海洋强国战略，没有黑科技怎么行！
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十二种新兴海洋技术正在改变我们从海洋中获取食物、能量、矿产和数据的方式。
&&& 一场工业革命正在海底发生。机器人、人工智能、低成本感应器、卫星系统、大数据和基因工程的快速进步打开了海洋资源利用和研究的新纪元。其中一些颠覆性海洋技术的推广意味着更干净、更安全的海洋环境。以下十二种新兴海洋技术正在改变我们从海洋中获取食物、能量、矿产和数据的方式。
&&& 一、无人自主船舶
&&& 无人驾驶航行的船只将很快成为现实。海洋航运是个价值3800亿美金的产业，但如同道路交通一样，海洋交通也会产生污染、导致物种入侵、甚至使某些海洋生物灭绝。罗罗公司预见，未来，无人自主航运未来会让该产业更加高效、清洁和低成本。无人自主航运可以提高工作效率并通过消除人员需求来降低排放，但是还需要将现有的传感器技术与改进的算法进行集成。
&&& 二、潜水机器人
&&& 潜水机器人能在极大深度水域（这一环境中人类潜水员只有15分钟的时间窗口）完成复杂任务，其身体能承受十倍的压力。斯坦福大学机器人研究团队设计了一个水下人形机器人Ocean One，通过力传感器为操控员模拟触摸的感觉，从而帮助人们安全地抓住海底文物。高能人形机器人将很快能够在大深度和高危险性海洋研究和工程任务中取代人类潜水员。
&&& 三、水面增强现实眼镜
&&& 当前增强现实和虚拟现实技术正在普及且处于大发展前夜，在海洋中也不例外。美国海军工程师为其潜水员设计了一种增强视觉显示器&&可以将其理解为一款防水和超长续航的谷歌眼镜。这项新技术能将声纳数据与水面团队情报结合起来，帮助商业潜水员和搜救队在可见度接近零的情况下完成复杂任务。
&&& 四、蓝色革命
&&& 2014年，人类首次实现食用人工养殖鱼类的数量超过野生鱼类。新的水产养殖技术促进了水下农业的爆发性增长。水下&aquapod&养殖箱在夏威夷、墨西哥和巴拿马等地都投入了使用，这样的技术创新侃水产养殖业可以离岸发展，这消除了困扰海边渔场的污染和疾病问题。
&&& 五、水下云计算
&&& 超过95%的因特网流量都是通过海底缆线传输的。很快，数据将不光在海底传输，还会被储存在水下。当前数据中心高能耗（接近全球能耗的3%）已迫使人们将其迁移到冰岛，因为那里的寒冷气候能够提高冷却的效率。所此同时，星球上接近40%的人口居住在接近海岸的城市。为了降低数据中心所需的昂贵场地使用和冷却成本，微软于2015年在加州外海成功测试了一个水下数据中心原型系统。下一代水下云节点甚至可能会使用其自身的海洋发电站。
&&& 六、海洋能源新浪潮
&&& 海洋是个巨大的能量仓库。单海浪波动能每年就可以产生11.4万太瓦小时的能量（相当于400个小型核电站产生的能量）。同时，技术创新还打开了挖掘潮汐能的新可能。一个在澳大利亚的商业项目能同时生产电力和零排放的淡化水，接下来需要做的是实现大型工程化和降低成本。
&&& 七、海洋温差能
&&& 海洋温差能转化技术能通过热带浅层海水和深层海水的温度差生成电能。这项技术去年在夏威夷进行了大规模的试用，洛克希德&马丁目前正在设计一型能力100倍于其的电站。能从深度超过一公里的海洋深处引导出冷水，该过程需要用到采用新型复合材料和新技术生产的大型可变形水管。
&&& 八、深海采矿
&&& 海底一些区域富含珍稀的贵金属，如金、铂和钴。目前海洋矿产资源尚未得到充分开发。最近，已经研发出了300吨级的防水采矿机器，可以达到一些很深的海底，开采金属资源。据报道，在太平洋、大西洋、印度洋，大约一百万平方公里的区域被确认有矿产，一股海洋淘金大潮将最早于2018年开启。如何在不伤害海底脆弱生态环境和深海古老海洋生物的前提下挖掘海底的矿产资源，仍是一项极具挑战性的任务。
&&& 九、海洋大数据
&&& 多数大型海船都会被要求携带安全传感器，通过卫星公共频道向其他船只传输自己的位置信息。一些新兴公司开发了复杂算法，将这些海洋大数据处理成为可用的模型，以发现非法捕鱼、促进航海安全，并帮助建立智能分区计划以更好地平衡渔民、海上交通和海洋保护之间的需求。此外，皮纳卫星星座产生的图像数据还可被分析用于实时监测栖息地变化。
&&& 十、海洋药物
&&& 海洋可促进创新抗癌和抗生素等药物的研发。向海洋寻医问药已成为一种潮流。欧盟资助成立了一家名为海洋制药的财团，目标是通过深海取样设备、基因组扫描、化学信息和数据挖掘来收集并筛选生物样本。
&&& 十一、海岸传感器
&&& 低成本联网传感器的广泛使用使我们能以前所未有的方式监控海岸线情况。这对于因为气候变化而正在快速变温和酸化的海洋来说十分重要。而冲浪板上的嵌入式传感器可以像司机手中智能手机收集交通数据那样监测温度、盐度和pH值等数据。在澳大利亚，政府为了保护海边游人，开发声纳成像传感器探测靠近海岸的鲨鱼，并通过移动设备推送实时警报。
&&& 十二、仿生机器人
&&& 海洋机器人的研发正在向大自然学习经验获得灵感。金枪鱼机器人可以执行海上监视任务；像类蛇海洋机器人监控着近海石油平台周围的管道；1400磅重的螃蟹机器人收集着海底数据；水母机器人也正在研发中，以进行环境监测。这些经历了悠长岁月的考验的物种正被人类运用于各种海洋问题的解决。
&&& 展望未来人类的命运与海洋休戚与共。陆地上的科技创新使我们能够降低高污染工业的影响，促进经济的可持续性发展，监控陆地生态系统的变化。我们同样需要发展海洋技术并运用在海洋。我们在依靠创新性、独创性和颠覆性技术获取海洋资源的同时，还应避免破坏其自身的生态平衡。
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播放数：28日本能源战略转向海洋 分三步走开采可燃冰|日本|能源|海洋_新浪军事
日本能源战略转向海洋 分三步走开采可燃冰
　　在4月5日的众议院预算会议上，日本首相安倍晋三强调了能源供给多样化及资源开发的重要性。他说：“二战以前，(日本)近七成石油需要依赖美国，由于供给受限，日本开始了战争。……日本将在保有自有能源的同时，推进确保能源权益的战略。”
　　安倍此番表态的背景是，就在刚刚过去的3月，日本在世界上首次成功实施了海底可燃冰提取实验。此外，日本海洋开发机构与东京大学组成的科研小组也同时宣布，已成功发现日本南鸟岛附近海域的海底泥层中含有高浓度稀土。日本媒体报道称，这些稀土的浓度最高达0.6%，约是中国稀土矿石的20倍，其总量可供日本国内消费230年。
　　可燃冰的成功提取，如同为日本国民注入了一剂强心剂。日本政府随后公布的一项《海洋基本计划》草案的主要内容就是，今后将用约3年时间调查并掌握新一代能源“甲烷水合物(可燃冰)”和稀土的埋藏量。
　　首次成功开采海底可燃冰
　　日本经济产业省资源能源厅3月12日宣布，从爱知县附近海域地层中的可燃冰中分离并取出甲烷气体的试验，已经取得成功。这是世界上首次成功从海底采集甲烷气体。对于资源稀少的日本来说，这无疑是一大喜讯。
　　据报道，此次试验由日本石油天然气和金属矿物资源机构(JOGMEC)及产业技术综合研究所共同实施。大致步骤是，“地球”号深海探测船用特殊钻头在约1000米深的海底钻孔约300米深，然后竖起钻井，通过降低地层压力的方法，将混合着沙粒的固态可燃冰分解成水和甲烷气体，并取出甲烷气体。
　　JOGMEC3月19日宣布，在3月12～18日的试验中，共采集到12万立方米气体，采集量大大超过预期。据悉，2008年时，日本等国曾在加拿大陆地上进行过采集试验，当时用了6天时间采集到约1.3万立方米的气体。
　　JOGMEC透露，在爱知县海域东部南海的海槽中，可能存在相当于2011年日本进口液化天然气(LNG)用量约11倍的可燃冰。另有消息称，日本周边的可燃冰藏量，相当于全日本100年的天然气消耗量。可燃冰未来可能将为日本能源供应作出一定贡献。
　　可燃冰在日本备受关注
　　可燃冰的成功开采，在日本国民中引发了关注热潮。
　　据共同社报道，在可燃冰开采地爱知县，3月27日举办了“可燃冰学习会”，目的是加深人们对港湾周边土地利用方法等的理解。因为将来进行可燃冰商业开采时，会利用管道将气体输送至沿海的接受基地。
　　此外，日本国民生活中心3月30日透露，此前日本各地的消费生活中心接到数十起有关可燃冰投资纠纷的投诉。一些不法分子利用可燃冰即将实现商业化为由，开始兜售“海底资源发电公司债券”，有些投资者已经上当支付了现金。
　　据经济产业省资源能源厅介绍，可燃冰开采目前仍处于技术研发阶段，尚无能源开发商或商社能对可燃冰进行商业利用。为此，该中心呼吁人们提高警惕。
　　力争2018年实现商业化开采
　　日本政府的综合海洋政策总部(总部长为现任首相安倍晋三)，4月1日公布了作为今后5年海洋政策新指南的《海洋基本计划》草案，主要内容是今后用约3年时间调查并掌握新一代能源“可燃冰”和稀土的埋藏量。
　　草案中明确提出，为推进海洋资源的开发及产业化，相关府省将携手合作，对探查结果等成果进行汇总，把先进技术有效应用于资源开发。草案称，今年3月已成功进行了从可燃冰中分离提取甲烷气体的试验，日本将为在2018年度实现可燃冰的商业化开采努力进行技术完善。
　　该草案目前正在公开征集意见，预计将在4月的内阁会议上获得通过。分析称，安倍有意把海洋资源开发作为经济增长战略的核心。
　　可燃冰商业开发仍有难点
　　可燃冰主要分布在海底和永久冻土层内，储量巨大，大约相当于全球已探明石油、煤炭和天然气总量的两倍，能满足人类使用上千年，因此被认为是替代传统能源的未来首选新型能源。
　　然而，并非所有埋藏资源都可以被充分利用。从技术角度和经济角度看，可以开采的石油仅有存量的30%～40%，天然气则为60%～70%。至于可燃冰能够得到何种程度的开采和利用，目前尚不明确。
　　专业人士认为，虽然可燃冰全球储量巨大，但要经济、安全地开采，难度很大。因为开采可燃冰可能带来温室效应、海底滑坡以及破坏海洋生态平衡等各方面的负面影响。
　　而且，从可燃冰中分离的气体体积较大，难以运输，需要建造管道或将气体液化。开采、储存以及运送到使用地的费用也非常高。特别是日本是地震和海啸高发国，在铺设输气管道线路方面也要充分考虑到这些风险，不能因人祸而对自然界造成破坏。
　　因此，虽然在技术上取得了一定进步，要真正实现可燃冰的开发和利用，仍有许多难题需要解决。
　　日本开发可燃冰分3步走
　　日本的可燃冰开发计划，共分3个阶段进行。第一阶段，是2002年和2008年两次成功完成在陆地上开采甲烷气体的试验。第二阶段，是从年，主要是在日本周边海域进行了两次生产试验。今年3月进行的这次试验即属于这一阶段。在本阶段，将验证从海底地层取出甲烷气体具有的经济效益以及对环境的影响。从年，可燃冰开发计划将步入第三阶段，将根据前两个阶段的研究和试验结果，对可燃冰的商业生产价值、开采效益和环境影响作出最终的综合评价。
　　日本希望用丰富的海洋资源弥补陆地资源的不足。可燃冰和海底稀土的发现，有望帮助日本在未来摘掉“能源小国”的帽子。(记者 张蕾）
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海洋采矿是一项涉及诸多学科的高技术密集型产业，是一项极为复杂的系统工程。海洋采矿涉及海洋资源的勘探、采矿、选矿与冶炼方面的一系列复杂的技术问题。海洋资源的勘探必须使用最先进的勘察手段，查明海底资源的分布及品位、资源数量、资源环境，显然这绝非易事。深达五六千米的海底,水的静压可达五六百个大气压。如果要算海底最深的马利亚纳海沟(深达11036 m),压力将达到1100 多个大气压,因此，海洋采矿技术难度大,必须借助仿生学研究潜人深海底的耐高压的采掘设备和机器人。制造这种水下设备和机器人的技术难度完全可与进入宇宙空间的技术相比拟。就水下机器人来说，它是载体系统、电控系统、声学系统、水声通信、图像压缩与处理、计算机体系结构、人工智能、高效能源、流体力学、深潜技术、水面收放技术等多项高技术的集成。目前美、日等国虽有可潜入 m深的海底潜水器，我国也已研究出可潜入6000 m 深处的水下机器人，但要达到采掘生产的实用阶段，还要走很长一段路。目前，美国、日本、德国、法国、俄罗斯、印度等国都在研究深海底锰结核的采集与扬升技术。至于深海钴壳矿床与热液矿床,因为是坚硬的固体矿床，比锰结核的开采难度要大，还需研究深海的水下破碎技术。[1]
海洋采矿简介
海洋采矿是从海水、海底表层沉积物和海底基岩下获取有用矿物的过程。海洋采矿一般分为三个方面：一是海水化学元素中含有大量的有用金属和非金属元素，如钠、镁、铜、金、铀和重水等，可以从海水中提取食盐、镁、溴、钾、碘和重水等多种有用元素。二是海底表层矿床开采，即海底基岩以上的沉积矿层或砂矿床。目前已经进行开采的有海滨砂矿、砂、砾石和贝壳等。三是海底基岩矿开采，指那些存在于海底岩层中和基岩中的矿产。目前已经开采的有海洋石油和天然气，海底煤、铁、硫、岩盐和钾盐等。
海洋采矿矿产资源
海洋占整个地球面积的71%，约3.6亿平方公里。调查结果表明，陆地上的许多金属和非金属矿在海洋中都已发现，而且有些矿藏的储量巨大。海底矿产资源主要分为海水中溶解的矿物、海底表层矿床和海底基岩矿床。
海水中溶解的矿物。世界海洋中约有13.7亿立方公里海水，其中含有80多种元素，目前人们较为熟悉的有60多种。
海底表层矿床。海底表层矿床大都呈散粒状或结核状，存在于海底各类松散沉积层中，可以用采矿船进行开采。这种矿床根据所处位置又分为大陆架资源、大陆坡大陆裙底资源和深海底资源三种。在大陆架上的海底表层矿床中，非金属矿物如贝壳或砂砾的数量占矿床总体积的50%以上。重矿物如钛铁矿和锡石数量仅占矿床总体积的10%以下。稀有和贵重金属如金刚石或金只占矿床体积的百万分之几。在深度范围为200～3500m的大陆斜坡上有两种重要的自生矿物资源，呈砂粒状、结壳状或结核状的磷钙土以及呈软泥状或块状的热液矿床。在m的深海，最重要的矿物资源是遍布各处的锰结核，在洋底呈不连续分布，有的密集，有的稀疏，北太平洋被认为是密集区。其它深海的软泥中含有不同数量的二氧化硅、碳酸钙、铜和锌。
海底基岩矿床。海底基岩矿包括非固态的石油、天然气和固态的硫磺、岩盐、钾盐、煤、铁、铜、镍、锡和重晶石等。海底石油和天然气分布范围最广，石油可采储量估计为1350亿吨。海底煤矿分布广储量丰富。
海洋采矿现状
我国大陆海岸线总长18000多公里，海域面积约有300万平方公里。从海底地貌上看，我国的四个海区中，不仅有大陆架区，而且有大陆坡和大洋底区，地貌类型齐全，但绝大部分海域是在大陆架范围内。我国大陆架是世界上面积最大、最宽的地区之一。我国大陆及海洋岛屿的海岸线总长约32000多公里，海岸线迂回曲折，为砂矿的富集提供了有利的条件。勘探表明，我国的海洋矿资源蕴藏丰富，海洋石油和天然气初步勘探已发现面积100万平方公里的七个大型含油气沉积盆地，已探明的储量构造400多个，原油储量90～140亿吨之间，海滨砂矿探明储量达数亿吨，矿种60多种。
我国深海采矿技术的研究开发起步较晚，但已于1991年启动了为期15年的研究开发规划，经过，“八五”期间的攻关，已在开采技术与设备的研究开发方面取得了一批阶段成果，缩短了与国际先进水平的差距。
“八五”期间，在中国大洋协会、冶金部和有色总公司的组织和支持下，长沙矿冶研究院和长沙矿山研究院作为深海采矿技术研究开发的两个主要承担单位，已研制出水力式和复合式两种模型集矿机，在剪切强度≤5 kPa的模拟沉积物上进行水下集矿，采集率达到85 %～95%；在30 m高的实验系统上完成了矿浆泵、清水泵、射流泵的水力提升和气力提升试验[2]
海洋采矿特点
由于海洋是一个独立的自然地理单元，决定了海洋矿产开发具有与陆地资源开发所不同的特点。
(1)海洋环境条件恶劣，矿产开采必然拌有狂风、巨浪、海冰、高压、腐蚀等恶劣条件，开采难度大、技术要求高,属于“三高”(高投资、高风险、高技术)工程。但是,为了在开发和占有海洋的竞争中取得主动,一些发达的国家不断进行技术创新,投入了大量的人力、财力用于海洋高技术的开发研究，并已获得了许多技术上的成就和经济上的利益，即使是人均占有资源居世界第一的俄罗斯，尽管国内经济一直低迷，也从没有放弃过对海洋高技术的研究。
(2)海洋采矿是涉及诸多行业和学科的高技术密集型的系统工程，如地学、机械、电子、通讯、冶金、化工、物理、化学、流体力学等学科和造船业、远洋运输业等行业支持海洋矿产的开发。同样，海洋采矿的发展势必促进这些行业和学科的进一步发展，这就具有重要的战略意义。
(3)海洋采矿中应注意与其它海洋资源开发之间的关系。它们之间相互促进、相互制约。此外在开采中还要注意保护海洋环境，避免污染和破坏海洋生态平衡，即注意开发和保护之间的矛盾，所以需要精细的管理，以求获得最佳的经济、环境和社会效益的统一。
(4)国外实践表明,海洋(深海)矿产开采新技术,从开始研制到投入实际应用,通常需要10～20年的时间，周期较长。如日本从年投资10亿美元,研究锰结核的勘探和技术开发，进入试采阶段；美国与日本几乎同期开始进行大洋矿区的勘探和采矿技术的研究，累计投资15亿美元;印度、英国、意大利等国也经过了长期的研究。可见各发达国家这种长期的投入研究不仅仅是解决国内经济发展的需求，主要是面向未来，是对未来的研究和投资。
(5)海洋矿产开发具有国际性的特点。海底矿产资源可能是跨国界或共享的,涉及各有关国家之间的利益,需要国际之间的协调和合作。
张世雄 ．固体矿物资源开发工程：
武汉理工大学出版社， 2013年
．万方[引用日期]
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海洋技术绪论第一章 海洋与海洋技术 一、海与洋（一）海洋形态 （二）海底地形 二、海洋技术（一）水下的特殊环境（二）海洋技术第三节 近代海洋技术的主要进展和成就 一、现代海洋调查和探测技术 二、海洋资源开发技术三、海洋环境保护和海洋预报 第一节 海洋与海洋技术 一、 海与洋海洋：是指地球上广大而连续的咸水水体， 是陆地水的主要供给源泉，又是一 切陆地水汇聚的场所 地球 海洋（3.6 亿 km2 ） ，占 71% 陆地（1.5 亿 km2 ） ，占 29% 海洋 体积 13.7×10km3 平均深 3800m 最大深 11034m 洋：中心主体部分 海：边缘附属部分 二、 作用：①海洋是生命的摇篮； ②大气和陆地、海洋三者相互作用 从根本上决定了地球上的生态系统； ③海洋是巨大的资源宝库。 资源：生物资源、海底矿产资源、海水化学资源、海洋动力资源、海洋空间资源。 （一）海洋形态 （1）洋是海洋的主体，为地球表面特别广袤的水域； （2）它远离大陆，面积广阔，占海洋的 89％。水深 3000m 以上。 （3）有较高的盐度 35‰以上，水色高、透明度大，水文要素稳定。 （4）具有独立的潮波系统和海流系统，洋底地壳具有洋壳性质。 （2）海①海：靠近大陆，或受大陆包围，位于大洋边缘的水体。 ②水深在 3000m 以内。③盐度低、水色低、透明度小、水文要素不稳定。 ④潮差大，海底地壳多为陆壳性质。 （二）海底地形 海底 大陆边缘：包括大陆架、大陆坡和大陆隆（22%） 大陆盆地：是海洋的主体（45%） 大洋中脊：大洋中最宏伟的地貌单元（33%） （1）大陆边缘 大陆架－－毗连大陆的浅水区域和坡度平缓的区域，以 200m 等深线为界，已被列为大陆国 的专属经济区。 大陆坡－－大陆向大洋盆地的过渡带的上部，水深 200～3000m，坡度较陡。 大陆隆－－大陆向大洋盆地的过渡带的下部，水深 m，坡度较缓。 （2）大洋盆地 主要部分水深 m，也称深海盆地。平坦部分称为深海平原。是地表 最平坦的地区。 （3）大洋中脊 它隆起于洋底的中央部分，贯穿整个大洋，线状延伸，成为 全球规模的洋底山脉，山高平均 1500m。 二、海洋技术 （一）水下的特殊环境 （1）水中含氧量少，人在水中不能呼吸； （2）高压区域：每加深 10m 就增加 1 个大气压； （3）黑暗世界：太阳只能照射到水深 40m 处，阳光易被水吸收； （4）低温场所：人体温易被水吸收； （5）动荡境地：无风三尺浪，最高达 30 多 m； （6）水下通信困难：电磁波在水中衰减快，声波传播慢。 （7）海洋仪器容易腐蚀失效：生锈或有附着物。 （二）海洋技术 ①海洋技术是一门主要研究为海洋科学调查和海洋开发提供一切手段与装备的新兴科学，是当 代最重大的新技术领域之一。几乎涉及当代所有的科学技术，实际上是各种通用技术和现代最 新技术在海洋的应用和发展。②海洋技术是一门既古老又年轻的技术科学。 ③海洋技术要求很高。 第二节 人类海洋开发简史 一、岸边原始开发阶段 （1）盐的开发：我国 2000 多年前已有制盐业 （2）下海捕鱼：定置网（2000 多年前） ，采珍珠业（日本） （3）运输业：造船业、海上航运业 （4）16 世纪 20 年代苏格兰海底采煤， 美国、印度采金、铀 二、对海洋资源进行广泛调查阶段 （1）指南针的发明对航海的促进 （2）郑和下西洋 （3）1492 年，意大利人哥伦布横渡大西洋 （4）1519 年，葡萄牙人麦哲伦作环球航行 （5） 年，英国库克进行三次世界性的科学考察。 （6）英国“挑战者”号科学考察船； （7） 年，德国“流星”号调查海 洋物理。 （8） 年，瑞典“信天翁”号调查 赤道海域。 （9） 年，俄国“勇士”号调查船发现马里亚纳海沟深 11034ｍ。 三、近代对海洋进行有计划的开发阶段 （1）第二次世界大战后迫使各国转向海洋资源开发，除了传统的盐业和渔业外，又增加了新兴 产业：海洋油气、海水养殖、滨海旅游、滨海砂矿、海水淡化、海洋化工等。 （2）走世界联合调查和合作开发之路。1957 年成立海洋学研究会（ＳＣＯＲ） 第三节近代海洋技术的主要进展和成就 一、现代海洋调查和探测技术 （一）海洋调查船 动力定位系统、自动调查系统、 卫星导航系统、自动驾驶系统、 资料自动处理系统、深海钻探技术、极地破冰技术 （二）海洋浮标 它犹如一个海上无人自动水文气象站， 自动收集和传回资料， 可利用它建立全球海洋监测网。 （三）卫星遥感 光感、微波探测、雷达探测、散射计、合成孔径雷达 （四）潜水器 潜艇，全世界有深潜器（载人）近 200 艘，最大潜深 6500ｍ，无人深潜器、水 下机器人，水下录像机。 （五）水声技术：探鱼仪与声纳 二、海洋资源开发技术 （一）海洋油气开发 现有勘探开采石油平台 6500 多座，1989 年世界海上石油产量 7.42 亿吨，占 25％，气 3078.1 亿 米，占 20％。 代表：张力腿式采油平台 拉索型采油平台 （二）海底矿产资源开发 磷红矿、独居石、锰结核等 有液体提升式、气压提升式、链斗提升式、深潜器开采等 （三）海洋生物资源开发 （四）海水化学资源开发 （五）海洋可再生能源开发 潮汐能、波浪能、海水温差、海流、盐差能。 （六）海洋空间 海港：海洋运输、旅游 三、海洋环境保护和海洋预报 （一）海洋环境保护技术 海洋环境监测 （二）海洋预报 预防海洋事故复习题： 1.什么是海与洋？二者的根本区别是什么？ 2.海底地形可以分为哪几个主要部分？ 3.海洋技术包括哪些主要内容？ 4.为什么海洋开发中需要发展海洋高技术？ 5.海洋有哪些阻碍开发的恶劣环境？ 6.到目前为止，人类对海洋的开发经历了哪三个阶段？ 海洋技术 第二讲 第一章 海洋调查和探测技术 第一节 海洋调查船 第二节 海洋浮标 第三节 海洋遥感技术 第一节 海洋调查船 所做工作：测量海洋深层水温 在 362 个点上进行生物标本采集 测量海底地形、地质测量了环流 海水透明度、海洋动植物 分析盐度、发现海底锰结核 调查资料经 76 位科学家 23 年的整理分析 于
年出版 50 卷巨著，共 29500 页， 插图 3000 张，被誉为“奠基性调查”。 一、海洋调查船的主要特点 （1）装备专用仪器，研究实验室等； （2）船体坚固，有良好的稳定性和抗浪性； （3）具有良好的操纵性; （4）有准确可靠的导航定位系统； （5）具有充足完备的供电能力。 二、海洋调查船的类型 按海区不同：近海调查船 远洋调查船 按调查任务不同：综合调查船（一） 专业调查船（二）特种调查船（三） （一）综合调查船 设备齐全：水文、气象、物理、化学、生物、地质的样本采集；排水量大性能好：续航能力， 有海洋浮动实验室之称。如：“海洋学家”号（美） 、“发现”号（英） 、 “白凤丸”号（日） “让.夏尔科”号（法） 、 （二）专业调查船 （1）海洋测量船－－海图测绘和海道测量。 （2）开发研究船－－是直接为海洋开发服务的，如勘探、渔业调查、气象观测等 （三）特种海洋调查船 （1）宇宙调查船（2）极地调查船 （3）深海采矿钻探船 三、与调查船有关的技术及发展方向 （一）计算机网络化（二）低速操纵性（三）导航设备 （四）动力定位系统（五）实验室作业区布局和调查设备（六）调查船新型船壳设计 第二节 海洋浮标 海洋浮标：一类载有探测用的各类传感器的海上平台，是现代化海洋立体监测系统中的重要技 术（最早出现于二战期间） 。 作用：为海洋环境预报、航海运输、海洋科学研究以及海洋开发，提供实时的海洋信息。 一、海洋浮标分类 （1）锚泊浮标：又称海洋资料浮标或海洋遥测浮标。 （2）漂流浮标：可以在海上随波逐流地收集大面积有关海洋资料。 （3）潜标：可潜于水中，主要用于深海测流和深层水文要素。 二、海洋浮标技术的组成 第三节 海洋遥感技术 遥感技术：指的是把传感器装载在人造卫星、宇宙飞船、飞机、地面等工作平台上，对海洋进行远距离非接触观测，取得海洋景观和海洋要素的图像或数据资料，实际上是人的感觉器官的 扩展和延伸。海洋遥感是空间技术应用于海洋研究的一门技术。 始于：第二次世界大战期间。用于河口的海岸制图和水深测量。 第一次大规模使用是美国于 1950 年海湾考察 第一次用卫星探测海洋：美国 1960 气象卫星“泰罗斯－１”号 一、遥感工作平台 （一）遥感工作平台观测站、观测塔、观测车、观测船 二、遥感传感器 （一）可见光传感器 0.38～0.78μ ｍ 借助于可见光实现遥感的仪器。 传感器：照相机、多光谱照像机、 多光谱扫描仪、水色扫描仪、电视摄像系统。 精度：民用的可达分辨率 0.60ｍ， 一般 10ｍ～60ｍ。 作用：云图、海水、海岸形状、岸流、波浪 浅海水深分布、海岛、水色、透明度、 叶绿素等 （二）红外传感器 0.78μ ｍ～1ｍｍ红外传感器：工作在红外波段的传感器 传感器：红外扫描仪 红外波长的方法 反射红外 热红外精度：±0.2℃ 作用：全天候的水温监测 （三）微波传感器 微波 1ｍｍ～30ｃｍ 传感器：微波辐射计、散射计、雷达高度计、俯视雷达、合成孔径雷达等 三、遥感信息处理 目的是将获取的信息变成可供用户使用的信息 方法：电子光学影像增强技术、 计算机信息处理技术 四、遥感技术在海洋中的应用 （1）海洋气象学 （2）海洋水文学（3）海洋生物学 （4）海洋渔业 （5）海洋环境监测 （6）海洋航运（7）海洋工程 复习思考题 1.什么叫海洋调查船？海洋调查按任务来分有哪些类型？ 2.海洋调查船有哪些特点？ 3.什么是海洋浮标？海洋浮标有哪些种类和作用？ 4.什么是遥感技术？ 5.有哪些种类的传感器？各有什么作用？ 6.遥感技术在海洋中有哪些方面的应用？ 第四节 水声探测技术 水声技术：研究和开发海洋所用的声学技 术叫做水声技术。 声纳：利用水下声波的传播特性来进行水中目标探测、识别、定位、导航和通讯的设备系统。 利用深海声道效应，人们可以测到 5000ｋｍ以外的爆炸声。 （鲸） 一、主动声纳 一种有源声纳，它利用一组换能器发射超声波信号，通过自身或另一组换能器从目标反射回来 的信息来测目标的参数和性质。 （一）回声测深仪种类：升沉补偿测深仪、拖曳式测深仪、多波束测深仪 （二）侧扫声纳又称“旁视声纳”或“海底地貌仪”其工作原理类似于空中拍摄的大地测绘照片 （三）探鱼仪垂直探鱼仪、水平探鱼仪、高分辨率探鱼仪 （四）声学多普勒海流计 海流计：用于测量海流速度的仪器。也可以测船的航速，即以海底和海水作为声源参照物的声 纳。原理：利用相对运动物体的多普勒频移原理，将测得的频移量转换成速度。 二、被动声纳 被动声纳：只接收声源信号而不发射信号的声纳。作用：①监视鱼群动态； ②监测水下地震 ③水中舰船、潜艇 三、动态定位和井口重入技术水声通讯技术：是一类无缆的水下信息传输设备，它通过海水介质，以应答或自动方式，实时 地传输各类传感器的输出数据至岸站、指挥船或水面浮标。通过水声信息传输，实现水下开关、 数据调整等遥控功能。 四、水声通讯技术 水声通讯技术：是一类无缆的水下信息传输设备，它通过海水介质，以应答或自动方式，实时 地传输各类传感器的输出数据至岸站、指挥船或水面浮标。通过水声信息传输，实现水下开关、 数据调整等遥控功能。 （一）水声通讯机 利用声波在水中传递信息以达到通信联络的设备。 （二）水下图像传输 即用水下电视摄像机摄取图像，再通过海水信道传送到水面 （三）水声遥测系统 通过测量仪器把所要测量的水下环境参数变换成水声信息，传到处理船或岸站上来。 (四)水声遥控系统把指令或控制信号变成水声信号，以达到控制水下作业仪器的目的。 五、海洋声层技术 利用声学方法在大范围海域测量海域动力特性的一种遥感技术。 利用海中声速传播与海水温度、盐度、密度的关系，根据声传播时间的变化，反过来演算海洋 中温度、盐度、密度分布状况。近似于医学上的 CT 成像术。 第五节 海洋观测仪器 海洋观测仪器： 用于海洋观测的所有仪器的总称， 是观测和测量海洋的基本工具， 通常指采样、 测量、观察、分析和数据处理等设备。 一、海洋观测仪器的种类 （一）按其操作方式的分类 （1）投弃式：投放入海完成任务后不再回收的仪器。 （2）自返式：投放入海的仪器完成测量任务或采样，释放装置动作，卸掉压载的重物，仪器借 助自身的浮力返回海面。 （3）悬挂式：利用船上的绞车吊杆从船舷旁把仪器送入海中。 （4）拖曳式：工作时从船尾放入海中，拖曳在船后进行走航观测。 （二）按所测要素分类： （1）海洋物理性质观测仪器：用于观测海洋中的声、光、温度、密度、动力等现象。 （2）海洋化学性质观测仪器：主要用来测定海水中各种溶解物的含量。 （3）海洋生物观测仪器。 （4）海洋地质及地球物理观测仪器。器海 洋 地 质 及 地 球 物 理 观 测 仪 器海底表层取样设备：重力采泥器 弹簧式采泥器 箱式采泥器柱状取样设备：重力取样管 振动活赛取样管 重力活赛取样管二、海洋仪器的发展特点（1）海洋仪器向多样化发展（2）系统化（3）采用计算机技术等高新技术 1.什么叫水声技术？它包括哪些技术？ 2.什么叫海洋观测仪器？有哪些种类的海洋观测仪器？ 第四讲 第一节深海探险史 ?公元前 323 年古希腊学者亚里士多德和马其顿王亚历山大发明－－潜水钟。 ?16 世纪出现木制是潜水钟，下潜深度可达 20m ?17 世纪英国人埃德蒙.伽列依，利用气管使潜水钟与大气相通。潜水气钟变成了潜水箱，潜 深达到 165m。1837 年制成了一种软潜水服，由头盔和衣服组成，头盔密不透水，使潜深达到 180m，后来又出现了硬潜水服，配备氧气筒，潜深达 350m ?1911 年工程师冈斯.加尔曼乘坐自己设计的潜水箱，达 458m。 ?1929 年 威廉.比勃与奥梯斯.巴顿（美）设计了进步世纪“潜水球”，潜深达 923m。 ?1949 年 巴顿在新研制的潜水球中，深潜达 1375m。 ?1948 年 奥古斯.皮卡尔（瑞士）设计了能自动行走的深潜球。 ? 1953 年皮卡尔设计的深潜器“的里雅斯特”号，潜深 3700m。 ? 1954 年 法国格.胡奥与皮.维利姆，乘坐“弗恩斯－3”号，潜深 4050m。 ? 1960 年代已突破 1 万米 ? 70 年代以前，主要用于探险和科考 ? 70 年代以后，主要用于海洋开发和科学研究，以及近年来的海洋环境的研究。 第二节 有人潜水系统 有人潜水系统――指人使用或操纵潜水装备、可潜器等潜入水下作业的设备系统。 一、高压潜水技术 高压潜水――指采用非抗压潜水装置，人体直接暴露在水压环境中进行潜水作业。 （一）屏气潜水和早期的潜水钟 （二）高压潜水的分类 1.常规潜水――指潜入水下进行短时间作业后立即减压回到水面的潜水。又称“非饱和潜水”。 减压病发生的原因：中性气体溶解在体液中的量随潜深和时间增加而增加。潜水回到水面时， 气体会从体液释放出来，血液中出现大量的气泡，这些中性气体常为氮气，所有使人浑身发痒、 肩、肘关节疼痛、头痛、呼吸困难、瘫痪甚至死亡。 方式：须经减少过程，慢慢地浮上来。如水深 200m，时间 20 分钟，需减压 4 小时。 2.饱和潜水――潜水在呼吸过程中，一部分中性气体逐步溶解在人体内，并随时间的延长而增 加，但当潜水一定时间后（理论 64 小时，实际 24 小时） ，当溶于体内的中性气体与人体释放出 的相等时，溶解量就不再增加，这种状态称为饱和状态。一旦达到饱和之后，无论潜水员在此 高压环境下停留多长时间，减压时间将不随停留时间的延长而增加。 二、常压潜水 常压潜水－－利用潜水服、潜水器等能够承受海水压力，内部保持常压的装具进行潜水。又称 间接潜水。特点：潜得很深，但人不能直接在水中工作。 （一）抗压潜水服 抗压的金属制成，有供气系统和空气净化装置，利用活动的关节和机械手进 行工作，可潜深 605m。 (二)潜水器 潜水器――为具有水下观察和作业的各种水下运行器具的统称（深潜器、可潜器、 调查潜艇）载人潜水器――在水下有人操纵，并能携带乘员的潜水器。 结构：耐压壳、减阻壳、电能设备、推进装置、氧气供给系统、二氧化碳吸收装置、罗经、深 度计、声纳、水声通讯设备、作业用机械手、水下照明设备。 （三）水下试验室 根据饱和潜水原理制成 第三节 无人潜水系统 无人潜水系统―为依靠水面遥控而进行的潜水系统。 主要特征―能在潜水员不能到达的深度与不安全的环境下进行遥控作业。有系缆 无系缆 一、无人有缆潜水器 电缆的作用―与水面工作船保持联系；为潜水器供电与传播遥控信号。 无人有缆潜水器的功能：采集样品；拍照和录像；声纳探测海底。 发展史 美国―军用水下机器人 日本―深海矿物资源采集机器人 水底推土机型机器人 水中爆破机器人 搜索救助机器人 “渔民”机器人 我国―从 20 世纪 80 年代开始研制 先后开发了“海人一号”“STT-10”“STTU-40”型 金鱼 3 号”、“recon－IV”等 至 2004 年 9 月我国的载人深潜器可以下潜到海平面下 7000 米，可探测地球上 99％的海底。 复习思考题 1.什么叫高压潜水？什么叫常压潜水？ 2.高压潜水和常压潜水有什么优缺点？ 3.什么叫常规潜水？什么是饱和潜水？ 4.什么叫重潜水？什么叫轻潜水？ 5.潜水员为什么会得减压病？ 6.什么是载人潜水器？ 7.什么是无人潜水系统？有何优点？ 海洋技术 第五讲 第一节 海洋石油的开发和技术特点 一、海洋石油的开发 1.陆地上的石油已基本耗尽 2.开发海上石油势在必性 3.开发海上石油从 1897 年就已开始 4.开发技术日臻完善 5.我国石油生产取得飞速发展，2000 年我国海上油产量 1600 万吨，在南 海创造了 7 个世界第一。 第一个 20 口井全部采用水平井进行油气开发；第一个使用水下卧式采油树； 第一个应用电潜泵技术采油；第一个采用温式电接头技术；第一次开创无人潜水作业油田； 第一次应用水下跨接管连接技术；第一次采用即独立又集中的多功能液压系统。 二、海洋石油开发技术特点 （一）技术密集 ①在勘探方法上：多缆多震源勘探技术、数字电缆、高分辨处理技术； ②在钻井方面：小井眼、小曲率半径水平钻井技术； ③在测井方面：数控成像技术、大容量传输系统。 ④在海洋工程建设方面：深水油井开发已发展到 1000m，并形成一套完整的水平生产系统。深 海生产平台自动操纵装置。 （二）资金密集 ①勘探费用是陆地的几倍；②一口井要上千万美元； ③一座中心平台要上亿美元；④水深约增加 100m，投资增加 1 倍。 （三）风险大 ①失误多；②周期长，从勘探到开发约需 5～10 年；③海洋条件恶劣。 第二节 探寻海底石油的方法 一、海洋石油的生成 无机生油说―认为石油中的碳氢化合物是由无机化学作用形成的。 有机生油说―认为碳氢化合物是由生物遗体变成的，在过去的地质时期里，江河带来的大量泥 沙不断堆积在海盆、湖沼底底部，一些动植物尸体也随着一起被埋葬。生物遗体的分解使泥沙 富含有机质而形成有机淤泥。由于沉积加厚、温度、压力、细菌、催化剂、放射性物质的协同 作用，使有机质变成碳氢化合物，即原始油气 形成石油的条件： 1.有大量的生物遗体；2.要有利于石油富集的地质构造；3.要有能够储集石油的地层和保护石油不跑掉的盖层。 生油理论指导了油、气的寻找和勘探。 二、探寻海洋石油的方法 （一）首先对海区进行广泛的地质调查 ①路线调查－－是在未经调查的海区，为了了解地质情况，布设几条线而进行调查。 ②面积调查－－是按任务规定的成图的比例尺，在调查海区设定间距的测网或测线进行调查。 （二）地球物理勘探 是对海区进行广泛的地质调查后，对重点海区进行海上石油、地球物理勘探。 （三）钻探 钻取岩心样品进行分析气枪法 1.地震勘探 电火花法 利用重力仪和扭转等精密仪器，探测地壳中 各种岩体和矿产密度差异而引起的重力变化 3.磁力勘探 各种矿床和地壳有不同的磁场第三节 海洋石油钻井装置 一、固定式钻井平台 1.栈桥式钻井平台：用栈桥与岸连接的平台。 2.带附属船式固定平台：钻井设在平台上，其他附属设备、重要物资和生活区设在船上。 3.自载式固定平台：所有设备都安装在平台上。 二、活动式钻井平台 （一）座底式钻井平台由座底式的工作水深不能调节，日渐趋于淘汰。 （二）自升式钻井平台有两座或多根桩腿，可升降，工作水深可达 100m。 （三）半潜式钻井平台大部分浮体深沉于水面以下的一种小水浅面的钻井平台。可以在 30～ 300m 处作业；有动力定位装置的能在 600m 水深作业。 （四）钻井船 设有钻井设备，能在水面上钻井和移位的船，也属于移动式钻井装置。一般可在大于 600m 水 深的海区进行钻探。 一般为双体船，有动力定位装置。 世界上最大的钻井船是韩国“深海探索者”号，造价 2 亿美元，长 216m，宽 42m，载重 10.3 万 吨，可在 3000m 水深作业。建造石油钻井平台价格很贵，一般 5500 万～2 亿美元。 复习题 1.海上石油开发与陆地上有什么不同？ 2.在海上找石油主要有哪些方法？ 3.什么叫钻井平台？有哪些类型？ 海洋技术 第六讲 第三章 海洋石油资源开发技术 第四节 钻井技术及发展动向 第五节 采油平台与采油工艺 第四章 海底矿产资源开发技术 第一节 海底矿产资源勘探方法 第四节 钻井技术及发展动向 一、钻井技术 （一）钻井方法2.重力勘探打井时：①在海底井口安置套框。 ②钻杆（空心带钻头）由打桩机经套管打入海底。 ③传动钻杆连接于钻杆顶端方孔。 ④当钻深超出一根钻杆深度时，再接上一根传动钻杆。直至钻至所需深度为止。 ⑤钻完取上钻杆时，反序拉上拆下。套管则留在海中。 原理：钻杆内是空心的，泥浆从杆中向上流出，再由泥浆泵加压倒注回钻头，使钻头冷却并带 走钻屑。泥浆由钻杆与井壁之间和钻杆与隔水管间的环形空间返回到平台上，平台上的震动筛 和除气器，除去天然气和砂屑，再由泥浆泵打入钻管循环使用。润滑和冷却钻头 将钻屑由井下带上水面 对井底施加压力 保护井壁（二）定向钻井 不是单一的垂直向下而是具有某种既定方向的斜井，以开采海底下更大范围的石油。 原因：①扩大采油范围；②避开建筑设施或不利地质构造; ③断钻后不能直钻; ④发生井喷起火，在远离火区打井 目前定向斜井的角度已超过 90°，最大可达 150.5°。这种技术需要特殊的工具和测斜仪器。 二、发展动向 （一）钻井计算机仿真技术 内容：①深井、定向井、丛式井、水平井及大位移延伸井的钻进过程仿真； ②钻井地面设备行为仿真；③钻井液、完井液性能分析处理的仿真； ④固井、完井的仿真；⑤钻井定额数据库及管理系统的仿真。 （二）水平钻井技术 ①扩大采油范围；②可立体多层开采；③产生油路延伸通道； ④可以多个油层中采油；⑤减少油层中的残留石油。 （三）超深井石油钻机将投入使用，钻井水深增加。 世界上钻井水深超过 1000m 的钻井船共 18 艘，最大钻井水深 2600m，最大钻井深度 1000m。 技术：①发展了充气或浮力隔水管设备； ②声学控制重返井口技术。此外：钻井设备将向浮动化、大型化方向发展 第五节 采油平台与采油工艺 一、采油平台 采油平台－－又称生产平台，为专门从事海上油、气等 生产性的开采、处理、贮藏、监控、测量等作业的平台。 （一）固定式采油平台（最常用） （1）钢导管架桩基平台（桩基式） （2）钢筋混凝土重力平台（重力式） （二）浮式采油系统使用浮于水面的船或半潜式平台以代替固定式平台的采油方式。 （三）张力腿平台采用绷紧成直线的锚索固定的半潜式平台 （四）拉索塔平台（五）人工岛（六）海底采油装置即是把整个海底采油系统、油气分离装置、 贮油装置完全置于水下的海底采油装置。开采则由陆上或船上遥控进行。传动钻杆的下端有一段伸缩杆， 再接一个防偏钻杆，然后才接钻头。固定式采油平台 张力腿平台 牵索塔平台 浮式采油系统 海底采油装置人工岛屿二、采油工艺 （一）采油方法 1.自喷采油：石油自动喷出。2.人工提升采油：对油层增加压力来进行采油。 第四章 海底矿产资源开发技术 按矿产的结构形态可分为沉积物矿（非固结矿）和基岩矿（固结矿）两大类 第一节 海底矿产资源勘探方法 一、直接方法（一）观测 ①潜水员②载人潜水器③照相机 ④水下摄影 （二）取样 1.表层取样 绳索抓斗取样器、拖斗式或拖网式表层取样器 2.柱状取样重力取样管、水压取样管、活赛取样管、 自动返回沉积物取样器 3.钻探取样旋转钻、落锤钻、打桩钻、震动钻、遥控岩芯钻机 4.深孔钻探 陆上已达万米，海底已达 6966m 二、间接方法 （一）水声学探测技术 ①探测海底地貌②海水与卤水的密度界面③穿透沉积物、探测海底火山岩。 仪器：侧扫声纳、低频声纳、地层剖面仪 多普勒流速剖面仪、水下高速声信传输系统 （二）地球物理方法主要探测分析：密度分布、磁性、电性、弹性、放射性、 方法：地震法、重力法、磁力法、电阻法、电磁法 （三）地球化学勘探 为系统地测量海水、海底沉积物和岩石等的地球化学性质，以发现与矿化有关的地球化学异常 的一种探矿方法。方法：采样分析应用：油气勘探、滨海砂矿、磷块岩、热液矿床、锰结核矿、 铁锰矿等。 （四）导航技术 GPS、劳兰 C、雷达、辅以声纳应答器 复习思考题 1.什么是定向钻井？ 2.什么叫采油平台？ 3.在海上采油的装置，主要有哪 6 种？ 4.海底矿产按矿床的结构形态可分为哪两大类？ 5.在勘探海底矿产时，直接方法包括哪些内容？ 海洋技术 第六讲 第四章 海底矿产资源开发技术 第二节 海滩与近海砂矿的开采技术 第三节 大陆架矿产资源 开采技术 第四节 深海海底矿产资源开采 第二节 海滩与近海砂矿的开采技术 矿砂的种类：黄金、锆、钛、锡、铂、石英、t、镍、金钢石、钇、独居石 海滨砂矿的开采已有 100 多年的历史。目前有 30 多个国家进行海底砂矿的勘探和开采 一、海滨砂矿的成因分布特点：与现代海岸或古沉积海岸线相平行，呈条带状分布。 二、海滨砂矿的开采（一）开采砂矿法 1.多链斗采砂法 2.吸扬式采砂法 3.钢索法 4.空气提升采矿法 ①链斗采砂法：采矿机械由许多戽斗的环链构成的采矿船。特点是生产能力强，生产成本也较 低，并能在船上进行采、选和排弃尾砂工作，缺点是当海底有大块砾石时，会造成困难，开采 深度一般不超过 45m。 ②钢索法：在船上用钢索的一端系上几立方米至 10 立方米容积的大型采砂器进行采掘。其特点 是使用灵活，不受海底地形限制，速度快，但只能用单个采砂器上下提放，不能连续作业，且 开采矿层不净。 （二）选矿 主要根据矿物的密度、形状、粒度、磁性和导电性的不同。 ①筛选②摇床选③磁选④静电选⑤浮选 世界选矿发展水平 世界各国存在很大差别，工业发达国家如美、澳、加、日等国比较发达。 拥有得天独厚资源且采矿历史较长的国家如南非、新西兰、泰国、印度、纳米比亚、印度尼西 亚其它国家则比较落后。大陆架 矿藏沉积物矿：磷灰石、 海绿石、 硫酸钡结核 钙质贝壳等 岩基矿：煤矿、铁矿、 铜、锡矿、海底硫磺 海底钾盐、海底岩盐开采方法： ①陆上巷道：离岸较近②人工岛：离岸远达 4km 以上 ③封闭式井筒：离岸远且水较深④炸碎＋采矿船⑤用热水（175℃）熔化法采硫的“弗拉施法” （一）锰结核主要由铁锰氧化物和盐类等矿物组成不规则的黑色到棕色的结核。 特点：外形像土豆的黑色团块，其形态各异，大小不同，切开来有一圈圆的纹理，似树木的年 轮，直径几厘米至几十厘米。 发现历史： ①英国“挑战者”号
年首次发现； ②20 世纪初又在东太平洋的中海域的海底发现。 分布：①全世界各大洋； ②水深 200～6000m； ③不仅海底表面有，而且海底下面也有 储量：仅太平洋，铜、镍、钴、锰 价值：含有 30 多种金属元素，主要为铜、镍、钴、锰等。经济价值十分巨大。 成因： 1.生物成因－－动植物遗体被微生物食用后使金属聚集生成。 2.火山成因－－火山岩经海水淋滤，再沉淀而成。 3.自生化学沉积说－－河流将大陆的金属冲击到海中，经过自生化学沉积作用而形成。 4.我国的研究成果： 1994 年 6 月开始，用透射电镜对锰结核进行研究，在放大 20 万倍的相片上，发现了螺旋状、 串珠状的纳米级微生物核的基本结构组织是叠层石体，叠层石体的周期性生长形成了壳层。其 生长速率为 10－9 米/年(二)热液矿床 又称“金属软泥” 成因－－是由浸入到水深 m 海底裂缝中的海水，被地壳内的多种金属化合物，再从 洋底喷出而遇冷海水后形成的沉淀物。有固体和软泥状两种。 形状：烟筒状、土堆状、地毯状； 矿体大小：几吨到几千吨不等；分布：大洋中脊裂缝；成分：含金银等多种金属元素。 二、深海底矿物开采技术 （一）锰结核的开采技术 1.流体提升采矿系统 2.连续链斗采矿系统 3.海底机器人采矿系统 4.拖网采集 流体提升采矿系统： 根据煤科学家梅罗的设想于 1978 年研制成功。 ①水力提升系统：由海底集矿装置、高压水泵、浮筒、采矿管四个部件组成。 ②空气提升采矿系统：由高压气泵、采矿管、集矿装置三个部分组成。 该两种装置均可达到日产 1 万吨能力。 （二）热液矿床的开采技术 1.块状的开采：钻孔爆破后，再用采锰结核的方法采集； 2.软泥状的开采：用抽吸管抽吸 方法：用高压水和电控摆筛将软泥稀化 用抽吸管抽吸 经过泡沫浮选法处理 除去水分 金属浓缩物 （三）深海钻探技术 复习题 1.多链斗采矿法与钢索采矿法各有什么特点？ 2.选矿有哪些方法？ 3.在开发的矿床资源中主要有哪些矿物资源？ 4.锰结核是怎样生成的？ 5.目前人类对锰结核矿的开采方法有哪些？ 6.热液矿床用哪些方法开采？ 海洋技术 第八讲 第一节海水淡化技术 第二节海水制盐 第三节海水制溴 第四节海水提镁 第五节海水提铀 第六节海水提钾 第七节海水综合利用 海水化学资源： 海水中以各种化合物的形态存在的可供利用的物质。 目前达到大规模工业开发水平有：食盐、溴和镁 第一节 海水淡化技术 淡化：使海水的含盐量从 35‰减少到正常饮水的标准（5‰）的脱盐过程。 海水淡化历史 1593 年提出用蒸馏法生产淡水； 1872 年智利建成第一个太阳能蒸馏器； 20 世纪初已出现多级蒸馏淡化海水； 1954 年电渗析法问世； 1957 年闪急法在科威特建成。 海水淡化已成为一种工业部门，现海水淡化方法已有 20 多种。一、蒸馏法 海水 加温 沸腾水蒸汽冷却淡水浓盐水排出（二）多级蒸发 是一种改进的蒸馏方法。它将多个蒸发器串联起来，每个蒸发器中都有长管，海水沿长管流动， 进行热交换，并产生冷凝作用。 其缺点是积垢严重。法、日 （三）太阳能蒸馏 地球的太阳辐射 210～3000 焦耳/cm。 二、电渗析法 电渗析法是 20 世纪 50 年代发展起来的一项海水淡化技术。其核心技术是应用了合成的具有选 择透过性的离子交换膜。 在直流电场作用下，Na 和 Cl 分离透过阳膜和阴膜，离开中间隔室，但两端电极室中的离子却 不能进入中间室海水中的离子含量随电流的通过而降低，最后达到淡水的目的。 三、反渗透法 反渗透法是指借助一定的推动力（如压力差、温度差等）迫使液体混合物的某一或某些溶剂组 分通过适当的半透膜（只允许溶剂通过，不允许溶质通过的膜）而阻留某一或某些溶质组分的 过程，是渗透的逆过程。它是一种分离、提纯和浓缩的手段。 （一）渗透和渗透压； （二）反渗透 四、冷冻法 原理：海水在结冰时，溶解在水中的盐分，就会排除在冰晶的成长界面之外，用洗涤的方法除 去结晶表面及其间隙内的被浓缩的海水，然后将冰融化，就可得到淡水。 方法：把冷冻剂加到海水中使之结冰。 第二节 海水制盐 食盐是不可缺少的食品又是重要的工业原料。 第三节 海水制溴 溴的用途： 广泛地用于医药、农业、工业 溴剂是用作镇静药的溴化物的总称。青霉素、莲霉素、普鲁卡因等各种抗菌素的生产都需要溴。 在农业方面主要用作杀虫剂；在工业上用作燃料的抗爆剂。二溴乙烯放入汽油中可减少油耗。 海水中的溴：平均浓度 67ppm，海水中总溴量打 100 万吨，占地球储量的 99％以上。 方法： ①吹出法－－即用硫酸将海水酸化，通入氯气氯化（氧化还原反应） ，使溴呈气体状态，然后通 入空气或水蒸气，将溴吹出。 基本工艺：酸化、氧化、吹出、吸收和蒸馏 ②吸附法－－采用强碱性阴离子交换树脂作吸附剂。 目前全世界的溴产量约 20 万吨/年，美国占 50％以上，其余为英、法、日等国生产。 第四节 海水提镁 镁－－一种密度低而强度很大的金属材料。在航空和航天中被大量使用。不仅强度高而且耐高 温。 锂镁合金是火箭不可少的材料。 海水中镁的含量： 浓度为 1290ppm， 海水中镁的总量为 1800 万吨。全世界镁的产量为 760 万吨/年。方法：氢氧化镁 加碱 废水加盐酸 氯化镁 脱水金属镁粉海水氯气提取方法： （一）起泡分离法 将气泡送入溶液中，利用构成气泡的物质能与海水中的铀发生化学作用，溶液中中的物质被气 泡吸附，这种分离方法叫作气泡分离法。气泡 加入气泡剂 海水 废水 （二）生物富集法 海水 富铀液 生物（蓝藻） 吸附分离富铀液等离子 交换分离（三）吸附法 等离子 交换分离海水吸附剂 （金属氧化物）吸附富铀液促进作物的代谢作用 农肥提高抵抗能力 （抗旱、抗寒、抗病毒、抗倒伏） 海水中的含量： 浓度380mg/L， 总量为500万亿吨。钾硬玻璃光学仪器高级洗涤剂（药用）钾盐 苦卤 海水 食盐第七节 海水的综合利用 从海水中综合提取各种物质的生产过程，即为海水的综合利用。 1.海水加工 2.生活用水 3.农作物浇灌（耐盐植物） 沿海和内陆有 800 多种盐生植物 美国的 SOS-10（海蓬子） ：含油 26～30%，肤饼含蛋白 40％，油可食用，肤饼可作饲料。 复习思考题 1.什么是海水化学资源？已达到工业开发规模的海水化学资源有哪些？ 2.人工从海水中提取淡水的方法有哪几种？ 3.溴有什么作用，怎样从海水中提取溴？ 4.怎样从海水中提取镁？ 5.如何提取海水中的铀？(作业) 6.什么叫海水综合利用？（作业） 第六章 海洋能源开发技术 ? 第一节 潮汐能发电 ? 第二节 波浪能发电 ? 第三节 海洋温差发电 ? 第四节 其他海洋能源发电 海洋能：主要指海洋本身所蕴含的能量，即是衡量海水各种运动形态的大小尺度。 包括：潮汐能、波浪能、海流能、温差能、盐度差能。 特点：1.可再生性；2.能流分布不均匀，密度低；3.能量多变，不稳定；4.海洋能对环境无污染， 属于干净能源。吸附剂分离 废卤现在最主要的技术：将海洋能转换成电能。 第一节 潮汐能发电 一、潮汐能 潮汐：海水在月球和太阳等天体引力下所产生的周期性的自然涨落现象。 月亮引力可使海面升高 0.563m 太阳引力可使海面升高 0.246m 世界最高潮出现在加拿大芬地湾蒙克顿港 19m， 我国的钱塘江江口达 8.9m 全世界的海洋潮汐能 30 亿千瓦，年发电量可达 1.2 万亿度 我国约占 3.7％，年发电量可达 900 亿度， 相当于 7 个葛洲坝水电站。 二、潮汐能发电的基本原理及形式海潮 发电机势能海流 电能水轮机机械能技术：接受能量技术－－潮汐水库 传输能量技术－－水轮机组 把能量转换成电能技术－－发电机单库单向类 单库双向类 我国最大的是江夏潮汐电站 （浙江乐清） ，装机3000kw， 年发电1070万度。分类双库单向类第二节 波浪能发电 一、波浪能及其特点 波浪能用每米波前的功率表示 P≈H2T（KW/m） 20≤P≤80 KW/m 式中：P－波浪能级（KW/m） H－波高（m） T－周期（s） 我国渤海湾平均为 42 KW/m， 估计世界波浪能为 30～700 亿千瓦 二、波浪能发电装置 （一）气动式波能发电装置波浪能 气动能 气轮电机 电能 （二）液动式波能发电装置波浪能 液压能 液压电机 电能 （三）蓄水型波能发电装置 第三节 海洋温差发电 海水温差能－－又称海洋热能，为海水吸收和存储的太阳辐射能。温差发电：温水抽真空沸腾蒸汽涡轮机发电机电能一、温差发电的几种形式 （一）开放式循环海水温差发电系统 克劳德循环系统 （二）闭路循环的海水温差发电系统 美国安德森系统 温海水 氨 氨气 涡轮机 发电机 电能 （三）混合式循环系统第四节 其他海洋能发电 一、海流发电降落伞集流式螺旋桨式贯流式 二、盐差能发电由于江河淡水和海洋咸水交汇时两者的含盐量不同，在两种水体的接触面上新 生的一种物理化学能，这种能量可以通过半透膜以渗透压的形式表达出来，利用这种能量发电， 称为海洋盐差发电 复习思考题 1.什么是海洋能源？海洋能源有什么特点？ 2.世界上最大潮差出现在何地？我国呢？ 3.潮汐发电有哪些类型？ 4.试述气动式和液动式波能发电原理？ 5.把海洋热能转换成机械能采用哪些方式？ 6.海流发电有哪些方式？ 7.试述盐差发电原理？ 第十讲 第一节 海洋生物资源 一、海洋生物资源及特点 海洋生物资源：有生命的，能自行增值和不断更新的海洋资源。包括水产资源，浮游生物资源。 微生物资源和药物资源。 特点：能够通过生物个体的繁殖、发育和新老替代使资源得到更新、补充，具有一定的自我调 节能力。 （三）海洋微生物 微生物－－体形微小，构造简单的低等生物 包括：细菌、放线菌、真菌等 用途：生产色素、染料、医药、涂料添加剂等 特殊的细菌清除石油污染。 （四）药物资源 现有药物：海龙、海马、珍珠、 石决明、海螵蛸、海带 潜力：珊瑚、海绵、河豚毒、鲸胰岛素 二、海洋食物链浮游植物 浮游动物 小型动物 大型动物 凶猛鱼类和海兽以上称为食物链。其实海上的食物纵横交错，又称食物网。 三、海洋生物资源的经济利用 利用方式：食用饲料、工业原料、肥料、药物、装饰品、工艺品、建筑材料 复习题 1.什么是海洋生物资源？主要包括哪些资源？第十一讲 海洋技术 第十一讲 第七章 海洋生物资源开发技术 第二节渔业资源调查与捕捞技术 第三节海水增养殖技术 第四节海洋生物工程技术 第二节 渔业资源调查与捕捞技术 一、渔业遥感技术 1.水温、水色、波浪分布、初级生产力 2.激光探鱼 二、海洋鱼类生态遥测 1.标志放流 2.小型无线电信标 3.声信标 体内、体外 4.微型声应答器 二、探鱼技术 （一）垂直探鱼仪 { 1.音响诱鱼－－噪声麻痹法 （二）水平探鱼仪 { 2.灯光诱鱼 （三）网位仪 { 3.催眠捕鱼 （四）无网捕鱼技术； { 4.气幕捕鱼 （五）渔具 { 5.磁性捕鱼 6.电捕鱼 第七章 海水增养殖技术 一、海水鱼类养殖技术 （一）网箱养鱼 1.种类：、石斑鱼、鲈、尖吻鲈、 鲈（宽额鲈） 、红鱼（红鳍笛） 、 海丽（军曹鱼） 2.网箱规格：乙纶绞捻网片 4×4×2.5m 澳洲养金枪鱼的最大网箱 ×15m 潜水网箱 直径 10～30m，高 10m。 （二）工厂化养鱼 1.育苗 2.养成 3.水族馆 （三）港养和池养 1.港养或海湾养 2.池养 3.鱼包或虾包 二、鱼类增养殖方法 （一）过鱼工程 在闸坝上修建鱼类通道和孵化场。 （二）人工鱼礁 （三）人工放流 人工孵化 幼鱼培育 驯化或适应 放流 (四)海洋牧场指用人工方法控制鱼类生长和繁殖，并为人类提供更多商品鱼的海上人工养殖区。 第四节 海洋生物工程技术 海洋生物技术－－为利用海洋生物或其组成部分生成有用的生物产品以及定向改良海洋生物遗 传特性的综合性科学技术。 关键内容：1.基因工程 2.细胞培养 范围：1.食品－－鱼的选育 2.医药－－转基因药物 3.环境－－噬油细菌一、海洋动物方面 利用生物技术改良具有重要经济价值的海洋动物的遗传特性。 如单性鱼种－－雌虹鳟 贝－－三倍体牡蛎，三倍体珠母贝 二、海藻 大型海藻－－从紫菜和海带中分离出原生质进行培养，在 14 种红藻中了质粒。 三、海洋微生物 产生 25 碳多稀酸，有降血压功能 海洋 发光基因用于疾病诊断 细菌 用 DNA 技术构建 4 质粒的“超级菌”降解石油 鱼药、单克隆抗体、弧菌疫苗 四、海洋药物研究 主要应用细胞和组织培养技术，进行工厂化生产，提取所需物质。 1.小球藻防血凝技术 2.防癌药物（珊瑚） 3.从海绵中分离抗白血病药物 五、海水养殖生物疾病的诊断与防治 1.核酸探针、检测虾病 2.单克隆抗体诊断如器官坏死、败血症 3.生物改良水体 复习思考题 1.海洋渔业资源调查和捕鱼主要有哪些技术？ 2.海水鱼养殖有哪些方法和技术？ 3.什么是海洋牧场？4.什么是海洋生物技术？ 5.海洋生物技术的关键内容有哪些？ 有哪些主要应用范围？ 海洋技术 第十二讲 第八章 海洋空间利用?第一节 海洋运输空间 ?第三节储藏和倾费空间第二节生活和生产空间第四节 海底军事基地 海洋空间利用－－是指为了发展生产和改善生活的需要，把海上、海中、海底和海岸带的空间 用作交通、生产、储藏、军事、居住和娱乐场所的海洋开发活动。 利用立体为港口开发和海运： 世界有 3000 多个海港、 货物吞吐 50 亿吨， 年产值 1000 多亿美金， 国际货物的 90％依靠海运。 其他的还有海上机场、海上军事基地、海上城市、海上娱乐场等。 优点：①地价便宜，无需搬迁人口； ②隐蔽性好而且利于建造军事基地； ③海水温度恒定，适于建造食品仓库和储藏危险品。 第一节 海洋运输空间 公元前 1000 年时，地中 海沿岸国家已开始航海；公元
年我国郑和 7 次下西洋到达非洲马达加斯加附近； 19 世纪末，世界大洋的主要航道都已开辟。一、海港码头荷兰的鹿特丹港 可停靠 30 万吨级货 轮美国的奥尔良港 年吞吐量 1.63 亿吨日本神户港的人工岛码头，面积 241 万平方米，可停靠 28 艘万吨巨轮。我国有万吨以上港口 2000 多个。万吨级以上的泊位 490 多个 ，2002 年吞吐量 20 多亿吨。 形式：①岸边码头 ②人工岛码头③浮动码头 ④系泊码头 海底隧道的优点： ①海上交通易受天气变化、港口布局的影响，船舶的运载速度，远不如铁路快捷方便。战时， 还易成为对手打击的目标。 ②海底隧道既可通汽车，又可通火车，运输速度大大提高，避免水面轮渡的种种缺点。开海底隧道的方法：①在海底的地下，用钻机钻洞②将预制好的钢筋水泥管道铺设在海底上。 ③将来可能用悬浮式 四、海上机场 日本长崎机场、香港大屿山机场、伦敦第三机场、日本西关国际机场 建筑方式： （1）填筑式； （2）围海式； （3）桩基式； （4）浮体式。 五、跨海大桥美旧金山大桥 日本濑户大桥：连接本州和四国长 60km。我国厦门大桥：6.6km，厦门海泡大桥：5.9km。 我国即将兴建的伶仃大桥长 27km 预计投资 163 亿杭州湾跨海大桥全长 36 公里、总投资 107 亿 元 ，方式：①预应力水泥架梁桥 ②吊钢箱梁斜拉索桥 六、海底通讯网 1.海底电缆－－指通电报、电话的海底通信电缆； 电性能：①平衡电缆－－通直流或低频②同轴电缆－－通高频 机械性能：①抗扭曲电缆 ②铠装电缆 世界上第一条海底电缆是英吉利海峡电缆，于 1851 年建成。 2.海底光缆采用再生中继技术。每秒可传递 5 千万个信号，可通 4 万部电话。 第二节生活和生产空间 一、人工岛与海上城市 日本神户市的“港湾岛屿”，面积 4.36km2 成为世界第一大港。 二、海上工厂 发电厂、液化天然气厂、炼油厂、海水淡化厂、造纸厂、垃圾处理厂 三、娱乐空间 日本冲绳海洋展览馆、 瑞士娱乐潜艇、 法国考麦克斯公司的海底游览车 第三节 储藏和倾废空间 一、海洋储藏基地 二、海洋倾废场由于海水有流动、稀释和自净力，可以在防污染的前提下处理垃圾废物的海上 场所。①核废料②垃圾倾倒区③排污区 第四节 海底军事基地①导弹和卫星发射基地 ②反潜基地③作战指挥中心④水下武器试验场 复习思考题 1.什么是海洋空间利用？ 2.为什么要建海底隧道？ 3.什么是海洋倾废场？ 4.海底军事基地有哪些种类？ 课后作业： 1.与陆地相比，海洋空间利用 有哪些有利条件？ 2.海上机场是如何建设的？ 海洋技术 第十三讲 第九章 海洋预报与环境保护技术 第一节 海洋灾害及防御 第二节 海洋预报 第三节 海洋污染 第四节 海洋污染调查与监测技术 第五节 海洋污染的防治第一节 海洋灾害及防御 一、海啸 由水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡所激起的巨浪称为海啸 二、风暴潮 是指由于强烈的大气扰动或气压剧变而引起的海面异常升降现象。 海啸＞风暴潮＞潮汐 三、赤潮 是由海水中某些浮游植物、原生动物或细菌在一定环境条件下，短时间内爆发性繁殖或聚集而 引起的海水变色现象。赤潮 （色潮）白色 黄色 褐色 绿色造成赤潮的生物有40多属120多种 主要是一些有毒的藻类堵塞鱼鳃 耗氧 毒素五、海冰 由海水冻结而成的冰叫海冰 海冰的灾害：威胁航行安全或不能航行， 阻碍海气交换，影响大气环流和气候，妨碍渔业生产 第二节 海洋预报 一、现代化海洋监测网使鱼类等动物死亡探 测 站探 测 船海 洋 浮 标声 纳 系 统高 空 气 球探 测 火 箭飞 机 卫 星地面站电子计算机处理用户二、海洋预报方法（一）经验统计法周期分析 历史 资料 要素 关系 逐步 回归 回归分析 经验近交 函数 （二）数值计算方法 预报因子的初始分布 推断天气变化过程 解流体力学和热力学方程 预报 预报第三节 海洋污染 一、海洋自净能力与环境容量 海洋自净能力－－是海洋环境通过本身的物理、化学和生物的作用，使污染物的浓度自然地降 低乃至消失的能力。物理净化： 稀释、扩散、吸附、沉淀、气化等 自净 化学净化： 能力 氧化还原、化合分解、吸附凝聚、交换、化合物 生物净化： 藻类和微生物代谢污染物，降解或转化环境容量： 指某一海区所能容纳的污染物的最大负荷量二、海洋中主要污染物的种类 （一）石油及其产品 1.海上油田的开采 2.航船排污 3.油轮沉没 4.战争 （二）重金属和酸碱 汞、铜、锌、铝、镉、t等重金属 砷、硫、磷等非金属以及酸和碱重金属饵料生物 吸收 化合物 (甲基物) 饵料 生物鱼贝摄食人食用中毒非金属鱼贝 摄食 盐人食用中毒（三）农药及多氯联苯 甲胺磷 、TTD、六六六粉、灭草剂、狄氏剂抑制生物农药入海生物中毒 药物残留于生物中 人 中毒（四）有机物和营养盐类： （五）放射性核素 （六）固体废物 （七）废热 第四节 海洋污染调查与监测技术 一、海洋污染调查和监测的主要内容 1.载体监测 海水、底质、生物 2.种类监测 重金属、有机氯、溶解氧、酸度（PH 值） 特殊离子、浊度、油类等 二、调查与监测的方法 （一）人工采样分析（二）实验室分析仪器 1.分光光度法：重金属类 2.原子吸收法：重金属类 3.气相色谱法：有机污染物类 （三）现场水质分析系统 （四）海洋污染的遥感技术油污染、热污染、色污染 第五节 海洋污染防治 一、海上溢油的控制和清除 （一）防止油膜扩散方法 围油栏法、化学法、气幕法 （二）溢油回收（三）分解或沉降消油剂、生物方法二、重金属污染防治 主要是污水处理技术 物理方法：沉沙池法，过滤法 化学方法：氧化还原法、凝聚法、吸附法 三、有机农药和多氯联苯的污染防治 四、有机污水防治（一）好气性处理（二）厌气性处理 复习思考题 1.什么叫海啸和风暴潮？ 2.海啸有哪些预报的方法？ 3.什么叫赤潮？它有哪些危害？ 4.什么叫厄尔尼诺现象？ 5.什么叫海洋自净能力和环境容量？ 考试时间：下周三晚上（即 18 周,6 月 16 日晚） 19:30~21:30 其它（包括理学院、农学院、文法学院、 食品科技学院、水产学院、外国语学院、 信息学院）学生在主阶 1 有奖竞答 1.什么是海水化学资源？已达到工业开发规模的海水化学资源有哪些？ 2.人工从海水中提取淡水的方法有哪几种？ 3.溴有什么作用，怎样从海水中提取溴？ 4.怎样从海水中提取镁？ 5.什么是海洋能源？海洋能源有什么特点？ 6.世界上最大潮差出现在何地？我国呢？ 7.潮汐发电有哪些类型？ 8.试述气动式和液动式波能发电原理？ 9.把海洋热能转换成机械能采用哪些方式？ 10.海流发电有哪些方式？ 11.试述盐差发电原理？ 答案 1 海水化学资源： 海水中以各种化合物的形态存在的可供利用的物质。 目前达到大规模工业开发水平有：食盐、溴和镁 答案 2 （1）蒸馏法（2）电渗析法（3）反渗透法 答案 3 溴的用途：广泛地用于医药、农业、工业 溴剂是用作镇静药的溴化物的总称。青霉素、莲霉素、普鲁卡因等各种抗菌素的生产都需要溴。 在农业方面主要用作杀虫剂；在工业上用作燃料的抗爆剂。二溴乙烯放入汽油中可减少油耗。 ①吹出法－－即用硫酸将海水酸化，通入氯气氯化（氧化还原反应） ，使溴呈气体状态，然后通 入空气或水蒸气，将溴吹出。 基本工艺：酸化、氧化、吹出、吸收和蒸馏 ②吸附法－－采用强碱性阴离子交换树脂作吸附剂。方法：加碱氢氧化镁 废水加盐酸 脱水氯化镁 氯气答案 5 海洋能：主要指海洋本身所蕴含的能量，即是衡量海水各种运动形态的大小尺度。 特点：1.可再生性；2.能流分布不均匀，密度低；3.能量多变，不稳定；4.海洋能对环境无污染， 属于干净能源。 答案 6 世界最高潮出现在加拿大芬地湾蒙克顿港 19m， 我国的钱塘江江口达 8.9m 答案 7单库单向类 分类 单库双向类 双库单向类答案 8 （一）气动式波能发电装置 波浪能 气动能 气轮电机 （二）液动式波能发电装置 波浪能 液压能 液压电机 电能 电能答案 9 （一）开放式循环海水温差发电系统克劳德循环系统 （二） 闭路循环的海水温差发电系统美国安德森系统温海水 氨 氨气 涡轮机 能（三）混合式循环系统 答案 10 降落伞集流式 螺旋桨式 贯流式 答案 11发电机电盐差能发电 由于江河淡水和海洋咸水交汇时两者的含盐量不同，在两种水体的接触面上新生的一种物理化 学能，这种能量可以通过半透膜以渗透压的形式表达出来，利用这种能量发电，称为海洋盐差 发电 选矿 主要根据矿物的密度、形状、粒度、磁性和导电性的不同。 ①筛选②摇床选③磁选④静电选⑤浮选 目前人类对锰结核矿的开采方法有哪些？ 锰结核的开采技术 1.流体提升采矿系统 2.连续链斗采矿系统 3.海底机器人采矿系统 4.拖网采集 多链斗采矿法与钢索采矿法各有什么特点？ ①链斗采砂法：采矿机械由许多戽斗的环链构成的采矿船。特点是生产能力强，生产成本也较 低，并能在船上进行采、选和排弃尾砂工作，缺点是当海底有大块砾石时，会造成困难，开采 深度一般不超过 45m。 ②钢索法：在船上用钢索的一端系上几立方米至 10 立方米容积的大型采砂器进行采掘。其特点 是使用灵活，不受海底地形限制，速度快，但只能用单个采砂器上下提放，不能连续作业，且 开采矿层不净。 锰结核是怎样生成的？ 成因： 1.生物成因－－动植物遗体被微生物食用后使金属聚集生成。 2.火山成因－－火山岩经海水淋滤，再沉淀而成。 3.自生化学沉积说－－河流将大陆的金属冲击到海中，经过自生化学沉积作用而形成。 热液矿床用哪些方法开采？ 1.块状的开采：钻孔爆破后，再用采锰结核的方法采集； 2.软泥状的开采：用抽吸管抽吸深海海底主要有哪些矿物资源？ 深海底矿产资源 ①锰结核 ②海底热液矿床(金属泥沉积物) ③富钴砂矿 有奖竞答 1.什么是海洋生物资源？主要包括哪些资源？ 2.海洋渔业资源调查和捕鱼主要有哪些技术？ 3.海水鱼养殖有哪些方法和技术？ 4.什么是海洋牧场？ 5.什么是海洋生物技术？ 6.海洋生物技术的关键内容有哪些？ 有哪些主要应用范围？ 答案 1 海洋生物资源：有生命的，能自行增值和不断更新的海洋资源。包括水产资源，浮游生物资源。 微生物资源和药物资源。 答案 2 一、渔业遥感技术二、海洋鱼类生态遥测三、探鱼技术 答案 3 （一）网箱养鱼（二）工厂化养鱼（三）港养和池养 答案 4 指用人工方法控制鱼类生长和繁殖， 并为人类提供更多商品鱼的海上人工养殖区 答案 5 为利用海洋生物或其组成部分生成有用的生物产品以及定向改良海洋生物遗传特性的综合性科学技术。 答案 6 关键内容：1.基因工程 2.细胞培养 范围：1.食品－－鱼的选育 2.医药－－转基因药物 3.环境－－噬油细菌 有奖竞答 1.什么是海洋空间利用？ 2.为什么要建海底隧道？ 3.海上机场是如何建设的？ 4.什么是海洋倾废场？ 5.海底军事基地有哪些种类？ 答案 1 是指为了发展生产和改善生活的需要，把海上、海中、海底和海岸带的空间用作交通、 生产、储藏、军事、居住和娱乐场所的海洋开发活动。 答案 2 ①海上交通易受天气变化、港口布局的影响，船舶的运载速度，远不如铁路快捷方便。战时， 还易成为对手打击的目标。 ②海底隧道既可通汽车，又可通火车，运输速度大大提高，避免水面轮渡的种种缺点。 答案 3 建筑方式： （1）填筑式； （2）围海式； （3）桩基式（4）浮体式 答案 4 由于海水有流动、稀释和自净力， 可以在防污染的前提下处理垃圾废 物的海上场所。 答案 5 导弹和卫星发射基地 反潜基地 作战指挥中心 水下武器试验场
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