中国海洋工程咨询协会 海洋工程科学技术奖 十佳单位
2012-04-11
中国海洋工程咨询协会 海洋工程科学技术奖 十佳单位
本期继续报道“海洋工程科学技术奖”和“十佳单位”。
海洋多糖基微纳米药物控释载体制备技术及其产业化
中国科学院大连化学物理研究所
近年来,作为生物活性物质理想的“储库”,微纳米药物控释载体的研究已得到快速发展。其中,以海带、龙虾壳为原料的壳聚糖和以海藻酸钠为代表的海洋多糖基微胶囊由于价廉易得、安全无毒、理化性质稳定好而受到推崇,但海洋多糖基微纳米药物控释载体规模化制备工艺问题尚未解决。针对这一现状,课题组开展了“海洋多糖基微纳米药物控释载体制备技术及其产业化”研究。本项目提供了一种微纳米药物控释载体规模化制备技术及设备,在保证微纳米生物医药产品质量均一稳定和生物质高活性的前提下,实现了包埋组织细胞或药物的微纳米药物控释载体连续批量生产,是针对临床应用微囊化细胞移植技术或药物新制剂治疗糖尿病、帕金森氏症、肿瘤和器官替代(如人工肝脏)的迫切需求而开发的新技术。
本项目从理论分析入手,相继攻克了原理样机和核心设备设计中的关键技术问题,并以产业化应用为目标,配套设计了物料动力、适配器、智能控制软件和数据库系统,研发出国内外第一套安全性高、可操控性强和可规模化生产的生物微胶囊制备系统,具有自主知识产权(申请59项;已授权专利16项)。生产的微纳米生物医药产品具有 粒径可控、单分散性好、产量高、生物质活性高且批次稳定性好等特点,完全满足临床应用微纳米生物医药产品的数量和质量要求。目前,细胞移植、动脉栓塞和药物新制剂治疗相关疾病的临床试验正在进行,效果良好。
我国Argo大洋观测系统及其资料同化与短期气候预测
国家海洋局第二海洋研究所、中国气象科学研究院、中国科学院大气物理研究所、国家气候中心
全球气候变化对社会和经济发展具有重要的影响,国际 Argo计划的组织实施为海洋和大气科学界提供了覆盖全球海洋的物理海洋环境要素立体观测资料。本项目通过构建中国 Argo大洋观测网这一基础平台,使我国首次实现了对深海大洋0~2000米水深内的海水温度和盐度进行长期、大范围和高分辨率实时监测的能力;为促进Argo资料的应用,率先在国内建立了一个能同化多种海洋观测资料的四维变分同化系统(NCCGODAS),揭示了三大洋海面温度,不仅在数值大小而且在分布形式上都与实际观测有较好的一致性;目前,NCC-GODAS资料同化系统已在国家级业务中心(国家气候中心)得到应用,利用国家气候中心全球海气耦合模式,通过在NCCGODAS中引入Argo资料,明显改进了中国夏季(6-8月)降水的预测效果;研发的另一个三维变分海洋资料同化系统(OVALS),能够同化Argo浮标、XBT和船舶报资料以及由卫星高度计反演的海面高度异常资料等,也已在国家海洋环境预报中心的厄尔尼诺实时监测分析系统中得到应用。
我国构建的Argo 大洋观测网,为长期共享全球 Argo 实时海洋观测网资料打下了坚实基础,不仅提高了我国在国际大型合作计划中的显示度,而且海量 Argo 资料的收集与应用也提高了我国对短期气候预测的水平,对气候异常防灾减灾、国防建设和应对全球气候变化具有重要的意义,对我国海洋科学技术进步起到了重大的推动作用。本项目出版论文集 1本、著作 2本,另有35篇论文已在国内外重要学术刊物上发表,其中SCI收录20篇、CSCD收录 15篇。
多波束海底地形勘测关键技术研发与应用
国家海洋局第二海洋研究所、山东科技大学
本项目属海洋调查、海洋测绘和海底科学交叉领域,是项目完成单位在多波束勘测研究、数据处理和软件研制等方面多年成果的集成。项目主要成果包括:构建了从方案设计、参数校正、海上实施、各项改正、数据处理到成果表达的完整的质量控制与精度评估技术体系,制订了首个多波束海底地形地貌调查国家标准,出版了我国首部多波束技术专著;突破了多波束数据特殊处理和自动成图多项关键技术,包括自动滤波方法、声线折射改正方法、多源数据综合自动成图技术等,满足我国海底自动成图国家标准要求;开展跨学科交叉研究,有效拓展数据应用服务领域。
经专家鉴定,本项目各创新点填补国内空白,达到现阶段国际先进水平,其中假地形综合改正技术等部分成果达到国际领先水平。成果已广泛应用于海军、外交、海洋、测绘等多个部门,在多个国家海洋重大专项中发挥关键作用,直接服务于海洋工程环境勘测,近3年经济效益2.4116亿元,经济社会效益显著。项目获得发明专利1项、软件著作权5项;出版专著1本,制定国家标准1部,出版图集1册;发表科技论文108篇,被SCI/EI检索59篇,获得优秀图书奖1项,获得优秀论文奖6项。
台湾海峡及周边海域海洋环境立体实时监测系统
福建省海洋预报台、国家海洋局第三海洋研究所、山东省科学院海洋仪器仪表研究所、国家海洋技术中心、中国船舶重工集团公司第七一○研究所、武汉大学
本项目围绕福建省海洋综合管理、防灾减灾,以及国家海洋监测高新技术发展、国防安全等需求,研发和建设了台湾海峡及周边海域海洋环境立体实时监测系统。经研发、改进、集成,构建了由5套大浮标、14套生态浮标、2套海床基、2套实时传输潜标、1套中程高频地波雷达、1套卫星遥感系统及8个岸基台站等组成的台湾海峡及周边海域海洋环境立体实时监测系统,实时获取台湾海峡及周边海域海洋环境数据。解决了海上监测设备运行稳定性、可靠性和安全性问题,提高中程高频地波雷达反演精度和测量范围,实现北斗卫星海上设备数据的业务化传输与应用。针对台湾海峡恶劣海况条件,实施海上布放、维护和运行,创新开展设备安全保障、巡航看护、数据比测、故障维修等运行管理工作,保障运行质量,系统进入业务化运行。
项目采用国产定型的监测设备与设施在台湾海峡和周边海域构建海洋环境立体监测系统,获取了大量海洋环境监测数据,数据量达5.5T,为福建省海洋防灾决策提供支持,提高了海洋灾害预警报准确率和防灾减灾决策能力,提供给总参气象水文局和国家海洋环境预报中心实时监测数据达210万组,为国家海洋观测预报和军事保障提供有力支持;促进了国家区域性海洋立体实时监测系统的发展,在福建省海洋防灾减灾、国防安全等方面发挥了积极的作用,效益显著。项目获得国家发明专利授权4项、实用新型专利3项及软件著作权登记5项。
海岸带黄土与古冰川遗迹及陆架沙漠化环境
国家海洋局第一海洋研究所、中国科学院海洋研究所、北京大学
本项目的主要发现点包括:提出并完善了海岸带黄土的“风成-海源成因”理论;创建了海岸带黄土的地层层序、时间标尺及其古气候演化序列;在陆架沉积中发现了沙漠体和风成沙丘的诸多证据;提出了古陆桥断裂、古华北湖消亡与海峡跌水形成的观点;发现了我国东部沿海若干山地、丘陵和海岛保存着大量典型古冰川遗迹;创立了我国东部沿海晚更新世以来古陆桥断裂—海面升降—古冰川发育—陆架发生沙漠化—黄土堆积—全新世海侵的时空格局和古环境演化模式。上述重要发现及取得的全新认识,标志着我国海陆对比和全球气候变化研究前进了一大步,不仅具有重要的科学价值,为气候变化及其预测奠定基础,而且在指导石油勘探、防避地质灾害和海岸与海底工程建设等方面也具有实际的应用价值。
项目出版的3部专著和发表的系列论文,得到同行和权威专家的认可,被广大同行引用,引起很大反响,其中被 SCI 论文他引 334 次、被 CSCD 论文他引440次。我国著名地质学家刘东生院士认为,这项成果“展示了我国黄土研究、陆架环境研究和沿海古冰川研究所取得的新进展”“使人们可以重温已往的认识,也使人们在认识中国东部的地质中,全面系统地认识东部,认识中国的全部。”
新型浪潮流耦合海洋环境数值预报系统建设与业务化应用
国家海洋局第一海洋研究所、国家海洋局东海预报中心、国家海洋局厦门海洋预报台
项目建立了求解强非线性自由表面流的数学模型,并将其应用于研究波浪破碎与冲击、液体晃荡、波浪与新型港工结构及基床间的耦合作用等诸多强非线性复杂自由表面流动问题。主要包括以下研究内容:建立了求解非线性自由表面流的数值模型、求解多孔介质内的强非线性流动的耦合数学模型、求解大变形自由表面和复杂物面边界的SPHDEM流固耦合数值模型;模拟了任意形状三维容器遭受强迫振荡时容器内液体的运动特征以及液体对容器顶部的冲击压力特征;研究了波浪在缓坡上及直墙建筑物前的变形与破碎过程、波浪对浪溅区结构物冲击过程;应用流-固-土三相耦合数学模型,结合数值防波堤建造技术,对波浪和水流联合作用下结构物及其基床的水动力特性和动力响应进行了系统的分析和研究。
项目首次实现了数值模拟出周期波浪的破碎与冲击过程和波浪场与多孔隙流场的同步耦合求解;成功地模拟出由于动力不稳定性引起的矩形容器遭受竖向简谐振荡时容器内液体表面的半频率波动及圆柱容器遭受水平强迫振荡时容器内液体的旋转运动特征。项目达到世界领先水平,提升了我国港口、海岸及近海工程学科的研究水平和国际地位。项目研究成果已被国内外学者引用400余次,部分研究成果已在大连港大窑湾一期工程、大连港矿石转水码头和新30万吨级进口原油码头、胜利油田D 34B-KD 34C海底管线工程设计中得到了应用,获得了显著的经济效益和社会效益。研究成果可推广应用到海洋建筑物的安全、海岸侵蚀与防治、滨海滩涂资源的开发利用等。
海洋石油平台浪花飞溅区钢结构腐蚀防护与修复技术
中国科学院海洋研究所、中国石化胜利油田分公司海洋采油厂、胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司
目前我国已有200余座石油平台屹立海上,大量船舶及海底输油管线、在建的多座大型跨海大桥和海运码头,都存在海洋腐蚀问题。海洋浪花飞溅区是海洋环境中的一个强腐蚀区,钢桩表面在干湿交替过程中,其腐蚀过程的阴极反应除氧还原反应外,还有锈层本身氧化作用,这一区为海水全浸区的5~10倍,是腐蚀最为严重的区域。处于海洋大气区的钢结构主要采用涂层防腐技术,处于海水全浸区的主要采用涂层和阴极保护技术防腐技术,但对于腐蚀最严重的海洋浪花飞溅区的平台钢结构还没有特殊防腐措施,解决这一难题将会大大延长海洋石油平台设施的服役寿命。
本项目研究了海洋钢结构在浪花飞溅区恶劣腐蚀环境下具有长效防腐寿命的矿脂包覆腐蚀防护修复技术和牺牲阳极阴极保护技术,研发的具有自主知识产权的、可带水操作的在役钢结构矿脂包覆腐蚀防护修复技术和牺牲阳极阴极保护技术,保护寿命长、施工方便,环境友好;在胜利油田海洋平台进行了面积达600平方米的示范工程。
海洋微藻高效培养工程化设备研发与推广
大连汇新钛设备开发有限公司
本项目以小球藻、金藻和硅藻为主要生产对象,完成了3种海洋微藻高效培养的工程化设备系统的构建,开发了微藻工程化生产设备、产品浓缩技术与装备,解决了当前水产养殖苗种生产工业化饵料的供给问题。主要技术与性能指标达到:生产模式比现有水泥池生产方式节约土地70%~80%;培养密度为水泥池的3~5倍,培养周期缩短1倍;用水连续消毒设备对细菌杀灭率为100%、节能32%~70%,对原生动物杀灭率为99.9%、节能32%~70%;气浮式微藻浓缩设备将密度浓缩30~100倍以上,减少了离心浓缩的成本;商品海洋微藻饵料的储藏时间达到4个月以上;微藻生产周期可达12个月/年。
本项目通过优化和建立养殖示范基地与推广,直接提供生产工艺和设备,已推广微藻培养设备系统50余套。本项目技术共获授权发明专利5项,生产工艺和设备填补了国内空白,已出口到加拿大、韩国、朝鲜,促进了海洋生物技术发展速度,具有良好的社会效益。
海洋复杂电磁环境模拟试验方法
中国船舶重工集团公司第七○一研究所
本项目主要针对船舶工程、海洋电磁环境监测、海洋工程装备电磁兼容性评价的需求,开展各类船舶对复杂电磁环境适应性的研究。针对海洋电磁的强射频和电磁脉冲环境,研制了相应的场发生装置、校验方法和强射频复合电磁环境、电磁脉冲环境模拟与生成方法,构建测试系统。基于电磁混响室和瞬变电磁脉冲场模拟测试系统,提出装备敏感响应测量方法及海洋电磁环境下装备敏感响应表征方法;提出装备敏感效应量化预测与EM I特征数据智能诊断方法,构建海洋电磁环境与装备性能的相关性,形成装备抗海洋电磁环境干扰门限值确定方法。瞬变电磁脉冲场模拟测试系统已被用于设备辐射敏感度考核和EMP毁伤效应研究,对提高我国海洋装备EMP承受能力具有重要意义;混响室优化设计已用于实验室混响室建造、设备及系统电磁环境适应能力评估试验。
本项目用于检验各类船舶工程设计、产品开发等,对海洋油气开发工程电磁安全性评价、海上平台、装备电磁抗扰度设计等具有应用前景,社会、经济效益显著。已获授权发明专利5项。
海洋灾害环境与工程结构物作用的耦合分析
大连理工大学
项目针对波浪、海流和内波等灾害海洋环境与海洋工程结构物相互作用问题,首次建立了非线性波浪—平台—系泊系统耦合作用的全时域非线性分析模型,首次引入源造波技术和镜像格林函数方法,解决了深海工程中的非线性波浪模拟难题。
对于小尺度柔性构件的作用,建立了可充分考虑流体粘性、湍流效应、结构涡激振动、底质泥沙输运、海底边界变化和自由水面波动的各种数值分析模型;对于立管的涡激振动,揭示了质量比对深海大长细比立管结构涡激振动的影响作用,提出了利用既有附属管线抑制钻井隔水管涡激振动方法。针对波浪与大尺度弹性海洋结构的耦合分析问题,分别建立了水弹性耦合分析模型,可分析波浪与任意形状大型弹性结构的相互作用问题,有效地降低求解难度;创新地从水面浮体模态分析角度出发,揭示了大型弹性结构在波浪激励下的响应机制,可广泛应用于有关弹性结构动力响应的应力、应变预测。在内波与海洋结构物相互作用的研究中,首次建立了内孤立波与系泊海洋结构的耦合分析模型,解决了各种海洋平台构件上的内波作用力计算问题;成功实现了内孤立波与深海系泊平台系统作用的耦合分析,揭示了内孤立波波形变化引起深海平台大幅共振响应的动力机理。
本项目在灾害海洋环境与系泊浮体、弹性结构和柔性构件作用的耦合分析方面的研究具有重大科学价值,为深水海洋环境下海洋平台设计、建造和安全运营提供了科学的指导。目前已发表论文130多篇,其中SCI收录48篇、SCI收录他引引文69次、EI和CPCI-S收录他引引文120次。
第六代“江南巴拿马型”散货船研制
江南造船(集团)有限责任公司
本项目属于海洋装备技术领域,涉及船舶总体、船用主机、船舶电气和专用工艺等系统工程技术。本船在尺度限制、满足CSR(共同结构规范)、EEDI(能效设计指数)、船舶燃油舱保护、压载水管理、PSPC(压载舱涂层保护性能标准)、主机Tier II排放标准等一系列节能、减排、环保方面的新要求下,研发并推出标志性的新精品船型——第六代“江南巴拿马型”散货船,取得的主要船型技术参数达到国际领先水平,确保本船型在国际船舶市场的绝对竞争力。
主要创新成果:成功采用了计算流体力学与船模试验相结合进行线型优化设计,提高了船舶快速性能;在新规则、规范下,对总体结构、机电设备、管系及舾装等进行设计优化,控制了空船重量,达到载重指标,且油耗显著低于同类产品;在燃油泄漏控制、主机排放物、污水处理等方面采取了一系列有效的措施,满足新公约对船只绿色环保要求。
第六代“江南巴拿马型”散货船以其环保的设计理念、低油耗和大载重量,各项指标达到当代国际先进水平,共获得建造订单35艘,创造了巨大的经济效益和社会效益。本项目授权实用新型专利1项。
胜利滩浅海油田开发新型固定平台技术
胜利油田胜利勘察设计研究院有限公司
该项目主要针对胜利滩浅海油田开发建设和工程难题,研制了适应胜利滩浅海油田开发的新型固定采修一体化平台及其模块化扩展。
主要技术内容包括:通过平台扩展总体布置、结构型式、整体数值模拟及其抗震研究,开发了双侧外挂多井口固定式采修一体化平台及其扩展技术;通过水下井口基盘平台结构选型、理论分析等研究,开发了新型水下井口基盘平台技术,获实用新型专利1项;新型独桩平台技术,针对胜利滩浅海油田粉土地基工程特性,研究了控制独桩晃动的技术措施,提出了粉土地基独桩P—y曲线和T—Z曲线,开发了三级变径内加肋新型独桩平台,获得实用新型专利1项。
该项目满足了海上油田工程需要,节省了平台用钢量和平台投资,对我国滩浅海油田开发建设工程技术的发展有重要借鉴意义,具有显著的经济效益和社会效益。
刺参病害及无公害防治技术研究与应用
国家海洋局第一海洋研究所
刺身养殖是近年来发展的特色产业,但养殖过程中病害造成极大损失。本项目在研究中确认了仿刺参皮肤溃烂和围口部肿胀流行病的病毒和细菌性病原;利用酶组织化学技术定位了仿刺参体内的免疫酶;筛选出有效的刺参免疫促进剂;揭示了刺参吐脏再生的组织特征,发现了与再生有关的基因;筛选出养殖刺参主要病原的拮抗菌。
本项目有重要发现和创新,为刺参养殖疾病的诊断和防控提供了依据,具有重要的科学价值和潜在的使用意义,生态和社会效益十分显著。上述成果总体水平达到国际先进,项目获得授权专利3项、发表论文11篇。2007-2010年,在即墨市恒生源刺参养殖场实施了排氮-直管纳米增养技术和环境调控防病技术,取得了良好的效果,增加经济效益360万元。
生态化筏式养殖工程技术研究及产业链构建
浙江海洋学院、大连理工大学、嵊泗县海洋科技开发服务中心、温州市渔业技术推广站、嵊泗县东海贻贝科技创新服务有限公司
离岸深水养殖引起广泛关注,贝藻类养殖对控制近岸水域富营养化和全球二氧化碳温室效应发挥着重要作用。本项目针对我国东海区域贝藻筏式养殖技术落后现状,集成材料、养殖、生物等高新技术,创制出东海海域-15米以深开放海域生态化筏式养殖工程技术,形成了东海离岸深水区域贝藻养殖产业带。初步构建了筏式养殖工程技术理论体系和工程设计,研发了机械化配套设备、养殖新种类、养殖模式,形成了生态化筏式养殖产业链技术体系。已获授权发明专利4项、实用新型专利13项,制订了3项标准与技术规范,发表学术论文50篇,其中SCI收录与一级期刊论文11篇。
本项目形成了具有自主知识产权的生态化筏式养殖工程技术体系,填补了我国在该领域的空白,拓展了浅海筏式养殖的空间。通过技术推广、培训、服务,使浅海筏式养殖产业持续发展。2008-2010年新增苗种繁育15.67亿粒、贝类养殖214200吨、藻类养殖66741吨,新增产值63954万元,新增利润17953万元,经济效益、社会效益和生态效益显著。
北冰洋海洋碳循环观测工程技术及其应用研究
国家海洋局第三海洋研究所
该项目以在“雪龙”号破冰船上建立的综合观测平台为基础,构建了完整的“大气—海洋—沉积物”综合立体观测体系,利用科考获得的北冰洋碳体系数据,对北冰洋、白令海及西北冰洋CO2体系及其相关参数进行分析,获得了北冰洋碳循环在全球气候变化认知上的突破。研究发现白令海入流水携带高营养盐进入北冰洋,对北冰洋的生态系统产生影响,这种影响将使北极对全球变暖具有重要的反馈潜能。
2008年中美合作的北冰洋考察,首次报道了海冰融化的加拿大海盆区海表pCO2的高精度观测结果,发现海表pCO2在这十几年中迅速增大,其升高速率大于大气pCO2的升高速率。分析结果表明,大气CO2迅速侵入海表、混合层阻止海—气CO2的进一步交换、低生物吸收与海表升温过程共同导致加拿大海盆海冰融化后的海表高CO2分压。随着海冰的进一步融化,北冰洋作为大气CO2汇的能力将进一步增强。
海洋工程地质环境探测技术集成
国家海洋局第一海洋研究所、中国科学院声学研究所、中国船舶重工集团公司第七一五研究所
本项目进行在浅海海洋环境的高分辨率工程多道地震、超宽频海底剖面仪、浅水高分辨率侧身侧扫声纳等仪器设备的研发与改进,各项工程地质环境探测技术指标如下:高分辨率工程多道地震探测技术,采用小能量电火花震源、高灵敏度接收数据技术,获得探测深度120米、分辨率0.3米的高分辨率地震探测剖面;超宽频海底剖面仪,研制超宽频换能器和线性调频技术,开发出穿透深度大于50米、分辨率达到0.075米的浅层探测系统;浅水高分辨率测深侧扫声纳系统,研究获得的浅水高分辨率测深侧扫声纳系统的技术指标为分辨率5×10厘米,侧扫覆盖宽度2×400米,水深覆盖宽度深水2×300米(浅水10~12倍水深),最小监测高度达10厘米。
研发一套集地形地貌、海底底质数据为一体的信息管理、发布、综合成图显示系统,初步形成了我国海洋工程地质环境探测技术系列,能够为渤海油气资源的勘探、海底光缆铺设等海洋工程规划设计提供技术服务。目前取得发明专利1项,授权的其他知识产权4项。
海洋工程多功能船用离合齿轮箱关键技术及应用
重庆齿轮箱有限责任公司、重庆大学
我国海洋工程船舶主动力系统长期依赖进口,但齿轮箱仍难以达到高可靠性苛刻要求。本项目在国内率先突破了海洋工程多功能船用离合齿轮箱的关键技术,拥有授权发明专利4项、实用新型专利11项。项目发明了带PTO的双机并车离合船用齿轮箱和双输入多输出并车离合船用齿轮箱,满足多种功率匹配的新型结构,研发了高速、低发热摩擦离合器的新型油路结构和减振降噪方法,发明了焊接结构渗碳淬火齿轮的加工工艺,研发了大型薄壁齿圈淬火变形控制模具及多点协调变形控制新技术,有效地抑制了薄壁大齿圈渗碳淬火的不规则变形,成功地解决了高精度渗碳淬火齿圈及大型薄壁箱体的制造难题。
项目研发了多种齿轮箱压力集成阀以及初级润滑油和次级工作油组合模式的船用离合齿轮箱液压油路系统,提出了多工况下油路系统压力和流量匹配技术以及调压阀芯曲线和阻尼孔优化技术,有效地减小了离合器接排冲击,确保润滑油温度和压力稳定,实现多离合器切换及并车运行的操纵平稳性要求。
应用上述技术研制了12种规格、功率2000~12000千瓦、中心距750~4200毫米、螺旋桨推力450~1500千牛的多功能离合船用齿轮箱,满足中国船级社检测技术指标,性能达到国际同类产品先进水平,应用于中海油、浙江振宇船业有限公司等10余家企业的船舶主动力系统,累计销售450台、创造产值7.5亿元。海洋工程多功能离合船用齿轮箱的成功应用,打破了国外技术垄断,降低了动力系统成本,推动了我国海洋工程船舶的发展。
浅水多波束测深声呐技术创新及应用
哈尔滨工程大学、国家海洋局第一海洋研究所
本项目属于海洋工程新技术、装备制造和海洋勘察领域,主要创新技术包括:多波束宽覆盖地形地貌联测技术、多子阵波束域高分辨地形地貌探测方法、海底隧道效应测深技术、多波束测深声呐边缘波束声线折射技术和多波束海底底质声学分类与识别技术。项目首次研制出国产三代共12台套浅水多波束测深声呐产品,填补国内浅水多波束测深声呐空白,促进了我国海洋测绘新技术、新装备的发展。已授权5项发明专利和3项软件著作权,并已发表文章121篇,其中被SCI和EI检索60多篇。
目前,三代产品累计销售12台,销售额累计1369万元;同时三代产品先后被中船重工集团第726所、第710所,沈阳辽海装备有限责任公司,青岛海洋工程勘察设计研究院,黑龙江省测绘局等多家单位应用,累计节支3935万元;预计未来5年直接经济效益和间接经济将达数十亿元。
超大型组块浮托安装的创新设计与突破
中海石油研究中心
浮托安装是海洋工程的一项新技术,起源于国外,替代了起重船作业,由于载运量大且组块连接调试时间短,目前已是海洋工程建设的重要技术手段。中国海油引进组块浮托安装技术,经再创新加快了海上平台建设速度,已成为中国海油工程建设的关键技术之一,已获3项授权发明专利。
创新设计了驳船改装方案,采用船身切窄船尾加宽的思路,提升了驳船运载安装能力约1万吨,使该驳船最大浮托重量达3.5万吨,解决了依靠国内船舶资源实现3.2万吨(组块重2.7万吨)浮托安装的重大技术问题。2007年完成了亚洲最重的旅大项目生产储油平台的浮托安装设计。
首次在南海190米深海域设计了定位系泊系统和完成南海恶劣海况下的组块浮托安装对接设计,创新设计了双排对接缓冲装置(LMU)、变截面橡胶护舷、新型对接单元器(DSU)等,满足了该海域的使用要求。已获3项授权发明专利。
海水循环冷却水处理设计规范(GB/T 23248-2009)
国家海洋局天津海水淡化与综合利用研究所、天津渤海化工集团规划设计院
本项目是我国《海水综合利用标准发展计划》项目,是我国海水循环冷却技术领域的首部国家标准。该标准突破《工业循环冷却水处理设计规范(GB 50050-2007)》水质禁区,针对海水自身特性及海水循环冷却系统在设计、运行等方面兼收并蓄的不同行业对循环冷却技术的要求,以及国外同类技术的先进经验编制发布,规定了海水循环冷却水处理中海水补充、循环冷却水处理、检测监测与控制等的设计要求与方法,适用于以海水作为补充水的海水循环冷却水处理设计。
我国海水循环冷却技术经过“八五”“九五”“十五”“十一五”科技攻关,已经进入产业化应用阶段。《海水循环冷却水处理设计规范》(GB/T 23248-2009)是我国海水利用标准体系的重要标准之一,该标准填补了国内空白。
钱塘江南岸险段治江围涂工程关键技术研究与应用
浙江省水利河口研究院、余姚市水利局、萧山区农机水利局、绍兴县水利水电局
钱塘江是世界著名的强潮河口,潮强流急、涌潮汹猛、最大潮差8.93米。当前钱塘江河口的治理重点和难点下移到尖山河段,由于潮强、水深、流急、冲淤幅度大及主槽巨幅摆动,治江围涂工程实施难度很大,需要对治江围涂工程中的关键技术进行研究,以降低工程风险,节省工程投资。本项目主要研究抛坝促淤、坝头保护和龙口保护。通过研究,揭示了强潮河口抛坝促淤的机理,探明了促进围区淤积的合适回流强度,提出了不同水动力条件下抛坝方案的实施原则,得出了强潮河口深水岸段丁坝和顺坝的优化组合方案,以及强潮河口细粉砂底质坝头冲刷坑平面形态随坝长和行近流速变化的定量关系;提出中潮位以上的高滩采用土工布护底,低滩采用土工布沙垫护底或船抛护底,深水区采用砂肋软体排护底,并得到软体排临界压载厚度的半经验公式;研究了龙口宽度与龙口水力因子之间的量化关系以及龙口保护工程措施。
项目出版论文7篇,获得软件著作权1项。成果已成功应用于钱塘江南岸险段的萧山、绍兴及余姚等地治江围涂工程实践,整个南岸险段预计可节约工程投资10多亿元。同时,该项研究成果还可应用于具有类似潮汐动力和河床底质条件的浙江沿海地区滩涂围垦工程。
海洋溢油污染预测预警技术
国家海洋信息中心
本项目对溢油应急体系建设与溢油污染预测预警关键技术进行攻关,为海上溢油应急快速反应、指挥决策和控制处理提供技术支持。自主研发渤海海域溢油漂移轨迹动态快速预报模型和溢油漂移轨迹及归宿模型;基于GIS平台的环境敏感资源信息管理系统,包括溢油敏感资源与溢油应急资源数据库。项目实现北方海区溢油海洋环境预报系统与O ILM AP溢油模型集成,为实现中国北方海区溢油污染事故的快速预报和敏感资源的快速预警,以及为北方海区溢油应急工作提供强有力的技术支撑,提高了北方海区重大溢油污染事故的应急反应决策能力和预警能力。
项目获得软件著作权3项。在大连新港“7.16”爆炸事故应急过程中,利用该系统进行了溢油漂移趋势预测,预测结果准确,为整个应急工作提供了有力的预测预警支持。项目成果的实施与推广将有效提高我国北方海区乃至整个中国海区海上溢油污染事故的快速反应能力与整体技术水平。
我国海水资源利用产业化问题研究
大连海事大学、辽宁师范大学
本项目深入分析淡化海水成为北方沿海“第二水源”的可能性,最重要的是建立客观估算淡化海水成本的指标体。淡水边际成本分析以区域现有供水能力为基础,分析每新增单位供水能力的增量成本,系统比较长距离引水与淡化海水综合效益,借助环境经济学的分析方法建立了包括经济成本、环境效益、社会影响等三个方面评价内容的指标体系;研究海水淡化产业化的机制,根据循环经济学的原理建立海水淡化的产业化体系思路,海水淡化与相关产业组合降低成本;尝试电力工业-海水淡化等组合模式,利用余热降低成本,减轻对海洋的热污染;根据海水淡化产业化机制的特殊要求,在深入调研和综合比较的基础上,经过反复论证提出包括七个方面的22款对策建议,具有较强的可操作性。
实时传输潜标系统
中国船舶重工集团公司第七一○研究所
实时传输潜标是集多学科的海洋调查测量高新技术设备,能长期、隐蔽地对海洋动力参数和环境要素进行实时立体综合监测。实时传输潜标系统由流线型主浮体系统、多套水面卫星通信浮标系统、锚泊系留回收系统、控制中心及岸站接收系统等组成,最大布放水深4000米;可搭载ADCP(多普勒剖面海流观测仪)、温盐流等测量仪器,进行海洋环境要素长期、多层面的同步监测;在钢缆索上配置有海洋测量仪器,可以观测水下1000米的温盐剖面数据。本实时传输潜标集成了潜标、浮标的技术优势,既具有系统集成度高、系统观测数据丰富、观测点隐蔽、不易遭受破坏的特点,又具有观测数据连续性、时效性强和数据传输快捷的特点,上述特点使实时传输潜标具备了进行海洋灾害预报和军事预警的能力。
实时传输潜标目前已形成具备完善的检测检验标准(HY/T 092《海洋实时传输潜标系统》)的商业化产品,已应用到“印尼爪哇(Java)沿岸上升流的潜标观测”“台湾海峡及周边海域海洋动力环境实时立体监测系统”“南海深水区海洋动力环境立体监测”和国家防灾减灾专项建设“602”专项。
水上溢油遥感识别与监测技术
大连海事大学、北京航空航天大学
本项目针对国家和区域溢油应急反应体系构建的紧迫需求,攻克了海上溢油遥感识别与监测技术,成功解决了海上溢油识别与监测的全方位覆盖、全天候运行和快速反应三大关键难题。开展了航天遥感、航空遥感、航海雷达海上溢油监测、识别与分析技术研究,开发出多源航天遥感溢油监测系统,研制了机载激光激发荧光、多光谱扫描仪和便携式远程红外溢油探测传感器,建立了多传感器的航空遥感监测系统,研发了航海雷达溢油监测软硬件系统,构建了航天遥感、航空遥感和船基遥感立体监测系统。
多源航天遥感溢油监测系统建立了波谱范围在350~2500纳米、厚度范围在10~2000微米内的8种主要运输油品光谱库,空间多尺度分辨率覆盖0.5~1000米,时间分辨率达到0.5~1天,应急反应时间达到2~6小时。机载激光荧光传感器能快速识别油种,准确率达100%。机载多光谱成像仪获取油污面积和厚度信息。便携式红外成像设备监测距离达6海里。航海雷达溢油监测系统小目标探测距离可达7~8海里。已获得6项发明专利和2项软件著作权。在大连“7.16”新港溢油事故中发挥了关键作用,经济效益和社会效益十分显著。
溢油应急预报业务系统研制
国家海洋环境预报中心、国家卫星海洋应用中心、国家海洋环境监测中心、国家海洋局北海环境监测中心、大连海事大学
本项目采用“油粒子”模型,通过改进模型中垂向运动模拟方法,考虑海流、海浪、浮力以及湍流对溢油的垂向分布作用,将溢油数值预报模型同三维海流预报系统、海面风场预报系统相衔接,实现了三维溢油漂移扩散运动的模拟,建立了渤海三维溢油应急预报系统和中国海二维海上溢油应急预报系统,在我国创新实现了三维溢油漂移扩散数值预报的业务化应用。研制了便携式机载海上溢油遥感监测系统,该系统可在线识别溢油、在线计算污染面积、在线识别厚的油膜;建立了溢油遥感检测系统,自动生成溢油提取信息;建立了溢油快速预评估指标体系、生态敏感数据库和溢油损害快速预评估模式,开发了海洋溢油污损预评估软件。
目前该系统可对海洋平台瞬时或连续溢油、海面航行油轮连续溢油、海底沉船连续溢油、海底输油管道连续溢油、根据卫星资料显示油膜形状和油膜位置等多种不同溢油源类型进行数值预报。本项目取得了1项发明专利,在国家海洋环境预报中心、国家卫星海洋应用中心、中国海监总队等单位都已得到业务化应用。