第十章

海洋技術緒論1、海洋形態的固有特征：（1）廣漠而有垠：面積廣闊：地球總面積：5.1億平方千米海洋面積：3.61億平方千米，占70.8%（2）深又淺：平均深度：4000米；最深：11034米；陸地最高：8848米；地球半徑：6371千米。（3）連通又阻隔：各大洋水域連成一體，可充分進行物質和能量的交換。緒論2、海洋的劃分根據形態特征和水文特征的不同：海洋

主要部分：洋

附屬部分

海

海峽

海灣緒論（1）洋：遠離大陸，面積廣闊，水深2000~3000米以上的水域。特征：1、大洋離陸地遙遠，不受陸地的影響。2、它的水文和鹽度的變化不大。3、每個大洋都有自己獨特的洋流和潮汐系統。4、大洋的水色蔚藍，透明度很大，水中的雜質很少。5、大洋沉積多為深海特有的鈣質軟泥、硅質軟泥和紅黏土。四大洋：太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋。

緒論（2）海：緊靠陸地，水深較淺，一般在2000~3000米以下的水域。特征：1、海臨近大陸，受大陸、河流、氣候和季節的影響，海水的溫度、鹽度、顏色和透明度，都受陸地影響，有明顯的變化。夏季，海水變暖，冬季水溫降低；有的海域，海水還要結冰。在大河入海的地方，或多雨的季節，海水會變淡。由于受陸地影響，河流夾帶著泥沙入海，近岸海水混濁不清，海水的透明度差。2、海沒有自己獨立的潮汐與海流。3、沉積物多為砂、泥砂。

緒論海的分類按照海與大洋分離的情況和其他一些地理標志分：1、內海：四周幾乎完全被陸地包圍，只有一個或數個海峽與洋或鄰海相通。2、邊緣海：位于大陸邊緣，與大洋或鄰海以半島或一連串島嶼相隔。3、外海：位于大陸邊緣，且與洋有廣闊聯系的海。4、島間海：被一系列島嶼所環繞的海。（3）海灣洋或海的一部分延伸入陸地，且其深度和寬度逐漸減小的水域。特征：其水文氣象狀況與鄰近的海自由溝通。（4）海峽兩端都與海洋相通的狹窄的天然水道。特征：流急，底質多為巖石或砂礫。緒論

廣闊無垠的海洋是自然界賜于人類的一個巨大的資源寶庫。

為人類提供食物、能源、礦藏、化工原料……

海洋技術——研究、開發、利用海洋資源和保護海洋環境

的技術。從現代海洋技術的發展來看，目前主要集中在海

洋探測技術和海洋資源開發技術兩部分。

緒論第1節海洋探測技術

人類用科學方法大規模、系統地對世界海洋進行考察大約有50年左右。海洋探測技術主要方面：在海洋表面進行調查的

科學考察船、自動浮標站在水下進行探測的

各種潛水器在空中進行監測的

飛機、衛星海洋科學考察船的任務：調查海洋、研究海洋

它調查的主要內容有：海面與高空氣象、海洋水深與地貌、地球磁場、海流與潮汐、海水物理性質與海底礦物資源(石油、天然氣、礦藏等)、海水的化學成分、生物資源(水產品等)、海底地震等。一、科學考察船穩性和適航性能好，能經受住大風大浪的襲擊。船上的機電設備、導航設備、通訊系統等先進燃料及各種生活用品的裝載量大具有優良的操作性能和定位性能大型海洋調查船性能要求

專用科學考查船始于1872年的英國“挑戰者”號。該船長226英尺，排水量2300ｔ，使用風力和蒸汽作為動力。從1872年起，歷經4年時間環繞航行，觀測資料包括洋流、水溫、天氣、海水成分，發現了4700多種海洋生物，并首次從太平洋上撈取了錳結核?？茖W考查船“挑戰者”號1888~1920年，美國的“信天翁”號探測船探測了太平洋。1927年德國的“流星”號探測船首次使用電子探測儀測量海洋深度，校正了“挑戰者”號繪制的不夠準確的海底地形圖。

據報道，全世界總共有科學考察船2000多艘，其中美國500多艘，原蘇聯400多艘，日本380多艘。科學考查船核潛艇活動范圍：300～400米的海洋深處現狀：占地表71%以上面積的海洋深處3000米

潛水器征服了深海深海探測的工具進行水下工程的重要設備

潛水器載人潛水器無人潛水器

二、潛水器1988年，法國研制的可下潛6000米的深潛器，可載3人，能直接考察世界97%的洋底，可進行攝影、錄像，還有兩只分別為7個和5個自由度的機械手，用來采集海底樣品。1989年，日本建造了可達水深6500米的深潛器“深海6500”號，創造了載人深潛器水下6527米作業的世界紀錄。第一艘有實用價值的潛水器是英國人哈雷于1717年設計的載人潛水器我國首個7000米超深度載人潛水器俄“和平號”深海潛水器2007.08.02從洋底返航載人潛水器無人潛水器是一種遙控的無人水下裝置。

特點是，操作人員可在母船上通過電視屏幕并憑借潛水器上的儀器設備，操縱并控制它的水下活動，不需要直接進入海底環境。重量輕、體積小，具有良好的機動性。

主要用于深海作業，最大深度已超過萬米。無人潛水器三、海洋衛星主要技術:傳感技術海面溫度分布圖:

測量海面的溫度及其特征對數據分析并打印成表海浪高度:

即主動微波遙感(雷達成像系統)利用海面“粗糙度”不同的原理來進行分析處理衛星上向海面發出雷達波：無浪平靜海面(光滑面):雷達波發生鏡反射,雷達接收不到回波。海面有波浪(“粗糙”面):雷達波向各個方向散射，發生漫反射，雷達收到一部分回波。電腦算出海面的“粗糙”度，從而得知海浪的高度。

利用人造衛星導航、全球定位系統(GPS)、無線電導航系統，確定調查船或觀測點在海上的位置；

利用回聲測深儀，多波束回聲測深儀及旁測聲納測量水深和探測海底地形地貌；

用拖網、抓斗、箱式采樣器、自返式抓斗、柱狀采樣器和鉆探等手段采取海底沉積物、巖石和錳結核等樣品；

用淺地層剖面儀測海底未固結淺地層的分布、厚度和結構特征；

用地震、重力、磁力及地熱等地球物理方法，探測海底各種地球物理場特征、地質構造和礦產資源，有的還利用放射性探測技術探查海底砂礦。海洋地質調查主要技術手段

海洋一號(HY-1A)衛星是中國第一顆用于海洋水色探測的試驗型業務衛星。星上裝載兩臺遙感器，一臺是十波段的海洋水色掃描儀，另一臺是四波段的CCD成像儀。

HY-1A號星于北京時間2002年5月15日9時50分在太原衛星發射中心與FY-1D衛星由長征四號乙火箭一箭雙星發射升空，在完成了7次變軌后，于2002年5月27日到達798公里的預定軌道，并于2002年5月29日按預定時間有效載荷開始進行對地觀測。海洋一號B星于2007年4月11日發射。1978年6月28日美國發射了世界上第一顆海洋衛星——“海洋衛星-1”號俄海洋探測衛星可觀察60米深的核潛艇全球定位系統，由30個覆蓋全球的衛星組成，通過衛星的無線導航定位功能，可提供陸地、海洋、航空等實時性的導航、定位、定時甚至速度測量等功能。全球定位系統——GPS第2節豐富的海洋資源一、海洋生物資源海洋是生命的搖籃:

地球上最早的生物出現在海洋(30億年前生命誕生)

目前地球上80%的生物資源在海洋中今天地球上的生物種類：動物(100萬種)、植物(40萬種)、微生物(10萬種)、海洋生物(20萬余種)在不破壞生物平衡的條件下，海

洋每年可提供30億噸水產品（魚、

蝦、貝、藻等），能夠養活300

億人口。在海洋水產品中，人們吃得最多

的是魚類。全世界有魚類2萬多

種，中國海域約有2000種。海洋生物資源與漁業生產海洋漁業生產二、海洋礦藏資源1海洋油氣資源；2錳結核；3濱海砂礦海洋石油的產量已占世界石油產量的50%左右在海洋進行石油和天然氣的勘探開采工作要比陸地上困難多。必須具備一些與陸地不同的特殊技術，如平臺技術、鉆井技術和油氣輸送技術等。1.海洋油氣資源我國油氣開發的歷程：____________、____________的過程。油氣生產過程：

勘探：地震波從近海到遠海從淺海到深海開采：海上鉆井平臺輸送：船舶、管道可燃冰99%的儲量都在海底組成：含30多種金屬元素:錳25%,鐵14%,鎳1.9%，銅0.5%，鈷0.4%2.錳結核——大洋底的寶藏之一結構:團塊——以巖石碎屑，動、植物殘骸的細小顆粒等為核心，呈同心圓一層一層形成的，像一塊切開的蔥頭。由此被命名為“錳結核”，又稱它為多金屬團塊。大小尺寸變化從幾微米到幾十厘米，重量最大的有幾十公斤。生存:海洋2000-6000米水深海底的表層，4000-6000米水深海底的品質最佳?？們α?估計在3萬億噸以上。其中以北太平洋分布面積最廣，儲量占一半以上，大約17000億噸。錳結核密集的地方，每平方米面積上有100多公斤。生長速度:平均每千年長1毫米，每年增加1000萬噸。

3.濱海砂礦最具開發利用價值的海岸帶砂和礫石：海岸帶砂和礫石由各種途徑進入海洋的泥沙和塵埃中包含有各種不同的元素。不同成分的塵埃顆粒，密度、比重不同，粒徑大小不同，扁、圓形狀也有差異。這些特征各異的礦物碎屑，在波浪、海流作用下，分別聚集沉積在一起，就形成了海濱砂礦床。我國海濱砂礦資源分布

示意圖濱海砂礦大宗應用：建筑用砂和礫石。70年代以來，世界每年開采海濱建筑用砂和礫石的價值，也在2億美元以上。濱海砂礦較為稀少而價值甚高的濱海砂礦：金紅石、鉆石、獨居石、石榴石、鈦鐵砂、鈮鐵砂、鉭鐵砂、磁鐵砂、鉻鐵砂、錫砂、磷釔砂、金砂、鉑砂、琥珀砂、金剛砂、石英砂等等。金紅石99個面的鉆石雙面橘紅色鈣鋁石榴石濱海砂礦三、海洋能資源潮汐電站海上風電場海洋能源開發

海洋能包括溫度差能、波浪能、潮汐與潮流能、海流能、鹽度差能、岸外風能、海洋生物能和海洋地熱能等。蘊藏于海上、海中、海底的可再生能源，屬新能源范疇。

海洋能絕大部分來源于太陽輻射能，較小部分來源于天體(主要是月球、太陽)與地球相對運動中的萬有引力。蘊藏于海水中的海洋能是十分巨大的，其理論儲量是目前全世界各國每年耗能量的幾百倍甚至幾千倍。在海洋總水體中的蘊藏量巨大，但單位體積、單位面積、

單位長度所擁有的能量較小。具有可再生性。海洋能有較穩定與不穩定能源之分。屬于清潔能源，一旦開發后，其本身對環境污染影響很小。

較穩定的為溫度差能、鹽度差能和海流能。

不穩定海洋能主要有潮汐能、潮流能、波浪能等。

海洋能特點海水中已發現的化學元素有80多種。其中食鹽、鎂、溴、淡水開發已達到工業規模。四、海水資源

海水淡化；提取化學元素

海水本身也是一種重要資源，它不僅可以通過脫水處理變成淡水，還可以直接用于工業冷卻、印染、清潔、消防，甚至將來有可能用于農業灌溉。

海水淡化

含義：是把海水、苦咸水等高含鹽量的水，轉化為生產、生活用水的脫鹽過程。

方法：閃急蒸餾、多效蒸餾、太陽能蒸餾、電滲析法、反滲透法等。海水化學資源海水中約80%的鹽分是氯化鈉，因此，氯化鈉是海洋水體中除水本身以外最巨大的化學資源。

海水中還含有鉀、鎂、碘、溴、氘等。鹽池

除海上通道之外，人們正在開拓新的利用領域，包括建設海上城市、海上機場、跨海大橋、海底隧道等，以期拓展人類生存的空間。五、海洋空間資源第3節海洋管理與保護一、海洋管理：政府對海洋的研究開發等活動，進行計劃、組織及控制。海洋權益管理：指國家在海洋上的合法權力和權益。海洋資源管理：是通過管理機構和法規政策、規劃等來實現對海洋資源的管理。二、海洋環境的保護：由于海洋污染日益嚴重，國際組織已陸續制定了各種保護海洋環境的法律、法令和國際公約。海洋權益《聯合國海洋法公約》1994年11月16日生效。主要內容有：

確認公海、國際海底的海洋資源屬國際共管、共享；全球144沿海國家擁有12海里領海權；全球144沿海國家管轄的海域面積可外延至200海里，作為該國的專屬經濟區。享有勘探、開發、利用、保護、管理海床上覆水域及底土自然資源的主權。（1海里＝1.852公里）。由此可知，我國管轄的海域面積為473平方公里，約相當于我國陸地面積的二分之一，因此加強海洋綜合管理顯得日益重要。海洋權益領海：是沿海國從海岸基線向外伸展一定寬度，并處于該國主權管轄下的海域?！堵摵蠂Ｑ蠓üs》規定，領海寬度為12海里。專屬經濟區：從領?；€算起，其寬度向外延伸不應超過200海里的范圍。沿海國對專屬經濟區享有勘探、開發、利用保護、管理海床上覆水域及底土自然資源的主權。海洋權益《聯合國海洋法公約》意義：使國際海洋法律制度發生了重大變革，建立國際海洋法律的新秩序。

當然，實施過程中的矛盾，要本著尊重歷史事實的基礎，認真負責，公平合理地解決爭議問題。

資料1：日本的沖之鳥島

在日本硫球群島以東的太平洋海域，有一個無人

居住的小島——沖之鳥島，由于海水的長期侵蝕，露出

海面的巖礁逐年縮小，漲潮時只有2塊礁石露出海面不到兩米，不要太久，就會被海水徹底淹沒，日本政府不惜投資巨款300億日元，1987年起用3年時間加固該島。為什么一向精明的日本人重視一個彈丸之地？因為島雖小，但其周圍根據《公約》規定的海域面積巨大，可達126000平方海里的海域面積，并擁有該海域豐富的海洋資源！1海里=1.85千米126000平方海里即43萬平方千米，而日本的陸地面積只有37萬平方千米。資料2：我國海域遼闊，僅大陸海岸線就長達18000多千米，海洋中分布著6500多個大小島嶼，東起渤海，黃海，東海，南海，臺灣島以東面臨太平洋，其中渤海是我國內海。我國島岸線長14000千米，陸岸線和島岸線總長度為32000千米。按公約規定12海里