海洋技术：保卫海疆、开发资源，成高技术领域前沿

2023-08-11 理论教育版权反馈

【摘要】：由于上述困难，发展海洋技术、保卫海疆和开发海洋资源就成为21世纪世界高技术领域的主要前沿之一。目前国际上海洋竞争日益激烈，在某种意义上，这种竞争也是海洋技术的竞争，我国拥有300多万km2的广大海疆，但海洋技术相对落后，必须尽快缩短与他国之间的差距，因此，海洋技术被列入863高技术计划之内。海上机场、海上工厂，甚至海上城市的构想都将随科学技术的发展逐渐变为现实。

海洋约占地球表面的71%，它既是地球生命的起源地，又是人类的一个巨大的资源宝库。海洋中的可开采石油和天然气储量比陆地大得多；金属资源可供世界使用万年以上；在淡水资源处处告急的今天，海水资源却是用之不竭的；海洋中铀的储量是陆地的4000多倍；潮汐能、波浪能等可供开发利用的总量在150亿kW以上，相当于目前世界总发电量的几十倍，且为无污染能源；鱼虾类的潜在产量为15亿t。但海洋水深、风大、浪高，险象环生，开发利用难度大。由于上述困难，发展海洋技术、保卫海疆和开发海洋资源就成为21世纪世界高技术领域的主要前沿之一。目前国际上海洋竞争日益激烈，在某种意义上，这种竞争也是海洋技术的竞争，我国拥有300多万km2的广大海疆，但海洋技术相对落后，必须尽快缩短与他国之间的差距，因此，海洋技术被列入863高技术计划之内。

海洋技术包括诸多方面，如海岸工程技术、海底资源开发技术、海洋生物资源开发技术、海水资源开发技术等。

（一）海洋空间的保卫与海上运输

海洋空间需要强大的海军保卫，在现代战争中，不是人力的对抗，而是技术的对抗，战争已立体化，多为闪电袭击，因此，舰艇（包括航母）制造技术、侦察通信技术与现代化武器和指挥系统都需要以大量高新技术为基础，只有在海洋空间得以保卫的前提下，才能谈海洋空间和海洋资源的开发与利用。

海上运输是传统的海洋空间利用之一，海上运输量大、成本低、耗能少，是其他方式无法比拟的。国际物资交流主要靠海运，而将来海上资源的开发也需要海运的支持。远洋海运采用巨型油轮，其载重可达70万t，沿海和隔海（近距离）客运正在快速发展，其中水翼船时速可达90 km。地效翼船几乎离开水面，船速可达150～500 km/h。为便于船舶停靠，海港工程（包括码头、船坞、深水航道等）是必不可少的。大型海港的建造同样存在诸多需要解决的技术难题。海上机场、海上工厂，甚至海上城市的构想都将随科学技术的发展逐渐变为现实。

（二）海底资源开发技术

海底有丰富的油气资源，还有丰富的矿产（铁、金红石、金、铂、金刚石等）资源都有待开发，但这都需要高新技术的支持。要想开发，首先是勘探，因此我们从勘探谈起。

1.海底探测技术

海底探测技术包括海底地形地貌的探测和海底资源勘测两个方面，因此一般可分为浅海探测和深海探测。

浅海探测，是指靠近大陆架的浅海区的探测，一般采用直接潜水探测和间接潜水探测。目前国际上直接潜水最大模拟实验深度已达686 m，但这需要特殊的潜水设施和技术的支持，这种先进的直接潜水技术称为“饱和潜水”。潜水员潜水前需经加压舱预先加压到预定深度的压力，到预定深度再出舱工作，工作完成后回加压舱，经减压后回到常压环境。间接潜水是指采用抗压潜水服进行潜水，目前最大潜水深度可达605 m。

深海探测最有效的方法同样是潜水探测法，但这需要使用深潜器。深潜器有载人潜水器和无人潜水器两种。早期载人潜水器追求下潜深度，“的里雅斯特”号和“阿基米德”号曾先后下潜到10 911 m的马利亚纳海沟进行实地观察。20世纪70年代后大量发展用于海底资源勘测和开发的潜水器。20世纪末期，美、法、俄、日等海洋大国又开始建造大深度（6000～6500 m）、多功能载人潜水器，可以对海底锰结核（含镍、铜、钻、锰等76种元素的鹅卵石状矿体）、钴矿床、热液矿床和海底地形地貌进行勘测。这种技术的竞争实际上是深海资源开发权的竞争。当前，无人遥控潜水器（水下机械人）的发展也十分迅速，我国已完成6 000 m无人无缆潜水器，达到国际先进水平，并用于海底锰结核的勘查。2011年8月，我国自主设计、自主集成的深海载人潜水器“蛟龙”号（设计最大潜水深度7000 m）顺利完成5000 m级海试任务，标志着中国具备了到达全球70%以上海洋深处作业的能力。

2.海洋油气开发技术

海洋油气勘探有地震法、重力法和磁力法三种方法。地震法是最常用的方法，近年来使用双船多缆（船上拖有多条装有多达960道接收换能器的电缆）作业，通过接收到的各个岩石层反射回来的地震波，自动成像，计算机评价。海底地震仪测量横波等技术，得到三维的深层地质图像，用数字模拟估计石油储量。为了证实海底油田，在物理探测的基础上还必须进行打井探测，通过岩芯，了解海下地层的真实结构、油层厚度与分布，从而确定是否具有开采价值。

3.海底矿产资源的开发技术

此类技术分近海采矿技术和深海采矿技术。近海采矿相对简单，但仍要比陆地采矿技术要求高得多。在近海除石油和天然气之外，矿产资源也很多，有海滨沙矿、近海磷灰石、硫酸铁、海绿石等。露出水面的海滨沙矿可露天开采；浅海沙矿可用各种采矿船开采；固态基岩矿可由岛屿、人工岛或岸上打竖井，通过巷道开采，但必须有高质量防水措施。

深海矿产丰富，当前发现的锰结核储量就达3万亿t。有专家认为，只要开采得当，锰结核将是取之不尽、用之不竭的金属资源。此外，还有海底热液矿床，其主要成分是钴、铜、锰、镍、铂、金、银、铅和锌等。最近，还在海底又发现一种新能源——海洋天然气水合物，其主要成分为甲烷，其是在深海底部高压低温条件下形成的特殊水合物，储量也十分丰富。

（三）海洋生物资源开发技术

世界面临人口众多、陆地生物资源不足问题，而海洋生物资源数量巨大，在不破坏生态平衡的条件下，每年可提供足够300亿人口的食用品，向海洋要蛋白，有着重要的战略意义。

近年来，海洋捕捞技术发展很快，用遥感技术可发现鱼群，用光、声等可使鱼群集中，用泵可将鱼吸入船内，还可海上加工。但是，许多地方出现了捕捞过大，以致渔业资源濒于灭绝（如黄鱼等）。因此，必须加强管理，如我国规定每年3—6月为休渔期。为充分发展和利用海洋生物资源，人工海水养殖受到很大重视，我国海水养殖量居世界首位，形成了世界最大的海带、对虾、扇贝养殖业，并且以高档鱼类及鲍鱼、海参等海珍品为主要标志的第四次海水养殖浪潮正在形成。但是也存在着技术问题，如何合理养殖，保持良好的海洋生态环境是一个十分复杂的问题。

海洋生物还为人类提供了许多天然药物，海马参是众所周知的药材，“脑黄金”实际上是海鱼内脏和骨头中提炼出的不饱和脂肪酸，因此，海洋生物还为人类提供了新的医药途径。

海洋技术：保卫海疆、开发资源，成高技术领域前沿

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