海洋開發

隨著社會經濟的發展，海洋的價值也越來越被人類重視，人們從不同的角度對其進行開發和利用。而在此過程中，所產生的廢棄物也越來越多，這些廢棄物絕大部分最終直接或間接地進人海洋。當這些廢物和污水的排放量達到一定的限度．海洋便受到了污染。諸如海洋石油污染、海洋重金屬污染、海洋熱污染、海洋放射性污染等。受到污染的海域，會損害海洋生物，危害人類健康，妨礙人類的海洋生產活動．損害海水使用質量，造成優美環境被破壞等。

基本介紹

• 中文名：海洋開發
• 外文名：ocean exploitation
• 首次開發：1959年，渤海勘探
• 從事國家：20世紀80年代初，已達100多個
• 開發類型：海洋漁業、海洋鹽業和海洋運輸業
• 海底資源：石油和天然氣等
• 海開發技術：海水淡化、深海探測與深潛技術

開發的歷史

人類利用海洋已有幾千年的歷史。由於受到生產條件和技術水平的限制，早期的開發活動主要是用簡單的工具在海岸和近海中捕魚蝦、曬海鹽，以及海上運輸，逐漸形成了海洋漁業、海洋鹽業和海洋運輸業等傳統的海洋開發產業。

17世紀20年代至20世紀50年代，一些沿海國家開始開採海底煤礦、海濱砂礦和海底石油。

20世紀60年代以來，人類對礦物資源、能源的需求量不斷增加，開始大規模地向海洋索取財富。隨著科學技術的進步，對海洋資源及其環境的認識有了進一步的提高，海洋工程技術也有了很大發展，海洋開發進入到新的發展階段；大規模開發海底石油、天然氣和其他固體礦藏，開始建立潮汐發電站和海水淡化廠，從單純的捕撈海洋生物向增養殖方向發展，利用海洋空間興建海上機場、海底隧道、海上工廠、海底軍事基地等，形成了一些新興的海洋開發產業。

開發的現狀

現代海洋開發活動中，海洋石油、天然氣的開發、海洋運輸、海洋捕撈以及制海鹽規模和產值巨大，屬於已成熟的產業，正在進行技術改造和進一步擴大生產；海水增養殖業、海水淡化、海水提溴和鎂、潮汐發電、海上工廠、海底隧道等正在迅速發展；深海採礦、波浪發電、溫差發電、海水提鈾、海上城市等正在研究和試驗之中海底礦產資源開發

海洋石油天然氣的開發

海底礦產資源

海底礦產資源種類繁多，石油和天然氣的開發產值占首位，其次是煤礦，另外還有砂、礫石和重砂礦等。

石油和天然氣

海底有5000萬平方公里（約占海洋面積的14%）潛在的含油沉積盆地，其中石油的可采儲量估計為1350億噸。勘探表明，水深大於200米的大陸坡、大陸隆和小洋盆很可能是未來油氣生產的遠景區。

中國1959年開始在渤海勘探，以後逐漸擴大到南黃海、東海和南海北部大陸架，包括台灣方面在內，已發現了7個大型含油氣沉積盆地。

20世紀80年代初從事海上油氣勘探的國家已達100多個。1983年鑽井水深已達1965米。到1984年5月,全世界共有活動式鑽井平台715座，其中自升式436座，半潛式 164座，坐底式29座，鑽井浮船和駁船86艘。世界海洋石油產量從1950年的0.3億噸，占世界石油總產量的5.5%，增長到1983年的6.9億噸，占世界石油總產量的26%。其中以英國、沙烏地阿拉伯、墨西哥、美國和委內瑞拉等國產量最多。海洋天然氣1983年的產量為2960億立方米，占世界天然氣總產量的19%。其中美國、英國和挪威的產量占總產量的71.8%。海洋石油和天然氣開發的產值已占海洋開發總產值的70%左右。

煤礦

開採海底煤礦的國家有日本、英國、加拿大、土耳其、智利、中國等。日本海底煤礦的開採量占其全國煤總產量的50%左右。智利海底煤礦的開採量達全國煤總產量的84%。英國的位於諾森伯蘭離岸14公里海底的煤礦是世界最大的海底煤礦。

日本海底煤礦

重砂礦和砂礫

海濱砂礦的開採方法很多。世界80%的鋯石、90%的金紅石都是由澳大利亞海濱砂礦開採的。世界90%的錫石來自海濱砂礦，泰國是最大的產錫國。美國在阿拉斯加的好訊息灣開採的鉑砂礦占美國鉑總產量的90%以上。中國開採的海濱砂礦有鈦鐵礦、鋯石、獨居石和磷釔礦等。世界上正在開採海洋砂礫的國家有日本、英國、美國、丹麥、荷蘭、中國和瑞典等。

海水化學資源

海水中存在著豐富的資源。人類直接從海水中大量提取或利用的物質只有食鹽、溴、鎂和淡水等。食鹽是提取量最大的海水化學物質，世界年產量已超過5000萬噸。中國的產量一直居首位，1983年的生產量為1194萬噸。海水提溴和提鎂發展都較快，世界溴產量的70%、鎂產量的34%都來源於海水。海水淡化的方法很多，發展很快。1975年世界日產95噸以上的海水淡化裝置有1036個，日產淡水量約200萬噸；到1980年規模同等的淡水裝置已達2204個，日產淡水量達727萬噸。

錳結核和熱液礦床

這兩種礦目前尚未正式開採。海底錳結核的試驗性開採已經開始，1978年3月“塞德科445”號採礦船在夏威夷東南1700公里、水深5000米處試采，日產錳結核300噸；1980年6月和1981年3月“格洛瑪·勘探者”號船兩次進行試采,日產錳結核500噸。聯邦德國的普羅伊薩克公司1979年已從紅海2200米深的海底采出15000立方米的礦泥。一些國家正在研究提煉軟泥中的金屬的技術。

海洋生物資源

海水增養殖發展很快，日本1960年海水養殖產量為30萬噸，到1982年已達118萬噸；美國的海水牡蠣養殖產量居世界首位，1982年產24590噸牡蠣（淨肉）；中國海水養殖的產量1983年已達54.5萬噸,比1954年增加了5倍多，養殖品種有海帶、紫菜、貽貝、鮑魚、牡蠣、蛤、海參、對蝦、梭魚、尼羅羅非魚等。

包括捕撈和養殖兩個方面。在20世紀60年代以前，海產捕獲量直線上升，但70年代以後，雖然捕漁船隊和噸位數比過去成倍增加,產量卻徘徊在6000萬噸左右。1982年世界海洋漁獲量6820萬噸，其中日本居首位，蘇聯次之，中國居第三位。由於捕撈量的90%以上集中在大陸架水域，造成捕撈過度。近十多年來，水產資源遭到破壞，不少國家的捕撈區已向深海遠洋發展，並尋找新的海洋生物資源。據聯合國糧農組織初步估計，南極磷蝦蘊藏量約10～50億噸。在不破壞生態平衡的前提下，每年可捕撈5000～7000萬噸，幾乎相當於世界的總漁獲量，受到世界各國重視。

海洋能利用

包括潮汐發電、波浪發電和溫差發電等。世界上第一座具有商業規模的潮汐發電站是1966年法國建成的朗斯河口潮汐發電站，總裝機容量24萬千瓦，年發電量5.44億度。1968年，蘇聯也在基斯洛亞灣建成裝機容量800千瓦的潮汐發電站。1984年4月加拿大在芬迪灣建成的安納波利斯潮汐發電站，裝機容量19900千瓦。中國1980年建成的江廈潮汐試驗電站，設計總裝機容量3000千瓦，年發電量1070萬度。小型的波浪發電裝置已達到商品化、實用化，在導航浮標和燈塔上廣泛使用。日本等國建造“海明”號波浪發電船，開始使波浪發電裝置向大型化發展，已經過兩次發電試驗。第二次試驗於1979～1980年，共裝8台機組，最大輸出功率1000千瓦，年發電量19萬度。溫差發電從70年代以來發展較快，1979年美國在夏威夷島近海建成一艘試驗性的溫差發電船，輸出功率50千瓦。1982年在夏威夷群島的瓦胡島建設岸式和海上試驗電站各一座，功率均為4萬千瓦。日本於1981年在諾魯島上建成的一座岸式試驗性溫差發電站，發電機額定功率100千瓦，試驗時最大功率120千瓦。

海洋空間利用

人類為了滿足生產和生活的需要，把海上、海中和海底空間當作交通、生產、軍事活動和居住、娛樂的場所。

海上運輸

海上運輸歷史悠， 早在公元前1000年時,地中海沿岸國家已開始航海。公元1405～1433年中國鄭和7次率船隊下“西洋”，曾到達非洲的馬達加斯加附近，與東非、印度、南洋30多國進行交往。到19世紀末,世界大洋的主要航道都已開闢。20世紀前期，又開闢了通往南極的航道，開鑿了連線太平洋和大西洋的巴拿馬運河，開始了北極航道的定期航行。第二次世界大戰以來，海上貨運量已由1938年的4.7億噸,增長為40億噸；海上運輸船隊由1935年的29071艘，6372萬總噸，增長為1982年的7.5萬艘，4.3億總噸。

海上城市

海上城市是指在海上建立的具有新城市機能、新交通體系的大型居住區，可容納幾萬人。目前世界上已建成的最大海上城市是日本神戶人工島（見人工島）。

海上機場

海上機場是把飛機的起降跑道建築在海上固定式建築物或漂浮式構築物上的機場。如日本的長崎機場、英國倫敦的第三機場建在人工島上；美國紐約拉瓜迪亞機場是用鋼樁打入海底建立的樁基式海上機場；日本正在建築的關西機場則是漂浮式海上機場，位於大阪灣東南離泉州5公里的海面上,它是將巨大鋼箱焊接在許多鋼製浮體上，浮體半潛於水中，鋼箱高出海面作為機場，用錨鏈系泊於海上，機場面積設計為1100公頃。

海上工廠

是把生產裝置安放在海上漂浮的設施上，就地開發利用海洋能的工廠。日本等國建的“海明”號波浪發電廠、美國建的溫差發電廠都是建在船上的海上發電廠。美國在新澤西州岸外大西洋東北11英里處建立的海上原子能發電廠安置在兩隻漂浮的大平底船上，周圍環有馬蹄形防波堤，發電能力為115萬千瓦。巴西在亞馬遜河口建的海上紙漿廠，安置在一艘鋼製大平底船上，可日產紙漿750噸。另外,日本還建有日處理垃圾達10000噸的海上廢棄物處理廠以及日產5000立方米淡水的浮式海上淡化廠。

海底隧道

世界上已建成數條海底隧道。日本正在修建的“青函海底隧道”是世界上最長的海底隧道，它穿過津輕海峽,全長53.85公里。其中海底部分長23.3公里；最深部分在海底100米以下，隧道頂部離水面的距離為240米。工程於1964年5月正式動工，先導坑道已於1983年 1月全部打通；可並行兩列火車的主坑道也於1985年3月打通，整個隧道要到1987年才能正式通車。目前正在建設的還有長51公里的“英吉利海底隧道”和47公里的“直布羅陀海底隧道”等。

海底軍事基地

是指建在海底的飛彈和衛星發射基地、水下指揮控制中心、潛艇水下補給基地、海底兵工廠、水下武器試驗場等用於軍事目的的基地。它們大體上可分為兩類：一類是設在海底表面的基地，由沉放海底或在海底現場安裝的金屬構築物組成；另一類是在海底下面開鑿隧道和岩洞做為基地。美國、蘇聯修建得最多。

海洋開發技術

海水淡化技術

向海洋要淡水已成定勢。淡水資源奇缺的中東地區，數十年前就把海水淡化作為獲取淡水資源的有效途徑。美國正在積極建造海水淡化廠，以滿足人們與將來對淡水的需求。全世界共有近8000座海水淡化廠，每天生產的淡水超過60億米，俄羅斯海洋學家探測查明，世界各大洋底部也擁有極為豐富的淡水資源，其蘊藏量約占海水總量的20%。這為人類解決淡水危機展示了光明的前景。

深海探測與深潛技術

深海是指深度超過6000米的海域。世界上深度超過6000米的海溝有30多處，其中的20多處位於太平洋洋底，馬里亞納海溝的深度達11000米，是迄今為止發現的最深的海域。深海探測，對於深海生態的研究和利用、深海礦物的開採以及深海地質結構的研究，均具有非常重要的意義。

美國是世界上最早進行深海研究和開發的國家，“阿爾文”號深潛器曾在水下4000米處發現了海洋生物群落，“傑遜”號機器人潛入到了6000米深處。1960年，美國的“迪里雅斯特”號潛水器首次潛入世界大洋中最深的海溝――馬里亞納海溝，最大潛水深度為10916米。

1997年，中國利用自製的無纜水下深潛機器人，進行深潛6000米深度的科學試驗並取得成功，這標誌著中國的深海開發已步入正軌。

大洋鑽探技術

在漫長的地球歷史中，滄海桑田、大陸漂移、板塊運動、火山爆發、地震等都是地殼運動的表現形式。洋底是地殼最薄的部位，且有矽鋁缺失現象，沒有花崗岩那樣堅硬的岩層。因此，洋底地殼是人類將認識的觸角伸向地幔的最佳通道，“大洋鑽探”是研究地球系統演化的最佳途徑。

為了得到整個洋殼6000米的剖面結構，從而獲取地殼、地幔之間物質交換的第一手資料，美國自然科學基金會從1966年開始籌備“深海鑽探”計畫，即“大洋鑽探”的前身。1968年8月，“格羅瑪·挑戰者”號深海鑽探船，第一次駛進墨西哥灣，開始了長達15年的深海鑽探，該船所收集的達百萬卷的資料已成為地球科學的寶庫，其研究成果證實了海底擴張，建立了“板塊學說”，為地球科學帶來了一場革命。

1985年1月，美、英、法、德等國拉開了“大洋鑽探”的序幕。“大洋鑽探”計畫主要從兩方面展開研究：一是研究地殼與地幔的成分、結構和動態；二是研究地球環境，即水圈、冰圈、氣圈和生物圈的演化。

海洋遙感技術

海洋遙感技術，主要包括以光、電等信息載體和以聲波為信息載體的兩大遙感技術。

海洋聲學遙感技術是探測海洋的一種十分有效的手段。利用聲學遙感技術，可以探測海底地形、進行海洋動力現象的觀測、進行海底地層剖面探測，以及為潛水器提供導航、避碰、海底輪廓跟蹤的信息。

海洋遙感技術是海洋環境監測的重要手段。衛星遙感技術的突飛猛進，為人類提供了從空間觀測大範圍海洋現象的可能性。海洋衛星，為海洋遙感技術提供了堅實的支撐平台。

中國的海洋遙感技術始於70年代，開始是藉助國外氣象衛星和陸地衛星的資料，開展空間海洋的套用研究，解決中國海洋開發、科學研究等實際問題。同時，中國積極研究發展本國的衛星遙感技術。1990年9月，中國發射“風雲－1乙”衛星，該衛星上有兩個波段為專用的海洋視窗，用於海洋遙感探測。

海洋導航技術

海洋導航技術，主要包括無線電導航定位、慣性導航、衛星導航、水聲定位和綜合導航等。

無線電導航定位系統，包括近程高精度定位系統和中遠程導航定位系統。最早的無線電導航定位系統是20世紀初發明的無線電測向系統。20世紀40年代起，人們研製了一系列雙曲線無線電導航系統，如美國的“羅蘭”和“歐米加”，英國的“台卡”等。

衛星導航系統是發展潛力最大的導航系統。1964年，美國推出了世界上第一個衛星導航系統――海軍衛星導航系統，又稱子午儀衛星導航系統。該系統已成為使用最為廣泛的船舶導航系統。

中國的海洋導航定位技術起步較晚。1984年，中國從美國引進一套標準“羅蘭－C”台鏈，在南海建設了一套遠程無線電導航系統，即“長河二號”台鏈，填補了中國中遠程無線電導航領域的空白。在衛星導航方面，中國注重發展陸地、海洋衛星導航定位，已成為世界上衛星定位點最多的國家之一。