第二篇第八章海洋开发技术

第二篇第八章海洋开发技术（p287-316）世界海洋面积3.61*108km2，约占地球总面积的70.8%。20世纪以来，人们陆续发现了海底油气，深海热液矿床、大洋“锰结核”等资源。海洋开发技术也称为海洋技术，它主要包括海洋勘探、海洋资源开发、海洋空间利用和海洋生态环境保护在内的综合性活动。第一节海洋科学与技术进展现代海洋开发利用的突出特点是融合了现代高科技成果，成为知识技术密集、资金密集的综合性活动。海洋开发利用的深度与广度取决于海洋科学与技术的突破和进展程度。一、海洋大科学研究进展全球性的“海洋大科学”研究，包括全球海洋观测系统（GOOS），海洋科学钻探，热液海洋过程及其生态系统，海洋生物多样性，海岸带综合管理科学等多个领域。１.全球海洋观测体系（GOOS）２.海洋科学钻探海洋科学钻探由第一阶段的深海钻探计划（DSDP）至第二阶段的大洋钻探计划（ODP）一直处于国际科学合作的前缘。主要成就有：1.通过在活动裂谷边缘钻探，获悉了岩石图增生机制，物质平衡的演化过程及聚敛型板块边界的构造、力学和地球化学过程；2.大大丰富了全球气候变化的高分辨率记录，并建立了冰盖的产生、生长及衰亡历史；目前正在利用新的地层学和地球化学仪器设备，通过侧向钻探和深部横断面继续研究大洋循环模式；3.通过对大陆边缘和环礁的钻探，加深了人类对新生代海平面变化的规模、持续时间及其变化机制的了解。3.热液海洋过程及其生态系统海地喷发的热液流有着复杂的物理、化学和生物相互作用。4.海洋生物多样性自从1993年联合国“生物多样性公约”正式生效后，引起国际社会的高度重视。5.海岸带综合管理科学海洋和海岸带综合管理是海洋自然科学与人文科学结合的产物，是海洋科学向应用方向发展的一个重要领域，已经成为政府间海洋学委员会关注的海洋科学主要领域之一。二、海洋高新技术进展1.海洋监测预报技术发展海洋监测领域的高新技术，重视海洋自动监测技术的研究和应用，与全球海洋观测系统（GOOS）接轨。卫星遥感技术越来越广泛地应用于海洋环境监测。高频地波雷达海面环境探测技术已进入到业务化应用阶段。发达国家发展了长期水下无人观测站，观测平台的研制正朝着低成本耐久型方向发展。水声技术日趋成熟，并逐步从军用为主转向民用，提高了常规海洋监测能力。2.海洋生物技术海洋生物技术研究已经进入了基因组时代。进入20世纪90年代以来，国际上鱼、虾模式种的基因作图全面展开，基因工程技术在养殖动物病害中的应用日渐广泛。3.深海资源勘探与开发技术当代飞速发展的微电子技术、信息技术广泛应用于深海勘探与开发的各个领域。20世纪70年代以来国际上相继发展了多波束声呐、旁侧声呐和干涉仪、非线性差频探测与信号处理技术、水下声控和定位技术等多种深海探查技术，形成了以常压载人深潜器（ADS）、无人遥控深潜器（ROV）、自治无人深潜器（AUD）等主要水下平台的声学与光学探测的高分辨率数字化海底地质、地形地貌和矿产资源探查等高效系统。分辨率可达厘米级，海底穿透深度可达数十米。4.海洋环境保护与生态修复技术海洋环境保护与海洋生态环境修复技术是近20年兴起的以高技术为主体的新技术领域，主要包括污染物在环境中的行为和影响、局部海域环境自净能力和环境容量、污染的生物效应及局部生态过程等的研究；海洋生态环境变异的监测、预警、预报控制和管理技术、海洋污染的测控技术、海域生态环境修复技术、生态工程技术和污染损害的应急处置技术等研究。5.海水资源综合利用技术海水资源综合利用主要由海水直接利用、海水淡化、海水化学资源综合利用等技术领域组成。以海水作为工业冷却水在国外已大量应用，有关技术基本成熟；海水循环冷却技术已经成为海水冷却技术的主要发展方向之一；目前香港地区每天生活用海水量已达35万立方米；6.海洋信息技术空间技术、CIS技术（图像传感器）、可视技术和计算机网络技术已经广泛应用于海洋信息领域。第二节开发海洋中的生物资源海洋生物资源的开发技术是海洋技术的重要组成部分。一、海洋中的植物资源藻类是海洋中的低等水生植物，大致可分为两大类：藻类是海洋中的低等水生植物第一类为在水中浮游生活的浮游植物主要是单细胞水上植物，主要靠阳光和海水里的营养盐类生活硅藻绿藻第二类为近岸大型水生植物绿色的、褐色的和红色的海藻海草海藻具有很高的工业、农业、食用及药用等价值。二、海洋中的动物资源第三节海洋捕捞技术所谓的海洋捕捞技术，就是利用各种先进技术和手段，进行海洋捕捞的行为方式。海洋捕捞技术的主要表现是探鱼仪的使用，声、光、电捕鱼术和智能捕捞系统的应用等。一、探鱼仪的发明与应用真正以探鱼仪是在1948年研制成功的，用这种探鱼仪出海仅1个多小时就满载沙丁鱼而归。随着电子技术的发展，人们在探鱼仪中增设了不少特殊电路来解决上述问题。探鱼仪正朝着多功能、自动化、数字显示、彩色立体显示的方向发展。还可以连续其他机械设备，实现起、收网的自动控制。二、声、光、电捕鱼术三、智能捕捞系统第四节海水淡化技术和海洋能源的利用一、海水淡化技术1.蒸馏法蒸馏法是海水淡化中最古老最简便的一种方法。蒸馏法的原理其实很简单，就是使海水受热气化，再使水蒸气冷凝，从而获得淡水。目前技术上最为成熟的蒸馏法首推多级闪急蒸馏法。就数量和造水量而言，它都占绝对优势。便组成了一个多级闪急蒸馏系统。多效蒸馏与多级闪急蒸馏的工作流程有些相似。蒸汽压缩蒸馏系统是蒸馏法中热利用效率最高的一种系统。利用太阳能蒸发海水来生产淡水。2.电渗析淡化法离子交换膜分阳离子膜（简称阳膜）和阴离子膜（简称阴膜）两种。阳膜带负电，只让带正电的离子通过。正是利用离子交换膜的这种神奇功能，研制出了电渗析淡化装置。3.反渗透膜淡化法4.其他淡化方法海水结冰时，只有纯水才能呈冰晶析出，盐则不随水析出，取冰融化，可得淡水。二、海洋能的利用1.海浪能的利用1964年，日本制成世界第一盏用海浪发电的航标灯。1990年12月，我国第一座海浪发电站发电试验成功。2.潮汐能发电潮汐能是人类最早开发利用的一种海洋动力资源。3.温差海洋能的利用第五节海底矿物资源的开发一、大洋深处的锰结核锰结核直径多为1-20CM，散布于3000-6000M水深的大洋底表层沉积物上。我国自20世纪70年代中期展开海底资源的勘查活动，并制订了大洋锰结核资源调查开发研究计划。二、海底石油资源三、海滨的砂矿资源第六节海洋中的化学和医学资源一、海水中的化学资源海水中溶解的主要物质是盐。此外海水中还含有镁，镁的含量次于钠和溴，位居第三。从海水中可以提取核原料铀。二、海洋中的医药资源1.心血管疾病的良药2.癌症患者的福音3.河豚毒素第七节海洋工程一、海上城市二、海上工厂三、海上宾馆四、海底光缆光纤通信主要由激光器、光导纤维、检测器等部分组成。海底光缆系统与电报电缆、同轴电缆系统相比，具有频宽带、损耗低、不受干扰、重量轻、体积小等优点。五、海底深潜器潜水器是人们进行水下考察、勘探、资源开发和打捞、救生的重要工具。六、水下居住层