害造成损失比较巨大，多发生在冰区海洋资源开发的早期阶段。如1963年库克湾被冰推倒了两个简易平台，70年代在芬兰波斯尼亚湾发生了多起灯塔被流冰推倒的事故，1969年我国冬季冰封期间整个渤海被海冰覆盖，一般冰厚为20—30厘米，最厚达60厘米。导致“海二井”的生产设备和钻井平台在海冰的巨大推力下倒塌，对新中国的政治海冰对海洋平台的影响 经济都造成了较大影响，1977年，“海四井”的平台也被海冰推倒，这些灾害的发生一方面是由于遭遇了严重冰情，另一方面也是人们对冰荷载认识严重不足，结构设计不合理造成的。 二、周期性荷载作用在结构上，引起地基沙土液化。1984年加拿大海湾公司建造的Mollkpaq人工岛，1986年4月在海冰的激振下，岛心发生了砂土液化，下沉lm左右。这种事故目前只在Mollkpqa平台上发生过一次。由于缺少具体的观测数据，对其机理目前仍没有准确结论。海冰对海洋平台的影响 三、结构在海冰作用下发生振动，引起结构疲劳破坏或上部设施损坏。库克湾的海洋平台以及我国渤海的海洋平台都曾发生过明显的冰激振动问题。研究表明，冰激振动对结构主要有三方面影响：首先，容易引起