船运海洋深层水技术实例探讨20080406周1000
第5章补充 温盐环流与海洋深层水.ppt
• 海水密度主要是受溫度、鹽度的影響，而溫鹽 變化最大即是赤道－極地
• 故溫鹽流主要是經向流。
三大洋主要的環流系統
. 摘自Stowe, K. (1995) "Exploring Ocean Science", 2th ed
海水蒸發使得 表層鹽度高， 深層鹽度低。
Q：中低緯度地區 的深海鹽度略增， 且和高緯度地區一 致，Why?
太平洋平均鹽度的垂直變化
South Atlantic (45S 50W)
• temperature (blue), salinity (green) and relative density (red) • Units: Temperature, degrees C; Salinity, p.s.u.; Density, kg m-3
溫鹽環流與海洋深層水
～球海洋運輸帶
海水的盐度、温度 全球大洋传送带
溫鹽環流與海洋深層水
～全球海洋運輸帶
海水的盐度、温度 全球大洋传送带
海水中的鹽類
•主要成分為氯化鈉、氯化鎂等。 •大多以離子狀態存在。 •在大洋中除了碳會受到生物作用而造成些
微變化，其他主要元素的比值是定值。
海水鹽類的輸入與輸出
陰 離 子 輸 入
陽
離
子
輸
入
輸出
數億年來，海水鹽度維持不變→鹽類的輸入=輸出。
海水表面鹽度的變化
低
高 高
高 高
鹽度和(蒸發量-降水量)的關係
Q：為何不同緯度地區的蒸發量、降水量分布是如此呢？ 氣候(赤道為多雨的低壓帶、副熱帶為乾燥的高壓帶)
海洋测绘技术在海底地质调查与深海资源开发中的应用案例
海洋测绘技术在海底地质调查与深海资源开发中的应用案例引言：海洋作为地球表面最广袤的领域之一，蕴藏着丰富的自然资源。
然而，由于其复杂的环境和难以触及的地理位置，在过去，人们对海洋深海地质状况和资源分布了解甚少。
随着海洋测绘技术的迅猛发展，科学家们逐渐探索海洋的秘密，利用先进的仪器与设备进行海底地质调查和深海资源开发。
本文将介绍海洋测绘技术在这两个领域中的应用案例。
一、海底地质调查海底地质调查是海洋测绘技术的重要应用之一，它是了解海底地质结构和地形特征的关键手段。
通过使用声纳和低频声波探测设备，科学家们可以快速获得海底地形、海洋地质、海洋生物等数据。
下面以“米德-大西洋脊”的研究为例，介绍海底地质调查在科学探索方面的应用价值。
米德-大西洋脊是地球上最长的地质构造之一，其覆盖了大西洋的中央部分，是地球壳板块运动的重要证据。
科学家通过开展海洋测绘技术，对米德-大西洋脊进行了全面调查，成功地揭示了海底地质构造特征。
在此过程中，科学家利用多波束声纳和磁力计等设备进行全海域覆盖的测绘，获取了高精度的海底地形数据和海底磁场数据。
通过对这些数据的分析，科学家们发现，米德-大西洋脊的中央部分存在着一条巨大的裂缝，这是地质构造板块在地壳板块运动中裂解形成的结果。
这项发现对地质构造学研究有着重要意义，为科学家们进一步理解地球板块运动提供了宝贵的线索。
二、深海资源开发深海资源开发是海洋测绘技术的另一个重要应用领域。
在传统的海洋资源开发中，人们主要关注沿海地区的资源，而对深海地区了解甚少。
然而，在技术的推动下，如今的深海作为未来的战略资源，开始受到越来越多的关注。
深海油气、矿产等资源被认为是未来能源和经济发展的潜在来源。
深海油气开发是目前深海资源开发的主要方向之一。
海洋测绘技术在深海油气勘探中发挥着重要作用。
例如，通过声纳探测设备，科学家可以获取海底地形结构和地质构造特征，进而确定潜在的深海油气资源分布区。
利用声纳设备和测深仪，科学家们可以获得海底地质的高清晰度数据，揭示潜在油气的储藏形式。
水下探测技术在海洋资源勘探与开发中的应用案例
水下探测技术在海洋资源勘探与开发中的应用案例随着人类社会的发展，对海洋资源的勘探与开发成为了人们关注的焦点之一。
然而，由于海洋环境的特殊性和复杂性，传统的勘探方法在效率和准确性上都存在一定的限制。
因此，水下探测技术的应用逐渐成为了开发海洋资源的重要手段之一。
本文将结合实际案例，探讨水下探测技术在海洋资源勘探与开发中的应用情况。
首先，水下探测技术在石油与天然气开发中的应用具有重要意义。
近年来，全球能源需求不断增长，而陆地石油与天然气资源的开采已经达到相对饱和的状态，因此人们开始将目光投向了海洋。
然而，石油与天然气的分布相对较为稀疏，需要利用高精度的水下探测技术来寻找相对集中的资源区域。
通过声纳和地震勘探等技术，可以获取海底地质结构信息，从而判断石油与天然气的储量和分布。
例如，在南海的某个油气田项目中，水下探测技术的应用成功地找到了潜在的石油与天然气储量，为后续的勘探与开发提供了重要数据支持。
其次，水下探测技术在海洋生物资源勘探与保护中也起到了重要作用。
海洋生物资源是海洋中最为丰富和珍贵的资源之一，但由于海洋生态环境的特殊性，常规的采样和观测方法存在困难。
而借助水下探测技术，可以实现对海洋生物的高清晰度的观测、记录和分析。
特别是在珊瑚礁保护与海洋生态系统研究中，水下探测技术的应用极为广泛。
通过远程操作水下机器人，科学家可以对珊瑚礁的生长、分布和生态系统状态进行实时监测，为保护和管理提供科学依据。
此外，水下探测技术还可以用于捕捉和追踪海洋生物，对海洋生物资源的种类、数量和迁徙规律等进行研究，为合理开发和保护海洋生物资源提供数据支持。
再次，水下探测技术在海洋环境监测与灾害预防中具有重要意义。
海洋环境的变化对人类社会和生态系统都产生着深远影响，因此及时掌握海洋环境的动态变化是十分关键的。
水下探测技术通过实时监测海洋温度、盐度、水质等指标，可以提供海洋环境的变化趋势和特征。
通过远程潜水器等工具的运用，还可以进行对海底污染源的检测，及时发现污染源并采取相应措施，保护海洋生态系统。
海洋技术
1、海洋的面积？海洋的深度？世界上最深的海沟？（1）海洋覆盖地球表面3.6亿平方公里的面积，约占地球表面积的71％（2）海洋平均深度3800米，最大深度11034米（3）世界上最深的海沟：马里亚纳海沟2、什么是海与洋？二者的根本区别是什么？（1）洋：是海洋的主体，为地球表面特别广袤的水域；海：靠近大陆，或受大陆包围，位于大洋边缘的水体（2）海与洋的区别①面积大小不同洋的面积大，约占海洋总面积的89％海的面积小，只占海洋总面积的11％②深度不同洋的深度大，平均水深一般在3000米以上海的深度浅，平均水深一般在2000米以下，有的只有几十米深③动能不同大洋具有独立的洋流与潮汐系统海则受大洋系与潮波的支配④水文要素不同洋的盐度高（35‰）、水色高（蓝色）、透明度大，水文要素稳定，不受陆地的影响，洋底地壳具有洋壳性质；海则盐度低、水色低、透明度小、水文要素不稳定，海底地壳多为陆壳性质3、海底地形可以分为哪几个主要部分？大陆边缘：包括大陆架、大陆坡和大陆隆大洋盆地：是海洋的主体大洋中脊：大洋中最宏伟的地貌单元4、为什么海洋开发中需要发展海洋高技术？海洋水深浪大，永远处于动荡不安的状况，环境险恶，开发利用十分困难。
海洋开发需要有与海洋特殊环境条件相适应的开发技术能力，而这种技术既不能搬用陆地上的现有技术，也不能用陆地技术进行简单的改造，必须进行新的开拓。
5、海洋有哪些阻碍开发的恶劣环境？（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。
6、到目前为止，人类对海洋的开发经历了哪三个阶段？（1）岸边原始开发阶段（2）对海洋资源进行广泛调查阶段（3）近代对海洋进行有计划开发阶段7、海洋资源的开发有哪些种类？举例说明。
《现代科技概论》10海洋技术
海水淡化
含义：是把海水、苦咸水等高含盐量的水，转化为生产、 生活用水的脱盐过程。 方法：闪急蒸馏、多效蒸馏、太阳能蒸馏、电渗析法、反 渗透法等。
海水化学资源
海水中约80%的盐分是氯化钠，因此，氯化钠是海洋水体 中除水本身以外最巨大的化学资源。 海水中还含有钾、镁、碘、溴、氘等。
盐池
五、海洋空间资源
1978年6月28日美国发射了 世界上第一颗海洋卫星—— “海洋卫星-1”号
俄海洋探测卫星可观察 60米深的核潜艇
全球定位系统——GPS
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。
第2节 丰富的海洋资源
我国海滨砂矿资源分布 示意图
滨海砂矿
较为稀少而价值甚高的滨海砂矿：金红石、钻石、独居石、 石榴石、钛铁砂、铌铁砂、钽铁砂、磁铁砂、铬铁砂、锡砂、 磷钇砂、金砂、铂砂、琥珀砂、金刚砂、石英砂等等。
金红石
双面橘红色钙铝石榴石
99个面的钻石
三、海洋能资源
海上风电场
潮汐电站
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。蕴藏于海 上、海中、海底的可再生能源，属新能源范畴。
在海洋水产品中，人们吃得最多 的是鱼类。全世界有鱼类2万多 种，中国海域约有2000种。
海洋生物资源与渔业生产
海洋渔业生产
二、海洋矿藏资源
1 海洋油气资源；2 锰结核；3 滨海砂矿
1. 海洋油气资源
海洋石油的产量已占世界石油产量的50%左右 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。
船用海水淡化装置的工作原理与实例
第二节 船用蒸馏式海水淡化装 置的实例
一、带竖管蒸发器的真空沸腾 式海水淡化装置
1．装置的组成和工作 如图所示出带竖管蒸发器的
真空沸腾式海水淡化装置的系统 实例．这种海水淡化装置在远洋 船上使用较早，现仍在广泛使用。
14-3 带竖管蒸发器的真空沸腾式淡化装置系统原理图
➢打开真空破坏阀23。如果停 用时间较长，则还应将蒸馏器 中的盐水经泄水阀33放空。
二、带板式换热器的真空沸腾式海水淡化装置
JW(s)P－36－125型海水淡化装置
目前，板式换热器的真空沸腾式海水淡化装置在船舶上获得 了应用，尼莱克斯型板海水淡化装置属于此种类型。图14-10为 பைடு நூலகம்工作系统图。该装置的的系统工作参数为：
加热器换热效果良好状况下，如果冷凝器效果较差，会 导致装置内真空度下降，饱和温度升高，汽化量下降，产水 量则下降。
四、影响蒸馏袭置所产淡水含盐量的因素
装置所产淡水的含盐量SF，取决于进入冷凝器的二次 蒸汽的含水量w(％)和蒸发器内盐水的含盐量SB(mg／L)， 即：
由此可见，从管理的角度来看，淡水含盐量过高的主 要原因有： ➢ 装置中海水汽化速度过大，沸腾过去剧烈； ➢ 加热器中被加热海水水位过高； ➢ 被加热海水含盐量太大。 ➢ 冷凝器漏泄，使冷却海水漏入凝水侧．
运行时，如真空度增加到 94％(对应的蒸发温度降到35℃) 时，用蒸发温度继电器1使电磁 阀2断电而开启，外界空气遂得 以进入蒸馏器．直至真空度降 至正常范围，对应的蒸发强度 上升至调定值后，继电器才重 新通电，使电磁阀关闭，从而 达到自动调节真空度的目的。
（2）系统装有压力继电器7 和液控泄放阀6。
深海探测技术的发展与应用
深海探测技术的发展与应用深海是指海拔200米以下的海域，占地球表面约70%的海洋面积。
深海虽然人迹罕至，但其中蕴含的能源、矿产等资源却极为丰富，具有不可估量的价值。
然而，深海的恶劣环境给人类的深海开发和利用带来了巨大挑战，需要借助深海探测技术来解决。
本文将从历史、技术、经济三个角度探讨深海探测技术的发展与应用。
历史最早的深海探测技术可以追溯到18世纪后期，当时人们通过鱼雷推进计量海洋温度和盐度。
20世纪初，人们开始研究深海潜水器，但由于当时材料技术和制造工艺的限制，深潜器的深度和作业时间都非常有限。
随着人类科技水平的不断提高，深海探测技术也在不断发展。
20世纪70年代，美、日、苏等国开始研制深潜器，其中美国的深潜器ALVIN是最先进的深潜器之一。
ALVIN 深度达到了4500米左右，可在深海中进行生物、地质、物理等领域的研究。
技术深海探测技术主要包括水下机器人、声学技术、卫星遥感技术等。
水下机器人是指通过电缆或无线通信控制的机器人，在深海中进行勘探、采样、取证等工作。
水下机器人的优点是能够长时间在深海中工作，还可以通过各种传感器感知水下环境，获取数据和图像。
目前，水下机器人在深海矿产勘探、海洋环境监测、深海气田勘探等领域得到广泛应用。
声学技术是指通过声波在水下传播来获取深海信息的技术。
声学技术的优点是信息传输速度快、穿透深度大，可以获取水下物体的三维图像和声纳反射等信息。
声学技术的应用包括深海地形测量、海底生态研究等。
卫星遥感技术是指通过卫星或飞机上的遥感装置获取深海信息的技术。
卫星遥感技术的优点是覆盖面积大、读数精度高。
卫星遥感技术的应用包括海洋生态环境监测、深海测量等。
经济深海探测技术的发展对经济社会产生了巨大的影响。
深海的开发和利用涉及到海洋石油、深海矿产等领域，这些资源的开发和利用对国家能源战略、产业结构调整等方面都有着重要意义。
据统计，每个海域1平方公里的海深度在3000米以上，蕴含的矿物质量相当于陆地上1500个金矿床，其中大部分是我们还不了解的新矿藏。
深层海水应用系列
深層海水應用系列一:政策篇一、源起深層海水的利用最早起源於1926年法國人喬治克勞德(Georges Claude)，利用高溫的液體將工作流體加熱，推動低壓渦輪機來產生動力，而再利用低溫的液體將工作流體冷卻，作為下一個加熱循環的使用，我們稱之為溫差發電(OTEC; Ocean Thermal Energy Conversion )。
而海水的表層水和深層水，正是最合適於這種發電方式的加熱和冷卻的來源，在表一中可瞭解海洋深層水相關的發展史，這也是深層海水被利用的起源。
今日深層海水的利用，不再侷限於能源用途，因為深層海水所具有的高營養鹽、低溫、清淨性等特性，而首先被夏威夷做為水產養殖的開發利用，日本後來憑藉著細膩與執著的研究精神將深層海水應用發揚光大，且將用途拓展到食品加工、休閒產業等。
二、美、日深層海水背景和發展深層海水正式被開發利用是美國為了進行海洋能源研究，由位於夏威夷的夏威夷自然能源研究所(NELHA;Natural Energy Laboratory of Hawaii Authority)開始利用，該研究所在大島的Keahole設立研究中心約占地322英畝，研究初期是針對溫差發電的技術研究，並在1980年鋪設第一條岸際式(陸基式)的海洋深層水管來作為溫差發電取水之用，在1984年後該研究中心將原本只提供作為溫差發電之用的取水管作為其他深層海水開發之用，並規劃深層海水園區廠商進駐，在初期主要為水產養殖業者和藻類養殖業者進行開發和研究，而同時也讓海洋深層水有了多目標利用之用途。
根據2007年日本海洋政策白皮書中關於海洋深層水的開發相關資料中顯示，日本的海洋深層水的開發設置都是由民間組織或是地方政府進行規劃設置，如石川縣的能登海洋深層水設施、三重縣的尾鹫市海洋深層水取水事業等等，而日本最早開發海洋深層水是在1981年由東京電力和清水建設載諾魯共和國設置33000(噸/日)的海洋深層水管，主要是進行溫差發電的研究開發之用，而在1982年於日本鹿兒島由九州電力和飛鳥建設興建12000(噸/日)的取水設備，目前日本已經有多處都設置有深層海水的取水設備。
深层海水开发潜力巨大
深层海水开发潜力巨大深层海水是指海平面200－300米以下的海水。
在整个海洋中，深层海水大约占93%。
深层海水含有大量氮、磷、硅等无机营养盐。
由于没有充分的光照，生活在深层海水中的生物几乎不会发生光合作用，浮游生物所必需的氮、磷、硅等无机营养盐，未经消耗被蓄积在海水之中。
此外，在长年不见阳光的深海，温度低而稳定，海水中均匀含有60多种矿物质，历经千百年的岁月流逝，海水中各种成分相对稳定。
在整个海洋中，全球海洋水估计有一三七兆吨，当中就有一百吨左右属于深层海水，水量虽然无虞，却不是每个地方都有开采的条件。
最富无机营养、最有使用价值的深层海水等您开发!随着技术的进步、资源利用的深入，深层海水开发展现出无穷潜力。
海洋深层水通常指海平面200～300米以下的深海海水。
在整个海洋中，深层水大约占据了93％，其数量十分巨大。
目前，在美国、日本已经建立了若干专门研究机构，通过采集海底深层水，开展对深层水的研究和综合利用，凸现出诱人的市场前景。
科学家们一直在寻找清洁的水源。
虽然国际上或一个国家（或地区）都以科学的方法制定出水质标准，达到标准的都被视为清洁水，但实际上这个标准还是低线要求，是一种相对比较清洁、对健康无大碍的标准，并非是高要求。
真正清洁的水源不可能是江河湖泊、高山水、雨水、地下水和一般的海水，因为这些都受到不同程度的污染。
科学家至今找到的最清洁的水源是深层海水。
大量研究表明：洁净，是海洋深层水的最大特征。
由于位于水深200米以下，深层水不会受到现代产业废水以及生活污水的污染，也没有来自河川的影响。
在几乎照射不到阳光的水深200米以下的海洋，浮游生物多处于休眠状态，停止了增殖。
海洋深层水是没有污染的处女地。
例如，通常的天然盐都稍稍带点颜色，利用深层水制成的天然盐由于不含不纯物，显得十分洁白。
海水的流动无论是风海流、密度流、坡度流、补偿流还是潮汐引起的潮流，都是海洋表层在流动，而海浪不能影响到水深超过200米的地方。
深水工程作业论文
柔性开发系统主要装备和技术挑战摘要：随着陆地资源的日益枯竭，石油天然气开采已逐渐由陆地转移到海洋，据有关资料报道，全球90%以上海洋面积的水深为200~6000米，因而广阔的深海领域必将是未来能源开采的主战场。
针对不同的海洋环境，选择合适的开发模式、建立完善的开发系统是深海油气资源安全、快速开发的重要保障。
本文对深水及超深水的油气开发模式和柔性开发系统进行简单的阐述，着重分析柔性开发系统中不同装备的特点及适用性，并进一步对深海油气资源开发面临的技术挑战进行介绍和分析，以期能为海洋工程技术发展成熟提供参考。
关键字：深海开发模式；柔性开发系统；海洋平台结构；立管系统广阔的海洋中蕴藏着丰富的海洋油气资源，其中石油资源约占全球石油资源总量的34%。
据统计，已探明的海洋石油资源储量的80%以上位于水深500米的深海海域，开发技术及难度极大。
但随着世界油气资源需求量的不断上涨，海洋油气资源开发的趋势逐渐由浅水迈向深水甚至超深水过渡。
由于水深、环境条件、离岸距离、地质条件以及油田油藏特性等诸多因素的限制，深海油气资源开发装备与陆上、浅海油气资源开发装备存在较大的差异。
经过英国多年的发展，海洋油气资源开发装备逐渐从以浅海固定式平台为主体的装备体系发展到了以浮式平台和水下生产系统为主体的装备体系。
目前，适用于深海开发的模式主要为：（1）以TLP平台为主的开发模式TLP平台+海底管线/TLP平台+FPU+海底管线/TLP平台+FPSO（2）以SPAR平台为主的开发模式SPAR平台+外输管线/SPAR平台+FPSO（3）以半潜式平台为主的开发模式Semi-submersible+水下井口+海底管线/Semi-submersible+ FPSO（4）以FPSO为主的开发模式FPSO+水下生产系统/FPSO+其他深水平台设施根据海洋平台及立管系统的特点，可以将上述开发模式简单归结为两类：刚性开发系统和柔性开发系统。
其中，刚性开发系统主要包括：浮式平台结构（TLP 或SPAR）、干式采油树和刚性立管（顶张式立管）；柔性开发系统主要包含：海洋平台结构（semi-submersible、FPSO/FDPSO/FPS）、柔性立管（钢制悬链线立管、组合立管）、海底生产系统和湿采油树。