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1、海洋技术海洋技术除海上通道之外，人们 正在开拓新的利用领域， 包括建设海上城市、海上 机场、海下桥梁、海底隧 道、海底隧道等，以期拓 展人类生存的空间。海洋空间正引起人们越来越大的兴趣：海水本身也是一种重要资源，它不仅可以通过脱水 处理变成淡水，还可以直接用于工业冷却、印染、清 洁、消防，甚至将来有可能用于农业灌溉。从现代海洋技术的发展来看，目前主要集中在 海洋探测技术和海洋资源开发技术两部分。海洋探测技术海洋探测技术 人类用科学方法大规模、系统地对世界海洋进行 考察大约有50年左右。海洋探测技术主要方面： 在海洋表面进行调查的科学考察船、自动浮标站 在水下进行探测的各种潜水器 在空中进行监测
2、的飞机、卫星海海 洋洋 探探 测测 技技 术术1. 科学考察船 海洋科学考察船的任务：调查海洋、研究海洋 它调查的主要内容有海面与高空气象、海洋水深与 地貌、地球磁场、海流与潮汐、海水物理性质与海 底矿物资源(石油、天然气、矿藏等)、海水的化学成 分、生物资源(水产品等)、海底地震等。 大型海洋调查船性能要求： 稳性和适航性能好，能经受住大风大浪的袭击。 船上的机电设备、导航设备、通讯系统等先进 燃料及各种生活用品的装载量大 具有优良的操作性能和定位性能海海 洋洋 探探 测测 技技 术术专用科学考查船始于1872年的英国“挑战者”号。该 船长226英尺，排水量2300，使用风力和蒸汽作为 动力
3、。从1872年起，历经4年时间环绕航行，观测资 料包括洋流、水温、天气、海水成分，发现了4700 多种海洋生物，并首次从太平洋上捞取了锰结核。海海 洋洋 探探 测测 技技 术术18881920年，美国的“信天翁”号探测船探测了太平 洋。1927年德国的“流星”号探测船首次使用电子探 测仪测量海洋深度，校正了“挑战者”号绘制的不够 准确的海底地形图。 据报道，全世界总共有科学考察船2000多艘，其中美 国500多艘，原苏联400多艘，日本380多艘。海海 洋洋 探探 测测 技技 术术日本海洋科学技术中心最近宣布，他们研制的无人 驾驶深海巡航探测器“浦岛”号，在3000米深的海洋 中行驶了3518
4、米，创造了世界纪录。“浦岛”号全长 9.7米、宽1.3米、高1.5米、重7.5吨，水中行驶速度 为4节，巡航速度为3节，最大潜水深度是3500米。“ 浦岛”号上安装着高精度的导航装置及测试仪器，使 用锂电池作动力。这艘无人驾驶的深海探测器，使 用无线通信手段向海面停泊的母船“横须贺”号上传 送了用水中摄像机拍摄的深海彩色图像。日本海洋 科学技术中心认为，这一装置在世界上居领先地位 。以这次航行试验成功为基础，海洋科学技术中心 还计划开发性能更高的无人驾驶深海探测器，并且 使用燃料电池作动力源。海海 洋洋 探探 测测 技技 术术2. 潜水器 核潜艇活动范围：300400米的海洋深处 现状：占地表
5、77%以上面积的海洋深处3000米 潜水器征服了深海潜水器 深海探测的工具 进行水下工程的重要设备载人潜水器无人潜水器1953年，法国人奥古斯特皮卡德设计建成的“里雅斯 特”号自航式浮水器，1960年1月23日由奥古斯特皮 卡德的儿子雅克皮卡德以及另一名潜水员美国海军 上尉唐纳唐维尔什共同乘坐，闯荡万米深渊马 里亚纳海沟。创下了10916米的世界纪录。海海 洋洋 探探 测测 技技 术术1988年，法国研制的可下潜6000米的深潜器，可 载3人，能直接考察世界97%的洋底，可进行摄影、 录像，还有两只分别为7个和5个自由度的机械手， 用来采集海底样品。1989年，日本建造了可达水深6500米的深
6、潜器“深 海6500” 号，创造了载人深潜器水下6527米作业的世 界纪录。 第一艘有实用价值的潜水器是英国人哈雷于1717年设计的 海海 洋洋 探探 测测 技技 术术我国首个7000米超 深度载人潜水器明 年下水 俄“和平号”深海 潜水器2007.08.02 从洋底返航 海海 洋洋 探探 测测 技技 术术3. 海洋卫星 主要技术: 传感技术海面温度分布图: 测量海面的温度及其特征对数据分析并打印成表 海浪高度: 即主动微波遥感(雷达成像系统) 利用海面“粗糙度”不同的原理来进行分析处理卫星上向海面发出雷达波： 无浪平静海面(光滑面): 雷达波发生镜反射,雷达接收 不到回波。 海面有波浪(“粗
7、糙”面): 雷达波向各个方向散射，发 生漫反射，雷达收到一部分回波。电脑算出海面的“ 粗糙”度，从而得知海浪的高度。海海 洋洋 探探 测测 技技 术术海洋地质调查主要技术手段：利用人造卫星导航、全球定位系统(GPS)、无线 电导航系统，确定调查船或观测点在海上的位置； 利用回声测深仪，多波束回声测深仪及旁测声纳测 量水深和探测海底地形地貌；用拖网、抓斗、箱式 采样器、自返式抓斗、柱状采样器和钻探等手段采 取海底沉积物、岩石和锰结核等样品；用浅地层剖 面仪测海底未固结浅地层的分布、厚度和结构特征 。用地震、重力、磁力及地热等地球物理方法，探 测海底各种地球物理场特征、地质构造和矿产资源 ，有的还
8、利用放射性探测技术探查海底砂矿。海海 洋洋 探探 测测 技技 术术海洋一号(HY-1A)卫星是中国第一颗用于海洋水色探测的试 验型业务卫星。星上装载两台遥感器，一台是十波段的海洋 水色扫描仪，另一台是四波段的CCD成像仪。 HY-1A号星于北京时间2002年5月15日9时50分在太原卫星 发射中心与FY-1D卫星由长征四号乙火箭一箭双星发射升空 ，在完成了7次变轨后，于2002年5月27日到达798公里的预定 轨道，并于2002年5月29日按预定时间有效载荷开始进行对地 观测。海洋一号B星于2007年4月11日发射。海海 洋洋 探探 测测 技技 术术1978年6月28日美国发射了 世界上第一颗
9、海洋卫星 “海洋卫星-1”号 俄海洋探测卫星可观 察60米深的核潜艇海海 洋洋 探探 测测 技技 术术Envisat卫星是欧洲迄今为 止研制过的最大的地球观测 卫星，欧洲所有的航天企业 都参与了研制工作。 该卫星2002年3月1日发射 ，对地球表面的陆地、大气 和海洋进行监测。 海海 洋洋 探探 测测 技技 术术海海 洋洋 探探 测测 技技 术术2004-7-11上海建立我国首个海洋环境立体监测系统 全球定位系统，由30个覆盖全球的卫星组成，通过 卫星的无线导航定位功能，可提供陆地、海洋、航 空等实时性的导航、定位、定时甚至速度测量等功 能。 海海 洋洋 探探 测测 技技 术术海洋资源开发技术
10、海洋资源开发技术海海 洋洋 资资 源源 开开 发发 技技 术术可燃冰99%的储量都在海底海海 洋洋 资资 源源 开开 发发 技技 术术在海洋进行石油和天然气的勘探开采工作要比陆地上 困难多。必须具备一些与陆地不同的特殊技术，如平 台技术、钻井技术和油气输送技术等。海海 洋洋 资资 源源 开开 发发 技技 术术2. 海洋生物资源开发构成海洋生物量的金字塔 海洋食物链示意图 中国海域的生物种类丰富多样，已有描述记录的物种达2 万多种。 海海 洋洋 资资 源源 开开 发发 技技 术术未来海洋农业发展的主要方向: 海洋水产生产农牧化 蓝色革命计划 海水农业通过人为干涉，改造海洋环境，以创造经济生物生长
11、发育 所需的良好环境条件，同时也对生物本身进行必要的改造， 以提高它们的质量和产量。 着眼于大洋深处海水的利用。将深层水抽上来，遇到充足的 阳光，就会形成一个产量倍增的新的人工生态系统。温差可 以用来发电或直接用于农业生产。这项工作将引发一场海水 养殖的革命，称为“蓝色革命”。 指直接用海水灌溉农作物，开发沿岸带的盐碱地、沙漠和 荒地。即要迫使陆地植物“下海”，这是与以淡水和土壤为 基础的陆地农业的根本区别。目前已经获得了可以用海水灌 溉的小麦、大麦和西红柿等。大力推广海水利用，可以大大缓解滨海城市缺水问题的。 海水直接利用 海水淡化 海水化学物质提取利用 综合开发海水技术海海 洋洋 资资 源
12、源 开开 发发 技技 术术3. 海水资源开发海水直接利用技术包括:海水直流冷却 (目前工业应用的主流); 海水循环冷却; 海水冲洗; 阴极保护, 防生物附着, 防漏渗, 杀菌 技术等。主要的淡化方法有：多级闪蒸(用于海水的循环和流体的输 送) , 低温多效(用于流体输送), 反渗透。海水中的元素分为两类, 常量元素: 1毫克/升(有80多种金属 和非金属元素)；微量元素 1毫克/升(60多种). 提溴(以提高现有地上卤水资源的溴利用率，发展高效溴化剂和 新型阻燃剂等)；海水、卤水提钾；提镁；提铀.4. 海洋能源开发海洋能包括温度差能、波浪能、潮汐与潮流能、海 流能、盐度差能、岸外风能、海洋生物能和海洋地热 能等8种。蕴藏于海上、海中、海底的可再生能源，属 新能源范畴。 海洋能绝大部分来源于太 阳辐射能，较小部分来源于 天体(主要是月球、太阳)与 地球相对运动中的万有引力。 蕴藏于海水中的海洋能是十 分巨大的，其理论储量是目前全世界各国每年耗能 量的几百倍甚至几千倍。 海洋能特点： 在海洋总水体中的蕴藏量巨大，但单位体积、单 位面积、单位长度所拥有的能量较小。 具有可再生性。 海洋能有较稳定与不稳定能源之分。 属于清洁能源，一旦开发后，其本身对环境污染 影响很小。 较稳定的为温度差能、盐度 差能和海流能。 不稳定海洋能主要有潮汐能 、潮流能、波浪能
