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海工构筑物海洋能集成利用技术探讨_王树杰(1)

海工构筑物海洋能集成利用技术探讨_王树杰(1)
海工构筑物海洋能集成利用技术探讨_王树杰(1)

文章编号:1005-9865(2015)04-115-06海工构筑物海洋能集成利用技术探讨

王树杰1,王举田1,刘锦昆2,袁鹏1,刘臻1,徐志刚2,季文峰

2(1.中国海洋大学工程学院海洋工程山东省重点实验室,山东青岛

266100;2.中石化石油工程设计有限公司,山东东营257000)

摘要:将海工构筑物作为海洋能获能装置的安装载体可大幅降低海洋能发电的成本,同时,海工构筑物等海上设施客观上

存在利用海洋能实现能量供应的需求,

因此海洋能发电装置与海工构筑物相互结合具有良好的综合效益,将是未来海洋能利用的一个发展方向。针对波浪能和潮流能两种海洋能发电方式,分别对柔性叶片潮流能水轮机与进海路集成利用技术;垂直轴和水平轴潮流能水轮机以及振荡浮子式波能装置与导管架石油平台集成利用技术;OWC 波能装置与沉箱防波堤集成利用技术进行了探讨,并提出海工构筑物海洋能集成利用技术中需要解决的几点问题。

关键词:海洋能;海工构筑物;集成利用;波浪能;潮流能

中图分类号:P743文献标志码:A DOI :10.16483/j.issn.1005-9865.2015.04.015

收稿日期:2014-

04-24基金项目:国家863计划资助项目(2012AA052601);国家自然科学基金项目(51279191)

作者简介:王树杰(1961-),男,山东人,博士,教授,主要从事潮流能发电水轮机的研发工作。E-

mail :wangshujie@ouc.edu.cn Investigation and discussion of marine structures integrated with ocean energy devices

WANG Shujie 1,WANG Jutian 1,LIU Jinkun 2,YUAN Peng 1,LIU Zhen 1,XU Zhigang 2,JI Wenfeng 2

(1.Shandong Key Laboratory of Ocean Engineering ,College of Engineering ,Ocean University of China ,Qingdao 266100,China ;2.Sinopec Petroleum Engineering Corporation ,Dongying 257000,China )

Abstract :Ocean energy devices installed on marine structures can greatly reduce the cost of ocean energy power generation.On the other hand ,marine structures such as offshore installations need to gain power generated by ocean energy nearby.Therefore ,marine structures equipped with ocean energy devices have comprehensive benefits ,which will be developed in the future.According to the classification of ocean energy power generation utilizing wave and tidal current ,some types of integrated utilization are investigated and discussed ,such as flexible tidal current turbines integrated with perforated sea roads ,vertical and horizontal tidal current turbines

integrated with jacket platforms ,

oscillating buoys integrated with jacket platforms and OWC wave energy devices integrated with caisson breakwaters.At the same time ,some questions and suggestions are put forward in order to make the utilization mature.

Keywords :ocean energy ;marine structure ;integrated utilization ;wave energy ;tidal current energy

随着石油、煤炭和天然气等传统化石燃料的枯竭,新能源的开发已经成为备受人类关注的课题。海洋能作为一种新兴的清洁能源,在各国已经得到了相应的发展与利用。据估计,全球各种海洋能理论可再生总功

率达766?108kW ,

技术上可开发利用的总功率约有64?108kW ,如此巨大的蕴藏量如果得到合理利用,将会缓解当前的能源危机[1-4]。

潮流能和波浪能发电是当前海洋能利用的两种主要方式,以英国为代表的欧洲国家已进入商业化示范工程阶段。英国MCT (Marine Current Turbines )公司研发的潮流能装备Sea Gen 额定输出功率可达到

1.2MW ,该装置安装在嵌入海底的钢结构中,现已并网发电[5]。位于英国克莱德河口海湾的世界上第一台

第33卷第4期

2015年7月

海洋工程THE OCEAN ENGINEERING Vol.33No.4Jul.2015

商用波能电机,于1995年8月开始发电,该电站装机容量达2000kW [6]。同样,在国内,潮流能和波浪能作

为海洋能的重要组成部分,近几年在海洋能专项资金的支持下,得到了快速发展,已具备百千瓦级装置的研

发能力,

规模化的开发项目也在不断建成[7]。海洋能利用技术日趋成熟的同时,仍面临着诸多关键技术问题需要解决。目前制约海洋能开发应用的

难点主要体现在:海洋能的能量不稳定,

海洋环境恶劣,基础设施投资大等,尤其是基础设施的投资方面。目前,对于桩柱式或座海底式海洋能获能装置,设备的运行需要建造大型构筑体支撑结构,由于海洋环境的严酷和不稳定,建造这些支撑结构往往需要大规模复杂的海上施工,电站的运营和维护同样需要利用一些大型海洋工程施工设备来进行,这些费用往往占到整个海洋能项目投资的一半甚至更多,导致海洋能开发的成本巨大。因此海洋能要进一步发展,最终实现产业化,关键在于海洋能开发技术的稳定和高可靠性、建造和维

护的低成本以及高的经济效益[8]。

随着国家海洋战略的不断发展,进海路和海上导管架石油平台等海工构筑物的建造层出不穷。这类海

工构筑物所在海域往往蕴藏着丰富的海洋能资源,

同时,其构筑体支撑结构也为海洋能获能装置的安装提供了便利。另外,离岸的海洋平台等海上设施的能源供应大量依赖天然气等化石能源,浪费巨大,客观上有在所在海域就地取能,利用海洋能实现能量供应的需求。

基于对以上问题的考虑,提出海工构筑物海洋能集成利用的概念,即利用海洋工程构筑物兼作海洋能利用装置的基础结构来实现海洋能开发技术的低成本建造和高综合效益的运营,同时为石油平台等海工构筑物提供必要的电力供应。

1海洋能集成利用技术国内外研究现状

海洋能开发是一个新兴的领域,除了潮汐能发电之外,目前尚没有完全商业化运营的海洋能电站。虽然在已有的潮流能和波浪能示范工程中,大多使用独立的支撑结构,尚未有与海洋工程构筑物相结合的实例,但在国内外的一些方案研究和设计构思中,还是有可以借鉴和参考的思路。

英国的研究机构提出塞汶河口建造潮流电站的方案,即利用横跨河口的大桥桥墩之间的空间来安装水轮机进行发电,如图1所示。同样,韩国Uldolmok

潮流电站方案提出利用跨海大桥结构兼作潮流能水轮机

图1

英国塞汶河口潮流电站方案Fig.1The Severn estuary tidal power station scheme in England

支撑载体[9],如图2所示。

荷兰海岸工程师提出动态潮汐能(DTP )概

念,如图3所示。项目主体为大型垂直于海岸的

水坝型建筑物,

它从海岸一直延伸到海里并可在大坝远端建立与海岸平行的坝体,从而形成一个

庞大的“T ”形。T 型长坝将干扰与海岸平行运动

的潮汐波,从而坝体两侧产生水位差,带动坝体

内的双向涡轮机进行发电。由于坝的长度需要几十公里,工程量巨大,因此也提出与海洋工程结构物相结合的构想

。图2

韩国Uldolmok 潮流电站构想Fig.2The Uldolmok tidal power station scheme in

Korea

图3荷兰工程师提出的T 型坝概念Fig.3The concept of T-type dam in Holland 611海洋工程第33卷

国内利用海洋工程结构物与海洋能装置进行结合的构思也不是很多。中国海洋大学根据沉箱防波堤与岸式振荡水柱波能发电装置的交叉关联特点,在国内首次提出并设计了沉箱防波堤兼作岸式OWC波能装置,并进行了物理模型试验,如图4所示。试验中可以直观的看到沉箱防波堤气室内水面的上下波动,验证了沉箱防波堤兼作岸式OWC波能装置的可行性[10]。另外,中海油利用废弃的绥中361海上平台作为风机

的基础建成了我国第一台海上风力发电机组,如图5所示

图4沉箱防波堤兼作岸式OWC波能装置模型Fig.4Model of caisson breakwater as

OWC

图5中国第一台海上风力发电机组Fig.5Chinese first offshore wind turbine

以上的构思和概念,从侧面反映了利用海上油田等海工构筑物来进行海洋能集成利用的可行性,同时,海洋能集成利用可为海上油田开发或为偏远区块提供电力供应。

2海洋能发电装置与海工构筑物集成利用技术探讨

2.1潮流能装置与海工构筑物集成利用

2.1.1柔性叶片潮流能水轮机与进海路集成利用方案

进海路所处海域水深较浅,水流动力条件弱,泥沙复杂,因此比较难与波浪能装置及潮流能装置结合,如图6所示。中国海洋大学研制的柔性叶片转子水轮机,对水位变化不敏感,在双向潮流作用下只作单向转动,同时启动流速低,在较低流速下获能系数较高[11],因此较适合于在进海路结构中使用。

考虑进海路附近水深较浅,所以水轮机横向放置,最高潮位时水轮机全部淹没。透空处结构可以考虑建成收缩导流增速型式,提高通过透空涵洞的流速,进而提高水轮机转速。柔性叶片水轮机具有负获能区的特性,因此允许在最低潮位时20%高度露出水面而不影响其能量转换效率。采用横置安装时,可以根据水深条件决定水轮机直径,通过加长水轮机长度可获得较大的功率。涨落潮时,水轮机在双向往复潮流作用下产生单向转动,水轮机的转动通过传动机构传递到置于水面上的发电机进行发电。另外,水轮机可沿两侧导柱上下滑动,便于检修和根据潮位进行淹没水深调整,如图7所示。

将进海路支撑结构作为潮流能水轮机的安装载体,可大幅降低水轮机设备投入的成本,另外,该系统可

以为进海路周围的照明设备供电,具有良好的综合效益

图6进海路示意Fig.6Sketch of perforated sea

road

图7进海路与潮流能装置结合示意

Fig.7Concept of flexible tidal current turbines integrated

with perforated sea road

711

第4期王树杰,等:海工构筑物海洋能集成利用技术探讨

2.1.2垂直轴潮流能水轮机与导管架石油平台集成利用方案

垂直轴潮流能水轮机与石油平台结合的方式可以考虑利用导管架平台支撑腿兼作垂直轴潮流能获能装置的支撑结构,将垂直轴水轮机安装在平台下方,潮流带动水轮机转子旋转,水轮机通过传动机构带动发电机发电,如图8所示。

该方案可采用升力型Kobold水轮机,将其安装在海洋平台立柱内侧空间,整个潮流能装置可以一起沿两侧导柱上升和下降,以便升上水面进行检修,如图9所示。采用这种方案时,需要考虑平台桩柱间横撑与斜撑杆的阻流效应,可通过数值模拟和模型试验来确定其影响的大小,然后提出改进方案。在设计新建的结合海洋能装置的海洋平台时,要充分考虑这一因素,在保证不影响平台安全性和可靠性前提下适当减小横撑

与斜撑对水流的影响,或设计成能提高流速改变流场的导流结构

图8发电装置示意

Fig.8Concept of vertical axis current turbine integrated with oil

platform

图9装置检修示意

Fig.9Schematic diagram of maintenance

2.1.3水平轴潮流能水轮机与导管架石油平台集成利用方案

水平轴潮流能水轮机的获能系数较高,因此是目前应用最广泛最有前景的潮流能装置,但与垂直轴水轮机相比,它在安装时需要对准潮流的流向,并且需要有足够的水深保证整个叶轮没入水中。

水平轴潮流能水轮机与石油平台结合,可以利用平台的导管架做为水轮机的支撑载体,但如果直接将水平轴水轮机安装在导管架上,导管架的阻流效应将影响水轮机的获能。基于对以上问题的考虑,对平台结构进行局部改装,在导管架两侧各焊接添加水轮机支撑桁架,同时水轮机的安装方向要保证轴线与水流方向平行,这样就可以避免导管架对水轮机获能的影响,如图10所示。

该方案中,水轮机通过焊接在石油平台导管架上的支撑结构固定在导管架两侧,同时,采用铰接的连接方式,使得水轮机在需要检修或者保养时,可以绕铰接点旋转,提升至水面以上,这样可以减小检修、维护与保养的难度。但由于水轮机安装在石油平台导管架的侧面,水轮机正常工作时,会给平台增加较大的附加力矩,不利于平台结构的稳定。同时,由于平台周围经常需要船舶停靠或航行,侧面安装的水轮机会给船舶的航行带来一定的安全隐患。

2.2波浪能装置与海工构筑物集成利用

2.2.1振荡浮子式波能装置与导管架石油平台集成利用方案

该装置充分利用导管架支撑结构中的空隙,将振荡浮子及其支撑均置于平台之下。浮子结构可沿中间的支撑柱做单自由度的往复运动,同时浮子与波浪直接接触,波浪的波动即是浮子运动的动力,实现装置的一级能量转换。浮子配合齿轮与齿条结构连接发电机组或通过液压系统二次转换,即可完成波浪能向电能的转换,如图11所示。

该波能发电装置充分利用了海洋石油钻井平台的内部空间,采用振荡浮子,可有效克服潮差变化带来的影响。振荡浮子的支撑结构与导管架平台融为一体,结构的整体性较好。其主要问题在于,该利用方案对原有的导管架平台改动较大,需对其安全稳定性能做进一步研究,才可进一步实施应用。

811海洋工程第33卷

图10

石油平台结合水平轴潮流能发电装置示意Fig.10Concept of horizontal axis current turbines integrated with oil

platform 图11

振荡浮子波能发电装置示意Fig.11Concept of oscillating buoy integrated with a jacket

platform 2.2.2OWC 波能装置与沉箱防波堤集成利用方案

振荡水柱装置(OWC )是目前世界上应用最为广泛的岸式波能发电装置[12]。该类型装置波能转换率较

高,对地形的依赖性较小,此外,波能以气室内的空气作为媒介传递,透平发电机组不与海水接触,减少了波浪的破坏性,避免了海水腐蚀和机组密封等问题,使装置的可靠性增加,

从而提高了在海洋环境下的生存能图12沉箱防波堤Fig.12caisson breakwater

力。沉箱防波堤是一种具有稳定性好、工程造价低、施工

速度快、适用于大水深特点的结构形式,如图12所示。

沉箱防波堤与岸式OWC 波能装置均设在水深不超

过20m 的海域;二者均需要承受波浪力,吸收转化能量;

二者断面尺度相似,且沉箱防波堤可设计建造成与OWC

装置相似的气室结构。基于以上分析,中国海洋大学的史

宏达教授等人在国内首次提出并设计了沉箱防波堤兼作

岸式OWC 波能装置,并进行了物理模型试验。试验中可

直观的看到沉箱防波堤气室内水面上下波动,

验证了沉箱防波堤兼作岸式OWC 波能装置的可行性[10]。3海洋能集成利用需要解决的问题

海工构筑物海洋能集成利用作为海洋能利用技术的新探索,在为海上设施提供电力供应、节约海洋能开

发成本的同时,

对于利用方式的选择、装置选型和装置相互之间的干涉影响等方面还存在着几点需要解决的问题。

1)合理选择适合海工构筑物及其所在海域海况特点的利用方式。海工构筑物与海洋能发电装置的集成利用,需要结合海工构筑物的结构特点以及所处海域海流、波浪特性和资源状况进行合理的选择与布置,从而提高海洋能装置的利用效率,获得更好的综合效益。在海洋能资源水平较低的海域,例如潮流(海流)平均流速低于1.0m /s 的海域,由于潮流能获能装置发电效率低下,不应考虑安装潮流能发电装置。同样,在浪高较小的海域,波浪能发电装置也不能实现电能的高效率转化。因此,海洋能集成利用首先需要掌握海工构筑物所在海域的资源状况及水文特点,根据海工构筑物的结构进而选择合理的利用方式。

2)海洋能获能装置选型的优化与匹配。近些年海洋能利用技术虽已取得较大进展,但潮流能、波浪能装置的选型和获能效率有待进一步优化。如针对我国潮流流速普遍偏小的特点,研制适合低流速的潮流能

装置以提高获能效率,

同时,应减少能量传递过程中的损失,提高能量传递效率。根据海工构筑物的结构特点,设计制造适合其安装的海洋能获能装置。如对于与导管架石油平台相结合的方案中,可以考虑建成收缩导流增速型式,提高通过水轮机的水流流速,减小导管架支撑构件对水流的影响。

3)尽量避免和减少海洋能装置与海工构筑物之间的干涉和相互影响。对现役的海工构筑物,应探讨海洋能装置在海工构筑物上的安装方式,以及对海工构筑物结构的局部改装方式。在添加海洋能装置时,充分

考虑海洋能装置的位置、

布局、尺寸与结构形式,尽可能不与海工构筑物中必需的构件和工作部分的操作空9

11第4期王树杰,等:海工构筑物海洋能集成利用技术探讨

021海洋工程第33卷

间发生影响和干涉,不影响海洋平台的正常工作和维护。对新建的海工构筑物,要根据其与海洋能集成利用技术的要求统一规划,进行优化设计,合理考虑其布局,保证海洋能装置不对海洋构筑物的功能造成不良影响,在设计方案确定后对整体结构进行校核,保证其安全性和可靠性。

4结语

结合海洋能开发项目基础设施成本巨大及海工构筑物能源供应的需求,提出海工构筑物海洋能集成利用的前瞻性概念,利用海洋工程构筑物兼作海洋能获能装置的基础结构来实现海洋能开发技术的低成本建造和高综合效益的运营,同时为海上石油平台等海工构筑物提供电力供应,这将大幅度降低海洋能开发的成本,促进海洋能事业的发展。

针对进海路、海上导管架石油平台和沉箱防波堤等海工构筑物,提出了多种与潮流能装置和波浪能装置的结合方案,并对各种方案进行了比较和分析。下一步研究中,可通过建立海工构筑物海洋能集成利用的试验模型来研究海洋能装置与海工构筑物之间的相互影响,分析集成利用装置与海水的流固耦合关系,综合分析海洋能装置与海工构筑物的水动力学性能及其结构强度、刚度与稳定性,确保结构物的安全与稳定。

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(通用版)2018-2019高中地理第五章海洋开发5.3海洋能的开发利用练习新人教版选修2

读“海洋能的构成图”,完成第1~4题。 1. 图中序号①③代表的海洋能分别是 A. 潮汐能和温差能 B. 海流能和盐差能 C. 温差能和波浪能 D. 潮汐能和波浪能 2. 海洋能的能量 来源主要旦 ①太阳辐射能 A. ①② C.②③ 3. 潮汐能区别于其他海洋能的特点是( ①能量来源于日、月的引力②具有规律的日变化③密度小④时空分布均匀 A. ①② B.②③ C.③④ D.①④ 4. 关于海洋能开发利用的叙述,正确的是() A. 所有海洋能的利用技术都已经成熟 B. 潮汐能的发电技术还没有进入实用阶段 C. 温差能等的发电技术已很成熟 D. 海洋能的开发主要用于发电 答案:1.B 2.A 3.A 4.D 解析:本组题考查了海洋能的构成、特点及形成原因。第1题,由海洋能构成图可知,①为海流能, ②为潮汐能,③为盐差能。第2题,海洋能的能量主要来源于太阳辐射能、天体引力。第3题,潮汐能区别于其他海洋能的特点:①能量来源不同,②具有规律的日变化。第4题,海洋能的开发主要用 于发电,有些潮汐能和波浪能的发电技术已经进入实用阶段,但温差能等的发电技术还不够成熟。 5. 在温带地区的冬季海域,可以利用的波浪能资源能量最大的原因是() A. 南北温差大,风力大 B. 天体的引力冬季大于夏季 C. 冬季耗费的能源多于夏季 D. 冬季洋流的势力强 答案:A 解析:波浪能的直接能量来源于风的吹拂,温带地区的冬季,南北温差大,气压梯度力大,风力大,波浪能量最大。 6. 读图,完成下列各题。 课时过关?能力提升 第三节海洋能的开发利用 一、基础巩固 是() ②天体引力③地球引力 B.①④D.③④④海-气交换 ②3.附 (DO.SH

海洋生物资源调查理论与方法

海南大学2015年实习报告 作者:彭宇飞 教师:黄渤 学院:海洋学院 专业:海洋科学 学号: 20122113310028

海洋生物资源调查理论和方法 一、前言 海洋又称为“蓝色国土”,其蕴藏着丰富的生物资源、矿产资源和油气资源。中国是海洋大国,海洋生物资源是我国海洋经济发展的基础,只有充分实现海洋生物资源的有序开发和可持续利用,才能实现我国海洋经济的蓬勃发展。我国是世界上海洋生物资源较丰富的国家之一,丰富的的海洋生物资源是我国实施海洋经济持续发展的重要支柱。中国海域辽阔,从南到北纵跨近44 个纬度,海岸线全长超过32000 公里,其中大陆岸线长超过18000公里,岛屿岸线长约14000公里,邻接大陆的海区从南到北可划分南海、东海、黄海和渤海,总面积约470 多万平方公里。在生物学角度上,海洋生物资源包括鱼类资源、无脊椎动物资源、脊椎动物资源和藻类资源。如何利用好这些海洋资源即如何实现海洋生物资源的可持续发展则摆在了我们的面前。海洋生物资源的可持续发展是指既能满足当代人的需求,又不会对后代人的需求构成危害的海洋资源利用方式。在海洋经济迅速发展的今天,人类应当科学合理地开发和利用海洋资源,不断提高海洋资源的开发利用水平及能力,力求形成一个科学合理的海洋资源开发体系; 通过加强海洋环境保护、改善海洋生态环境,来维护海洋资源生态系统的良性循环,实现海洋资源与海洋经济、海洋环境的协调发展,并力争交给后代一个良好的海洋资源生态环境。在海洋产业大发展的21 世纪,海洋生物资源的持续开发利用将是我国“蓝色革命”的主体。海洋环境是全球生命支持系统的一个基本组成部分,也是一种有助于实施可持续发展的宝贵财富。海洋生物资源是海洋资源的重要组成部分,中国海域辽阔,海岸线漫长,海洋生物资源种类繁多,如何科学、合理、充分开发利用海洋生物资源,保护海洋生物资源及其多样性,保证海洋生物资源的可持续利用,是关系到中国可持续发展的一个重要战略问题。而前提是我们需要对我国的海洋生物物种资源有足够的认识和了解,故规范海洋生物资源调查理论和方法则显得尤为重要。 二、具体内容 1、总体概述 海洋生物物种资源调查技术规定详细介绍了海洋生物物种资源调查任务以及调查程序和质量管理,包括工作准备、外业调查、内业整理、质量检查和成果归档等技术要求。 2、规范性引用文件 《自然保护区生物多样性监测技术规范》(2008) 《生物多样性调查与评价》(2007) 《海洋调查规范第1部分总则》GB/T 12763.1—1991 3、海洋生物资源的调查任务 海洋生物资源的调查任务是指查清全国或区域海洋生物物种资源的种类、分布、数量、受威胁因素等,客观反映海洋生物物种资源数量、利用和保护现状,分析与评价海洋生物物种资源的数量消减动态及原因,提出海洋生物物种资源利用与保护建议。 4、调查的基本程序 4.1调查准备

高考地理一轮复习《海洋空间的开发利用》同步指导训练新人教版选修

5.4 海洋空间的开发利用 【学习目标】 1.了解海洋空间利用的现状和发展前景。 2. 了解海洋交通运输和港口建设的情况,以及围海造陆等扩大生活空间的状况。 3.了解海洋环境问题。 【重点难点】 1.海洋港口建设与交通运输、经济状况等是密切相关的,应注意其关联性。 2.海洋环境保护的具体实施与思想教育的渗透。 【学法指导】 1. 联系初中学过的内容,了解海洋运输的主要航线、海峡、运河等内容,深化知识。 2.结合现实事例,包括用图片、新闻等资料,具体了解海洋空间利用的程度与范围。 3.结合事例,进一步了解海洋污染事件及造成的危害,加强环境保护教育。 【学习过程】 一、海洋空间利用 阅读课文的第一部分内容,了解以下三方面内容: (1)开发海洋空间的必要性和紧迫性; (2)海洋环境的复杂性和特殊性; (3)海洋空间利用领域的拓展。 补充材料1:海洋空间利用形式 (1)交通运输空间海洋交通运输的优点是连续性强、成本低廉,适宜对各种笨重的大宗货物作远距离运输,如粮食、矿石、石油等。缺点是速度慢,航行受天气影响较大。 (2)生产空间海上生产项目建设的优点是可大大节约土地,空间利用代价低;交通运输便利,运费低,能免除道路等基础设施建设费用;冷却水充足,取排方便,价格低廉,可免遭热污染危害。缺点是基础设施投资较大,技术难度高,风险大。 (3)储藏空间利用海洋建设仓储设施,具有安全性高、隐蔽性好、交通便利、节约土地等优点。 (4)通信和电力输送空间主要指海底电缆。通信电缆包括横越大洋的洲际海底通信电缆、陆地和海上设施间的通信电缆;电力输送电缆主要用于海上建筑物、石油平台等和陆地间的输电。 (5)文化、生活、娱乐空间随着现代旅游业的兴起,各沿海国家和地区纷纷重视开发海洋空间的旅游和娱乐功能,利用海底、海中、海面进行娱乐和知识相结合的旅游中心综合开发建设。如日本东京附近的海底封闭公园,游人可直接观赏海下的奇妙世界。美国利用海岸、海岛开发了集游览和自然保护为一体的保护区公园。 二、海洋运输 思考:15世纪以前,人们利用人力、风力或洋流作为动力,驾驶木船在近海活动;15

人教版高中地理选修二53《海洋能的开发利用》练习题

5、3 海洋能的开发利用 一、选择题 1。海洋能开发中,已具有商业开发价值的是(双选)() A.潮汐发电 B.波浪发电 C。盐差发电 D.温差发电 解析:选AB。海洋能中具有商业开发利用价值的是波浪能和潮汐能。 2.下列海峡中波浪能资源最为贫乏的是() A.马六甲海峡 B.麦哲伦海峡 C.直布罗陀海峡D。英吉利海峡 解析:选A。马六甲海峡位于热带雨林气候区,以上升流为主。 3。下列反映日、月、地位置关系的示意图,可提高潮汐发电效果的是() A.①② B.①③ C.②④D。③④ 解析:选 D.新月、满月时,日、地、月三者的位置处在一条直线上,日、月引潮力叠加在一起,使地球海洋出现天文大潮,潮差大,利于潮汐发电。 读“潮汐电站剖面示意图",回答4~6题。 4.若H表示潮汐发生时大坝两侧的水位差,当H在一个月内最大时,这一天可能是农历() A。初八B。十六 C。二十一 D.二十八 5。一天之内有两次潮涨和潮落,若H在农历十五这一天内出现极大值的时间是5∶30,那么这一天下一次出现H极大值的时间可能是() A。17∶30 B。17∶55 C。11∶30 D。11∶55 6、若水位二是位于大坝靠大陆一侧的水位,当H增大时,下列说法正确的是()A。此时段内,当地海滩游泳比较安全 B。是盐田灌水的最佳时期 C。是渔民拾贝的最佳时期 D。此时段,海洋船舶靠港的速度相对较快 解析:潮汐发电利用了海水涨落的水位差。图示中H最大时,表示涨或落的最大值。潮汐涨落的周期变化分为日周期、月周期及年周期等。潮汐原动力是天体对海水的引力与天体绕转质点做圆周运动产生的离心力的差值。一个朔望月之内,初一与十五由于日地月在一条直线上,它们合成的引潮力最大,一天之间距月球与地球的绕转质心最近和最远的地表,潮汐最大。其时间差决定于地球自转和月球公转周期.第6题题干说明海水处于落潮阶段,由于海水在落潮时水平运动方向是离海岸而去,海滩游泳不安全,盐田灌水取决于当时盐度,雨天由于径流冲淡海水,应灌入潮尾时段的海水,晴天则灌入潮头时的海水.落潮时向岸线航行的速度因水流方向而变慢。 答案:4、B5、B6、C 国家发改委在《可再生能源中长期发展规划》中明确指出:今后一个时期,中国可再生能源发展的重点是水能、生物质能、风能和太阳能,积极推进地热能和海洋能的开发利用。2020年前总投资将达2万亿元.这意味着海洋能源的开发利用迎来了新的发展契机。据此回答

全球海洋能发电发展现况与展望

全球海洋能发电发展现况与展望 一、前言 在福岛核电厂事故之后,各国纷纷检讨核电政策。日前德国宣布将于2022年关闭所有核电厂,以其它电力来源替代,未来再生能源发电势必扮演更重要的角色。 在各种再生能源技术当中,海洋能是发展较为迟缓的技术之一,目前各国对于海洋能的利用,仍处于相当初始的阶段。不过地球有百分之七十一的面积是海洋,海洋能蕴藏量亦相当丰沛,在技术发展日益成熟的情况下,未来海洋能发电可望逐步成为人类重要的能源来源。本篇将介绍海洋能的技术种类、目前的发展现况、以及未来的展望。 二、海洋能技术发展现况 海洋能的利用以发电为主,技术种类繁多,现阶段发展较多的四种技术,分别为:(1)利用海洋中的洋流推动水轮机发电之海流发电(Marine Current Power);(2)利用每天潮流涨落的位能差产生电力之潮汐发电(Tidal Power);(3)利用波浪运动的位能差、往复力或浮力产生动力之波浪发电(Wave Power);(4)利用深层海水与表层海水之温差汽化工作流体带动涡轮机发电之海洋温差发电(Ocean Thermal Energy Conversion;OTEC)。以下分别介绍各种发电技术。 (1) 海流发电 海流发电系利用海洋中海流的流动动力推动水轮机发电,一般乃于海流流经处设置截流涵洞之沉箱,并于其内设置水轮发电机,并可视发电需要增加多个机组,来进行发电;惟于机组间需预留适当之间隔,以避免紊流互相干扰。目前国外已经有小规模试运转的案例,然而要达到大规模商用化仍需要一段日。 (2) 潮汐发电 潮汐发电便是利用海潮满潮、退潮所形成的水位落差,来从事发电,在海湾围建堤防和水路,在涨潮时引水入储水池,退潮时将储水放出,每日可发电四次,但当潮汐满潮与退潮高度相差较小,则发电效益较低。理想具经济效益的潮差至少需要5公尺。潮汐发电为商用化进展较快的技术,目前已有商用化运转的发电站。

海洋能的开发利用教案(高二地理)

5.3 海洋能的开发利用导学案 【学习目标】 1.了解海洋能的基本特点。 2. 了解潮汐能和波浪能等海洋能发电的条件及其发展前景。 【重点难点】 潮汐能和波浪能等海洋能发电的条件。 【学法指导】 搜集资料,了解世界海洋能资源的开发利用现状。 【学习过程】 1.海洋能源:通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源,主要包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能和盐差能等。 (读图5.16,了解海洋能的构成。指出比例最大的两个目前尚无法利用。)2.海洋能特点: ①总量大、密度小; ②可再生 ③污染小,属清洁能源; ④时空分布不均 3.具有商业开发价值的潮汐发电和波浪发电。 (1)潮汐能 阅读教材案例:法国朗斯潮汐电站。 思考:潮汐电站一天可以发几次电? 潮汐电站一般建在什么样的地方? 我国已建成的潮汐电站分布在哪里?有什么特点。 (2)波浪能 波浪能有哪些优点? 波浪能主要集中在哪些海区?为什么?(西风带) 阅读P61,了解波浪能发电的概况。 【达标训练】

一、选择题 1.海洋能开发中,已具有商业开发价值的是(双选)( ) A.潮汐发电B.波浪发电 C.盐差发电D.温差发电 2.下列海峡中波浪能资源最为贫乏的是( ) A.马六甲海峡B.麦哲伦海峡 C.直布罗陀海峡D.英吉利海峡 3.下列反映日、月、地位置关系的示意图,可提高潮汐发电效果的是( ) A.①② B.①③ C.②④ D.③④ 读“潮汐电站剖面示意图”,回答4~6题。 4.若H表示潮汐发生时大坝两侧的水位差,当H在一个月内最大时,这一天可能是农历( ) A.初八B.十六 C.二十一D.二十八 5.一天之内有两次潮涨和潮落,若H在农历十五这一天内出现极大值的时间是5∶30,那么这一天下一次出现H极大值的时间可能是( ) A.17∶30 B.17∶55 C.11∶30 D.11∶55 6. 若水位二是位于大坝靠大陆一侧的水位,当H增大时,下列说法正确的是( ) A.此时段内,当地海滩游泳比较安全 B.是盐田灌水的最佳时期 C.是渔民拾贝的最佳时期 D.此时段,海洋船舶靠港的速度相对较快 国家发改委在《可再生能源中长期发展规划》中明确指出:今后一个时期,中国可再生能源发展的重点是水能、生物质能、风能和太阳能,积极推进地热能和海洋能的开发利用。2019年前总投资将达2万亿元。这意味着海洋能源的开发利用迎来了新的发展契机。据此回答7~8题。 7.对于海洋能的叙述,不.正确的是( ) A.总量大,密度小B.可再生

海洋生物技术复习 (1)

1.海洋价值 海洋经济价值(海洋资源价值), 海洋军事价值, 海洋科研价值, 海洋生态价值。 2. 宇宙大爆炸 产生地球 原始大气中无机小分子CO2,NH3,H2,CH4 太阳紫外线,闪电,高温作用 小分子有机化合物Aa,核苷酸,单糖,脂肪酸 聚合,缩合反应 有机高分子物质葡萄糖,核酸,多糖 聚集 多分子体系原始生命现代生物界 3.三元界真核生物,真细菌,古细菌 4.海水是稳定的环境 海水的比热高——海水温度的稳定性 海水是一种缓冲溶剂——酸碱性的稳定 5.【河口】 海水和淡水交汇和混合的部分封闭的沿岸海湾。 根据成因的不同,可把河口分为下列几种类型: (1)溺谷型河口海侵淹没的河谷末端,海水直拍崖岸。由于河流较小,或流域来沙不多,虽在湾头或局部地段有泥沙堆积,但溺谷状态仍然保留。 (2)三角洲河口流域来沙丰富的河口,泥沙沉积于河口区,不仅改变其冰后期海侵所形成的溺谷形态,且有三角洲发育。一般而言,三角洲发育于弱潮河口和某些中潮河口以及河流挟带的泥沙不易为沿岸流带走的地区。 (3)峡江型河口在冰川作用过的地区,河槽受冰川挖掘刻蚀,谷坡陡峻,海侵后形成峡江,其河口的特点在于口门附近有深约几十米的岩坎,坎内水深可达数百米,向着内陆可延伸几百公里。这种河口常见于高纬度地带,如挪威的松恩峡湾和苏格兰的埃蒂夫湾。 广义地说,河口湾除真正的河口外,还包括半封闭的沿岸海湾、潮沼和在沿岸沙坝后面的水体。 现代河口是在冰后期海侵的基础上发展而成的 由于侵蚀基准面上升或地壳下降,或由于海水面上升时被海水淹没而形成的漏斗形的狭长三角湾是为溺谷潟湖相应地分为两种类型︰ 1.海岸潟湖︰位于滨岸坝与海岸之间,水域狭长而不规则; 2.珊瑚潟湖︰由环状珊瑚礁环绕或由坝状珊瑚礁相隔而成,水域呈圆形或不规则形状。 6.红树林 “红树林”这一名词并不是指单一的分类类群植物,而是对一个景观的描述(红树林沼泽mangals)。代表一个生境类型。红树植物根植于潮带上层的软泥底所构成的一种类似于温带盐沼的海洋生态类型 我国的红树林分布于海南、广东、广西、福建和台湾等省(区),有16科20属31种。 红树、秋茄树、红茄苳、海莲和木榄等。 7.珊瑚礁形成 岸礁——堡礁——环礁 8.海洋生态环境问题 海洋环境污染

《海洋空间的开发利用》教案3

《海洋空间的开发利用》教案 教学目标: .了解海洋空间利用的现状和发展前景。 .了解海洋交通运输和港口建设的情况,以及围海造陆等扩大生活空间的状况。 .了解海洋环境问题。 能力目标 .学会运用综合分析法,从气候、交通运输、通信等方面来说明海洋环境对人类的影响。.分析海洋环境问题的产生和预防、解决措施,提高和增强海洋意识。 德育目标 .通过海洋空间资源的开发和利用的学习,增强学生的海洋国土意识。 .正确认识海洋环境保护的重要意义,树立可持续利用海洋的观念。 教学重点 .海洋空间利用和港口建设。 .海洋环境保护。 教学难点 .海洋港口建设与交通运输、经济状况等是密切相关的,应注意其关联性。 .海洋环境保护的具体实施与思想教育的渗透。 一、.海洋可利用空间及特点 可利用空间环境的复杂性和特殊性空间利用缺点 海上气象状况和海水运动多变 技术③难度大,资金投入海中海水①腐蚀性强、海冰破坏性大 大、风险大 海底黑暗、②高压、低温、缺氧 .海洋空间开发的优点:空间广阔,便于④立体利用;地价便宜,不需搬迁人口;海底⑤隐蔽性能好,海中温度、压力比较稳定。世纪教育网版权所有 .开发的意义:缓解沿海地区⑥人地矛盾,开发海洋资源,拓展人类生存空间。 二、海洋空间开发利用的主要方式 .主要领域:交通运输、生产、⑦居住、通讯、⑧储藏和文化娱乐等。 .海洋交通与通讯 ()海洋运输的要素:⑨海港码头、运输船舶和海上航道。 ()优点:吨位大、⑩速度快、续航能力强。 ()变化:从海面向海底和海洋上空拓展,如建造?海底隧道、海底管道、?跨海大桥以及铺设海底光缆等。

.围海填海造陆 ()概念 错误! ()其他形式:?人工岛、海上城市、?海上人工码头、海上工厂、海上作业平台等。 三、海底储藏 .海底空间特点:广阔、水温较低、?温度变化平缓,远离居民区,?缺氧。 .适宜存放物品:易燃易爆的危险品,易霉变、易腐烂的?食品。 【达标训练】 一、选择题 从海洋中寻找生存的空间自古就有,目前也是人类利用海洋空间的主要方式之一。结合所学知识回答~题。 .下面四幅图所示的景观属于围海造陆的是( ) .海上工厂与陆地工厂相比,所没有的优点是( ) .不占陆地面积.工厂主体小 .离加工原料地近.建造及管理费用低 .下列物品不适合在海底储存的是( ) .石油.天然气 .炸药.雾凇 香港地形以山地丘陵为主,有著名的天然良港,结合图文信息,回答~题。 .香港建港的有利自然条件是( ) .地平坡缓.岛多浪小 .滩阔岸直.河多沙厚 .填海造陆对香港的影响有( ) .港区行船更加通畅.经济活动远离了海岸 .海洋生态得以维护.利于沿海功能区布局 .下列有关人类利用海洋空间资源错误的说法是( ) .日本建设海上机场和人工岛是为了缓解日本人多地少的矛盾 .荷兰很早就用风车排水的方法,人工围海造陆 .英法海底隧道与日本濑户跨海大桥交通流量都受海洋气候的影响 .海底储藏大米主要是因为海底温度变化小且温度低

新教材 【人教版】地理选修二:5.3《海洋能的开发利用》导学案(含答案)

地理精品教学资料(新教材) 2019.4 第三节 海洋能的开发利用 学习目标 1.了解海洋能的基本特点。2.了解潮汐能和波浪能等海洋能发电的条件及其发展前景。 一、海洋能的特点 1.含义:通常指海洋中所蕴藏的①__________的自然能源。 2.类型:主要包括②______能、③______能、④______能、海水⑤______能和⑥______能等。 3.特点:(1)总量⑦____,密度⑧____。 (2)⑨________。 (3)污染⑩____。 (4)时空分布?______。 二、海洋能开发利用前景 1.利用方式:主要用于?______。 2.目前利用技术成熟的能源有潮汐能和波浪能。 3.潮汐能及其利用 (1)分布:主要分布在一些浅窄的?______、?______和?______区域。 (2)潮汐发电的条件:a.?______足够大。 b .海岸能够储蓄大量的?______。 c .可以进行土建施工。 (3)我国的潮汐电站分布:广东省的顺德和东湾、山东省的?______、上海市的崇明等地。 4.波浪能及其利用 (1)定义:指海洋表面波浪所具有的?____能和?____能。 (2)优点??? 在最耗费能源的冬季,可以利用的波浪能量○21 海面极少平静,波浪○22 可以利用 (3)缺点:a.造价○ 23____,b.发电成本○24____。 (4)分布:主要集中在南北纬○ 25____________之间的○26______________。 5.前景:海洋能发电理论上可行,随着技术的不断完善,海洋能作为新能源将会被人类作为重要的资源加以利用。 一、海洋能的种类与特点 1.种类:海洋能包括潮汐能、温差能、盐差能、海流能和波浪能。广义的海洋能还包括海洋上空的风能,海洋表面的太阳能和海洋生物能等。重点为潮汐能及波浪能的开发利用。 2.特点 总量大、密度小:地球上71%的面积被海水覆盖,因此具有巨大的海洋能,但是单位面积、单位体积上所拥有的能量较小。 可再生:海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力,如:潮汐能,这种能源是取之不尽、用之不竭的。 污染小:海洋能为清洁能源,在环境问题突出的今天,开发利用清洁能源是一条必经之路。

海洋生物技术1教材

海洋生物技术重点 1.海洋占地表的71%,生物圈的85%,水圈的97.5%,共3.6亿Km2,深度>500m占66%最深的是11521m。 2.近海太阳能有光合作用,深海,黑暗地热 3.海洋是“蓝色聚宝盆”:海洋油气,海洋金属矿藏,海洋能源,海水,海洋生物 课程主要内容: 1、海洋生物学/资源与技术概论 2、海洋水产养殖与技术篇章 3、海洋食品开发与技术篇章 4、海洋药物开发与技术篇章 5、海洋微生物资源与开发技术篇 6、海洋环境保护与生物技术篇 《海洋生物资源的综合利用》、《海洋生物技术》、《海洋生物技术研究进展》 绪论 1.生命起源 宇宙大爆炸,地球产生,原始大气无机小分子(小分子有机物,有机高分子,多分子体系,原始生命)现代生物界 2、生物种类(100多万) 海洋微生物:病毒,细菌,真菌 海洋动物:浮游生物,底栖生物,游泳生物 海洋植物:海藻(微型,大型),种子植物 红树林富含单宁酸,氧化后为红色,故称“红树”,生长于陆地与海洋的交界滩涂浅滩。作用:防风消浪,促淤保滩 3、海洋微生物占海洋生物总量的90%,0.1-2亿种,包括病毒、古菌、细菌、粘细菌、微藻、真菌等; 研究内容:新物种,新活性次级代谢产物发现,生物遗传-代谢调控,地化循环4、海洋是 十分独特的生态环境:高盐、高压、低温、低光照、寡营养、无光、局部高温分解者:促进物质循环,微生物多是分解者 5、海洋生物资源特点: 多样性:数量种类远超陆地生物 再生有限性:通过自身调节,不断更新再生 波动性:数量会随海洋环境变化 共享性:财富公共性 游动性:少数固着生活外,都游动

隐蔽性:数量与变化难以直接观察 6、海洋生物分类:生物七级分类单元(分类阶元或分类群) 界Kingdom(拉:Regnum) 门Phylum或Division(拉Divisio) 纲Class(Classis) 目Order(Ordo) 科Family(Familia) 属Genus 种Species 在这七级中,在必要时每一级都可有若干辅助单元,故共可有十余级。 7、按生活方式分:浮游生物,底栖生物,游泳生物 按生物学特征分:1.海洋植物(海藻,红植物) 2.海洋动物(脊索动物门、棘皮动物门、节肢动物门、软体动物门、腔肠动物门、海绵动物门) 3.海洋微生物(细菌、真菌、放线菌、病毒等) 8、海洋生物多样性 生物多样性:指生物之间的多样化和变异性以及物种生境的生态复杂性的总称,包括生物的遗传多样性,物种多样性,生态系统的多样性三个层次。 遗传多样性:遗传基因多样 物种多样性:生物种类多 化学多样性:生物活性物质多样 生态系统多样性近海、大洋、热泉、河口、红树林、珊瑚礁生物群落 9、海洋生物学范畴 海洋生物学是研究海洋中生命现象、过程及其规律的科学,是海洋科学的一个主要学科,也是生命科学的一个重要分支。 海洋生物学主要研究海洋里生命的起源和演化,生物的分类和分布、发育和生长、生理、生化、遗传。其目的是阐明生命的本质,海洋生物的特点习性,及其与海洋环境间的相互关系,海洋中发生的各种生物学现象及其变化规律,进而利用这些规律为人类的生产生活服务。 海洋生物学研究的内容极为丰富,且随着海洋调查手段和开发技术的改进而不断地发展,生物学的各个领域在海洋生物学的研究中均有相应的发展。 (1)研究内容: 海洋生物学的研究对象为海洋生物,这是它区别于普通生物学的主要特点,研究内容主要包括海洋生物的分类和区系分布: 按进化关系和形态差异划分为:微生物,植物,动物 按生态特征和生存方式划分为:浮游生物,底栖生物,游泳生物 海洋生物的区系划分是为了解海洋生物的分布,生物资源量变动等基础生物学研究的主要内容。 (2)海洋生物的生殖、生长、发育和遗传 发育、遗传和进化是当代生物学研究的三大重要课题,从分子水平和基因水平揭示海洋生物的遗传规律已成为海洋生物学的重要内容。 (3)海洋生物的生理生化

海洋能发电技术研究

海洋能发电技术研究 【摘要】海洋能是取之不尽、用之不竭的清洁能源。海洋能多种多样,主要包括波浪能、潮流能、潮汐能和温差能等。利用海洋能发电能够改善能源结构和环境,有利于海洋资源开发,受到许多国家的重视。文中对各种海洋能发电系统的主要技术原理、特点和国内外技术现状作了综述,最后指出海洋能利用的意义和前景。 【关键词】海洋能;海洋能发电;可再生能源 Abstract:This paper presents the elements and the characteristic of the Ocean Energy Generation Technology,and recommend the actuality of the Ocean Energy Generation Equipment. Key word:Ocean Energy;Ocean Energy Generation Technology;reproducible Energy 1.引言 2008年全球一次能源消费量为143851TWh,其中81.2%来自化石燃料。随着矿物燃料的日趋枯竭,世界主要海洋国家纷纷将目标转向蕴藏丰富能源的海洋,不断加大科技和资金投入,以期在海洋可再生能源开发利用的“争夺战”中抢得先机。海洋能主要指波浪能、潮流能(海流能)、潮汐能、温差能和盐差能等可再生能源。海洋能总量是巨大的,据估计与全球一次能源消费能源的50%相当,其中,全球海浪发电的理论储量为29500TWh/年左右,全球潮汐(含潮流)发电的理论储量为7800TWh/年左右,全球海洋热发电转换的理论储量为44000TWh/年左右,全球盐差能的理论储量估计为1650TWh/年左右。虽然海洋能源分布不均匀,但在每一个海岸,往往不止一种形式可以供应当地的电力需求。我国重视海洋可再生能源的开发利用,将包括海洋能在内的新能源产业视为引领我国未来经济社会可持续发展的七大新兴战略性产业之一。近年来,我国先后设立了“908专项(我国近海海洋可再生能源调查与研究项目)”和“海洋可再生能源专项资金”支持计划等,支持海洋能的海岛独立发电系统与并网示范工程、关键技术产业化、新技术研究试验以及公共支撑服务体系建设等,并拟在海洋能资源丰富地区建设海洋能示范电站,开展万千瓦级潮汐电站建设工作。 2.国外海洋能发电技术现状 2.1 波浪能发电技术 现阶段,波浪能发电技术的基本原理是:利用物体在波浪作用下的升沉和摇摆运动将波浪能转换为机械能,或利用波浪的爬升将波浪能转换成水的势能。波浪能转换系统一般包括三级能量转换机构:一级能量转换机构将波浪能转换成某个载体的机械能;二级能量转换机构将一级能量转换所得到的能量转换成旋转机

海洋生物制药的研究现状及展望

海洋药物研究发展现状及展望 摘要:现代生物技术在制药产业中发挥了重要作用,海洋生物技术的出现和发展推动了海洋生物药物的研究,是今后生物技术药物的发展方向。综述了生物技术在海洋药物开发中的应用,并展望了新世纪海洋生物制药的前景。 关键词:海洋生物药物生物技术基因工程研究展望 海洋生物是巨大的生物资源库,由于海洋环境的特殊性和科学技术手段的限制,以往人们对海洋生物的研究和开发受到严重的限制。现代生物技术的迅速发展为研究和开发海洋生物搭建的平台,提供了锐利的武器。海洋生物技术是将现代生物技术的各种技术手段,基因工程技术、细胞工程技术、微生物技术、酶工程技术、生化分离技术等应用于海洋生物领域形成的现代生物技术的重要分支[1]。 海洋药物研究经历近半个世纪的探索和发展,已经获得了许多宝贵的经验积累和丰富的研究资料,特别是近年来生物技术的迅猛发展,为海洋药物开发提供了新的研究方法、研究思路和发展方向。现代的化学研究方法与多种生物技术越来越紧密地结合,已成为当今海洋药物研究发展的主流,并且是今后数十年海洋药物研究的主要趋势。随着海洋开发步伐的加快和现代生物技术的广泛应用,从海洋生物中发现活性天然产物,并将其开发成新型药物得到了研究人员的普遍重视[2]。 (一)海洋生物活性成分的研究 1、海洋生物药物 21世纪人类社会面临着“人口剧增、资源匮乏、环境恶化”三大问题的严峻挑战,一直以来作为药物主要来源的陆地生物正面临着被开发殆尽的危险。向海洋进军,开发海洋药物迫在眉睫。海洋作为一个特殊的生态系统,在某种意义上,本身就是一个复杂的培养体系。海洋生物处于高盐、高压、低温和无光照的环境中,相互间的生态作用多是通过物种间化学作用物质如信息素(pheromones)、种间激素(kairomones)、拒食剂(feeding deterrents)等来实现,远比陆生生物复杂和广泛,这导致海洋生物,特别是深海生物体内含有与陆地生物无法比拟的化学结构奇特、新颖并具有高活性、高药效的先导化合物,为新药研发提供了大量模式结构和药物前体[3]。 2、海洋天然活性成分的发现

海洋资源的开发和利用(二).doc

海洋资源的开发和利用(二) 教学目标 1.了解海洋空间资源分布的范围,包括的种类,开发利用特点等。 2.了解世界海洋运输业的发展,港口建设和港口贸易的发展。 3.了解世界著名的围海造陆工程。 教学建议 关于海洋空间利用的教学建议 在教学中,教师首先要使学生明确开发海洋空间资源的深远意义。由于世界人口的迅速增长,使陆地空间越来越拥挤,海洋将成为人类活动的广阔空间;然后让学生了解海洋空间资源分布的范围,所处的环境特点。海洋可利用空间包括海上、海中和海底,具有气象、水文条件复杂,环境恶劣的特点;最后,讲当前人类在海洋空间资源的开发利用上已涉及的领域。海洋空间利用已从传统的交通运输,扩大到生产、通信、电力、储蓄、文化娱乐等诸多方面。 关于海洋运输和港口建设的教学建议 在教学中,教师可结合世界海洋运输的发展历史,讲述人类在海洋运输中经历了由近海向远洋拓展以及交通运输工具的变革过程。特别要指出现代大型船舶的出现和无线电导航、全球定位技术在海洋运输业的应用,大大促进了海洋运输业的发展。接着,教师可利用课本中《世界主要海运路线》图,介绍世界七大海上交通运输线。最后,介绍人们开发利用海洋空间的主要场所——港口的建设。在讲港口建设时,可引导学生读《鹿

特丹港口的土地利用》图,结合荷兰鹿特丹港发展案例,讲清港口建设要有三个条件:①腹地:即港口的服务区域;②配套设施:如码头、装卸设备等;③在港口的规模、服务功能和范围上能够适应经济发展的需要。关于围海造陆的教学建议 在教学中,教师可结合世界围海造陆的三个典型事例①荷兰的围海造陆工程;②日本、美国、法国、荷兰等国建造的人工岛工程;③澳门的填海造陆工程,说明围海造陆是缓解人多地少矛盾的重要途径,但是需要经过充分的科学论证,特别是做好以水利工程为中心的配套建设。同时还要指出,兴建海上城市,工程和费用巨大,需要以强大的国力作基础。 --示例 〖引入新课〗 1.读图引入:读课本《未来海洋空间利用示意》图,说明人类开发利用海洋空间资源涉及生产和生活的哪些领域?关于海洋空间资源的开发利用,人类还可以在哪些方面进行探索? 2.录像引入:观看有关海洋空间资源开发利用的科技录像片,回答海洋空间资源包括海洋的哪些部分。人类是怎样利用海洋空间资源的? 3.讲解:海洋空间资源包括海上、海中、海底三个部分。随着世界人口迅速增长,陆地各种自然资源逐渐走向枯竭,海洋空间资源的开发利用问题越来越令人关注,海洋将成为人类活动的广阔空间。 〖海洋空间利用的教学〗 1.讲解:目前,人类开发利用海洋空间资源,已从传统的交通运输扩展到工业生产、通信、电力输送、储藏、科学文化、生活娱乐等诸多领域。然而,海洋环境不同于陆地,不论在环境方面还是在生态方面,都具有复杂性和特殊性。 2.提问:海洋环境条件

2020年【人教版】地理选修二:5.3《海洋能的开发利用》导学案(含答案)

2020年精编地理学习资料 第三节 海洋能的开发利用 学习目标 1.了解海洋能的基本特点。2.了解潮汐能和波浪能等海洋能发电的条件及其发展前景。 一、海洋能的特点 1.含义:通常指海洋中所蕴藏的①__________的自然能源。 2.类型:主要包括②______能、③______能、④______能、海水⑤______能和⑥______能等。 3.特点:(1)总量⑦____,密度⑧____。 (2)⑨________。 (3)污染⑩____。 (4)时空分布?______。 二、海洋能开发利用前景 1.利用方式:主要用于?______。 2.目前利用技术成熟的能源有潮汐能和波浪能。 3.潮汐能及其利用 (1)分布:主要分布在一些浅窄的?______、?______和?______区域。 (2)潮汐发电的条件:a.?______足够大。 b .海岸能够储蓄大量的?______。 c .可以进行土建施工。 (3)我国的潮汐电站分布:广东省的顺德和东湾、山东省的?______、上海市的崇明等地。 4.波浪能及其利用 (1)定义:指海洋表面波浪所具有的?____能和?____能。 (2)优点??? 在最耗费能源的冬季,可以利用的波浪能量○21 海面极少平静,波浪○22 可以利用 (3)缺点:a.造价○ 23____,b.发电成本○24____。 (4)分布:主要集中在南北纬○ 25____________之间的○26______________。 5.前景:海洋能发电理论上可行,随着技术的不断完善,海洋能作为新能源将会被人类作为重要的资源加以利用。 一、海洋能的种类与特点 1.种类:海洋能包括潮汐能、温差能、盐差能、海流能和波浪能。广义的海洋能还包括海洋上空的风能,海洋表面的太阳能和海洋生物能等。重点为潮汐能及波浪能的开发利用。 2.特点 总量大、密度小:地球上71%的面积被海水覆盖,因此具有巨大的海洋能,但是单位面积、单位体积上所拥有的能量较小。 可再生:海洋能来源于太阳辐射能与天体间的万有引力,如:潮汐能,这种能源是取之不尽、用之不竭的。 污染小:海洋能为清洁能源,在环境问题突出的今天,开发利用清洁能源是一条必经之路。 时空分布不均:海洋能因地而异,同时存在着明显的日变化、月变化、年变化。 典例1 波浪能量巨大,分布广泛,自古吸引着人们对其加以利用,据此回答(1)~(2)

美国海洋生物技术成就与未来

美国海洋生物技术成就与未来 1. 海洋生物技术当前面临的挑战 (1) 水生生态系统中的生物竟占地球生物的80%以上,我们对这些生物的生物化学特性所知甚少。我们面临的挑战就是为了拯救生命,提高生活质量,发现这些特殊生物所具有的生物属性; (2) 由于细菌和污染物的关系,目前美国约40%的沿岸海域已不适于游泳。我们面临的挑战是开发可鉴定生态应力源的生物技术,制定保护和恢复沿海资源的策略; (3) 对鱼类种群动力和病害影响的认识是管理资源必不可少的条件。我们面临的挑战是研制能让科学家和管理者鉴别种群,防治新出现的病害,保护渔业和生态资源的分子技术; (4) 源自海产品的疾病给公共卫生和沿海经济带来负面影响。我们面临的挑战是应用分子技术,开发快速诊断化验,确保食用海产品的安全和水产业的活力。 2. 最近取得的重大成就 最近,海洋生物技术在许多关键领域取得了显著成就: (1) 从海洋柳珊瑚中分离出的一种抗炎症药剂——假蕨素(pseudopterosin)每年的市场产值为300万~400万美元; (2) 目前处于临床试验阶段的4个海洋天然产品的潜在市场产值在10亿美元以上; (3) 聚合酶链式反应的应用现在能使公共卫生官员在一次快速化验中同时鉴别牡蛎细胞组织中多种微生物病原体; (4) 能降解污染物的微生物和吸附金属的藻类正大大加强环境修复能力; (5) DNA指纹有助于关键渔业的管理和产品鉴定; (6) 有害藻华生成生物的分子探头能让管理者更好地预测潜在的健康风险; (7) 评估造成如内分泌紊乱一类污染物影响的分子生物工具的

开发正取得迅速进展。 3. 海洋生物技术的未来 生物技术革命为科研和经济发展创造了巨大的机会。仅基于生物技术的医疗产品的世界市场2005年达到240亿美元。尽管生物技术应用到海洋环境的研究目前还为数不多,但这些研究的前景看好。海洋植物、动物和微生物是从复杂的生态系统中进化而来的,产生了许多特殊的生物化学品。实验证明,这些海洋天然产品具有治疗癌症和炎症的潜力,而且可有效地预防艾兹病。极端海洋环境中(如海底热液裂口和极地)的微生物为工业提供了具有极高温和极低温商业应用前景的“极端酶”(estrem-ozymes)。海洋硅藻硅生产控制研究已在纳米制造新兴领域得到应用,前景看好。这类海洋产品和过程的经济潜力是巨大的。 在环境领域,上述同样技术也带来同等重要的机会。监测生物过程、治污和废物利用等下一代技术将与这些新式生物技术密切相关。目前,分子技术的应用正影响着海洋和沿海的管理,赋予我们鉴别目标生物生态应力的新途径。分子生物学已向环境管理者、水产品加工商和水产养殖业提供了可利用的手段,使他们可更好地进行重大资源问题和经济问题决策。 美国现已确定海洋生物技术未来5个优先发展领域: 3.1 海洋天然产品 分子生物学、细胞生物学、化学、药物学和生态学将用来发现、评价和合成存在于海洋生物中的奇特天然产品。河口和湖泊厌氧区一类的特殊海洋环境、深海热液裂口、珊瑚礁和北极海域将是重点关注区。沼泽、湿地,甚至含污染物的环境可提供新颖生物及其产品的丰产场所。技术开发项目将确保医药行业和其他工业所使用的生物材料的充分生产。 3.2 生物分子过程的发现 海洋生物利用特殊机制产生矿化和生物分子复杂结构是当前科研的重点。对化学信号和信号传导等新领域的认识对于我们增进对生

最新人教版选修二高中地理过关习题5.3 海洋能的开发利用及答案

53 海洋能的开发利用 一、选择题 1.海洋能开发中,已具有商业开发价值的是(双选)( ) A.潮汐发电 B.波浪发电 .盐差发电D.温差发电 解析:选AB。海洋能中具有商业开发利用价值的是波浪能和潮汐能。 2.下列海峡中波浪能资最为贫乏的是( ) A.马六甲海峡B.麦哲伦海峡 .直布罗陀海峡D.英吉利海峡 解析:选A。马六甲海峡位于热带雨林气候区,以上升流为主。 3.下列反映日、月、地位置关系的示意图,可提高潮汐发电效果的是( ) A.①② B.①③ .②④D.③④ 解析:选D。新月、满月时,日、地、月三者的位置处在一条直线上,日、月引潮力叠加在一起,使地球海洋出现天文大潮,潮差大,利于潮汐发电。 读“潮汐电站剖面示意图”,回答4~6题。 4.若H表示潮汐发生时大坝两侧的水位差,当H在一个月内最大时,这一天可能是农历( ) A.初八B.十六 .二十一D.二十八 5.一天之内有两次潮涨和潮落,若H在农历十五这一天内出现极大值的时间是

5∶30,那么这一天下一次出现H极大值的时间可能是( ) A.17∶30 B.17∶55 .11∶30 D.11∶55 6 若水位二是位于大坝靠大陆一侧的水位,当H增大时,下列说法正确的是( ) A.此时段内,当地海滩游泳比较安全 B.是盐田灌水的最佳时期 .是渔民拾贝的最佳时期 D.此时段,海洋船舶靠港的速度相对较快 解析:潮汐发电利用了海水涨落的水位差。图示中H最大时,表示涨或落的最大值。潮汐涨落的周期变化分为日周期、月周期及年周期等。潮汐原动力是天体对海水的引力与天体绕转质点做圆周运动产生的离心力的差值。一个朔望月之内,初一与十五由于日地月在一条直线上,它们合成的引潮力最大,一天之间距月球与地球的绕转质心最近和最远的地表,潮汐最大。其时间差决定于地球自转和月球公转周期。第6题题干说明海水处于落潮阶段,由于海水在落潮时水平运动方向是离海岸而去,海滩游泳不安全,盐田灌水取决于当时盐度,雨天由于径流冲淡海水,应灌入潮尾时段的海水,晴天则灌入潮头时的海水。落潮时向岸线航行的速度因水流方向而变慢。 答案:4B 5B 6 国家发改委在《可再生能中长期发展规划》中明确指出:今后一个时期,中国可再生能发展的重点是水能、生物质能、风能和太阳能,积极推进地热能和海洋能的开发利用。2020年前总投资将达2万亿元。这意味着海洋能的开发利用迎了新的发展契机。据此回答7~8题。 7.对于海洋能的叙述,不.正确的是( ) A.总量大,密度小B.可再生 .人类不能开发D.分布不均 8.对于海洋能的开发利用,叙述正确的是( ) A.所有海洋能的利用技术都已经成熟 B.潮汐能的发电技术没有进入实用阶段

海洋能发电技术的发展现状与前景

海洋能发电技术的发展现状与前景 摘要: 海洋能是取之不尽、用之不竭的清洁能源。海洋能多种多样, 主要包括波浪能、潮流能、潮汐能和温差能等。利用海洋能发电能够改善能源结构和环境, 有利于海洋资源开发, 受到许多国家的重视。文中对各种海洋能发电系统的主要技术原理、特点和技术现状作了综述和评价, 最后指出海洋能利用的意义和前景。 关键词: 海洋能波浪能潮流能潮汐能环境保护 海洋能是指依附在海水中的能源。海洋通过各种物理过程或化学过程接收、存储和散发能量, 这些能量以波浪、海流、潮汐、温差等形式存在于海洋之中。海洋面积占地球总面积的71%, 到达地球的各种来自宇宙的能量, 大部分落在海洋上空和海水中,部分转化为各种形式的海洋能。海洋能的大部分来自于太阳的辐射和月球的引力。例如: 太阳辐射到地球表面的太阳能大部分被海水吸收, 使海洋表层水温升高, 形成深部海水与表层海水之间的温差, 因而形成由高温到低温的温差能;太阳能的不均匀分布导致地球上空气流运动, 进而在海面产生波浪运动, 形成波浪能;由地球之外其他星球( 主要由月球)的引力导致的海面升高形成位能, 称为潮汐能;由上述引力导致的海水流动( 其特征是在一日内发生的、有规则的双向流动) 的动能称为潮流能;非潮流的海流( 其特征是一日内不发生双向的流动) 的成因有受风驱动或海水自身密度差驱动等, 归根结蒂是由太阳能造成的, 其动能称为海流能。海洋能是清洁的可再生能源, 开发和利用海洋能对缓解能源危机和环境污染问题具有重要的意义, 许多国家特别是海洋能资源丰富的国家, 大力鼓励海洋能发电技术的发展。由于海洋能发电系统的运行环境恶劣, 与其他可再生能源发电系统, 如风电、光伏发电相比, 发展相对滞后, 但是随着相关技术的发展, 以及各国科技工作者的努力, 近年来, 海洋能发电技术取得了长足的进步, 陆续有试验电站进入商业化运行。可以预见, 不远的将来, 随着海洋能发电技术日益成熟, 将会有越来越多的海洋能发电系统接入电网运行。由于海洋蕴涵量巨大, 海洋能必将成为能源供给的重要组成部分。

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