海洋资源开发与海洋工程地质ISMEG 2019)总结*——第二届国际海洋工程地质学术研讨会(

刘晓磊 陆 杨 王 胤 杨 庆 贾永刚

(①山东省海洋环境地质工程重点实验室(中国海洋大学)， 青岛 266100， 中国)(②青岛海洋科学与技术国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室， 青岛 266061， 中国)(③海岸和近海工程国家重点实验室(大连理工大学)， 大连 116024， 中国)

0 引 言

海洋蕴藏着丰富的油气、矿产、生物资源，如何认识海洋、开发海洋、经略海洋成为当下我国发展的重要议题之一。起始于1947年墨西哥海湾石油的开采，海洋工程地质发展至今已有半个多世纪历程(顾小芸， 2000)。作为海洋科学研究的重要组成部分，海洋工程地质研究是实现海洋资源开发和海洋工程建设的必要前提。目前，我国海洋工程地质研究仍处于初期阶段，重视基础研究、注重核心装备自主研发、加强国际交流合作仍是该研究领域的主旋律。

为促进海洋工程地质学科的发展，进一步提升海洋工程地质研究领域的国际合作交流， 2012年，国际工程地质与环境协会(International Association for Engineering Geology and the Environment， IAEG)正式设立海洋工程地质委员会(IAEG Commission No. 34-Marine Engineering Geology Commission， IAEG-C34)，中国海洋大学贾永刚教授担任委员会主席。自海洋工程地质委员会成立7￣￣a来，中国海洋大学先后承办了4届海洋工程地质发展战略研讨会，为国内海洋工程地质工作者提供了一个良好的交流平台。

2016年，首届国际海洋工程地质学术研讨会(ISMEG 2016)在中国青岛成功召开，会议由国际工程地质与环境协会海洋工程地质委员会、中国地质学会工程地质专业委员会海洋工作委员会联合主办，中国海洋大学、山东省海洋环境地质工程重点实验室、青岛海洋科学与技术国家实验室联合承办，国家自然科学基金委员会、联合国教科文组织国际地球科学计划等16家单位协办，是一次全球规模的海洋工程地质盛会(刘晓磊等， 2017)。会议讨论决定第二届国际海洋工程地质学术研讨会(ISMEG 2019)于2019年在中国大连召开，由大连理工大学承办。

1 会议概况

2019年10月18～20日，第二届国际海洋工程地质学术研讨会(ISMEG 2019)在中国大连成功召开。会议由国际工程地质与环境协会(IAEG)海洋工程地质委员会(C34)主办，海岸与近海工程国家重点实验室(大连理工大学)承办，国家自然科学基金委地学部、山东省海洋环境地质工程重点实验室(中国海洋大学)等多家单位协办。来自美国威廉玛丽学院(College of William & Mary)、英国南安普顿大学(University of Southampton)、挪威岩土工程研究所(Norwegian Geotechnical Institute)、澳大利亚西澳大学(The University of Western Australia)、自然资源部第一海洋研究所、中国海洋石油集团有限公司、中国广核集团有限公司等70余家单位的近300名代表参加了本届会议。

会议组委会主席、大连理工大学杨庆教授、国家自然科学基金委地球科学部综合处刘羽处长、会议学术委员会主席、IAEG海洋工程地质委员会主席、中国海洋大学贾永刚教授分别在开幕式致辞。会议以“海洋资源开发与海洋工程地质”为主题，围绕海洋土工程性质、海洋地质灾害与工程防护、海洋工程地质原位勘测、监测与试验模拟、海洋资源开发水动力环境与作用、海床沉积物和天然气水合物开采、海洋工程结构基础、海流-结构-海床相互作用等7个专题展开了深入的交流。会议共设置有10个特邀报告、21个主题报告及71个学术报告。

研讨会期间，召开了国际工程地质与环境协会(IAEG)海洋工程地质委员会(C34)工作会议。工作会议以委员会换届事宜为主题，经过前期自荐与他荐，推选出第二届海洋工程地质委员会(2019～2022)成员，新一届委员会由来自14个国家和地区的78位专家学者组成。IAEG-C34主席贾永刚教授和副主席Dong-Sheng Jeng教授现场为委员会成员颁发了聘书。工作会议讨论决定第三届国际海洋工程地质学术研讨会(ISMEG 2022)将于2022年在澳大利亚黄金海岸召开，由格里菲斯大学承办。

第二届国际海洋工程地质学术研讨会(ISMEG 2019)是IAEG海洋工程地质委员会(C34)主办的系列会议，会议延续并发展了首届研讨会交流学术思想、分享科研进展、促进全球合作的宗旨，与会学者交流融洽，学术氛围热烈。此外，多学科数字出版机构(MDPI)旗下期刊Journal of Marine Science and Engineering和英国土木工程师协会(ICE)旗下期刊Environmental Geotechnics均为本次大会出版海洋工程地质专刊。

2 海洋资源开发与海洋工程地质

海洋资源是自然资源的重要组成部分，海洋资源的合理开发关系到未来人类社会的永续发展。海洋工程地质作为工程地质研究领域的新兴方向，其发展对海洋油气、矿产等资源的开发极为重要(许强， 2012)。第二届国际海洋工程地质学术研讨会的主题为海洋资源开发与海洋工程地质，与会学者就海洋土工程性质、海洋地质灾害与工程防护、海洋工程地质原位勘测、监测与试验模拟、海洋资源开发水动力环境与作用、海床沉积物和天然气水合物开采、海洋工程结构基础、海流-结构-海床相互作用等7个专题开展交流研讨。国际知名专家学者赴会作特邀报告，包括英国南安普顿大学White(2019)的《软土地基上岩土结构的全生命周期建模》； 香港理工大学殷建华教授的《黏性土的非线性流变模型及应用》(Yin, 2019)； 挪威岩土工程研究所首席工程师Vanneste(2019)的《应用于海上风电项目的数据驱动地质方法》； 美国德州农工大学 Sanchez(2019)的《含有天然气水合物的沉积物耦合分析》； 美国威廉玛丽学院的 Maa(2019)的《基于原位观测数据的悬浮物输运的模拟》； 浙江大学王立忠教授的《海上风力发电机基础的运行状态》(Wang, 2019)； 河海大学郑金海教授的《桩基周围波浪引起的海床响应模型》(Zheng, 2019)； 中国海洋大学贾永刚教授的《海洋地质环境灾害的实地研究与现场长期观测》(Jia, 2019)； 澳大利亚格里菲斯大学Jeng(2019)的《流体-土相互作用中的几个新问题》； 澳大利亚西澳大学Cheng(2019)的《管线底部稳定性的最新研究进展》。

2.1 海洋土工程性质

海洋中的沉积物因其所处环境特殊，其力学、声学、电学、热力学性质与陆源沉积物差别巨大，因此具有重要的研究价值。西澳大学的胡玉霞介绍了多种海洋土力学原位测试技术包括CPT、全流动贯入仪等，并探讨其贯入层状黏土时的土力学机制(Hu, 2019)。澳门大学周万欢介绍了软土蠕变模型的选择及变形预测(Zhou, 2919)。中山大学的赵红芬讨论了自由气对软土水力响应的影响(Zhao, 2019)。中国海洋大学的雷诗芸介绍了中国南海北部海洋土电阻率与基本岩土参数之间的关系(Lei, 2019)。天津大学的吴涛汇报了砂质沉积物声学特性的室内试验研究(Wu, 2019)。河海大学的李辉介绍了南海再固结海相黏土的热应力-应变特性(Li, 2019)。中国科学院地质与地球物理研究所的周忠鸣基于场发射扫描电镜图像介绍了礁灰岩的多尺度孔隙及分形特征(Zhou, 2019)。挪威土工所的杨少丽着重讨论了海洋黏土触变性的重塑抗剪强度及其建立效应(Yang, 2019)。大连理工大学王胤介绍了深水软黏土的强度演化及微观结构特征(Wang, 2019)。江南大学的刘文化介绍了水泥含量和堆载压力对水泥稳定黏性土的干湿耐久性评价的影响(Liu, 2019)。大连理工大学的任玉宾探讨了南海软黏土的触变机理和强度恢复(Ren, 2019)。天津大学的李中岳从试验研究的角度讨论了有机质和盐度对高岭石在沉降柱中絮凝的影响(Li, 2019)。大连理工大学的张思奇简要介绍了分子动力学理论，并探讨了该方法在分子尺度上研究岩土材料特性的初步应用(Zhang, 2019)。

2.2 海洋地质灾害与工程防护

海洋地质灾害种类繁多，灾害发生、发展规律复杂，难以预测。随着海洋油气资源开发和海洋工程设施建设的迅速发展，海洋地质灾害的认识与防护日趋重要。同济大学的黄雨提出在高密度的城市建设中必须重视软土引起的城市地质灾害，并介绍了若干种防治城市软土地质灾害的新技术(Huang, 2019)。中国海洋大学的王栋将动态大变形有限元方法RITSS推广到敏感黏土的牵引式破坏研究中，并探讨了决定滑坡最终结构状态的关键影响因素(Wang, 2019)。同济大学的郑虎介绍了双轴剪切带区域的颗粒尺度响应(Zheng, 2019)。中国海洋大学刘晓磊从原位观测的角度分析了黄河水下三角洲的波致浮泥层过程(Liu, 2019)。浙江大学的葛勇强介绍了一种新型的海底滑坡监测装置(Ge, 2019)。大连理工大学的韩云瑞利用数值模拟方法探讨了敏感黏土海底滑坡的链式破坏模式，并指出当前研究的局限性(Han, 2019)。中国海洋大学的郑晓泉构建了一种基于压力量测的海底沙波迁移监测系统并进行试验验证(Zheng, 2019)。山东大学薛翊国汇报了海底隧道施工中地质灾害的研究进展(Xue, 2019)。鲁东大学石洪源介绍了1980～2015年间台风对中国大陆沿海地区造成的威胁(Shi, 2019)。温州大学范宁通过数值模拟方法分析了海底滑坡冲击可移动海底管线时的力与位移(Fan, 2019)。南方科技大学的钱学生提出了一种考虑与管线相互作用的海底碎屑流运动的集成化模型框架(Qian, 2019)。天津大学的粟莉给出了黄河三角洲潮滩不同微地貌单元固结粉土分布的新认识(Su, 2019)。大连理工大学的独传鑫介绍了海洋软黏土的稳定方法并讨论了其影响因素(Du, 2019)。

2.3 海洋工程地质原位勘测、监测与试验模拟

海洋工程地质现场探测、观测是认识海洋的最直观手段，现场观测与试验模拟的协同分析是研究海洋工程地质问题的有效途径，也是一大热点。大连理工大学的刘君介绍了一种带有推进器装置的重力式安装平板锚的安装过程(Liu, 2019)。辉固集团的徐全庆对海洋岩土工程现场勘察的历史与未来进行了详细阐述(Xu, 2019)。挪威土工所的杨少丽着重探讨了海上风电场开发中SPT和CPTU数据的解释与应用(Yang, 2019)。同济大学的郑宇华利用试验手段分析了阶梯形丁坝周围的水流动特性(Zheng, 2019)。中国海洋大学的田壮才介绍了浅化内孤立波引起的底部和中部雾化层现象并分析了波群速度矢量角和坡度的影响(Tian, 2019)。河海大学的周杨分享了Carpobol®UltrezTM10粉末制作的透明黏土的岩土工程性质(Zhou, 2019)。中国海洋大学的张琨焜介绍了海底地下水排泄电阻率法监测技术在青岛石老人湾的应用(Zhang, 2019)。同济大学郭桢介绍了南海西沙群岛环境噪声的特征及相关应用(Guo, 2019)。自然资源部第一海洋研究所的裴彦良对自主研发的深拖式高分辨率多道地震装备及其海试情况进行了系统介绍(Pei, 2019)。香港理工大学的陈泽建汇报了物理模型试验中光纤传感器在监测FRP加固海水-砂混凝土桩的应用(Chen, 2019)。天津水运工程科学研究院张义丰介绍了波浪与密排桩防波堤相互作用的研究(Zhang, 2019)。大连理工大学的张宇通过一系列离心试验探讨了管道埋深和管道轴线与横向移动方向之间的夹角对管道法向和轴向力的影响(Zhang, 2019)。大连理工大学牛景琳从试验和理论研究的角度讨论了鱼雷锚在砂土中的动态贯入过程(Niu, 2019)。大连理工大学的朱彬介绍了一种考虑沉积物强度空间变异性的海床稳定性概率分析方法(Zhu, 2019)。

2.4 海洋资源开发水动力环境与作用

一直以来，海洋水动力与周边环境的相互作用是海洋工程地质研究的重点内容，专题围绕海陆相互作用显著的海岸带、水动力与周围构筑物的相互作用、水动力与海床相互作用等热点问题展开研讨。来自威廉玛丽学院的 Maa(2019)开发出一种利用超声波现场检测泥浆流变性能的方法并汇报了相关试验验证进展。浙江大学的赵西增介绍了一种用于模拟水波沿海岸传播的高保真数值模拟方法，该方法基于VPM-THINC/QQ模型(Zhao, 2019)。上海交通大学的邓检良讨论了旋转水槽试验中水下碎屑流对块体物的输运能力问题(Deng, 2019)。浙江大学高洋洋从试验研究的角度讨论了系泊系统的动力响应过程与流动特性(Gao, 2019)。天津科技大学的丁磊利用格子玻尔兹曼方法分析了粗糙床面振荡流边界层的粗糙效应(Ding, 2019)。河海大学的陈大可介绍了管式泥沙冲刷装置在测量沉积物侵蚀度试验中的应用(Chen, 2019)。大连理工大学的赵汝博汇报了其关于破碎波对钢管桩冲击影响的研究(Zhao, 2019)。天津大学的张庆河提出了一种三维辐射应力的新形式，并介绍它在波-流耦合模拟中的应用(Zhang, 2019)。鲁东大学的尤再进详细介绍了中国沿海风暴潮和大浪引发的海岸灾害，并讨论了其防护方法(You, 2019)。天津城建大学张娜对2009～2010年冬季海冰对渤海M2分潮的影响进行了介绍(Zhang, 2019)。天津水运工程科学研究院的严冰介绍了波、流作用下越过潜堤的悬浮泥沙率研究(Yan, 2019)。天津大学的王虎提出了一种新的黏性方法来讨论波致海床瞬时液化引起的物体下沉机理和评价问题(Wang, 2019)。天津水运工程科学研究院张娜介绍了植物蜂巢生态防护下的波浪爬高与越浪试验研究(Zhang, 2019)。

2.5 海床沉积物和天然气水合物开采

天然气水合物是一种极具潜力的新能源，关于天然气水合物的形成、分解及开采等研究方向成为近年来学界的热点。中国科学院武汉岩土力学研究所的韦昌富建立了一种无需微观数据的宏观相平衡模型，讨论了含天然气水合物土的相平衡条件，并通过室内试验予以佐证(Wei, 2019)。美国佐治亚理工学院(Georgia Institute of Technology)戴胜介绍了天然含水合物沉积物的高压表征技术(Dai, 2019)。中国地质大学的贺仲金论述了氨基酸对天然气水合物分解和脱气动力学的影响(He, 2019)。同济大学的刘芳介绍了水合物分解时上部陆坡的时空失稳模式(Liu, 2019)。重庆大学李波从试验和数值模拟的角度讨论了基于传热分析的水合物开采的优化问题(Li, 2019)。中国地质大学的孙嘉鑫提出了一种有效的分支井方案，旨在提高低渗透性水合物储层的产气量(Sun, 2019)。美国仁斯利尔理工大学(Rensselaer Polytechnic Institute)的俞姝曼汇报了净零采出水策略对含天然气水合物的沉积物产气和沉积物变形的影响(Yu, 2019)。中国地质大学的宁伏龙介绍了天然气水合物开采的研究进展和挑战，并基于此提出了几点建议(Ning, 2019)。中国地质大学的刘志超讨论了水合物分解对含天然气水合物沉积物力学响应的影响(Liu, 2019)。吉林大学袁益龙汇报了利用传统技术开采沉积形成的复杂水合物储层的前景(Yuan, 2019)。广州大学的吴杨介绍了颗粒特征对含甲烷水合物的沉积物力学性质的影响(Wu, 2019)。中国地质大学胡维开展了天然气水合物的共振柱实验，并讨论了不同颗粒粒径下含水合物沉积物的动力学性质(Hu, 2019)。中国地质大学的李维介绍了微纳尺度下含四氢呋喃(THF)水合物的黏附特性(Li, 2019)。上海交通大学的张海涛提出了一种分析天然气水合物在多孔介质中分解的数学模型且予以试验验证(Zhang, 2019)。中国地质大学的方翔宇介绍了模拟井筒环境内亲水纳米颗粒对水合物形成的影响(Fang, 2019)。中国科学院地质与地球物理研究所的孙一鸣汇报了含THF水合物泥质粉土的水力压裂试验研究(Sun, 2019)。

2.6 海洋工程结构基础

海洋工程结构基础的研究对海洋平台、海上风电场等海上构筑物的顺利建设和安全维护影响重大。挪威土工所的 Sturm(2019)重点提出了关于海上可再生能源基础选型与设计的几点思考。东南大学的戴国亮从多个角度讨论了吸力式沉箱基础的承载特性及其应用优势(Dai, 2019)。华东勘测设计研究院有限公司的何奔以三处海上风电场址为例介绍了吸力式沉箱基础在我国海上风电场建设中的应用(He, 2019)。天津大学的张浦阳讨论了海上风机组合桶形基础的气浮拖曳特性(Zhang, 2019)。广东省电力设计研究院的刘博以广东地区某海上风电场项目为例介绍了吸力式桶形基础的设计(Liu, 2019)。天津大学的金哲飞介绍了锚系浮式防波堤的数值模拟研究(Jin, 2019)。大连理工大学的吴宇旗介绍了粗糙底面吸力式沉箱裙尖在黏土中的沉贯阻力研究(Wu, 2019)。挪威土工所的张友虎以广东地区为例，讨论了海上风机基础设计的岩土参数选择(Zhang, 2019)。上海海事大学的邵伟讨论了海洋环境中RC管桩水平承载及腐蚀损伤的时变退化行为(Shao, 2019)。大连理工大学的关博基于承载力有限元分析建立了一种拖曳锚轨迹预测的改进方法(Guan, 2019)。华东勘测设计研究院有限公司的沈侃敏介绍了竖向承载吸力桶的局部排水效应及基于应力状态下的土参数选择(Shen, 2019)。大连理工大学王杏杏采用数值模拟方法讨论了砂土中吸力桶持续承受竖向上拔荷载时的力学响应(Wang, 2019)。

2.7 海流-结构-海床相互作用

许多海洋岩土工程问题如桩周土的局部冲刷，都与海流-结构-海床的相互作用有关。西澳大学的 An et al.(2019)总结了西澳大学团队通过物理模型试验研究海底结构物局部冲刷的最新进展，并探讨了如何缩小试验与现场条件之间的差距。大连理工大学的吕林汇报了一种加锥方法来减小单桩周边水流引致的局部冲刷，并以试验和数值模拟方法加以验证(Lü，2019)。西澳大学的 Griffiths(2019)介绍了粗糙床面上小型管的水动力试验研究。西澳大学的 Hossain(2019)提出了包括移动式海上钻井平台钻孔故障、深水钙质海床开发等4个海洋能源开发面临的岩土工程挑战，并探讨了相关解决方案。西澳大学的陈丽芬采用CFD数值模拟和物理模型试验的方法研究了船形FPSO周围的极限波浪爬高(Chen, 2019)。大连理工大学的娄晓帆则介绍了雷诺数对单桩局部冲刷的影响(Lou, 2019)。河北工业大学熊骋望对波边界层的层流湍流转捩机理进行讨论(Xiong, 2019)。中国海洋大学张嶔采用数值方法分析了平板下导管螺旋桨的尾流动力学(Zhang, 2019)。成都理工大学刘名名介绍了稳流情况下振动管道周围局部冲刷的数值模拟研究(Liu, 2019)。大连理工大学的杨帆从试验研究的角度讨论了稳流情况下多孔桩周围的局部冲刷(Yang, 2019)。大连理工大学的陈群斌介绍了斜坡函数造波机在波浪槽中产生瞬态波的研究(Chen, 2019)。

3 结 论

(1)国际工程地质与环境协会海洋工程地质委员会主办，大连理工大学承办的第二届国际海洋工程地质学术研讨会为国内外海洋工程地质工作者提供了一个良好的交流、分享、合作、创新平台，研讨会二度在我国召开，是对我国海洋工程地质蓬勃发展的高度肯定。

(2)研讨会聚焦国内外海洋工程地质研究最新热点，以“海洋资源开发与海洋工程地质”为主题，围绕海洋土工程性质、海洋地质灾害与工程防护、海洋工程地质原位勘测、监测与试验模拟、海洋资源开发水动力环境与作用、海床沉积物和天然气水合物开采、海洋工程结构基础、海流-结构-海床相互作用展开交流研讨。

(3)总体而言，第二届国际海洋工程地质学术研讨会在继承首届研讨会办会理念与主旨的基础上有所发展，在注重海洋工程地质基础研究的同时，兼顾了工程建设开发中的重、难点问题。我国的海洋工程地质研究任重道远，海洋工程地质工作者们应立足国家重大需求，坚持源头自主创新，加强国际合作交流，使海洋工程地质研究更好地服务于国民经济建设与发展。