海洋工程环境学海洋环境与海洋结构物课件.ppt

1、1Environmental Mechanics of Environmental Mechanics of Environmental Mechanics of Ocean EngineeringOcean EngineeringOcean Engineering2 本课程为主修船舶与海洋工程专业学生的专业课程，主要讨论船舶与海洋结构物营运的海洋环境条件和力学问题。主要内容包括海洋海洋环境因素环境因素介绍和分析计算，波浪作用下的流场流场计算计算和船舶与海洋结构物遭遇环境荷载及其运环境荷载及其运动响应动响应计算三部分。概率论和流体力学为本课程的专业基础课。课程摘要课程摘要：3海洋环境因素介绍海

2、洋环境因素介绍海洋结构物与海洋环境的相互作用现象与机理海洋结构物与海洋环境的相互作用现象与机理风浪流等海洋风浪流等海洋环境因素分析环境因素分析波浪概率特性和短期分布波浪概率特性和短期分布波浪能量分布和谱分析方法波浪能量分布和谱分析方法波浪长期分布特性分析波浪长期分布特性分析线性和非线性波浪流场计算线性和非线性波浪流场计算船舶与海洋结构物遭遇风浪流荷载计算船舶与海洋结构物遭遇风浪流荷载计算海洋工程结构物实验方法海洋工程结构物实验方法 主要内容主要内容：4参考教材：参考教材：海洋工程环境曾一非 上海交大出版社海洋科学导论冯士筰等海洋工程波浪力学 竺艳蓉Waves and Wave Loads on

3、 Offshore Structures Wang Yanying560.海洋环境与海洋结构物海洋环境与海洋结构物0.1 海洋环境因素分析1 海洋面积为地球表面积的 70.8%.海洋体积为地球体积的 0.127%.海洋水量为地球上总水量的 97%.海水的热容量为空气的 3000倍，陆地的 2倍。70.海洋环境与海洋结构物海洋环境与海洋结构物0.1 海洋的划分海洋的划分 地球上互相连通的广阔水域构成统一的世界海洋。根据海洋要素地球上互相连通的广阔水域构成统一的世界海洋。根据海洋要素特点及形态特征，可将其分为主要部分和附属部分。主要部分为洋，特点及形态特征，可将其分为主要部分和附属部分。主要部分为

4、洋，附属部分为海、海湾和海峡。附属部分为海、海湾和海峡。洋或称大洋，是海洋的主体部分，一般远离大陆，面积广阔，约洋或称大洋，是海洋的主体部分，一般远离大陆，面积广阔，约占海洋总面积的占海洋总面积的90.3%；深度大，一般；深度大，一般2000m；海洋要素如盐度、；海洋要素如盐度、温度等不受大陆影响，盐度平均为温度等不受大陆影响，盐度平均为35，且年变化小；具有独立的，且年变化小；具有独立的潮汐系统和强大的洋流系统。潮汐系统和强大的洋流系统。海是海洋的边缘部分，据国际水道测量局的材料，全世界共有海是海洋的边缘部分，据国际水道测量局的材料，全世界共有54个海，其面积只占世界海洋总面积的个海，其面积

5、只占世界海洋总面积的9.7%。海的深度较浅，平均深。海的深度较浅，平均深度一般在度一般在2000m以内。其温度和盐度等海洋水文要素受大陆影响很以内。其温度和盐度等海洋水文要素受大陆影响很大，并有明显的季节变化。水色低，透明度小，没有独立的潮汐和大，并有明显的季节变化。水色低，透明度小，没有独立的潮汐和洋流系统，潮波多系由大洋传入，但潮汐涨落往往比大洋显著，海洋流系统，潮波多系由大洋传入，但潮汐涨落往往比大洋显著，海流有自己的环流形式。流有自己的环流形式。180.海洋环境与海洋结构物海洋环境与海洋结构物190.海洋环境与海洋结构物海洋环境与海洋结构物0.1 海洋环境因素分析 太平洋，大西洋，印度

6、洋，北冰洋太平洋，大西洋，印度洋，北冰洋 地中海，波斯湾，墨西哥湾，加勒比海地中海，波斯湾，墨西哥湾，加勒比海 北海，南海北海，南海1海洋范围大西洋大西洋23%23%印度洋印度洋20%20%其它其它11%11%太平洋太平洋46%46%太平洋太平洋大西洋大西洋印度洋印度洋其它其它1000米1000米8%8%2000600020006000米米53%53%其它其它34%34%200米200米5%5%200米200米1000米1000米20006000米20006000米其它其它面积：深度：1020.1 海洋环境因素分析 地理条件世界各大洋的面积、容积和深度世界各大洋的面积、容积和深度1120.1

7、海洋环境因素分析 地理条件南大洋南大洋 太平洋、大西洋和印度洋靠近南极洲的那一片水域，在海洋学上具有特殊意义。它具有自成体系的环流系统和独特的水团结构，既是世界大洋底层水团的主要形成区，又对大洋环流起着重要作用。因此，从海洋学（而不是从地理学）的角度，一般把三大洋在南极洲附近连成一片的水域称为南大洋或南极海域。联合国教科文组织（UNESCO）下属的政府间海洋学委员会（IOC）在1970年的会议上，将南大洋定义为：“从南极大陆到南纬40为止的海域，或从南极大陆起，到亚热带辐合线明显时的连续海域。”120.1 海洋环境因素分析 地理条件海海按照海所处的位置可将其分为陆间海、内海和边缘海。陆间海是指

8、位于大陆之间的海，面积和深度都较大，如地中海和加勒比海。内海是伸入大陆内部的海，面积较小，其水文特征受周围大陆的强烈影响，如渤海和波罗的海等。陆间海和内海一般只有狭窄的水道与大洋相通，其物理性质和化学成分与大洋有明显差别。边缘海位于大陆边缘，以半岛、岛屿或群岛与大洋分隔，但水流交换通畅，如东海、日本海等。130.1 海洋环境因素分析 地理条件海湾是洋或海延伸进大陆且深度逐渐减小的水域，一般以入口处海角之间的连线或入口处的等深线作为与洋或海的分界。海湾中的海水可以与毗邻海洋自由沟通，故其海洋状况与邻接海洋很相似，但在海湾中常出现最大潮差，如我国杭州湾最大潮差可达8.9m。海峡是两端连接海洋的狭窄

9、水道。海峡最主要的特征是流急，特别是潮流速度大。海流有的上、下分层流入、流出，如直布罗陀海峡等；有的分左、右侧流入或流出，如渤海海峡等。由于海峡中往往受不同海区水团和环流的影响，故其海洋状况通常比较复杂1420.1 海洋环境因素分析海岸类型:岩石型 沙砾型 淤泥型 世界海岸线全长44万公里，它是陆地和海洋的分界线。由于潮位变化和风引起的增水-减水作用，海岸线是变动的，水位升高便被淹没、水位降低便露出的狭长地带即是海岸带。目前，世界上约有2/3的人口居住在狭长的沿海地带，海岸带的地貌形态及其变化对人类的生活和经济活动具有重大意义。海岸带是海陆交互作用的地带。海岸地貌是在波浪、潮汐、海流等作用下形

10、成的。现代海岸带一般包括海岸、海滩和水下岸坡三部分。海岸海岸1520.1 海洋环境因素分析海岸带一般包括海岸、海滩和水下岸坡三部分。海岸是高潮线以上狭窄的陆上地带，大部分时间裸露于海水面之上，仅在特大高潮或暴风浪时才被淹没，又称潮上带。海滩是高低潮之间的地带，高潮时被水淹没，低潮时露出水面，又称潮间带。水下岸坡是低潮线以下直到波浪作用所能到达的海底部分，又称潮下带，其下限相当于1/2波长的水深处，通常约1020m。1620.1 海洋环境因素分析海底地形海洋底部根据水深、海底坡度和海底沉积物等分成四种地形区域：大陆架、大陆坡、大洋盆地和海沟。1720.1 海洋环境因素分析大陆架：根据1958年国

11、际海洋法会议通过的大陆架公约，大陆架定义为“邻接海岸但在领海范围以外深度达200m或超过此限度而上覆水域的深度容许开采其自然资源的海底区域的海床和底土”，以及“邻近岛屿与海岸的类似海底区域的海床与底土”。依自然科学的观点，大陆架则是大陆周围被海水淹没的浅水地带，是大陆向海洋底的自然延伸。其范围是从低潮线起以极其平缓的坡度延伸到坡度突然变大的地方为止。坡度一般为12。大陆架上的沉积物主要是河流带来的泥沙。海水中含大量营养盐和丰富的有机质，是良好的渔场。1820.1 海洋环境因素分析海底地形海底地形 从海岸起，海底向海洋缓倾,到一定深度后海底坡度显著增大，这个坡度较大的地区叫大陆坡。从海岸到大陆坡

12、之间的区域叫大陆架。大陆坡区倾斜度一般为47，但有的地方可达40以 上，水深一般为 2002500米。大陆坡上的沉积物也主要来自大陆，大约泥占60%,细砂占25%,贝壳和软泥占5%。大洋盆地(或称海盆)是海洋的主要部分，占海洋 总面积的77.7%,地形平坦开阔，倾斜度约为 020040,深度为25006000米。大洋盆地的沉积物主要是大洋性软泥，如硅藻、放射虫、有孔虫软泥等。在大洋盆地中,深度超过 6000米的地方称为海沟，多分布在大洋边缘。超过10000米深的海渊，全在太平洋。190.1 海洋环境因素分析全球海脊分布图全球海脊分布图200.1 海洋环境因素分析全球海洋板块分布图全球海洋板块分

13、布图210.1 海洋环境因素分析中国近海220.1 海洋环境因素分析中国近海渤海渤海：渤海属于内海。是一个较封闭的温带渤海属于内海。是一个较封闭的温带浅海。南北长约浅海。南北长约300 n mile东西宽约东西宽约160 n mile，海区面积约，海区面积约7.7万平方公里，平均深度万平方公里，平均深度为为18m，最大深度为，最大深度为70m，流入渤海的河流，流入渤海的河流较多，其中主要有辽河、海河和黄河等。较多，其中主要有辽河、海河和黄河等。230.1 海洋环境因素分析中国近海黄海黄海：黄海位于中国大陆和朝鲜半岛之间，黄海位于中国大陆和朝鲜半岛之间，属于半封闭的浅海。黄海南北长约属于半封闭的

14、浅海。黄海南北长约470 n mile，东西宽约，东西宽约300 n miIe，海底面积约，海底面积约38万平方公里。黄海的平均深度为万平方公里。黄海的平均深度为42m，最大深度为最大深度为60m。其中北黄海面积约为。其中北黄海面积约为72万平方公里，平均深度万平方公里，平均深度38m；南黄海面积；南黄海面积约达约达30.9万平方公里，平均深度万平方公里，平均深度46m。流。流入其内的河流，主要有鸭绿江、大同江、入其内的河流，主要有鸭绿江、大同江、汉江等。汉江等。240.1 海洋环境因素分析中国近海东海东海：东海位于浙江、福建之东，台湾和东海位于浙江、福建之东，台湾和琉球之西。它是我国近海面积

15、较大和大陆琉球之西。它是我国近海面积较大和大陆架较宽的一个海。它略至扇形，扇面撒向架较宽的一个海。它略至扇形，扇面撒向太平洋，南北长太平洋，南北长700 n mile，总面积，总面积77万多万多平方公里。平均水深平方公里。平均水深349m。流入东海的河。流入东海的河流主要有长江、钱塘江、闽江等。流主要有长江、钱塘江、闽江等。250.1 海洋环境因素分析中国近海南海南海：南海是我国最大的海域，也是西太平南海是我国最大的海域，也是西太平洋较大的边缘海之一。总面积约为洋较大的边缘海之一。总面积约为350多万平多万平方公里，平均深度方公里，平均深度1212m，最大深度为，最大深度为5567m。海盆周围

16、有陆坡，呈台阶状，北部和西南海海盆周围有陆坡，呈台阶状，北部和西南海的陆架较宽广，有半封闭的浅海湾，西岸陆的陆架较宽广，有半封闭的浅海湾，西岸陆架较窄，南部、东部边缘还夹有海槽、海沟。架较窄，南部、东部边缘还夹有海槽、海沟。海岸线长，单在我国境内就有海岸线长，单在我国境内就有6000km(不计岛不计岛屿岸线屿岸线)，约占全国的三分之一。曲折复杂，约占全国的三分之一。曲折复杂，港湾也多。流入南海的河流主要有珠江、红港湾也多。流入南海的河流主要有珠江、红河、湄公河等。河、湄公河等。260.1 海洋环境的复杂性海洋是个无时无刻不在运动着物理系统，海洋中水海洋是个无时无刻不在运动着物理系统，海洋中水-

17、汽汽-冰三态的转化无时冰三态的转化无时无刻不在进行，海水的运动还受制于海面风应力、天体引力、重力和地无刻不在进行，海水的运动还受制于海面风应力、天体引力、重力和地球自转偏向力等。导致海洋中的各种物理过程更趋复杂，即不仅有力学、球自转偏向力等。导致海洋中的各种物理过程更趋复杂，即不仅有力学、热学等物理类型，而且也有大、中、小各种空间或时间特征尺度的过程。热学等物理类型，而且也有大、中、小各种空间或时间特征尺度的过程。海洋中的近海洋中的近20万种动物、万种动物、1万多种植物、还有细菌和真菌等，组成了一个万多种植物、还有细菌和真菌等，组成了一个特殊的海洋食物网。海洋生态系统。特殊的海洋食物网。海洋生

18、态系统。海洋作为一个自然系统海洋作为一个自然系统,具有多层次耦合的特点。蒸发与降水，结冰与融具有多层次耦合的特点。蒸发与降水，结冰与融冰，海水的增温与降温，下沉与上升，物质的溶解与析出，沉降与悬浮，冰，海水的增温与降温，下沉与上升，物质的溶解与析出，沉降与悬浮，淤积与冲刷，海侵与海退，潮位的涨与落，波浪的生与消，大陆的裂离淤积与冲刷，海侵与海退，潮位的涨与落，波浪的生与消，大陆的裂离与聚合，大洋地壳的扩张与潜没，海洋生态系平衡的维系与破坏等等。与聚合，大洋地壳的扩张与潜没，海洋生态系平衡的维系与破坏等等。它们相反而相成，共同组成了这个复杂的统一体。各个子系统之间，如它们相反而相成，共同组成了这

19、个复杂的统一体。各个子系统之间，如海洋与大气，海水与海岸、海底，海洋与生物及化学过程等等，大都有海洋与大气，海水与海岸、海底，海洋与生物及化学过程等等，大都有相互耦合关系，并且与全球构造运动以及某些天文因素等密切相关。这相互耦合关系，并且与全球构造运动以及某些天文因素等密切相关。这些自然过程通过各种形式的能量或物质循环，相互影响和制约，从而结些自然过程通过各种形式的能量或物质循环，相互影响和制约，从而结合在一起构成了一个全球规模的、多层次的复杂的海洋自然系统。合在一起构成了一个全球规模的、多层次的复杂的海洋自然系统。海洋科学体系：物理海洋学、化学海洋学、生物海洋学、海洋地质学、海洋科学体系：物

20、理海洋学、化学海洋学、生物海洋学、海洋地质学、环境海洋学、气象学、海洋探测技术、工程海洋学等。环境海洋学、气象学、海洋探测技术、工程海洋学等。270.1 海洋环境因素分析-化学性质 海水是一种非常复杂的多组海水是一种非常复杂的多组分水溶液，其主要组成见图分水溶液，其主要组成见图1.主要成份主要成份阳离子阳离子Na，K，Ca，Mg和和Sr，阴离子阴离子Cl，SO4，Br，CO3，F，分子形式分子形式H3BO3，占海水盐分，占海水盐分的的99.9%2.其它成分盐度动态平衡280.1 海洋环境因素分析-物理性质 海水的物理性质海水的物理性质1.密度密度2.温度温度3.粘性粘性4.压力压力5.颜色颜色

21、6.透明度透明度29海洋开发领域海洋开发领域 海洋生物资源开发海洋生物资源开发 海洋油气开发海洋油气开发 海洋矿产开发海洋矿产开发 海洋能源海洋能源 海洋空间利用海洋空间利用 海洋观测，通讯等海洋观测，通讯等30海底的矿产资源海底的矿产资源物物31方兴未艾的海洋油气开发方兴未艾的海洋油气开发 中国南海中国南海 南大西洋南大西洋 里海里海 西非西非世界探明的四大海洋油气区分别是波斯湾、加勒比海的帕里亚湾和委内瑞拉湾、北海和墨西哥湾。其中波斯湾是目前海洋石油资源最丰富的地区，面积约150104km2，已探明储量120多亿吨，约占世界海洋石油探明储量的50%。新兴区域：32133343536海洋油气

22、开发海洋油气开发钻井钻井37海洋油气开发海洋油气开发采油采油38海洋油气开发海洋油气开发运输运输390.2 海洋结构物海洋结构物天然气水合物的开发 海底天然气水合物是一种由碳氢气体与海底天然气水合物是一种由碳氢气体与水分子组成的白色结晶状固态物质，外形如水分子组成的白色结晶状固态物质，外形如冰雪，普遍存在于世界各大洋沉积层空隙中。冰雪，普遍存在于世界各大洋沉积层空隙中。根据国际天然气潜力委员会的初步统计，世根据国际天然气潜力委员会的初步统计，世界各大洋天然气水合物的总量换算成甲烷气界各大洋天然气水合物的总量换算成甲烷气体约为体约为1.82.11016m3，大约相当于全世界，大约相当于全世界煤、

23、石油和天然气等总储量的两倍，被认为煤、石油和天然气等总储量的两倍，被认为是一种潜力很大的、提供是一种潜力很大的、提供21世纪开发的新型世纪开发的新型能源。能源。400.2 海洋结构物海洋结构物海底金属结核开发海底金属结核开发 1.多金属结核的定义多金属结核的定义 2.多金属结核形成的奥秘多金属结核形成的奥秘 3.多金属结核的资源量评价和计算多金属结核的资源量评价和计算 4.附着在五千多米大洋底的多金属结核附着在五千多米大洋底的多金属结核的开采的开采 5.多金属结核资源的利用指日可待多金属结核资源的利用指日可待410.2 海洋结构物海洋结构物多金属结核的定义 多金属结核多金属结核(亦称锰结核、铁

24、锰结核、锰矿球亦称锰结核、铁锰结核、锰矿球)是一是一种富含多种金属元素、主要由铁锰氧化物和氢氧化种富含多种金属元素、主要由铁锰氧化物和氢氧化物组成的物组成的“球状球状”沉积物。沉积物。锰结核又称锰结核又称“锰矿瘤锰矿瘤”,主要由铁锰氧化物和盐类等主要由铁锰氧化物和盐类等矿物组成的不规则的黑色到棕色的结核。结核是外矿物组成的不规则的黑色到棕色的结核。结核是外形像土豆的黑色团块形像土豆的黑色团块,其形态各异其形态各异,大小不同大小不同,切开来切开来是一圈圈的纹理是一圈圈的纹理,好似树木的年轮好似树木的年轮,甚至可以一层层甚至可以一层层的剥开来的剥开来,直径为几厘米至几十厘米。结核中除有铁直径为几厘

25、米至几十厘米。结核中除有铁和锰外和锰外,还含有铜、镍、钴等还含有铜、镍、钴等30多种金属元素、稀土多种金属元素、稀土元素和放射性元素。其中最有价值的是铜、镍、钴、元素和放射性元素。其中最有价值的是铜、镍、钴、锰。这四种金属资源仅在太平洋底的储量就分别是锰。这四种金属资源仅在太平洋底的储量就分别是全球陆地贮量的全球陆地贮量的50倍、倍、600倍、倍、3000倍和倍和200倍倍,其经其经济价值是巨大的。济价值是巨大的。420.2 海洋结构物海洋结构物 多金属结核的颜色由浅灰色、浅棕色到深褐色、多金属结核的颜色由浅灰色、浅棕色到深褐色、黑色黑色,其颜色的深浅与化学成分有关其颜色的深浅与化学成分有关,

26、凡富锰者凡富锰者,色调色调较深较深,富铁者色调偏浅。多金属结核的形状千姿百富铁者色调偏浅。多金属结核的形状千姿百态态,主要有球状、椭球状、菜花状、杨梅状、葡萄主要有球状、椭球状、菜花状、杨梅状、葡萄状、碎屑状和连生体状等状、碎屑状和连生体状等,多数形态不对称多数形态不对称左：菜花状多金属结核左：菜花状多金属结核 右：瘤状多金属结核右：瘤状多金属结核430.2 海洋结构物海洋结构物世界各大洋含钴锰结壳分布图世界各大洋含钴锰结壳分布图440.2 海洋结构物海洋结构物多金属结核采矿系统多金属结核采矿系统450.2 海洋结构物海洋结构物海洋能源开发 潮汐发电潮汐发电 波能发电波能发电 温差发电温差发电

27、 盐度差发电盐度差发电 海流发电海流发电 风力发电风力发电460.2 海洋结构物海洋结构物潮汐发电潮汐发电 潮汐能是涨落的潮水中蕴藏的动能。潮汐潮汐能是涨落的潮水中蕴藏的动能。潮汐是指海水在月球和太阳等天体引力作用下所产是指海水在月球和太阳等天体引力作用下所产生的周期性的自然涨落现象。据理论计算生的周期性的自然涨落现象。据理论计算,月亮月亮的引潮力可使海面升高的引潮力可使海面升高0.563m,太阳的引潮力太阳的引潮力可使海面升高可使海面升高0.246m,两者合计两者合计,即潮汐的最大即潮汐的最大幅度约为幅度约为0.8m。因此。因此,一般海面的潮汐现象并一般海面的潮汐现象并不显著。然而不显著。然

28、而,在某些地狭浅的海峡、海湾和河在某些地狭浅的海峡、海湾和河口地带口地带,由于地形等因素的影响由于地形等因素的影响,潮汐往往十分潮汐往往十分发达发达,潮差可达潮差可达7-8m甚至十几米。如我国著名甚至十几米。如我国著名的钱溏潮的钱溏潮,最大潮差可达最大潮差可达8.9m,加拿大芬地湾蒙加拿大芬地湾蒙克顿港的最大潮差达克顿港的最大潮差达19m。47 据科学家估算据科学家估算,全世界海洋的潮汐能约有全世界海洋的潮汐能约有30亿千瓦。若用来发电亿千瓦。若用来发电,年发电量可达年发电量可达1.2万亿度。我国潮汐能蕴藏量丰富万亿度。我国潮汐能蕴藏量丰富,约约1.1亿亿千瓦千瓦,年发电量近年发电量近900亿

29、度亿度,相当于相当于7个葛洲个葛洲坝水电站的电力。坝水电站的电力。潮汐发电为把海洋中的潮汐能转变为电潮汐发电为把海洋中的潮汐能转变为电能的一种发电方式。其原理和水力发电能的一种发电方式。其原理和水力发电相似相似,也是利用水的力量也是利用水的力量,通过水轮机变成通过水轮机变成机械能机械能,再由水轮带动发电机变成电能。再由水轮带动发电机变成电能。4849波能发电波能发电 起伏的波浪所蕴藏的势能和动能称为波浪能。波浪起伏的波浪所蕴藏的势能和动能称为波浪能。波浪是由海面上风的吹动以及大气压力的变化和海底地是由海面上风的吹动以及大气压力的变化和海底地壳的活动壳的活动(如地震、火山爆发等如地震、火山爆发等

30、)引起的。引起的。一般海面上的波高为一般海面上的波高为2-4m,周期周期9-10s,所以波能的能所以波能的能级约在级约在20-80kw之间。之间。1911年世界第一座波浪发电装置建成年世界第一座波浪发电装置建成,但结果不甚理但结果不甚理想想;1964年年,日本制造成世界上第一盏用海浪发电的航日本制造成世界上第一盏用海浪发电的航标灯。尽管这台海浪发电机发出的电仅够一盏标灯。尽管这台海浪发电机发出的电仅够一盏60w灯使用灯使用,但却给各国提供了可靠的佐证和启迪。但却给各国提供了可靠的佐证和启迪。我国的波能资源也相当丰富我国的波能资源也相当丰富,大约在大约在5亿千瓦以上。亿千瓦以上。我国近海受季风控

31、制我国近海受季风控制,冬季浪大冬季浪大,夏季浪小夏季浪小,特别是冬特别是冬季在强烈的偏北风的吹刮下季在强烈的偏北风的吹刮下,从黄海至南海形成一条从黄海至南海形成一条东北东北西南走向的大浪带西南走向的大浪带,波浪具有波高而周期小波浪具有波高而周期小的特点的特点,有利于波能发电。有利于波能发电。50波能发电机的原理波能发电机的原理固定空气透平式固定空气透平式 液动式波能发电液动式波能发电海上风力发电51海上风力发电52海上风力发电5354温差发电温差发电 海水温差能海水温差能,又称海洋热能又称海洋热能,为海水吸收和储存为海水吸收和储存的太阳辐射能。的太阳辐射能。不同的深度水温不相同不同的深度水温不

32、相同;不同的海域不同的海域,水温也不水温也不相同。相同。在热带和亚热带海区在热带和亚热带海区,由于太阳照射强烈由于太阳照射强烈,使海使海水表面大量吸热水表面大量吸热,温度升高温度升高,在海面下在海面下40m以以内内,90%的太阳能都被吸收的太阳能都被吸收,所以大于所以大于40m水深水深的海水温度很低。人们已测定热带海区的表的海水温度很低。人们已测定热带海区的表层水温高达层水温高达25-30度度,而深层海水的温度只有而深层海水的温度只有5度左右度左右,表层海水和深层海水之间存在的温差表层海水和深层海水之间存在的温差,蕴藏着丰富的热能资源。蕴藏着丰富的热能资源。550.2 海洋结构物海洋结构物1.

33、温暖的表层海水 2.低压 3.蒸发器4.涡轮机 5.冷凝器 6.冷的深层海水560.2 海洋结构物海洋结构物盐度差发电盐度差发电570.2 海洋结构物海洋结构物海流发电海流发电580.2 海洋结构物海洋结构物潮流发电装置59海洋空间资源开发海洋空间资源开发6061海上储油基地俯瞰图海上储油基地俯瞰图62自主水下航行器 Autonomous Underwater Vehicle(AUV)遥控潜水器 Remotely Operated Vehicle(ROV)63海洋环境保护64环境海洋学海洋环境保护65海洋具有巨大的自净能力。污染物进入海洋后，在物理的、化学的、生物的和地质的综合作用下，不断地被

34、扩散、稀释、氧化、还原和降解。但是，人类消费和生产活动过程中排出的污染物，或经河流的迁移，或通过大气的沉降，进入海洋；或由于人类在海洋上活动（如船舶倾倒废物、油船事故、海底矿产开采）直接进入海洋，超过了海洋的自净能力，就会造成某些海域的污染。海洋污染使海洋生态平衡遭到破坏，并且不断发生危及人类健康的事件，海洋保护越来越引起人们的重视。目前，海洋环境保护的主要工作是：进行海洋污染的调查和监测，了解海洋环境质量 状况；研究海洋污染对海洋生态系统的影响，如污染物在海洋生物体内的蓄积、传递和浓缩过程，污染对海洋生物群落的生态平衡、海洋生物生产能力的影响；研究 海洋开发对环境的影响；研究海洋自净规律等。防治海洋污染技术措施的研究。