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[成果] 1800170026 浙江
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2018
成果简介:海底天然气水合物是一种可替代化石燃料的新能源。由于对温度和压力非常敏感,全球变暖和/或海平面下降均能诱使天然气水合物失稳分解。随着全球气候变暖趋势明显,各国政府和学界非常关心的一个问题是:全球气候变暖是否导致水合物失稳分解并进一步加剧全球气候变暖?过去地球气候多次出现冰期和间冰期交替,研究过去海底水合物系统的稳定性,有助于认识天然气水合物在全球气候变化中扮演的角色,正确预测未来气候的演变方向。 该项目在4个国家自然科学基金和1个浙江省杰出青年基金的资助下,对大陆边缘天然气水合物赋存区的冷泉碳酸盐岩和沉积物岩芯进行了深入研究,揭示了过去海底水合物发生分解的标志、时间、原因及其环境和气候效应。主要科学发现点如下: (1)发现冷泉碳酸盐岩微生物成因的直接证据:率先系统研究了南海和哥斯达黎加外海冷泉碳酸盐岩的类型与特征,发现亚微米级微生物矿化体和AOM生物标志化合物,为冷泉碳酸盐岩导源自由古菌和硫酸盐还原菌共同驱动的甲烷缺氧氧化作用提供了直接的矿物学、微生物化石和分子生物学证据,提出了冷泉碳酸盐岩的形成机理与生长模式。 (2)建立冷泉流体来源判识体系和渗漏模型:创新地建立了矿物学和C-O与U-Th同位素综合判识体系,对古冷泉流体的来源和性质进行示踪,首次别并计算了南海和哥斯达黎加外海古冷泉流体中天然气水合物分解水的贡献。首次建立了冷泉渗漏模型,明确了碳酸盐岩类型与甲烷的成因和来源深度及甲烷在流体中的运移方式之间的成因联系。 (3)揭示南海曾有8次水合物分解事件及其与全球气候和环境变化之间的耦合关系:发现15万年来南海发生了8次水合物失稳分解事件,分别与全球冰期和温度快速上升期相对应,提出了南海海底水合物失稳分解的主控因素与机制,估算了甲烷的逃逸量及其气候与环境效应,为研究水合物在全球气候变化中的作用提供了关键的概念模型。 (4)建立新方法首次为南海古中层水温度提供约束:建立遴选指标甄别未受孔隙水影响的碳酸盐岩,利用其18O恢复古海水温度,首次为古中层水温度的变化提供约束,拓展了冷泉碳酸盐岩在古海洋学研究中的新应用。 研究成果得到国内外同行的广泛关注和认可。10篇代表性论文总他引397次,被SCOPUS他引256次,单篇最高他引138次,位列全球同类论文TOP 3%,另有2篇均位列TOP 7%,1篇入选国际年度感兴趣论文。1人获评全国创新争先奖状、国务院特贴专家、中国青年女科学家奖。
[成果] 1800290055 山东
P71 应用技术 海洋服务 公布年份:2018
成果简介:该项目运用当今地学新技术、新理论和新方法,开展了海底底质取样、地质钻探、多波束测深、侧扫声呐、浅地层剖面、单道地震、二维多道地震测量等地质地球物理调查,历时五年,在调查区(120°~126°E,36°~40°N)获得了大范围、系统、规范的实测数据和资料,实现了调查海域全覆盖,并结合实验测试,开展了区域性关键基础地质问题的综合研究,取得了一系列创新性成果。 以实测资料为主,编制了新的地形图、地貌图、地质图、构造图、环境地质因素图、空间重力异常图、布格重力异常图、磁力异常图、磁力异常平面剖面图等10幅成果图件及其说明书,以及其他辅助图件30余幅,撰写了项目成果报告。 新发现胶莱盆地海阳凹陷在南黄海有大规模延伸。多道地震揭示,该凹陷主体位于南黄海(图1),发育巨厚中生界,厚度近万米,面积约3,000平方千米。沉积体楔形,东厚西薄,受东南侧边界断裂控制,东断西超。与胶莱盆地陆地的白垩系不同,该套地层未遭受岩浆活动破坏,应具有较好的油气前景。 发现辽东半岛大连东南近岸发育大规模潮流沙脊群与大型泥质沉积体。该沙脊群位于水深60米附近,主体形成于末次冰消期晚期(9.3~7ka B.P.),受控于潮流的性质和海平面变化;泥质沉积体位于长山群岛西南海域,水深20~40米,泥质体丘状或“Ω”状,低倾角向海向陆双向进积,厚处可达14米,向海向陆双向变薄至<2米,形成于全新世高海面(约7ka)以来,受辽南沿岸流的控制,物源为鸭绿江与大洋河物质(图2)。该潮流沙脊群和大型泥质沉积体的发现,对于研究北黄海、渤海地区末次冰消期以来海侵过程、规模及范围,潮流性质和强度,以及海陆相互作用的再造,具有重要科学意义。
[成果] 1800260269 云南
X55 应用技术 海洋服务 公布年份:2018
成果简介:一、主要技术内容: (1)云南高原库湖区船舶污染源调查分析; (2)船舶污染监管技术研究; (3)云南高原库湖区船舶日常污染防治关键技术研究; (4)云南高原库湖区船舶污染应急关键技术研究。 二、授权专利情况: 该研究开发的"洱海溢油模拟预测与应急辅助决策系统"于2014年10月获得国家版权局授予的计算机软件著作权等级证书,证书登记号"2014SR162867",并已经试用在洱海船舶防污染工作中。该专利属云南省航务管理局和交通运输部科学研究院共有。 三、技术经济指标: (1)完成云南高原库湖区船舶污染监管信息系统的开发,设计开发洱海溢油预测预警与应急辅助决策系统,并辅以配置的一套岸基溢油监测报警设备,实现主港口水域溢油实时报警功能; (2)提出云南高原库湖区船舶日常污染处理处置总体方案,开发适合云南高库湖区船舶适用的船用防污染设备,并且改造完成两艘生活污水储存处理设施示范船,研发出一套库湖区小型旅游船舶方案; (3)针对云南高原典型库湖区提出切实可行的污染应急处理技术措施方案,编制滇池、洱海、天生桥库区船舶污染应急预案3个; (4)形成《云南高原库湖区船舶防污染关键技术研究》总报告,和四个分报告。 (5)发表学术论文2篇。 (6)获得国家版权局授予的计算机软件著作权等级证书1份。 四、推广应用及社会、生态效益: 该项目的研究成果有8项进行了实际应用,填补了中国高原湖泊船舶污染治理技术与管理技术方面的空白,为云南高原库湖区船舶污染防治提供科学依据,有助于云南湖泊管理水平提高一个新的台阶,对推动云南省库湖区的绿色航运发展,保护云南高原库湖区水环境质量有着重要的意义,并具有一定的示范意义。 五、具有创造性的关键技术内容: (1)首次提出云南高原库湖区船舶污染对库湖区水质污染贡献率的定量分析方法; (2)首次在云南高原库湖区开发溢油监测预警与应用辅助决策系统,并投入使用; (3)首次在云南高原库湖区配备岸基溢油监测报警设备并投入使用; (4)首次提出云南高原库湖区污染源在线监测系统在中国内河船舶污染监管中的应用; (5)首次针对高原库湖区旅游船舶进行船舶日常污染物收集处置装置的安装,并进行示范改造后投入使用; (6)首次针对云南高原库湖区船舶污染情况,绘制环境敏感图并配备溢油应急关键设备; (7)首次在云南高原库湖区进行库湖区船舶溢油应急预案的编制,研究建立库湖区船舶污染应急组织指挥体系。
[成果] 1800220168 安徽
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2018
成果简介:该项目以波浪发电系统的液压转换与控制装置和逆变器的性能提升为需求,针对波浪发电系统的液压能量转换效率低下、逆变输入范围狭窄、多层级蓄能稳定性差、小波况吸能间歇、电力传输损耗大,液电转换无法协同、系统模块化等问题,采用的波浪能多模式液电转换技术将波浪发电系统的液电环节动态特性进行实时跟踪匹配,适应波浪快速变化产生的能量跳动,首次将各环节不同时间周期内的能量储备单元进行协同综合控制,在国内外液压式波能发电领域开辟了新的研究思路,该方式适用于液压式波能发电系统的高效利用和工程化应用实施。该技术面向液压式波能发电系统的各个环节,涵盖了三级能量转换的全周期各个阶段(三级能量转换包括:一级浮体装置直接与波浪相互作用,将波浪能转换成液压能;二级能量转换装置将液能转换成机械能;三级能量转换将机械的动能通过发电机转换成电能)。系统试验包括实验室测试和海洋试验两个部分,其中主要包括液压转换与控制模块、千伏级动力逆变器模块(包括自适应升压逆变器模块、工频逆变器模块、中央控制模块)、发电机等为两者共同的部分。在实验室测试阶段,增加了波浪液压模拟加载系统;在海洋试验阶段,增加了吸能系统(即浮子、摆杆、压载等)。按照国际海洋装备科研流程关于设备成熟度的规定和要求,经历了文献调研、实地考察、样机验证、功能优化、海洋实测等阶段,最终在2017年1月正式下水测试,2017年6月底,国家海洋局科技司曲探宙司长、辛红梅副司长、国内波浪能知名专家游亚戈等领导和专家前往三亚试验基地进行了现场海洋测试验收和技术总结验收,其波浪发电系统设备进行海洋试验运行期间,设备运行稳定可靠,记录数据连续完整,平均液压转效率达到81.9%。最大日平均有效浪高1.0m,最大日发电量21.5MJ,最大日平均发电功率为249.2W,最大发电功率(1分钟平均)为550W,满足了技术指标要求。 2017年9月1日在北京进行了技术鉴定,关键技术处于国际先进水平。该技术填补了中国海洋可再生能源波浪能在液压高效转换与宽范围逆变等关键技术的国内空白,提升了中国电子科技集团公司在智慧海洋发展战略建设中的国际影响力和竞争力,同时也推动了集团在大型海洋装备的制造和装备能力,并受到官方媒体广泛关注,分别在各类电视台、新华网、中国能源网等媒体进行了报道。
[成果] 1800240577 江苏
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2018
成果简介:海涂是中国重要后备土地资源库,其利用是解决耕地紧缺、保障粮食安全与农产品供给的重要途径,但开发带来了环境、生态破坏等问题。随着江苏沿海开发上升为国家战略,对海涂土地、水和生物资源高效利用及环境生态保护愈加迫切。在国家高技术专项、行业专项、863计划和省项目支持下,自1997年系统研究解决了阻碍海涂资源利用与保护的科技难题:资源利用率低,土壤改良周期长、成本高,湿地减少和环境生态破坏。开创了海涂资源高效利用与生态环境保护协同发展的新模式。 创新成果: 1.创建海涂资源高效利用技术和工程体系,形成海涂大水面养鱼改土模式,解决了海涂资源利用率低,土壤改良周期长和成本高的难题。从土壤理化生特性演变、光能利用、初级生产力等揭示养鱼改土克服盐分障碍的机理及经济、生态效益;大水面养鱼洗盐、培肥的改土技术和渔-农轮、套作模式,使改土周期比传统缩短约2/3;形成匡围蓄、引淡,苗种淡化,鱼类诱捕等大水面养鱼改土的配套工程体系;动植物资源利用技术:驯化出海生苗种梭鱼、脊尾白虾,建成耐盐植物种质资源库,育成耐盐新品种3个,制定耐盐夏香薄荷国家标准;水资源利用技术:年蓄、引淡700-1000吨/亩,循环利用率60%以上。 2.创建高经济、生态效益的海涂湿地化技术,解决了海涂开发造成湿地减少的难题。阐明鱼塘湿地在海涂保护与开发中的作用机理;研发出保障渔业生产的水位调控、植物配置、植物控养、漂浮湿地等构建鱼塘湿地的工程技术;形成微咸水鱼塘湿地的鱼类及植物种群构建技术、微生态优化技术,制定人工湿地构建的植物配置技术省标准;形成鱼-鱼湿地、鱼-稻湿地、鱼-麦湿地等模式。增加海涂湿地规模,提高生物多样性和丹顶鹤等珍禽承载力。 3.创新海涂湿地生态环境保护技术,降低了海涂资源利用对环境的压力。发明小球藻生长因子作鱼类饲料添加剂,提高饲料利用率12%以上,减排10%氮、7%磷;发明补碳生物膜材料、纳米材料显著改善鱼塘湿地环境,提高系统自净能力60%以上;研发推广生态养殖模式其氮、磷环境负荷量比传统减少21%、19%,饲料系数降低16%,经济效益提高32%;形成保护区的自然湿地草场改良、功能修复等技术;形成丹顶鹤年连产、连孵技术在国内动物园推广应用。 4.形成具有江苏特色的高质、高效、生态的海涂渔-农产业,提升了海涂资源保护性利用能力。创新水源水质改善,池塘产毒蓝藻与藻毒素控制,水体、底质和产品的BP人工神经网络模型评价等水产品质量安全保障技术。江苏海涂65%以上采用渔-农产业模式,总应用2570万亩,产值852.83亿元,利润173.76亿元。 获发明专利16件,实用专利4件;审(鉴)新品种3个;制定国标和省标各1项;发表专著5部,论文201篇;获中国产学研创新成果一等奖2项,中国林学会科技一等奖1项,盐城市科技进步一等奖1项。2016、2017年推广470.22万亩,销售额242亿元,利润44.49亿元。
[成果] 1800180222 上海
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2018
成果简介:该项目属于海洋装备及其材料科学技术领域。 海洋装备是海洋资源开发、海洋空间利用、以及海洋权益维护等领域的重要工具与技术载体。然而,它们长期服役于恶劣海洋环境,经受着海水侵蚀、海浪冲击、生物附着等复杂作用,尤其对于深海装备,还承受巨大海水高压。材料及其腐蚀问题已成为制约海洋装备使用寿命的技术瓶颈,严重限制着国家海洋资源利用的重大装备建设,极大阻碍了国家对海洋装备产业结构升级的进程。该项目在国家自然科学基金、国家海洋局重大专项与上海市重点等系列课题资助下,经过产学研联合攻关,研发出具有高硬度、高强度、耐腐蚀等综合性能的新型过渡金属化合物材料,攻克了从材料制备到装备应用过程中的多项关键技术,并实现了系列海洋装备产品的自主研制及产业化。关键技术创新有: (1)提出了把硼、碳、氮等轻元素掺入过渡金属中形成化合物,能够从高刚度材料转变为高硬度材料,同时显著提升耐磨耐蚀性能;解决了过渡金属化合物高硬度、高强度、耐腐蚀等综合性能的微观机理,为设计与制备海洋装备材料提供理论基础。 (2)发现了过渡金属化合物材料的力学特性与热力学稳定性之间存在着关联规律性,创建了基于过渡金属化合物能量稳定性思路的全新设计准则,突破了长期追求它们高电子浓度的高刚度设计思路。 (3)攻克了过渡金属化合物材料实验制备的多项关键技术,研发出若干种崭新的过渡金属化合物纳米复合陶瓷材料,它们不仅具有高硬度、高强度、耐腐蚀等优异的综合性能,而且其制备成本与原材料成本相对低廉等优势。 (4)实现了新型过渡金属化合物材料在多种海洋装备中的工程应用,极大延长了这些装备在恶劣海洋环境下的服役寿命,有效解决了长期困扰着中国海洋装备的某些核心零部件与耐磨耐蚀涂层的材料难题。 该项目发表SCI论文75篇,被SCI-E与CPCI-S引用总计1580次,其中20篇代表论文他引450次;获得授权发明专利31件、实用新型专利2件,出版专著2部,形成检测报告3份,成果被采纳为行业/地方标准2件,形成了从新材料设计研发到海洋装备开发应用一体化的自主知识产权;培养研究生25名。把材料开发与结构制造一体化技术应用到海洋渔业装备(投饵机、增氧机)、海洋能发电装备(浪轮机)、海洋舰船等多家企业产品中,近三年新增产值超过3.7亿元,创收外汇1022万美元。项目技术成果的成功实施不仅极大促进了海洋渔业装备的产业结构升级,而且加速了海洋可再生能源的开发利用,带动相关企业取得了显著的经济与社会效益。经第三方权威机构查新检索,该项目综合技术达到了国际先进水平。
[成果] 1800180224 上海
P75 应用技术 海洋服务 公布年份:2018
成果简介:该项目属于航运安全与自动化技术领域。随着现代航运经济的飞速发展,海上航运事故成倍增加,航运安全已经成为世界各国普遍关注的重要问题,“深海水下搜寻”既是无人潜水器(也称水下机器人)的重要应用领域,也是现代人工智能的重要应用领域,是一多学科交叉的高新技术。由于水下环境的高度复杂性与特殊性,使得无人潜水器深海水下搜寻研究极具挑战性。毫无疑问,“无人潜水器水下搜寻关键技术”的创新与突破,对保障现代航运安全、推动海洋工程技术进步等有着重要的科学意义与经济社会价值。在国家863计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市创新行动计划等的联合资助下,历时10年深入系统的研究,解决了无人潜水器水下搜寻的主要关键技术难题。已取得三方面技术创新成果: 1、提出D-S证据推理水下信息融合模型,开发出时空信息融合水下地图构建和目标辨识技术。 针对无人潜水器传感器资源少、水下干扰频繁,常规单传感器及模糊融合方法无法准确判定目标物和障碍物难题,将D-S信息融合理论引入无人潜水器水下环境感知与目标识别之中,提出无人潜水器D-S信息融合水下地图构建和目标辨识方法。融合水下传感器时空信息(同一传感器不同时刻信息和不同传感器空间信息),应用信息融合的多维数据处理特性,构建与更新无人潜水器水下航行地图,准确识别水下搜寻目标和障碍物。 2、提出栅格地图生物启发神经网络模型,开发出生物启发自适应水下路径规划与安全避障技术。 针对水下搜寻环境的复杂多变,传统广度优先路径规划方法搜寻重复率高、搜寻路径长的难题,在D-S信息融合水下地图构建的基础上,引入生物启发神经网络模型,提出一种生物启发自适应水下路径规划与安全避障方法。将水下环境地图单元与生物启发神经网络模型的神经元一一对应起来,利用生物启发神经网络的自适应激励与抑制输出、“无学习”特性,实现无人潜水器智能自适应、实时搜寻路径规划与安全避障。 3、提出反步滑模串级控制模型,开发出生物启发滑模串级水下路径跟踪控制技术。 针对传统反步路径跟踪控制中速度跳变而引起的推进器驱动饱和难题,在无人潜水器水下搜寻路径规划的基础上,提出了一种基于生物启发模型的滑模串级跟踪控制方法。利用生物启发神经动力学模型的渐变、有界输出特性,克服无人潜水器的跟踪速度跳变,避免驱动饱和,满足无人潜水器推进器推力约束,提高搜寻路径的跟踪精度。 项目已授权专利16项(发明专利14项)、申请专利12项(发明专利10项,美国专利2项);获软件著作权3项;发表论文30篇,其中SCI论文19篇,SCI他引260次,出版《无人潜水器水下搜救理论与技术》等专著2部。项目研究成果被成功应用于“海事金枪鱼号”AUV等系列无人潜水器之中,并被进一步推广应用于国内外水下检测、搜寻作业、海防安全监测和公安系统,产生了良好的经济与社会效益,近三年新增产值13297万元,新增利润4111万元,新增税收947万元。
[成果] 1800120626 广东
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:海底天然气水合物作为一种新型的海底资源,储量十分巨大,具有广阔的开发前景。目前我国正处于海底天然气水合物勘探调查和试采的关键时期,亟待解决海底天然气水合物样品的保压转移和在线检测等技术问题。由广州海洋地质调查局牵头、浙江大学和大连理工大学共同参与研发的“十二五”国家863计划课题“天然气水合物样品保压转移及处理技术”,主要目标是研制一套船载天然气水合物样品保压转移及在线检测装置,应用于天然气水合物勘探调查中的钻探样品保压转移,实现高品质样品理化检测分析。浙江大学承担“天然气水合物样品保压转移技术研究”任务并成功研制了一套船载天然气水合物样品保压转移系统,该系统具有样品推送、切割、分装、内压自适应平衡调节等功能,并且配备多种接口以及多种保压分装子系统,系统适用保压样品压力可达20兆帕,且在样品转移过程中内压力变化≤20%。天然气水合物样品保压转移系统由保压取样器和保压转移装置两部分组成,其中取样器用于从海底获取水合物保压岩心样品,保压转移装置用于保压岩心样品分装保存和在线检测。保压转移装置主要由卡爪、推送单元、切割卡紧单元、球阀连接单元、内压平衡单元和声波检测单元等几部分组成。卡爪的主要功能是抓取岩心管并进行回拉,在达到预定位置后实现自动脱扣,使岩心管从取样器进入保压转移本体。其关键技术在于通过推送单元外螺纹筒的旋转带端部十字形卡爪内外收放,实现样品管的对接并水平推拉以及切割完成后的样品管脱扣,完成样品管切割后的转移分装。 内切割装置外置由伺服电机、刀具进给单元、抱管单元、电机轴平衡单元等四部分组成。为了使结构合理紧凑,电机通过内齿轮的变速传动带动切割刀具的旋转运动,而刀具的进给和包管单元的运动则是由轴向的顶杆换向运动来实现。保压转移过程压力稳定的控制是该课题的成功关键, 压力维持系统的设计采用液压泵与蓄能器共同保压的方案。蓄能器吸引与稳定压力波动,液压泵可以提高保压回路补偿泄漏的能力并通过系统溢流实现压力高泄低补。二次取样装置主要包括液压缸、二次转移保压筒、取样管、连接套、筒体连接法兰、球阀、球阀连接法兰、液压系统等几部分。此外,关键机构还包括从海底采取沉积物样品并保持原位压力提取到船上的机构——保压取样器。“天然气水合物样品保压转移及处理技术”课题经过3年的研究,研制了天然气水合物样品保压转移与在线声波探测装置的试验样机,形成了相关的样品处理技术。该装置除球阀和声波发射接收器引进之外,其他部件都是自主设计制造,课题自主研制部件超过80%。2016年6月,天然气水合物样品保压转移与在线声波探测装置顺利通过海试,完成了两次样品保压转移与在线声波探测,成功率100%;各项性能均达到设计要求,达标率100%。转移获得了小保压样品,为天然气水合物岩心可视化测试提供了海底原样,为天然气水合物岩心处理技术体系的建立打下了基础。
[成果] 1800120675 广东
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:2011年中国科学院广州能源研究所成功发明了“一种具有半潜船特征的新型漂浮鹰式波浪能发电装置”,获中国、美国和澳大利亚发明专利授权,PCT国际专利检索书面意见显示,该技术具有创造性、新颖性和工业实用性。实海况试验证明,鹰式波浪能技术能够实现将高度不稳定的波浪能转换为相对稳定的电能,启动做功的波况范围宽,对波况的适应性好,可在0.5米微小波高下间歇发电,4米高大浪工况下安全发电,机能量转换效率基本保持在20%以上,最高达到37.7%,处于国际领先地位。成果创新性:(1)多个鹰式吸波浮体共用一个母船基体。看似一个装置,实为一个波浪能装置群,其单个一基多体式装置相当于一个波浪能群,但其所占海域仅为一个波浪能群的几分之一,节约海域资源的效果明显;(2)装置基础平台为半潜船体,一体多用。装置投放、回收和维修时为拖行载体和维修平台,工作时船体下潜到设定深度成为稳定装置的水下附体。装置稳定性好,海上拖航、投放、维护便利;(3)经过水动力学优化的轻质鹰式外形吸波浮体,随浪性好,响应敏捷,适应波况范围宽;(4)具有蓄能环节的自治液压转换系统,在无人值守条件下将不稳定的波浪能转换为稳定的电力输出,各级能量转换环节均保持较高的效率,装置整机转换效率大于20%。多个波浪能吸收体共用一套能量转换系统,集中发电,有效降低装置建造成本。成果独占性:鹰式外形吸波浮体已申请专利保护,具有随浪性好,响应敏捷,适应波况范围宽等特点。具有蓄能环节的自治液压转换系统已申请专利保护,实现机械式自治控制,将不稳定的波浪能有效转换为稳定的液压能。模块化设计的鹰式技术具有延展性,发电能力可迅速扩展至MW级。鹰式波浪能发电技术,也可以充分利用其半潜驳的基体和产生的电能做深海养殖,该技术模式也已申请专利技术保护。成果盈利性:鹰式波浪能发电技术采用半潜驳为基体,可在海上随时上浮维修,该特点大大降低了已有波浪能装置的维护成本;同时,基体所提供的宽阔平台空间可以搭载各类海洋测量仪器并通过自身产出的电能给其供电,既降低了海上测量仪常规维护费用又提高了测量数据的密度及真实性,从提高产出方面,更加降低了波浪能装置的建造成本。鹰式波浪能发电技术,可以解决岛屿供电问题。通过电缆将清洁绿色能源输送到岛上,同时又不影响岛屿的生态环境,为岛屿的可持续开发利用提供支持。技术成熟后,漂浮式海洋波浪能独立发电系统的发电成本约为1.5元/度,而我国边远的沿海地区、岛屿、海上孤立场所的发电成本超过2元/度。若以电价2元/度计,年平均发电功率10kW的海洋波浪能独立发电系统每年可盈利4.38万元;若以电价3元/度计,每年可盈利13.1万元。若将海洋波浪能独立发电系统应用于海洋开发,其经济效益更加明显。鹰式波浪能发电技术,可以充分利用其半潜驳的基体做深海养殖发展。基体内部空间可转换为养殖空间,通过波浪转换的电能使搭载各种设备持续运转,通过波浪能制造的淡水可供人居住生活实用,可促使海洋养殖逐渐向深海发展。成果持续性:鹰式波浪能技术已经中国、美国、澳大利亚发明专利授权,同时还申请相关波浪能技术的专利保护。该技术的逐渐成熟,形成了一套科学严谨的试验方法,培养了一个团结实海况经验丰富的技术团队。鹰式波浪能技术主要解决海上绿色能源供给问题,在海洋科考及监测、海上生活补给、海岛能源输送、海洋渔业等很多方面都有切入点。在现有成熟的技术基础上,加强实际应用的开发,不久的将来会形成各种面向客户的成熟产品。成果先进性:(1)获得中国、美国、澳大利亚发明专利授权,在国内外属于独自创新;(2)鹰式装置设计图纸获法国船级社(BV)认证,是稳定可靠的波浪能技术;(3)鹰式波浪能技术以半潜驳船为基础,加装水动力学优化的鹰式吸波体。与国内外同领域技术相比,鹰式技术便于拖拽运输,便于投放,便于现场维修,便于大型化,而国外研发了13年的英国Oyster技术和10年的美国PowerBuoy技术,均无法实现现场维护,运输和安装也存在着问题;能量转化方面,目前国内外从波浪到电的转换效率大多在15%左右,而鹰式技术转换效率基本保持在20%以上,最高达到37.7%。
[成果] 1800120418 山东
TP2 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:以准确测定海水中不同形态铁为研究目标,采用电分析方法和技术,通过对电极材料的改进和创新,结合筛选高效络合剂以及催化剂,发展了多种灵敏检测海水中不同形态铁的分析方法。将进一步提高项目组对铁的生物地球化学循环和铁的不同形态与浮游植物之间的相互作用的认识,更好地为赤潮预报等应急事件提供高质量的数据。项目成果:(1)发展了十种测定Fe(III)的方法,实现了海岸带水体中溶解态总铁的灵敏检测。解决了现有检测方法受海水基体干扰大,干扰离子多,检出下限不能满足海水中痕量铁检测的问题,同时采用一系列化学修饰电极及锡铋合金电极代替电化学方法中常采用的汞电极,避免了使用汞电极所存在的对环境不友好及操作困难等问题。(2)发展了一种测定Fe(II)的方法。该方法借助于电极修饰材料纳米碳化钛和铂纳米花的电子传递速度快和催化效应以及全氟磺酸的吸附作用,大幅度降低了对海水中Fe(II)的检出限,解决了海水中低浓度Fe(II)检出困难的问题。(3)发展了一种适用于近岸海水中5种不同形态铁的测定方法。该方法测定的检出限低至0.84纳米。该方法解决了其他分析测试方法(如分光光度法、原子光谱法、电感耦合等离子体质谱发等)所不能实现的海水中不同形态铁的检测问题。
[成果] 1800120435 天津
P71 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:只有知道海洋状态场从过去到现在是如何变化的,才可以预知其未来。海洋再分析利用数据同化技术将历史海洋观测资料与动力模式相结合,再现过去海洋状态场的变化,与海洋预报/预测紧密关联,是国际业务化海洋学前沿领域。主要研究内容:海洋再分析的关键“三要素”,即观测资料、动力模式与数据同化,是研究重点。基于此,拟从观测资料、再分析动力模式、再分析数据同化、系统构建和产品集研制、再分析产品应用示范等方面设置如下6个研究内容。(1)多源海洋历史观测资料处理技术研究。(2)全球高分辨率冰-海耦合再分析模式开发研究。(3)全球高分辨率时空多尺度多变量海洋再分析数据同化模型研制。(4)全球高分辨率冰-海耦合再分析系统构建和产品研制。(5)全球高分辨率海浪再分析产品研制。(6)全球高分辨率海洋再分析产品应用示范。
[成果] 1800120461 浙江
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:该项目针对潮能资源丰富的典型海湾和波浪能资源丰富的开敞海域,开展新型潮能和波浪能资源评估,开发利用关键技术和新型开发技术试验研究,首次提出利用海湾潮波相位差的全新潮能开发方式,基于数学物理方法理论上导出考虑阻力条件下潮能水头解析解,揭示了相位差潮能的聚集机制;据以获得理想装机功率与潮流强度和过水面积相关的计算公式,进而提出海湾相位差潮能选址的4项原则,为新型相位差潮能开发提供了科学与技术支撑。同时,该项目首次在典型海湾开展相位差潮能示范研究,系统研究了浮力摆式波浪能装置的水动力性能,着重分析了PTO阻尼特性和参数变化的影响,创造性地提出了基于双行程做功的波浪能液压传动系统新方案;提出自适应切换优化能量流的理想阻尼匹配控制策略,有效提高了波浪能发电系统控制的动态响应能力。利用波浪浮标结合遥感技术的观测手段,以及高分辨连续10年数值模拟的计算手段,得到中国波浪能重点海域资源储量;基于多层要素的波浪能选划指标体系,评估得出波浪能资源优选区块,为波浪能开发利用提供了重要的科学依据。
[成果] 1800120253 天津
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:针对中国不同海域海水循环冷却技术规模化应用的共性问题,开展海水循环冷却公用技术研究,形成相关设计规范(规程),提出环境评价和科学用海特征要素及指标,指导工程取排水设计;完成海水水处理药剂和海水冷却塔等装备产品定型,形成海水水处理药剂及冷却塔塔芯构件新产品和批量生产能力;实现海水循环冷却技术在中国沿海各省市的规模化应用。同时,探索黄海冷水团利用可行性,提出引水工程方案设计。主要成果:(1)海水循环冷却公用技术。(2)海水循环冷却关键技术装备产品定型。(3)海水循环冷却技术产业化开发应用。(4)黄海冷水团利用。
[成果] 1800120290 北京
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:甲壳质等海洋生物材料方面的研究基础,甲壳质转化衍生物制备关键技术,达到提高甲壳质资源的综合利用率,开发一批高值化新产品。确立了甲壳素清洁化生产工艺及甲壳质衍生物羧基化及裂解技术体系,原料转化率大于85%,原料损失率降低40%以上,生产成本下降约60%,废水排放量下降70%。建立了2条中试生产线,生产能力分别达到500和5000吨/年,开发新型的甲壳质寡聚酸衍生物原料,研制出3种新型产品,产品附加值提高约8~10倍。完成了农用甲壳素质量标准的备案,获得了功能性钙素肥料的正式登记证和土壤重金属固化剂有机肥料正式登记证。获得了以六寡糖为主体的手性(4~8)分子量小于1000的壳寡糖,分子量小于2000的壳寡糖和分子量小于3000的壳寡糖产品,其含量达到80%的高质量产品。
[成果] 1700450673 广西
[P71, TP2] 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:该成果是在广西壮族自治区教育厅重点资助下开展相关的项目研究取得的。在人类面临资源危机的今天,开发海洋资源具有重要的战略意义。海洋探测主要是采用单体的大型水中机器人,存在诸多不足,在有些应用场合采用多机器人协作取代单体的大型水中机器人是一种趋势。该成果研究的多水中机器人编队控制是机器人协作技术中的基础问题,具有重要理论意义与应用价值。该成果的主要论点和创新点如下:开展基于CPG模型的定量位姿控制研究:基于一种线性的CPG模型,提出了改进的比例导引位姿控制算法,实现机器鱼位置和角度的同时控制,并根据机器鱼初始位姿和终止位姿的相对关系,采用了分段切换控制的方式,实现仿鲹科三关节机器鱼游动模态的连续切换,增强机器鱼的姿态控制能力,实现精确的机器鱼位姿控制。以仿生箱鲀鱼为例,应用双闭环串级PID算法控制机器鱼的偏航角、翻滚角、俯仰角,同时引入卡尔曼滤波算法,能够对机器鱼各位姿的进行较精确稳定控制,实现机器鱼水下三维任意姿态游动。以盒子鱼为例,设计其人工侧线系统,通过改变CPG模型的运动控制参数,能够感知水流信息,得到机器鱼在向前、左转右转和上升下潜时的压强变化,为水下机器人提供了一种感知游动模态的新办法。为了解决仿生机器鱼处在复杂的水环境中难以建立精确的数学模型的难题,设计了一种适应的模糊控制算法,可以实时地控制机器鱼的方向和速度,使机器鱼能够快速地、较精确地到达目标点。开展基于一致性理论的编队控制研究:基于图论法,提出了一种三维坐标系下领导者-跟随者编队策略和一致性理论相结合的编队控制方法,具有容易控制和控制稳定的特点。在Matlab环境下进行了3D(三维)仿真。开展具有时变线性控制协议的网络化多智能体系统的有限时间一致性研究:建立了系统在任何预设时间内实现一致的时变线性反馈增益控制协议,该控制协议下所需网络系统通信拓扑条件与渐近一致的情况相同,所取得阶段性成果为更好探索一致性编队研究提供了新理论支撑。开展移动机器人最优路径的动态规划算法研究:提出了一种结合路径权重系数的动态规划算法,提高算法效率,有效抑制算法陷入局部最优以及减少移动机器人在移动过程中的不确定状态。开展物理机器鱼样机研究:获得一些技术发明成果,包括提供一种提高尾部摆动频率、提高机器鱼速度的仿生机器鱼尾部摆动机构,减小了尾部摆动惯性带来的能量损失,大大提高了机器鱼的尾部摆动频率;提供一种结构简单、体积小、成本低的类真空弹射装置,实现水中机器人实际应用中的物体传递、搬运以及多机器人之间的相互协作等任务;提供一种仿生程度高、驱动结构多样、运动自由度较大的类蝾螈机器人。
[成果] 1700450087 广西
X55 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:项目来源:该课题“北部湾海洋污染监测预警及应急技术研究”(课题编号:桂科攻0992027-1)来源于广西科学研究与技术开发计划项目“广西北部湾经济区污染监测预警及防灾应急技术系统研究”。对广西北部湾沿海地区的典型海洋生态环境进行调查,获取其本底数据;建立海洋环境数据库系统;收集北部湾潮流、潮汐、流场、风场等海水动力数据,结合相关本底数据;基于海洋流体动力学基本原理和有限差分技术、粒子扩散概念、物质输运扩散方程,建立二维潮流数值模型、北部湾溢油漂移扩散动态跟踪模型;使用C/S架构、VB+MapX技术构建了可视化展示平台,实现了溢油漂移过程的可视化展示;基于“3S”技术构建北部湾经济区重大海洋污染事件监测预警系统。技术原理和性能指标:技术原理:对广西北部湾沿海地区的典型海洋生态环境进行调查,获取其本底数据;建立海洋环境数据库系统;收集钦州湾潮流、潮汐、流场、风场等海水动力数据,结合相关本底数据;基于海洋流体动力学基本原理和有限差分技术、粒子扩散概念、物质输运扩散方程,建立二维潮流数值模型、钦州湾溢油漂移扩散动态跟踪模型、污染物输运扩散模型;使用C/S架构、VB+MapX技术构建了可视化展示平台,实现了潮流场、水位过程曲线、溢油漂移过程、溢油中心轨迹、水质等值线、包络线的可视化展示;基于“3S”技术构建北部湾经济区重大海洋污染事件监测预警系统。性能指标:建立基于GPRS技术的北部湾经济区重大海洋污染事件、水质预测模型及环境容量管理和海洋重大污染预警评估模型;建立海洋生物链模型及污染扩散预警模型和广西北部湾海水水质、污染的综合预警模型;构建基于“3S”的北部湾经济区重大海洋污染事件监测预警系统;可实现对各种空间信息和环境信息的快速、机动、准确、可靠的收集、处理与更新;研发基于海面典型监测网的海洋船舶污染及溢油动态监测技术;发表论文13篇。技术的创造性与先进性:查新报告显示,在所查国内针对广西北部湾经济区的污染监测预警及防灾应急技术系统研究中,除该查新项目委托单位的部分研究外,以下内容未见有报道:基于“3S”技术、GPRS技术和数据处理技术开发了北部湾海洋环境自动监测与数据处理系统;开发了钦州湾海域污染物、溢油扩散预警系统。广西北部湾沿海海洋污染数据的采集及数据库系统利用MapObjects GIS组件实现对图形空间数据的管理,用SQL数据库实现对自动站数据和其它文本数据进行管理,同时两类数据实现链接。采用先进的数值模拟技术建立北部湾海域环境预测系统。主要内容包括:潮流场数值预测模型、溢油漂移动态跟踪计算模型和污染物水质影响预测模型。同时配备了功能齐全界面友好的图形显示系统,实现数值产品的可视化。技术的成熟程度,适用范围和安全性:该项目是钦州学院和国家海洋局北海海洋环境监测中心站、钦州市海洋环境监测预报中心、防城港市海洋环境监测中心共同努力完成的,本身就积累了较好的推广、应用经验,也是比较符合海洋监测与管理需求的。因此,在后面的推广上,该项目将进一步完善系统与功能,根据立足广西北部湾沿海区县,采用多种渠道、灵活的方式,积极向海洋管理部门如应急联动中心、海洋局、海事局、环保局、渔业局、旅游局等开展宣传与推介(例如技术研讨会、培训班、网络宣传等),逐步与海洋管理部门和涉海企业进行推广合作。同时在这些部门与企业使用的过程中,逐步完善、优化该平台的各种功能。还可以将该平台的内容移植到相关行业,为更多的沿海地区的海洋事业部门和涉海中小企业提供服务。
[成果] 1700440013 浙江
P71 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:在舟山东极海岛建设了一个300米深的海岛深井地震综合观测示范台站,安装了井下地震监测仪和地面GNSS观测站,用作海洋地震观测台网组网技术研究的先期场所,获得了大量观测数据并用于研究;通过对海底流动观测设备的选型、测试,以及深海投放实验,获得了海底流动地震仪投放的完整技术。这些工作确保了浙江海洋地震监测组网技术的获得,并已经提出了基本的组网方案。1)解决的相关技术主要包括海洋深井监测台站的成井技术;通讯传输技术;远程管理技术;监测资料的数据处理技术;监测资料的质量评估;各类监测、传输、存储设备的适用性;浙江东海海域的监测干扰背景场特征。申请实用新型专利"用于海底地震仪投放的小型投放装置",该专利提供了一种用于投放海底地震仪的装置,解决了传统方法无法控制地震仪进入海水时的姿态减轻振动,使地震仪损坏的问题。2)海洋地震监测资料的数据处理技术;海洋环境对仪器的各类干扰影响的数据分析结果。3)东海海啸数值模型设计和海啸在东海大陆架的传播、放大效应。提供华东海啸数值模型1套。构建了华东沿海海啸模拟数据库,为将来建设海啸预警系统服务。4)发表相关论文5篇,编写"华东沿海海啸模拟软件"。并进行了软件著作权登记:利用数字地震资料及海洋地震地质基础数据,基于Matlab平台在Windows系统下重编译Philip liu等人编写的海啸模拟源程序,将分层静态位移解结果与已建立的海啸传播初始场快速融合,用交错网格蛙跳差分方法求解笛卡尔坐标系下非线性浅水波方程,模拟华东沿海地区地震海啸传播过程。
[成果] 1700450641 广西
P71 应用技术 海洋服务 公布年份:2017
成果简介:项目开展以来,通过对国内外海洋监测系统的分析,着重研究了水下传感器网络(UWSN)、水面浮标系统以及空间通信卫星等多维度构建海洋立体监测网络体系的可行性与传感器网络接入技术解决方案。项目成果《近海岸无线监测浮标系统的应用研究》等论文,论述了以海洋近海海域为研究对象,海面浮标作为三维立体监测系统水下传感网与北斗卫星通信中继站,通过北斗终端机的应用,改造海面浮标节点,提高浮标定位、通信的集成度,在浮标节点Zigbee组网的研究基础之上,进一步对其应用展开了应用拓展方面的研究工作。其中,项目负责人以第一作者发表相关学术论文3篇,其中中文核心2篇。通过研究表明国外关于海洋环境监测的研究相对成熟,国内海洋监测方面的技术研究与实施起步较晚,但是发展较为迅速,多方面的理论成果为建立海洋立体监测体系,提供了理论基础及关键技术研究等方面的支撑。海洋立体监测体系一般包括:水下的传感器节点、水面浮标节点、空间卫星、地面信息发射、接收站,监测数据信息中心等几个部分。随着海洋开发、监测的热度越来越高,构建合理的立体海洋监测网络对海洋资源勘查、海洋资源开发、海洋生态保护等方面具有深远的意义。北斗卫星系统,具有中国自主知识产权,其应用前景广阔,将北斗卫星通信在海洋监测方面必将成为未来重点的应用研究方向之一。在该项目研究过程中,项目负责人发表了相关的学术论文,从知网检索至今的下载量已达246次,具有一定的学术应用。
[成果] 1700340362 上海
P71 应用技术 海洋服务 公布年份:2016
成果简介:项目基本内容:APG-S3、S4段是该系统在中国大陆登陆的二条海缆。其中S3段由中国电信投资建设,投资额3.3亿;S4段由中国联通投资建设,投资额约3.85亿。二条海缆路由调查经由APG项目总承包商委托该院承担,调查目的为查明路由海域的工程地质条件,确保海缆的安全可靠性。APG-S3、S4段路由分别自上海崇明、南汇二处登陆点入海,向东穿越东海大陆架,延伸至东海陆坡,距岸约650km处,预铺设海缆总长1301km。根据国家海洋局批复的路由调查许可,勘察时段恰值夏季,是台风多发季节,为保证调查按期完成,该院组织4艘综合地球物理调查船同步执行海上作业,外业工作历时3个月,动员专业调查人员70余人。调查共完成4641km侧扫声呐、4641km浅地层、3983km多波束、905km单波束测线、表层和重力沉积物取样190站、静力触探143站、磁法测量交越管线35根。在规模上,属海洋勘察领域的大型、综合性项目,且完全依据国际路由调查规范执行。主要创新点:调查成果分析与集成:国际海底管线路由调查是综合型极强的海洋勘察项目,国内仅有几家大型研究院可以独立完成。按国际光缆路由勘察惯例,中国专属经济区内的勘察任务由总承包商委托国内勘察单位完成,中国专属经济区以外海域由国际勘探公司完成,并各自形成勘察成果。在APG-S3、S4段路由中,该院不仅独立完成了中国专属经济区内的所有勘察任务,还承担了整段路由勘察成果汇总工作,在国内尚属首例。解决复杂海域勘察干扰技术难题:APG-S3、S4段路由横跨长江口水下三角洲、东海大陆架、大陆坡,最远端距岸650km。其中位于大陆架上的东海潮流沙脊群是世界上最大的陆架潮流沙脊地貌发育区,工程地质条件复杂;东海渔场则是人类渔业捕捞活动最密集的海域之一,水下潜浮的渔网会对勘察设备造成威胁;而近海人类活动频繁,船舶航行与锚泊、海上工程项目施工等均会增加调查难度。该项目路由勘察克服了各种自然与人类活动因素的干扰,通过对现场各种调查资料的综合分析与相互验证,推荐较优的路由线路,为最终的海缆铺设确定走向与埋设要求。首次开展静力触探调查:为保证海底路由工程质量及安全,海底土体的物理力学性质、地基承载力及判断土体液化可能性已成为海洋工程勘察的重要测试项目。由于海底土体一般为新近沉积物,厚度大、饱和松散且容易扰动,普通的钻探取样与室内试验都难以真实的反应原状土的性质,为此以静力触探为代表的原位测试方法成为海洋工程勘察领域调查新方法。该院采用全新的海洋静力触探系统进行现场调查,同时配备具有动力定位的调查船舶,以保证仪器安全以及调查站位的精度,该项目共完成143站静力触探调查。促进海洋科技进步作用及应用或推广情况: APG海底光缆将构成中国直达亚太区主要国家的大容量传输网络,项目建成后能满足迅猛增长的中国大陆至亚太区域的国际互联网出口带宽增长需求,对降低国际通道成本,建立竞争优势等具有重要价值,对提升亚太区域重点网络安全性也具有重要意义。
[成果] 1700310024 河北
P74 应用技术 海洋服务 公布年份:2016
成果简介:主要技术内容:多金属结核/结壳因其富含锰、钴等金属元素且储量巨大,成为开发价值仅次于海洋石油的深海固体矿产;还因其在漫长的生长过程中记录和蕴含着丰富的古海洋信息,是追溯环境演化的良好载体。边缘海区域海洋物理、化学及沉积环境等因素变化剧烈,多金属结核、结壳生长发育过程中所记录的沉积速率变化、底流活动等古海洋信息更为丰富,并在其形态、壳层结构、矿物组成、元素地球化学特征等方面体现出来,成为古海洋、古环境、古气候演化的“记录仪”。边缘海还因水深、距离等优势,成为深海矿产最佳的开采试验场,具有优越的环境与资源条件。 该项目重点对南海多金属结核/结壳样品开展了综合研究,并与太平洋、印度洋等不同海域的样品进行了对比。通过同位素年代学、微体古生物学、矿物学、沉积学、元素/同位素地球化学等方法,精确识别结核的元素组成、生长-间断年龄、物质来源、结构―组分等因素,高精度再现边缘海多金属结核的生长过程,解析了其环境记录信息、探讨了其资源利用前景。 主要技术创新: 1.发现了边缘海多金属结核/结壳的发育过程对新生代晚期北半球冰期进程具有良好的响应关系,在其生长纹层、元素组成等方面均留下精确的记录信息。 2.多金属结核/结壳是稀土元素富集体,揭示了其富集特征与富集规律。该发现为多金属结核/结壳资源化利用提供理论支持,并奠定了海洋稀土资源利用的新途径。 3.证实了边缘海多金属结核/结壳与大洋多金属结核/结壳物质组成方面存在明显的差异。 推广应用情况: 出版著作《南海北部多金属结核:特征、成因及古海洋记录》1本和发表相关核心期刊论文十余篇,其中被SCI(《SCIENCE CHINA Earth Sciences》、《Journal of Rare Earths》和《Journal of Earth Science》)收录3篇,并被Nicolas et al.引用发表在《Geochimica et Cosmochimica Acta》(影响因子4.3)、Simandl引用发表在《Mineralium Deposita》(影响因子2.6)和Xu Changhai引用发表在《INTERNATIONAL GEOLOGY REVIEW》(影响因子1.7);被EI(《地球科学-中国地质大学学报》)收录1篇,并被李忠勤等引用发表在《地球科学-中国地质大学学报》(影响因子1.3)、被关瑶引用发表在《矿物学报》(影响因子0.8)以及胡镕、高岚等学位论文引用;其余核心期刊论文部分被李强、吴绍渊、王双等引用发表。 推动科技进步作用: 多年来,边缘海多金属结核的研究工作进展缓慢。该研究以国家自然科学基金项目为依托,对边缘海结核进行了综合研究,发现高沉积区快速生长多金属结核新类型;厘定了其物质组成与古海洋环境变化的内在联系,尤其是对北半球冰期过程的响应关系。填补了该研究领域的多项空白,改善了研究基础薄弱的现状,为边缘海多金属结核的研究奠定了良好的基础。
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