海洋开发

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[外文]：oceanexploitation人类为了生存和发展，利用技术手段对海洋的矿物资源、生物资源、水资源和空间资源进行勘探、开采、利用的整个行为。按照所开发资源的不同属性又可分为海洋生物资源开发、海底矿产资源开发、海水化学资源开发、海洋能开发和海洋空间利用5个方面。海洋调查研究、海洋工程技术和设备直接影响海洋开发的深度和广度。开发的历史人类利用海洋已有几千年的历史了。由于受到生产条件和技术水平的限制，早期的开发活动主要是用简单的工具在海岸和近海中捕鱼虾、晒海盐，以及海上运输，逐渐形成了海洋渔业、海洋盐业和海洋运输业等传统的海洋开发产业。17世纪20年代至20世纪50年代，一些沿海国家开始开采海底煤矿、海滨砂矿和海底石油。20世纪60年代以来，人类对矿物资源、能源的需求量不断增加，开始大规模地向海洋索取财富。随着科学技术的进步，对海洋资源及其环境的认识有了进一步的提高，海洋工程技术也有了很大发展，海洋开发进入到新的发展阶段；大规模开发海底石油、天然气和其他固体矿藏，开始建立潮汐发电站和海水淡化厂，从单纯的捕捞海洋生物向增养殖方向发展，利用海洋空间兴建海上机场、海底隧道、海上工厂、海底军事基地等，形成了一些新兴的海洋开发产业。开发的现状现代海洋开发活动中，海洋石油、天然气的开发、海洋运输、海洋捕捞以及制海盐规模和产值巨大，属于已成熟的产业，正在进行技术改造和进一步扩大生产；海水增养殖业、海水淡化、海水提溴和镁、潮汐发电、海上工厂、海底隧道等正在迅速发展；深海采矿、波浪发电、温差发电、海水提铀、海上城市等正在研究和试验之中。海底矿产资源开发海底矿产资源种类繁多，石油和天然气的开发产值占首位，其次是煤矿，另外还有砂、砾石和重砂矿等。（1）石油和天然气。海底有5000万平方公里（约占海洋面积的14％）潜在的含油沉积盆地，其中石油的可采储量估计为1350亿吨。近期勘探表明，水深大于200米的大陆坡、大陆隆和小洋盆很可能是未来油气生产的远景区。20世纪80年代初从事海上油气勘探的国家已达100多个。1983年钻井水深已达1965米。到1984年5月，全世界共有活动式钻井平台715座，其中自升式436座，半潜式164座，坐底式29座，钻井浮船和驳船86艘。世界海洋石油产量从1950年的0.3亿吨，占世界石油总产量的5.5％，增长到1983年的6.9亿吨，占世界石油总产量的26％。其中以英国、沙特阿拉伯、墨西哥、美国和委内瑞拉等国产量最多。海洋天然气1983年的产量为2960亿立方米，占世界天然气总产量的19％。其中美国、英国和挪威的产量占总产量的71.8％。海洋石油和天然气开发的产值已占海洋开发总产值的70％左右。中国1959年开始在渤海勘探，以后逐渐扩大到南黄海、东海和南海北部大陆架，包括台湾方面在内，已发现了7个大型含油气沉积盆地。（2）煤矿。目前开采海底煤矿的国家有日本、英国、加拿大、土耳其、智利、中国等。日本海底煤矿的开采量占其全国煤总产量的50％左右。智利海底煤矿的开采量达全国煤总产量的84％。英国的位于诺森伯兰离岸14公里海底的煤矿是世界最大的海底煤矿。（3）重砂矿和砂砾。海滨砂矿的开采方法很多。目前世界80％的锆石、90％的金红石都是由澳大利亚海滨砂矿开采的。世界90％的锡石来自海滨砂矿，泰国是最大的产锡国。美国在阿拉斯加的好消息湾开采的铂砂矿占美国铂总产量的90％以上。中国开采的海滨砂矿有钛铁矿、锆石、独居石和磷钇矿等。世界上正在开采海洋砂砾的国家有日本、英国、美国、丹麦、荷兰、中国和瑞典等。（4）锰结核和热液矿床。这两种矿目前尚未正式开采。海底锰结核的试验性开采已经开始，1978年3月“塞德科445”号采矿船在夏威夷东南1700公里、水深5000米处试采，日产锰结核300吨；1980年6月和1981年3月“格洛玛·勘探者”号船两次进行试采，日产锰结核500吨。联邦德国的普罗伊萨克公司1979年已从红海2200米深的海底采出15000立方米的矿泥。目前一些国家正在研究提炼软泥中的金属的技术。（见海底采矿技术）海水化学资源开发海水中存在着丰富的资源（见海洋资源化学）。人类直接从海水中大量提取或利用的物质目前只有食盐、溴、镁和淡水等。食盐是提取量最大的海水化学物质，世界年产量已超过5000万吨。中国的产量一直居首位，1983年的生产量为1194万吨。海水提溴和提镁发展都较快，世界溴产量的70％、镁产量的34％都来源于海水。海水淡化的方法很多(见海水淡化)，发展很快。1975年世界日产95吨以上的海水淡化装置有1036个，日产淡水量约200万吨；到1980年规模同等的淡水装置已达2204个，日产淡水量达727万吨。海洋生物资源开发包括捕捞和养殖两个方面。在20世纪60年代以前，海产捕获量直线上升，但70年代以后，虽然捕渔船队和吨位数比过去成倍增加，产量却徘徊在6000万吨左右。1982年世界海洋渔获量6820万吨，其中日本居首位，苏联次之，中国居第三位。由于捕捞量的90％以上集中在大陆架水域，造成捕捞过度。近十多年来，水产资源遭到破坏，不少国家的捕捞区已向深海远洋发展，并寻找新的海洋生物资源。据联合国粮农组织初步估计，南极磷虾蕴藏量约10～50亿吨。在不破坏生态平衡的前提下，每年可捕捞5000～7000万吨，几乎相当于目前世界的总渔获量，受到世界各国重视。海水增养殖发展很快，日本1960年海水养殖产量为30万吨，到1982年已达118万吨；美国的海水牡蛎养殖产量居世界首位，1982年产24590吨牡蛎（净肉）；中国海水养殖的产量1983年已达54.5万吨，比1954年增加了5倍多，养殖品种有海带、紫菜、贻贝、鲍鱼、牡蛎、蛤、海参、对虾、梭鱼、尼罗罗非鱼等。海洋能利用包括潮汐发电、波浪发电和温差发电等。世界上第一座具有商业规模的潮汐发电站是1966年法国建成的朗斯河口潮汐发电站，总装机容量24万千瓦，年发电量5.44亿度。1968年，苏联也在基斯洛亚湾建成装机容量800千瓦的潮汐发电站。1984年4月加拿大在芬迪湾建成的安纳波利斯潮汐发电站，装机容量19900千瓦。中国1980年建成的江厦潮汐试验电站，设计总装机容量3000千瓦，年发电量1070万度。小型的波浪发电装置已达到商品化、实用化，在导航浮标和灯塔上广泛使用。日本等国建造“海明”号波浪发电船，开始使波浪发电装置向大型化发展，已经过两次发电试验。第二次试验于1979～1980年，共装8台机组，最大输出功率1000千瓦，年发电量19万度。温差发电从70年代以来发展较快，1979年美国在夏威夷岛近海建成一艘试验性的温差发电船，输出功率50千瓦。1982年在夏威夷群岛的瓦胡岛建设岸式和海上试验电站各一座，功率均为4万千瓦。日本于1981年在瑙鲁岛上建成的一座岸式试验性温差发电站，发电机额定功率100千瓦，试验时最大功率120千瓦。海洋空间利用人类为了满足生产和生活的需要，把海上、海中和海底空间当作交通、生产、军事活动和居住、娱乐的场所。（1）海上运输。海上运输历史悠久，早在公元前1000年时，地中海沿岸国家已开始航海。公元1405～1433年中国郑和7次率船队下“西洋”，曾到达非洲的马达加斯加附近，与东非、印度、南洋30多国进行交往。到19世纪末，世界大洋的主要航道都已开辟。20世纪前期，又开辟了通往南极的航道，开凿了连接太平洋和大西洋的巴拿马运河，开始了北极航道的定期航行。第二次世界大战以来，海上货运量已由1938年的4.7亿吨，增长为目前的40亿吨；海上运输船队由1935年的29071艘，6372万总吨，增长为1982年的7.5万艘，4.3亿总吨。（2）海上城市和海上机场。海上城市是指在海上建立的具有新城市机能、新交通体系的大型居住区，可容纳几万人。目前世界上已建成的最大海上城市是日本神户人工岛（见人工岛）。海上机场是把飞机的起降跑道建筑在海上固定式建筑物或漂浮式构筑物上的机场。如日本的长崎机场、英国伦敦的第三机场建在人工岛上；美国纽约拉瓜迪亚机场是用钢桩打入海底建立的桩基式海上机场；日本正在建筑的关西机场则是漂浮式海上机场，位于大阪湾东南离泉州5公里的海面上，它是将巨大钢箱焊接在许多钢制浮体上，浮体半潜于水中，钢箱高出海面作为机场，用锚链系泊于海上，机场面积设计为1100公顷。（3）海上工厂。是把生产装置安放在海上漂浮的设施上，就地开发利用海洋能的工厂。日本等国建的“海明”号波浪发电厂、美国建的温差发电厂都是建在船上的海上发电厂。美国在新泽西州岸外大西洋东北11英里处建立的海上原子能发电厂安置在两只漂浮的大平底船上，周围环有马蹄形防波堤，发电能力为115万千瓦。巴西在亚马逊河口建的海上纸浆厂，安置在一艘钢制大平底船上，可日产纸浆750吨。另外，日本还建有日处理垃圾达10000吨的海上废弃物处理厂以及日产5000立方米淡水的浮式海上淡化厂。（4）海底隧道。世界上已建成数条海底隧道。日本正在修建的“青函海底隧道”是世界上最长的海底隧道，它穿过津轻海峡，全长53.85公里。其中海底部分长23.3公里；最深部分在海底100米以下，隧道顶部离水面的距离为240米。工程于1964年5月正式动工，先导坑道已于1983年1月全部打通；可并行两列火车的主坑道也于1985年3月打通，整个隧道要到1987年才能正式通车。目前正在建设的还有长51公里的“英吉利海底隧道”和47公里的“直布罗陀海底隧道”等。（5）海底军事基地。是指建在海底的导弹和卫星发射基地、水下指挥控制中心、潜艇水下补给基地、海底兵工厂、水下武器试验场等用于军事目的的基地。它们大体上可分为两类：一类是设在海底表面的基地，由沉放海底或在海底现场安装的金属构筑物组成；另一类是在海底下面开凿隧道和岩洞做为基地。美国、苏联修建得最多。开发的趋势石油和天然气的开发仍将占居首位，并向深海和环境恶劣的海区发展；开发设备朝大型化、浮动化、自动化方向发展，设备的抗波浪能力、耐久性、安全性和稳定性将增强；钻探设备中半潜式平台和钻井船的比重将增大。到2000年，预计海洋石油的产量将占世界石油总产量一半左右。20世纪90年代将开始洋底锰结核矿和海底热液矿床的商业规模开采，深海采矿业将逐步发展成为新兴产业。到90年代中期，人工智能机器人的海洋潜水技术将进入实用阶段。