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1、多姿多彩的海洋技术,小组成员：,多姿多彩的海洋技术,丰富的海洋能源,海洋能源分类 潮汐能 波浪能 海流 海洋温差能 盐度差能,潮汐能,因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因海水涨落及潮水流动所产生的能量称为潮汐能。潮汐能的利用方式主要是发电。潮汐发电是利用海湾、河口等有利地形，建筑水堤，形成水库，以便于大量蓄积海水，并在坝中或坝旁建造水利发电厂房，通过水轮发电机组进行发电。只有出现大潮，能量集中时，并且在地理条件适于建造潮汐电站的地方，从潮汐中提取能量才有可能。,波浪能,波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。是海洋能源中能量最不稳定的一种能源。波浪能是由风把能量传递
2、给海洋而产生的，它实质上是吸收了风能而形成的。将波浪能收集起来并转换成电能或其他形式能量的波能装置有设置在岸上的和漂浮在海里的两种。,波浪能,波浪能具有能量密度高、分布面广等优点。它是一种取之不竭的可再生清洁能源。尤其是在能源消耗较大的冬季，可以利用的波浪能能量也最大。小功率的波浪能发电，已在导航浮标、灯塔等获得推广应用。我国有广阔的海洋资源，波浪能的理论存储量为7000万千瓦左右，沿海波浪能能流密度大约为每米2千瓦7千瓦。在能流密度高的地方，每1米海岸线外波浪的能流就足以为20个家庭提供照明。,海流,海流又称洋流，是海水因热辐射、蒸发、降水、冷缩等而形成密度不同的水团，再加上风应力、地转偏向
3、力、引潮力等作用而大规模相对稳定的流动，它是海水的普遍运动形式之一。风力的大小和海水密度不同是产生海流的主要原因。海流和河流一样，也蕴藏着巨大的动能，它在流动中有很大的冲击力和潜能，因而也可以用来发电。据估计，世界大洋中所有海流的总功率达50亿千瓦左右，是海洋能中蕴藏量最大的一种。,海流,海流发电是依靠海流的冲击力使水轮机旋转，然后再变换成高速，带动发电机发电。目前，海流发电站多是浮在海面上的。例如，一种叫“花环式”的海流发电站，是用一串螺旋桨组成的，它的两端固定在浮筒上，浮筒里装有发电机。整个电站迎着海流的方向漂浮在海面上，就像献给客人的花环一样。这种发电站之所以用一串螺旋桨组成，主要是因为
4、海流的流速小，单位体积内所具有能量小的缘故。它的发电能力通常是比较小的，一般只能为灯塔和灯船提供电力，至多不过为潜水艇上的蓄电池充电而已。,海流发电原理,海流发电,海洋温差能,海洋温差能：又称海洋热能。利用海洋中受太阳能加热的暖和的表层水与较冷的深层水之间的温差进行发电而获得的能量。据计算，从南纬20度到北纬20度的区间海洋洋面，只要把其中一半用来发电，海水水温仅平均下降l，就能获得600亿千瓦的电能，相当于目前全世界所产生的全部电能。,盐度差能,盐差能发电的原理是：当把两种浓度不同的盐溶液倒在同一容器中时，那么浓溶液中的盐类离子就会自发地向稀溶中扩散，直到两者浓度相等为止。所以，盐差能发电，
5、就是利用两种含盐浓度不同的海水化学电位差能，并将其转换为有效电能。,盐度差能,盐差能的利用主要是发电。其基本方式是将不同盐浓度的海水之间的化学电位差能转换成水的势能，再利用水轮机发电，利用大海与陆地河口交界水域的盐度差所潜藏的巨大能量一直是科学家的理想。,丰富的海洋资源,一、水资源二、物资源三、丰富的矿产资源四、海滨旅游五、海洋环境的保护,水资源,海洋是生命的摇篮，海水不仅是宝贵的水资源，而且蕴藏着丰富的化学资源。加强对海水（包括苦咸水，下同）资源的开发利用，是解决沿海和西部苦咸水地区淡水危机和资源短缺问题的重要措施，是实现国民经济可持续发展战略的重要保证。海水淡化，是开发新水源、解决沿海地区
6、淡水资源紧缺的重要途径,物资源,海洋食物资源 仅位于近海水域自然生长的海藻，年产量已相当于目前世界年产小麦总量的15倍以上，如果把这些藻类加工成食品，就能为人们提供充足的蛋白质、多种维生素以及人体所需的矿物质，海洋中还有丰富的肉眼看不见的浮游生物，加工成食品，足可满足300亿人的需要，海洋中还有众多的鱼虾，真是人类未来的粮仓。还有南极的磷虾，每年都产50多亿，我们只捕捞1亿1.5亿吨，就能达到全世界鱼虾捕捞量的一倍还多。,海洋药物资源鲍可平血压，治头晕目花症；海蜇可治妇人劳损、积血带下、小儿风疾丹毒；海马和海龙补肾壮阳、镇静安神、止咳平喘；用龟血和龟油治哮喘、气管炎；用海藻治疗喉咙疼痛等；海螵
7、蛸是乌贼的内壳，可治疗胃病、消化不良、面部神经疼痛等症；珍珠粉可止血、消炎、解毒、生肌等，人们常用它滋阴养颜；用鳕鱼肝制成的鱼肝油，可治疗维生素A、D缺乏症；海蛇毒汁可治疗半身不遂及坐骨神经痛等。另外人们还从海洋生物中提取出了一些治疗白血病、高血压、迅速愈合骨折、天花、肠道溃疡和某些癌症的有效药物,丰富的矿产资源,石油 天然气据估计，世界石油极限储量1万亿吨，可采储量3000亿吨，其中海底石油1350亿吨；世界天然气储量255280亿立方米，海洋储量占140亿立方米。上世纪末，海洋石油年产量达30亿吨，占世界石油总产量的50%。中国在临近各海域油气储藏量约4050亿吨。由于发现丰富的海洋油气资
8、源，中国有可能成为世界五大石油生产国之一。,丰富的矿产资源,煤、铁等固体矿产 世界许多近岸海底已开采煤铁矿藏。日本海底煤矿开采量占其总产量的30%；智利、英国、加拿大、土耳其也有开采。日本九州附近海底发现了世界上最大的铁矿之一。亚洲一些国家还发现许多海底锡矿。已发现的海底固体矿产有20多种。中国大陆架浅海区广泛分布有铜、煤、硫、磷、石灰石等矿。,丰富的矿产资源,海滨砂矿 海滨沉积物中有许多贵重矿物，如：含有发射火箭用的固体燃料钛的金红石；含有火箭、飞机外壳用的铌和反应堆及微电路用的钽的独居石；含有核潜艇和核反应堆用的耐高温和耐腐蚀的锆铁矿、锆英石；某些海区还有黄金、白金和银等。中国近海海域也分
9、布有金、锆英石、钛铁矿、独居石、铬尖晶石等经济价值极高的砂矿。,丰富的矿产资源,多金属结核和富钴锰结壳多金属结核含有锰、铁、镍、钴、铜等几十种元素。世界海洋35006000米深的洋底储藏的多金属结核约有3万亿吨。其中锰的产量可供世界用18000年，镍可用25000年。中国已在太平洋调查200多万平方公里的面积，其中有30多万平方公里为有开采价值的远景矿区，联合国已批准其中15万平方公里的区域分配给中国作为开辟区。富钴锰结壳储藏在3004000米深的海底，容易开采。美日等国已设计了一些开采系统。,丰富的矿产资源,热液矿藏是一种含有大量金属的硫化物，海底裂谷喷出的高温岩浆冷却沉积形成，已发现30多
10、处矿床。仅美国在加拉帕戈斯裂谷储量就达2500万吨，开采价值39亿美元。,丰富的矿产资源,可燃冰是一种被称为天然气水合物的新型矿物，在低温、高压条件下，由碳氢化合物与水分子组成的冰态固体物质。其能量密度高，杂质少，燃烧后几乎无污染，矿层厚，规模大，分布广，资源丰富。据估计，全球可燃冰的储量是现有石油天然气储量的两倍。在上世纪日本、前苏联、美国均已发现大面积的可燃冰分布区。中国也在南海和东海发现了可燃冰。据测算，仅中国南海的可燃冰资源量就达700亿吨油当量，约相当于中国陆上油气资源量总数的1/2。在世界油气资源逐渐枯竭的情况下，可燃冰的发现又为人类带来新的希望。,海滨旅游,先进的海洋技术,海洋探
11、测技术海洋生物技术海洋石油钻井技术海洋遥感技术海洋防腐技术,海洋探测技术,海洋探测技术,现代海洋探测着重于海洋资源的应用和开发，探测石油资源的储量、分布和利用前景，监测海洋环境的变化过程及其规律。在海洋探测技术中，包括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，以及在空中进行监测的飞机、卫星等。,海洋探测技术的种类,科学考察船,海洋卫星,潜水器,科学考察船,海洋科学调查船担负着调查海洋、研究海洋的责任，是利用和开发海洋资源的先锋。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
12、、生物资源（水产品等）、海底地震等。其中极地考察和大洋调查等活动，为世界各国科学家所瞩目。大型海洋调查船可对全球海洋进行综合调查，它的稳性和适航性能好，能够经受住大风大浪的袭击。船上的机电设备、导航设备、通讯系统等十分先进，燃料及各种生活用品的装载量大，能够长时间坚持在海上进行调查研究。同时，这类船还具有优良的操纵性能和定位性能，以适应各种海洋调查作业的需要。,科学考察船,地球号,海洋卫星,卫星技术在海洋开发中的应用十分广泛。海洋卫星在几百千米高空能对海洋里许多现象进行观测。这是因为它有一些特殊的本领。比如测量海水的温度，用的就是遥感技术。当太阳发出的电磁波到达海面时，能量的分布是不均匀的。利
13、用遥感技术就可以帮助我们测量海面的温度及其特征。数据经电脑分析后，就可得到海面温度的情况，最后打印成一张海面温度分布图。由于几乎是同步观测后得到的数据，所以观测结果很真实。,海洋卫星,GPS,潜水器,潜水器既是深海探测的工具，又是进行水下工程的重要设备。潜水器可分为载人潜水器和无人潜水器。,我国海域辽阔，是发展中的海洋大国。我国海域面积约300万平方公里，有着丰富的海洋资源，为实现从海洋大国跨入海洋强国的目标，“863”计划在海洋技术领域分别设置了海洋监测技术、海洋生物技术和海洋探查与资源开发技术3个主题，以期为我国的海洋开发、海洋利用和海洋保护提供先进的技术和手段。,潜水器,蛟龙号,海洋生物
14、技术,海洋生物技术研究的内容,海洋生物资源的开发主要集中于海洋食品和海洋药物的开发，利用海洋生物获取能量以及海洋生物材料的开发，也日益受到重视。,海洋生物技术的应用,1.海洋生物的药物应用从海洋生物体获得可以表达活性物质的细胞株，通过细胞培养新技术在生物反应器内实现海洋药物的规模化生产转基因海水养殖生物的研究将目的基因转移到海水养殖生物中，通过养殖、提取技术，生产海洋药物。,海洋生物技术的应用,2海洋生物技术在水产养殖中病害诊断与防治上的应用养殖规模的不断扩大，集约化程度的不断提高，一方面推动了养殖业的迅速发展，另一方面也带来了不容忽视的疾病滋生问题。如何寻求一种有效的途径来缓解疾病给养殖业带
15、来的危害与损失，一直是人们所关注的问题。,海洋生物技术的应用,3其他应用及举例海洋生物技术除在海洋动物、海藻和微生物方面取得成绩外，还有更为广阔的用途。例如，纯种保存技术，实现了能对部分海洋生物成功地进行冷冻保存。再如，成功地进行了生物反应器和传感器的研究。在海洋环境保护里，在污染物和废水处理等环境净化领域，可采用生物技术。将基因工程和技术应用到降解特殊化合物上，其操作技术是提高某些微生物体内特异性酶类水平对污染物进行特异性生物降解转化，使酶工程在环境净化中得以广泛应用。除了核酸探针之外，单克隆抗体也被用来对海洋生物的疾病进行灵敏而又准确的诊断。已研制出传染性胰坏死病毒、传染性造血器官坏死病毒
16、等主要鱼类病毒的单克隆抗体，用于多种鱼类病原诊断，并取得了良好的效果。,海洋生物技术的应用,世界上第一个转基因的鱼，就是把人的一种生长基因从人的细胞里提取出来，移植到鱼脱氧核糖核酸。,海洋石油钻井技术,石油的价值,石油又称原油，是一种粘稠的、深褐色液体。地壳上层部分地区有石油储存。主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成，属于化石燃料。石油主要被用来作为燃油和汽油，也是许多化学工业产品如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。,石油产品,燃料润滑油和润滑脂沥青和石油焦石油化工,影响,社会影响在过去数十年中开采石油以及其副作用为一些发展中国家的经济、社会
17、和环境导致了巨大的问题。在有些地区土著居民被驱逐，在分配石油带来的财富上也可能有些地区造成巨大的冲突。外部的干涉和对冲突某一方的支持则导致更多的暴力。比如在阿尔及利亚平均每周就有约500次暴力冲突。,影响,环境影响开采石油是非常昂贵的，也可能对环境带来破坏。海上探油和开采会打扰海洋环境。尤其以清理海底的挖掘工作破坏环境最大。油轮事故后泄漏的原油或提炼过的油在阿拉斯加、加拉帕戈斯群岛、西班牙和许多其它地区脆弱的海岸生态系统造成严重的破坏。石油燃烧时向大气层释放二氧化碳，导致全球变暖。虽然现在也有可再生能源作为选择，但是可再生能源能够取代多少石油以及可再生能源本身可能导致的环境破坏还不肯定和有争议
18、。阳光、风、地热和其它可再生能源无法取代石油作为高能量密度的运输能源。要取代石油这些可再生能源必须转换为电（以蓄电池的形式）或者氢（通过燃料电池或内燃）来驱动运输工具。另一个方案是使用生物质能产生的液体燃料（乙醇、生物柴油）来驱动运输工具，但是目前的技术还无法让生质燃料够环保。总而言之要取代石油作为主要运输能源是一件非常不容易的事情。,海洋石油的配套技术,形成的10大配套技术是：含油气盆地资源评价和勘探目标评价技术，海上地震勘探的资料采集、处理、解释技术,水平井、大斜度及复杂地层钻井技术,海上油气田完井及延长测试技术，数控测井与资料分析处理技术，油气田数值模拟和油藏评价技术,海上复杂油气田开采
19、技术,海上油气田工程设计、建造和安装技术,海底管线敷设技术海洋石油环境条件观测和预报技术。,海洋钻井技术现状,世纪，由于计算机技术、智能化技术等标志性技术的出现和引入石油工业领域，传统的钻井工艺不断发生着“革命性”的更新和突破，先后研发的斜井水平井以及大位移井、多分支井、欠平衡钻井等工艺技术已逐步成为成熟的技术；深井、超深井、复杂地质环境下的特殊钻井工艺技术日渐完善；开发出的各种新型钻井液得到广泛应用。世纪初，又相继出现了包括膨胀管、套管钻井，钢粒钻井,超高速小型马达以及微泡沫钻井液、甲酸盐钻井液等一系列重要钻井新技术，将油气井的钻探水平推上了一个新阶段。,海洋钻井技术发展趋势,世纪国外钻井技
20、术的发展有下列三个特点：一、围绕勘探和开发所遇到的问题有针对性地开发新技术；二、对现有的先进技术进行综合利用；三、为实现钻井自动化和智能化而积极开发新设备和新技术。快速钻井，准确定向，降低成本，保护油气层，实时化、信息化、可视化，集成化、自动化、智能化，深水和超深水钻井等均为今后的技术发展走向。,海洋遥感,遥感原理 海洋不断向环境辐射电磁波能量，海面还会反射或散射太阳和人造辐射源（如雷达）射来的电磁波能量，故可设计一些专门的传感器，把它装载在人造卫星、宇宙飞船、飞机、火箭和气球等携带的工作平台上，接收并记录这些电磁辐射能，再经过传输、加工和处理，得到海洋图像或数据资料。,海洋遥感,分类 1.按
21、遥感方式：主动式遥感和被动式遥感 2.按工作平台：航天遥感、航空遥感以及地面遥感 3.按技术方式：以光、电等信息载体和以声波为信息载体,海洋遥感,基本性能 1.具有同步、大范围、实时获取资料的能力，观测频率高；2.测量精度和资料的空间分辨能力应达到定量分析的要求；3.具备全天时、全天候工作能力和穿云透雾的能力；4.具有一定的透视海水能力，以便取得海水较深处的信息。,海洋遥感,海洋防腐,必要性 海水是自然界中数量最大且具有很强腐蚀性的天然电解质，海水中几乎含有地球上所有化学元素的化合物，成分非常负责。除此之外，海水中还有溶解氧、海洋生物和腐败的有机物等。这些物质对各类海上运输工具、采油平台、海洋
22、设备等金属构件造成很大危害。所以要开展海洋防腐。,海洋防腐,方式 海洋海水腐蚀主要是氯离子腐蚀，海洋氯离子可破坏金属氧化膜保护层。海洋防腐涂料，能与钢结构表面铁原子快速反应，生成具有物理和化学双重保护作用，通过化学键与基体牢固结合的无机聚合物防腐涂层。有效的保护金属等材质不被海水腐蚀。,海洋防腐,中国海洋技术发展现状,海洋资源开发,1、多样的海洋生物资源 在我国管辖海域里，已经记到了20200多种海洋生物，约占全世界海洋生物总物种的1/10.主要利用于：食品、药物、新材料、能源、饲料等领域,海洋资源开发,1、多样的海洋生物资源 2007年，我国海洋渔业捕捞量为1400多万吨 2007年，海洋生
23、物医药业不断加强新药研制与成功转化，全年实现增加值40亿元,海洋资源开发,1、多样的海洋生物资源 现在 正在加速研发利用海洋生物各种特性和能力，合成和生产其他新材料，如利用蓝藻生产天然橡胶，但我国目前还未投入开发。,海洋资源开发,2、海洋矿产资源 潜水器：海底开发与打捞，海底采样、水中观察测定以及拍摄录像、照片、打捞等功用。,海洋资源开发,2、海洋矿产资源90年代以前，地质矿产部和国家海洋局以“海洋四号和“向阳红16号”船对中太平洋和东太平洋海盆进行了较大规模的调查研究，取得了极其丰富的地质、地球物理和多金属结核的数据资料和样品。通过对近200万km2面积的调查，圈定了30万km2以上的远景矿
24、区。,海洋资源开发,2、海洋矿产资源 1992年和1994年，“海洋四号”和“向阳红9号”相继进行了勘探，1995年，“大洋一号”运用多波束测深系统和深拖系统对开辟区的地形、地貌和多金属结核的分布进行了详细的调查，并进行了深海水下机器人的试验及开辟区内的环境基线调查,海洋资源开发,2、海洋矿产资源进行深海地质采样的工具：万米深海绞车、倒L型吊架,海洋资源开发,2、海洋矿产资源海底视像探测技术包括海底照相、海底电视和深施系统（光学系统）。声学探测技术广泛应用于水深、地形、沉积层及多金属结核分布情况的探测。,海洋资源开发,3、海水化学资源目前我国直接提取钾、溴、镁等技术方面已经突破万吨截止2007
25、年，我国已建成运行的海水淡化水日产量已达12多万吨海水中含有重水，是核聚变原料，在我国开发程度不高,海洋资源开发,4、潜在的海洋资源目前国内的技术发展水平中，潮汐能技术最为成熟并进行了有限的开发利用90%分布在常规能源严重短缺的东南沿海地区的再生能源没有充分开发利用潮汐能、风能电站、盐差能、温差能的利用技术还处于起步阶段,开发存在的问题,1、观念滞后对内，海洋资源资产观念不强，没有形成有效的管理机制对外，海洋资源权益之争持久，没有有效的解决办法,开发存在的问题,2、综合管理缺失缺乏总体规划和总体方针缺乏主体之间的协调机制,开发存在的问题,3、法律法规不健全4、粗放型模式，技术较落后，开发不科学,谢谢观看,
