(海洋科技)深海技术介绍

深海高新技术简介

21世纪是海洋世纪，控制海上交通线、争夺海洋资源、海洋权益争端等问题日益突显。《联合国海洋法公约》的生效以及200海里专属经济区制度的建立，使处于大洋深处而属于全人类共同继承财产的国际海底区域，正以其广阔的空间、丰富的资源和特殊的政治地位日益成为各国关注的重要战略区域。

深海高新技术是海洋开发和海洋技术发展的最前沿与制高点，也是目前世界高科技发展的方向之一。随着世界深海高新技术的发展，这一领域正在形成高技术群，有望成为与航天技术、核能利用技术等相并列的高新技术领域，辐射并带动相关技术产业的发展。

过去20多年来，我国在持续开展大洋勘察工作的同时，深海科学研究和技术开发也得到了快速发展，我国已经初步建立了深海勘察、深海多金属结核矿物开采、运载和冶炼等高技术平台，形成了一定的技术储备。但由于我国的大洋事业起步较晚，深海勘察技术手段和研究水平与美国、日本等发达国家相比，还存在较大的差距，在新资源的勘察上也面临着巨大的压力。

中国作为一个发展中的大国，要想在和平开发利用国际海底资源中发挥积极作用，就必须增强在国际海底区域的活动能力和监测能力，大力发展我国的深海高新技术。

1 深海技术的概念

深海海底蕴藏着大量未来发展所需的资源，特别是丰富的能

源、金属和稀土元素等，深海是通用技术应用的领域，也是高新技术发展和应用的重要领域。半个世纪以来，开发勘查与利用深海底的设备和技术一直是科技领域的一项重大挑战。

按照海底资源研究开发工作的先后顺序，可以将深海技术归纳为勘查技术、开采技术和加工技术。而水深达6000米、能在恶劣洋底环境下稳定运行的深海运载技术同时作为当今深海勘查技术与未来开发技术与装备的基础性技术，是深海资源勘探和开采共用的技术平台，它涉及系统通讯、定位、控制、能源和材料等各种通用基础技术。因此，深海技术体系从内容上应是深海运载技术与资源勘查技术、资源开采及加工专有技术的有机组合；从适用性上既能提供适用深海多种资源勘查开发的技术基础，又能适应不同阶段技术继承与发展的需要。

2 深海运载技术

深海运载技术是指运载各种电子装置、机械设备、甚至人员到深海特定区域的超常环境中，进行特定作业的深潜技术。深海运载技术包括无人自治运载器（AUV）、有缆无人遥控运载器（ROV）以及载人深潜器（HUV）。深海运载技术是人类进入地球内层空间，认识深海，勘探和开发深海资源必不可少的手段。同航天运载技术一样，深海运载技术是一国综合国力的象征，是意义深远的战略与前沿高技术。

深海运载技术涉及的高新技术范围很广，其关键技术包括深海运载器复合材料耐压仪表舱技术、深水耐压浮力材料技术、高精度定位技术及水下目标跟踪技术、水声通信和图像传输技术、

高效生命维持系统技术和高比能量（瓦时/公斤）动力装置技术等。

3 深海勘查技术

为勘查（探矿和勘探）深海底开发的一系列设备和技术，用于寻找资源和研究其周围环境。深海勘查技术主要涉及遥感设备和技术。

勘查包括观察、测量、记录和采集样品。照相机和电视利用增光电子设备照射漆黑的海洋，使人类能够看到海洋深处；生物照片库可通过因特网传播，使专业人员能够分析了解深层所得；通过重建声纳和地震测深设备获得声学图像，再利用计算机绘制海底地图；拖曳侧扫声纳可按照预定航迹连续作业数日，以测绘大片海底，或用于勘查个别潜在矿址周围的详细地形；地震剖面测量可提供有关海底上下岩石种类和岩层深度的数据；放置在不同深度的锚系传感器和沉积物采集器，可探测海流、含氧量和其他化学成份及浑浊度（水中沉积物密度）。

遥感技术除用于海洋学研究船准确定位外，还辅以对样品的直接研究。研究船采集到的样品往往由岸上研究室进行分析。拖网、抓斗和箱式取样器等工具用于采集海底表面、近底水层和浅表层的生物和地质样品，这些工作要经过专门设计和处理，使提升到水面的动物样品不致解体。较深层的取样可借助堆锥四分取样法、探测法或钻探法进行。

迄今为止，能够钻入硬岩50或100米的装置尚未研制出来，这一装置将对天然气水合物一类的矿床调查研究有重要的意义。基因测试的发展，对物种鉴定带来极大的便利。

4 深海开采技术

无论是陆地还是海洋的矿床，基本上只有四种开采或回收方法：从表层扒刮，从洞中挖掘，挖隧道进入表层下的矿床，钻入矿床并使之流体化。采矿基本上是一种物料搬运过程。

深海采矿与陆地采矿不同，必须用遥感技术在水下作业，由海面浮式平台控制。迄今为止，尚未在水深超过200米之处就固体矿物的商业回收进行持续作业。在水深5000米处对集矿系统的试验表明，从海底开采多金属结核或类似矿床困难不大，不存在技术障碍。另一方面，对于需要破碎或贯入硬物质的矿床，采矿技术的设计尚在探讨中。现已提出若干富钴结壳和热液硫化物表层矿床开采系统，但这些系统的效率还不明确。钻探能力提高及在管道铺设技术和深海油田生产方面取得的进展，极大增强了现有采矿技术能力，但需按照开采硬矿床所要求的高选择性采掘工艺做出重大调整。

除了结核采掘技术这一明显例外，目前大多数海底勘探和开发技术都用于浅水区，其用途随着需要而扩大。因此，今后有可能通过改进许多其他工业采用的传统系统来弥补深海底采矿技术的一些现有差距。最终成果可能包括新钻探系统、改进开发所需能量的转移、增加原料的海底加工量、以湿法冶金工艺（如浸滤法）通过钻孔分异回收预选金属等。

5 深海资源加工技术

深海资源加工技术研究主要包括深海矿产资源和深海生物基因资源两个领域。

深海矿产资源加工技术研究包括大洋多金属结核冶炼加工中间试验、富钴结壳冶炼加工实验室扩大试验、前瞻性冶金方法探索、资源的非传统应用技术以及选冶尾渣的综合利用等，形成技术先进、可靠高效、节能低耗、环境友好的深海矿产资源加工技术体系，为我国圈定多金属结核商业开采矿址和圈定满足商业开发规模所需资源量的富钴结壳矿区提供技术经济评价依据。

深海生物基因资源的研究开发在国外已有十余年，我国尚处于起步、探索阶段。通过“十五”深海基因资源研究实验室建立和深海极端微环境随机基因库、信息库及微生物基因文库构建，研发具有国际先进水平的深海基因分子操作技术；筛选若干具有重要开发价值的深海基因并逐步开展其基因工程产业化研究，初步确立我国在该领域的国际地位。