中国海洋工程与科技发展战略研究 海洋探测与装备卷PDF电子书下载

第一部分 中国海洋探测与装备工程发展战略研究综合报告 3

第一章 我国海洋探测与装备工程发展战略需求 3

一、捍卫国家海洋安全 3

（一）维护国家领土主权 4

（二）提升海洋维权执法能力 4

（三）增强海上防御能力 5

（四）确保海上航道安全 5

二、促进海洋开发与海洋经济发展 6

（一）拓展海洋固体矿产资源 6

（二）探测深海生物基因资源 9

（三）开发海洋可再生能源 10

（四）综合利用海水资源 10

三、建设海洋生态文明 11

（一）建设海洋生态文明示范区 11

（二）预防和控制海洋污染 11

（三）提高海洋防灾减灾能力 12

（四）应对和评估海洋气候变化 13

四、推动海洋科学研究进步 14

（一）实现海洋观测内容和能力的提升 14

（二）促进深海环境与生命科学研究的发展 14

（三）推动重大海洋观测计划和海洋研究计划的实施 15

第二章 我国海洋探测与装备工程发展现状 16

一、海洋探测传感器取得长足发展 16

（一）海洋动力环境参数获取与生态监测的传感器 16

（二）海底环境调查与资源探测传感器 17

二、海洋观测平台取得进展并呈现多样化 17

（一）卫星和航空遥感 17

（二）浮标与潜标 18

（三）拖曳式观测装备 18

（四）遥控潜水器 18

（五）自治潜水器 19

（六）载人潜水器 19

（七）水下滑翔机 20

三、海洋通用技术刚刚起步 20

（一）作业工具 21

（二）深海动力源 21

（三）水下电缆和连接器 22

四、海洋观测网开始小型示范试验研究 22

（一）近岸立体示范系统 22

（二）近海区域立体观测示范系统 22

（三）海底观测网络建设 23

五、固体矿产资源探测技术初步实现系统体系化 24

（一）以船舶为平台的探测技术体系 24

（二）多类型固体矿产体系的探测能力 24

（三）建立中国大洋勘查技术与深海科学研究开发基地 25

六、深海生物资源探测已经起步 25

（一）深海微生物与基因资源调查进展 26

（二）中国大洋生物基因资源研究开发基地建设 26

（三）深海生物资源开发利用 26

七、海洋可再生能源开发利用技术逐步走向成熟 27

（一）潮汐能 27

（二）波浪能 27

（三）潮流能 28

（四）海洋温差能和盐差能 28

（五）海洋生物质能 28

八、海水淡化与综合利用已进入产业化示范阶段 28

（一）海水淡化 29

（二）海水直接利用 30

（三）海水化学资源利用 31

九、深海采矿装备尚处试验研究阶段 31

（一）多金属结核开采技术研究 32

（二）富钴结壳开采技术研究 32

（三）多金属硫化物开采技术研究 32

（四）天然气水合物开采技术研究 33

第三章 世界海洋探测与装备工程发展现状与趋势 34

一、世界海洋探测与装备工程与科技发展现状 34

（一）海洋探测传感器及深海通用技术已实现了产品化与商业化 34

（二）海洋观测平台已实现系列化与产品化 35

（三）海底观测网朝着深远海、多平台、实时与综合性等方面发展 39

（四）海底固体矿产资源探测以国家需求为主导 45

（五）深海生物探测与研究方兴未艾 47

（六）海洋可再生能源产业初露端倪 48

（七）海水淡化与综合利用已产业化且发展迅速 51

（八）深海采矿装备与系统已初步具备商业开发能力 52

二、面向2030年的世界海洋探测与装备工程发展趋势 54

（一）国家需求导向更加突出 54

（二）深海探测仪器与装备朝着实用化发展，功能日益完善 55

（三）无人潜水器产业雏形出现，新技术不断涌现 55

（四）立体化、持续化的实时海洋观测将成为常态化 56

（五）深海海底战略资源勘查技术趋于成熟，已进入商业化开采前预研阶段 57

（六）海洋可再生能源开发利用技术将成为未来焦点之一 57

（七）海水淡化与综合利用技术日趋成熟，未来国际市场潜力巨大 57

第四章 我国海洋探测与装备工程面临的主要问题 59

一、国内外发展现状比较 59

二、当前面临的问题 60

（一）海洋探测技术与装备基础研究薄弱 60

（二）海洋传感器与通用技术相对落后 61

（三）海洋可再生资源开发利用装备缺乏核心技术 61

（四）海洋探测装备工程化程度和利用率低 62

（五）体制机制不适应发展需求 62

第五章 我国海洋探测与装备工程发展的战略定位、目标与重点 64

一、战略定位与发展思路 64

（一）满足捍卫国家海洋安全的战略需求 64

（二）满足推动社会与经济发展的战略需求 64

（三）满足促进海洋科学进步的战略需求 65

二、战略目标 65

（一）总体目标 65

（二）分阶段目标 65

三、战略任务与重点 67

（一）总体任务 67

（二）近期重点任务 67

四、发展路线图 68

第六章 保障措施与政策建议 71

一、经费保障 71

（一）加大投入，重点支持海洋观测网建设与海洋探测技术发展 71

（二）财政扶持，鼓励海洋可再生资源产业发展 71

（三）成立国家层面海洋开发与风险投资基金，鼓励海洋仪器设备研发 71

二、条件保障 72

（一）建立海上仪器装备国家公共试验平台 72

（二）建立海洋仪器设备共享管理平台 72

（三）成立国家级海洋装备工程研究与推广应用中心 72

（四）建立国家深海生物资源中心 72

三、机制保障 73

（一）制定海洋探测技术与装备工程系统发展的国家规划 73

（二）扶持深海高技术中小企业，健全海洋装备产业链条 73

四、人才保障 73

（一）加强海洋领域基础研究队伍建设 73

（二）完善海洋领域人才梯队建设 73

（三）健全海洋领域人才机制建设 74

第七章 重大海洋工程与科技专项建议 75

一、国家海洋水下观测系统工程 75

（一）需求分析 75

（二）总体目标 76

（三）主要任务 76

二、国家海洋仪器装备公共支撑平台工程 78

（一）需求分析 78

（二）总体目标 79

（三）主要任务 79

三、海洋可再生资源与国际海底开发工程 81

（一）需求分析 81

（二）总体目标 82

（三）主要任务 83

第二部分 中国海洋探测与装备工程发展战略研究专业领域报告 91

专业领域一：海洋环境探测与监测工程技术战略研究——从近海走向全球 91

第一章 我国海洋环境探测与监测工程技术战略需求 91

一、维护海洋权益和保障海上安全的需求 92

二、应对全球气候变化的需求 93

三、海洋防灾减灾的需求 94

四、海洋生态环境保护的需求 94

五、海洋资源可持续利用的需求 96

六、海洋科学研究发展的需求 96

第二章 我国海洋环境探测与监测工程技术的发展现状 98

一、天／空基海洋环境探测与监测工程技术 98

（一）卫星遥感探测技术 98

（二）航空遥感及探测技术 100

二、船载海洋环境探测与监测工程技术 101

（一）高精度CTD剖面测量仪 101

（二）海流剖面测量技术 102

（三）拖曳观测设备 102

（四）多波束 102

（五）声呐 102

（六）剖面仪 103

（七）多道地震探测 103

（八）重力仪 103

三、岸基海洋环境探测与监测工程技术 104

（一）岸基台站观测技术 104

（二）岸基高频地波雷达 104

四、海基海洋环境探测与监测工程技术 105

（一）浮标观测技术 105

（二）潜标观测技术 106

（三）海床基海洋观测技术 107

（四）水下移动观测平台技术 107

五、海洋环境探测与监测传感器技术 110

（一）温度和电导率传感器 110

（二）微结构剪切流传感器 111

（三）溶解氧传感器 111

六、海洋环境立体监测系统 111

（一）海洋环境立体监测系统技术示范试验 111

（二）台湾海峡及毗邻海域海洋动力环境实时立体监测系统 113

（三）渤海海洋生态环境海空准实时综合监测示范系统 113

（四）南海深水区海洋动力环境立体监测系统技术 113

（五）海底观测网技术 114

七、海上试验场 116

八、大洋、极地海洋环境探测与监测技术 117

第三章 世界海洋环境探测与监测工程技术发展现状与趋势 119

一、世界海洋环境探测与监测工程技术发展现状 119

（一）天／空基海洋环境探测与监测技术 120

（二）岸基海洋环境探测与监测技术 124

（三）海基海洋环境探测与监测技术 125

二、面向2030年的世界海洋环境探测与监测技术发展趋势 135

（一）继续加强长期连续定点观测平台建设 135

（二）海洋环境立体观测系统常态化应用 135

（三）全球海底观测网络基本成型 136

（四）空天遥感观测技术不断突破 137

（五）新型传感器及搭载平台技术不断发展 137

（六）注重数值模拟与四维同化研究 138

第四章 我国海洋环境探测与监测工程技术面临的主要问题 139

一、尖端技术系相对落后，主要仪器设备依赖进口 139

二、不能满足长期、连续、实时、多学科同步的综合性观测要求 140

三、成果转化水平较低 141

四、基础平台建设薄弱 141

五、数据不能共享，缺乏统一组织协调，造成资源浪费，效率低下 142

第五章 我国海洋环境探测与监测工程技术的战略定位、目标与重点 143

一、战略定位与发展思路 143

二、战略目标 143

（一）2020年 144

（二）2030年 145

（三）2050年 146

三、战略任务与重点 146

（一）总体任务 146

（二）近期重点任务 147

四、发展路线图 148

第六章 保障措施与政策建议 150

（一）资金保障 150

（二）制度保障 150

（三）人才队伍建设 151

第七章 重大海洋工程与科技专项建议 152

一、关键海区的国家长期海洋观测系统建设重大专项建议 152

（一）需求分析 152

（二）总体目标 153

（三）主要任务 154

二、海洋探测与监测通用技术重大专项建议 155

（一）需求分析 155

（二）总体目标 156

（三）主要任务 157

专业领域二：海洋资源勘查与利用工程技术战略研究 161

第一章 海洋资源勘查与利用工程技术战略需求 161

一、维护国家海洋权益需求 161

二、国家矿产资源安全战略需求 162

三、开展深海极端环境生态系统研究需求 163

四、国家能源战略安全需求 165

五、海水综合利用战略需求 166

第二章 国内海洋资源勘查与利用研究现状 168

一、海洋固体矿产资源探测 168

二、深海极端环境生物资源勘查 170

三、深海资源探测装备 171

四、海洋能开发与利用 171

五、海水综合利用 174

第三章 国内海洋资源勘查与利用研究存在的问题分析 178

一、海洋探测基础研究薄弱 178

二、缺乏系列化深海资源勘查装备 178

三、海洋探测装备工程化程度和利用率低 179

四、海洋能开发利用示范工程规模小 179

五、科技投入不足，体制机制不适应发展需求 179

第四章 国际海洋资源勘查与利用研究现状与发展趋势 180

一、国际深海资源探测发展现状 180

（一）深海固体矿产探测现状 180

（二）深海生物基因资源探测现状 182

（三）深海资源探测装备发展现状 183

（四）海洋可再生能综合利用现状 184

（五）海水综合利用发展现状 187

二、国际上海洋资源勘查与利用发展特点与趋势 188

（一）国家需求导向更加突出 188

（二）深海技术成为海洋高技术发展的核心领域 188

（三）深海海底战略资源勘查技术趋于成熟，开发技术取得长足进展 189

（四）深海采矿技术从面向多金属结核单一资源扩展到面向富钴结壳、多金属硫化物等多种资源 189

（五）深海探测仪器与装备朝着实用化、综合技术体系化方向发展，功能日益完善 189

（六）深海通用技术朝着更高性能、更加完整、更高水平的方向发展 190

（七）海洋可再生能开发利用技术将成为未来焦点之一 190

第五章 海洋资源勘查与利用工程技术战略定位、目标与重点 191

一、战略定位与发展思路 191

（一）战略定位 191

（二）战略原则 191

（三）发展思路 192

二、战略目标 192

（一）总体目标 192

（二）分阶段目标 193

（三）战略任务与重点 195

（四）发展路线图 197

第六章 保障措施与政策建议 198

一、政府统筹协调，部委联合建设共享体系 198

二、加大专项投入，技术创新与工程化应用并举 198

三、突出人才核心，深化国际合作机制 199

第七章 重大科技专项工程 200

一、洋中脊热液硫化物矿区的科学与技术工程 200

（一）需求分析 200

（二）发展目标 201

（三）研究内容 202

（四）预期成效 204

二、海洋可再生能源开发利用示范工程 204

（一）必要性 204

（二）总体目标 205

（三）主要任务 205

三、海洋中结构障碍物的探测与处理技术研究及工程应用 205

（一）必要性 205

（二）总体目标 206

（三）主要任务 206

专业领域三：深海作业装备工程技术研究 210

第一章 我国深海作业装备工程的战略需求 210

一、海洋矿产资源开采对深海作业装备工程的需求 210

（一）深海矿产资源 211

（二）海洋油气资源 212

（三）天然气水合物 212

二、国家重大科学工程对无人潜水器的需求 212

（一）深远海海洋环境监测 213

（二）国际深海战略性资源勘查开发 213

（三）海底生物资源保护与利用 213

（四）极地科学考察 214

第二章 我国深海作业装备工程发展现状 215

一、我国深海固体矿产资源开采装备技术发展现状 215

二、我国无人潜水器技术发展现状 218

三、我国深海通用技术发展现状 222

第三章 世界深海作业装备工程发展现状与趋势 227

一、世界深海作业装备工程发展现状 227

（一）世界深海固体矿产资源开采装备发展现状 227

（二）世界无人潜水器装备发展现状 235

（三）世界深海通用技术发展现状 239

二、面向2030年的世界深海作业装备工程发展趋势 243

（一）面向2030年的世界深海固体矿产资源开采技术发展趋势 243

（二）面向2030年的世界无人潜水器装备发展趋势 244

（三）面向2030年的世界深海通用技术发展趋势 244

第四章 我国深海作业装备工程面临的主要问题 246

一、我国深海固体矿产资源开采装备技术面临的主要问题 246

二、我国潜水器装备面临的主要问题 247

三、我国深海通用技术发展面临的主要问题 248

第五章 我国深海作业装备工程发展的战略定位、目标与重点 249

一、战略定位与发展思路 249

（一）我国深海固体矿产资源开采装备技术战略定位与发展思路 249

（二）我国潜水器技术发展战略定位与发展思路 249

（三）我国深海通用技术发展战略定位与发展思路 250

二、战略目标 250

（一）我国深海固体矿产资源开采装备技术发展战略目标 250

（二）我国潜水器技术发展战略目标 251

（三）我国深海通用技术发展战略目标 251

三、战略任务与重点 252

（一）我国深海固体矿产资源开采装备技术发展战略任务与重点 252

（二）我国潜水器技术发展战略任务与重点 254

（三）我国深海通用技术发展战略任务与重点 255

四、发展路线图 255

第六章 保障措施与政策建议 258

一、投资保障 258

二、组织保障 258

三、人才队伍建设 259

四、国际合作 259

第七章 重大科技专项 260

一、西南印度洋中脊热液硫化物矿区的采矿系统 260

（一）需求分析 260

（二）总体目标 260

（三）主要任务 261

（四）预期成效 262

二、海洋无人机动测量系统工程 263

（一）需求分析 263

（二）总体目标 264

（三）主要任务 265