海洋科学研究的意义

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海洋科学研究的意义范文第1篇

海洋科学研究与环境有着密不可分的关系，不同的海洋环境，可能带来截然不同的科学研究结果。有时，海区的环境条件甚至还决定了科学研究能否顺利进行。建设数字化海区和科学研究仿真系统，是提高海洋科学研究效率的科学的、有效的手段。数字化海区和科学研究仿真系统都必须以被研究海区的环境参数作为数据平台。

海区海洋环境仿真系统就是在上述背景之下开发设计的。本文重点介绍系统的组成、原理和功能。

2 系统设计思想及体系结构

2.1 系统设计思想

(1) 采用先进的科学计算可视化技术

科学计算可视化是80年代后期由美国科学家提出并发展的一门新兴技术，它将科学计算过程中及计算结果所产生的数据转换成图形或图像信息，并可进行交互式分析。本系统使用了由美国RSI公司开发的IDL科学计算可视化语言，它具有集开放性、高维分析能力、科学计算能力、实用性及可视化分析于一体的特点，使用户可以对任意科学数据进行可视化分析。

(2) 基于模型/模式/数据一体化的自完备的数据库系统

由于海洋环境及相关要素数据形式的特殊性，传统的关系型数据库已不能满足其存储要求，主要表现在存取效率低下。因此，有必要在关系型数据库的基础上加以扩展，使之既利用成熟的关系型数据库产品的快速检索能力、又能够满足本系统的快速存取要求。本系统根据海洋环境监测数据，建立的“海洋环境数据库”是一个模型/模式/数据一体化的数据库系统。在这个数据库中不但存储了海洋环境资料、统计产品等数据，还存储了可运行的相关的海洋环境模式，从而构成一个自完备的海洋环境数据处理系统。用户可以根据具体需要从模式/模型库中选择适当的模式/模型来处理数据，也可以利用相关资料对模型进行校验。

2.2 系统开发平台与总体结构

系统所选用的开发平台为：

（1）数据库管理系统：Oracle；

（2）开发软件： C++、Fortran；

（3）图形图像软件：IDL。

系统总体结构框图如图所示:

3 系统主要模块及实现

3.1 系统主控模块

主控模块是应用系统运行的核心，它通过系统主界面、菜单以及功能选项与系统用户交互，控制所有的数据流动及管理、功能模块调用。

主控模块及系统主界面使用IDL语言开发。其它功能模块则根据具体需求使用IDL或其他编程语言实现。主控模块与其他模块以及数据库之间通过各自的接口实现连接。

3.2 系统功能模块

软件功能模块的划分和确定是依据整个系统的需求和结构确定的，从软件功能上，本系统划分为：参数设置模块、系统维护模块、数据查询模块、声场分析模块、海洋环境仿真模块。

(1) 参数设置模块

参数设置主要用于设置屏幕显示的区域以及数据源。

(2) 系统维护模块

系统维护模块只有具有管理员权限的操作人员才能使用。

系统维护模块下面又可以分为数据录入模块、信息维护模块、用户管理模块等子模块。

其中数据录入子模块主要实现实测数据的入库工作，录入的数据包括实测水文数据等。

(3) 数据查询模块

查询是系统的一个主要功能。本系统的查询功能包括水文统计数据的查询、实测水文资料的查询、实测水声特征数据的查询和海底底质数据图片的查询等。

(4) 声场分析模块

声场分析模块主要是根据海洋环境的有关数据，通过模型的计算，得到海洋声场的有关特征参数。在系统数据库中存有声场分析模型。声场分析的结果可以用图形和数据两种形式显示、打印输出。

(5) 环境仿真模块

环境仿真模块集成了多个海洋环境模式，通过利用IDL语言提供的人机交互、信号处理、可视化分析等强大功能，开发了仿真模块中所需的功能与操作，实现了对海洋环境数据的二维和三维可视化分析，能够较为精确和直观地反映出海洋环境信息。

3.3 系统数据处理流程

数据流程是指在用户的业务处理过程中，数据的流动过程。它包括各个业务环节对数据的需求及其需求关系。在应用系统运行过程中，数据流程决定了各个模块的调用关系。

本系统数据处理的业务流程大致可以分为两条线：

(1) 水文实测数据的统计

通过各种观测设备采集的原始实测水文数据，连同其对应的时空属性数据，转换为实测水文数据标准格式文件后，输入水文实测数据库。水文实测数据库的数据，定期统计为网格数据，输入水文统计数据库。

(2) 水文实测数据的处理

通过各种制式的录音设备采集的原始水声数据，转换为特定制式，交由实测数据处理机处理，产生实测的要素数据。

4 结束语

海区海洋环境仿真系统的建立，适应了海洋科技发展的需要，对提高海洋环境的科学研究水平有着十分重要的意义，它将为我国海洋科学现代化发挥重要作用。

海洋科学研究的意义范文第2篇

关键词：空间信息与数字技术；海洋发展战略；专业定位；课程体系

0、引言

21世纪是海洋的世纪，不仅是人类全面认识、开发和保护海洋的世纪，更是培养高水平海洋科学人才的世纪。中国是一个具有漫长海岸线的发展中大国，随着世界经济逐步向海洋扩展，国内经济发展、科学研究的重点也逐渐面向海洋，朝着海洋大国的方向加速前进。海洋事业的建设对海洋资源开发与利用、国防与国家安全、海洋科学研究、海洋环境保护、海洋综合管理以及保证海洋经济可持续发展等方面具有十分重要的意义。随着3S技术（GIS、RS和GPS）的发展，传统的海洋科学发生了革命性的变化，如海洋卫星、各类浮标、海底观测网和沿海台站组成的全球海洋立体监测与数据获取系统等，使得海洋数据以海量、实时、动态、多类、多源等形式产生，这种变化要求空间信息技术与传统的海洋科学技术紧密结合，国内迫切需要面对海洋信息的各类专业人才。

空间信息与数字技术是运用计算机软件技术、通信技术，综合研究空间信息数字化、网络化、可视化和智能化的工程理论与技术科学，它将空间信息的各种载体向数字载体转换，通过网络通信技术加载到各个专业领域，支持各行业数字工程的实现，是一门集地理学、测绘科学、计算机科学、空间科学、信息科学和管理科学等多门学科为一体的综合集成学科，具有多学科交叉的显著特点。2004年，武汉大学首先开设并招收空间信息与数字技术专业的本科生。上海海洋大学根据国家海洋事业发展的需要，立足于上海的区位优势，于2010年率先在上海市开设了“空间信息与数字技术”专业。由于该专业是教育部本科专业目录的特设专业，该专业并没有指导性的人才培养方案，因此各开办院校根据实际，结合服务国家、地方和行业的经济发展，进行专业培养方案的制定和课程体系的建设。上海海洋大学根据国家海洋大国发展战略和把学校建设成为一所海洋、水产、食品等学科优势明显，理、工、农、经、文、管等多学科协调发展，在国际上有重要影响的教学科研型高水平特色大学的办学目标，明确了基于海洋事业需求的“空间信息与数字技术”专业的定位，进行专业培养方案的制定和课程体系的建设。

1、专业定位与特色

虽然在上海海洋大学开设“空间信息与数字技术”专业之前，武汉大学、西安电子科技大学、成都理工大学、厦门理工学院、山东农业大学已开设了该专业，但在上海地区的高校还没有设置该专业，特别是具有面向数字海洋特色的空间信息与数字技术专业。21世纪是海洋世纪，海洋已成为国家及上海未来经济发展的重点领域和新的增长点，中华人民共和国《国家海洋事业发展规划纲要》中明确提出海洋信息是国家未来海洋建设的重点，是国家的重要战略需求。规划中从战略高度确定“推进海洋创新体系建设，提高海洋科技创新能力”“加强海洋科技平台建设，提高海洋科技基础能力”“加强海洋科技教育，培养海洋科技人才”。海洋信息学科是国家重要的战略需求，在数字海洋建设、国家海域使用动态监管系统建设、近海海洋综合调查与评价、国家海洋防灾减灾能力建设等重大海洋专项中有充分体现。海洋信息化是海洋战略的优先发展领域，上海在这一战略中具有非常重要地位，作为唯一国家级“数字海洋”示范区，其学科研究和人才需求巨大。

上海海洋大学在借鉴其他高校“空间信息与数字技术”专业建设基础上，本着坚持高起点、高质量、高水平的建设方针，按照“聚焦、错位、合作”的思路，构建一个具有海洋特色的空间信息与数字技术人才知识培养体系和平台，为上海及长三角地区培养海洋信息技术人才，为上海“国际金融中心”和“国际航运中心”的建设，为长三角地区海洋经济可持续发展提供人才和技术支撑。我们的专业定位为：面向国民经济各行业特别是海洋领域数字化建设需要，培养具有良好的科学素养和创新意识，有扎实的软件工程基础与复合知识结构，具备大型数字工程设计和管理能力，能够对海洋、城市、农业、社会、经济等各类信息进行数字化的处理、网络化的传输、可视化的表达、智能化的决策的复合型人才。

2、专业培养目标

根据专业定位和特色，学院制定了相应的专业培养目标：培养具有良好的科学素养、创新意识，具有信息管理基础、海洋信息技术理论基础、计算机科学和技术基础以及应用能力，较好地掌握信息系统分析与设计方法、海洋大数据处理技术、地理信息系统等方面的知识能力，能适应海洋信息管理和开发以及其他企业、科研单位等部门从事海量数据库、海量信息处理以及GIS系统分析、设计、开发和评价等方面的高级专门人才。

毕业生应获得以下几方面的知识和能力：①掌握海洋信息技术以及大型数据库的基本理论、基本知识；②掌握海洋地理信息系统以及相关的分析方法、设计方法和实现技术；③具有信息的组织与分析、检索与查询、传播与开发利用的基本能力；④具有运用所学知识，综合分析和解决问题的基本能力；⑤了解本专业相关领域的发展动态；⑥掌握文献检索、资料查询及收集的基本方法，具有―定的科研和实际工作能力。

3、课程体系建设

课程体系是高校人才培养的主要载体，是教育思想和教育观念付诸于实践的桥梁，课程体系设计的立足点在于人才培养目标的定位。结合学校“空间信息与数字技术”专业人才培养目标的定位，为使本专业能培养出掌握海洋空间信息技术和计算机技术的双向人才，从而拓宽毕业学生就业和继续深造的专业范围，综合考虑了地理信息系统、计算机科学和技术、信息管理和海洋科学专业的专业建设和课程体系建设，我们制定了本专业的课程体系。将所有课程分为以下4种素质培养环节课程，课程地图见图1-4。

专业素质培养理论教学环节课程包括：高等数学、大学物理、离散数学、数据库原理、数据结构、空间信息导论、数字工程的原理与方法、空间分析与应用、数字工程前沿技术、现代通信原理、程序设计语言A、网络与分布式计算、软件工程、人工智能、计算机图形学、遥感应用技术、地理信息系统、GPS原理与应用、海洋技术导论、海洋环境监测与评价、空间信息分析理论与方法、信息检索技术、电子商务与电子政务等课程。

综合素质培养实践教学环节课程包括：社会调查、C++课程设计、Java课程设计、空间信息应用基础、数据库课程设计、GIS系统开发实践，Oracle数据库实践、毕业设计和论文。

社会价值观及思想道德素质培养环节课程包括：基本原理概论、中国近代史纲要、思想道德修养与法律基础、思想和中国特色社会主义理论体系概括、思想道德修养与法律基础、人文与社会科学、自然与技术科学、名师讲堂、“名师导航”系列讲座。

海洋科学研究的意义范文第3篇

超越“阿尔文号”

深潜器是进行深海科学考察和资源勘探最基本的作业工具。近年来，一些发达国家为探寻、开采洋底油气资源展开了新一轮“探海行动”，而其他国家不得不做“旁观者”，因为深海探测和海底勘探有着极高的技术门槛。

在备受世界关注的墨西哥湾漏油事件中，闯祸的英国石油公司曾动用无人深潜器下到海底参与堵漏施工。在很多科学家眼里，此举也是“科技成果秀”。

不过，比起无人深潜器在工程领域的运用，研发载人深潜器的意义更加重大。

有了载人深潜器，科学家可以身临其境到深海开展在水面科考船或实验室里没法做的各种科研工作。

在目前世界各国已经研发成功的深潜器中，最有名且贡献最大的是美国的“阿尔文号”。它服役40多年来，4000多次潜入海底，于1977年在东太平洋发现深海热液。它的最大下潜深度接近5000米，能在高低不平的海底移动自如。

我国的“蛟龙号”具有针对作业目标稳定的悬停定位能力，具有先进的水声通信和海底微地形地貌探测能力，可以高速传输图像和语音，探测海底的小目标。“蛟龙号”上还配备多种高性能作业工具，确保它在特殊的海洋环境或海底地质条件下完成保真取样和潜钻取芯等复杂任务。随着“蛟龙号”项目取得重大突破，我国的海洋科学家有望潜入深海一探“龙宫”。未来“蛟龙号”的使命包括运载科学家和工程技术人员进入深海，在洋脊、盆地和热液喷口等复杂海底有效执行各种科学考察，开展深海探矿、海底高精度地形测量、可疑物探测和捕获等工作，并将执行水下设备定点布放、海底电缆和管道检测以及深海探寻打捞等各种复杂任务。

深海探测意义大

为什么要深潜海洋呢？原来，海底的每一块石头、每一团沉积物、每一处地形，在科学家眼里都仿佛万花筒。透过它们，人们可以还原从古至今的海洋环境特征以及不同时代深海生物群落的演化进程。海洋地质属基础科学研究，对人类开发利用海底资源、探究全球气候变化都有现实意义。

海洋科学研究的意义范文第4篇

关键词：海洋监测;无人水面艇;水下机器人

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）07-0065-02

随着对海洋资源的持续开发利用，海洋科学研究和技术开发也快速发展。海洋环境监测技术作为海洋科学技术的重要组成部分，为海洋科学研究、海洋环境监测、资源探测、海洋灾害预警提供全面的、多层次的海洋科学数据，对海洋经济发展、海洋环境保护、保护人类生命财产安全也具有非常重要的意义。海洋监测系统是海洋监测技术的重要组成部分，它主要由海洋台站、海洋监测浮标、海洋卫星和海洋测报船等组成。我国海洋监测的方式按照海洋监测系统的组成主要分为三类：近岸固定台站式观测，主要是连续监测海岸带的海浪、海温、潮汐、风暴潮以及海洋气象等海洋现象;对于300平方千米的大区域海洋监测采用的是投放海洋观测浮标的方式，以获取气象数据和海洋表层水文数据。目前海洋无人智能监测平台的种类主要有：水下遥控机器人（ROV）、无人水下自主航行器（AUV）、无人自主表面船（USV）等，其中无人船相对于其他的无人智能平台有其独特的优势，无人船工作于海表面，它可以通过无线电波与其他系统进行长距离通信，扩大其工作范围;搭载不同的传感器它可以完成对大气、海表面以及深层海水的观测。本作品利用是以USV为主体，在其装备上添加一个独立自主的ROV模块，使其实现海洋无人智能监测，并实现海下取样工作。

一、总体设计

此海洋监测系统，主要由无人水面艇外加一个辅助的ROV构成。USV采用骨架式船壳制作模式，并设置压载水舱与密封舱，在保证船体结构强度与调整航行性能的同时，也提高航行器的抗沉性。ROV则由板架结构构成主要框架，亚克力，尼龙形成密闭的防水舱，两个水平推进器，两个沉浮推进器增加广度和深度。

其总体性能如下所示：

二、模块设计

系统控制：USV的控制主要采用Radeon 637C控制板与433增程模块组合进行控制程序的自主设计，其可将水面无线控制的距离由1.5km提升至8km以上。将arkbird AAT与5.8G声像传输系统相配套使用以提高图传传输距离与传输质量。使用Mission Planner地面站与3DR数据链进行数据的采集与记录，并进行航线规划与实时航态的监测。利用较为成熟且开源的APM控制技术进行控制系统的自主设计，并引入卫星导航、航线规划、3DR实时数据采集与记录等技术，以获取该USV在不同船型系数下的航行数据进而对其进行分析。ROV主要采用单片机控制，上下位机进行信号转换，以作为水面和水下信息的沟通媒介。视频设计：将5.8G图传、OSD、SJ400摄像头、视频切换器进行整合，得到高质量的光学图像信息，以便于实时了解与控制该USV的航行状态。将控制所使用的2.4G频率通过433增程进行降频与信号强化处理，使得该船只的远程控制得以实现，即超视距控制。作业设计：该系统的双体USV采用了骨架式船壳制作模式，并设置了压载水舱与密封舱，在保证了船体结构强度与调整航行性能的同时，也提高了航行器的抗沉性。稳固的结构使其能够装载更多精密的仪器对海洋进行探测。在USV中加载了地点警报与紧急返航装置，利用3DR数据链与OSD实时数据传输系统，可监测USV主蓄电池的电量，当低电警报时候可通过紧急切换开关启动备用电源，将船只开回，以免发生事故。ROV系统的电动机械手采用减速电机作动力，通过齿轮螺杆传动来完成夹持动作。气动式和电动式的都是自带动力的，气动式的需要气源，必须要有空压机或者有空压机站供给气源，可以在有瓦斯气体等危险气体场合使用。电动式机械手需要电源，但不需要气源等，比起气动机械手使用更加方便、省力。机械爪采用双曲柄的平行四边形机构，这种机构的对边长度相等，组成平行四边形，整个转动副均为整转副。当杆1作等角速转动时，杆2也以相同角速度同向转动，连杆3则作平移运动，以实现机械手的张合。

在必要的时候，ROV借载在USV上，通过USV的卫星导航进行路径规划，以实现联合作业。二者通过各自的控制系统进行协调配合运作。借助机械手的夹持及USV下放有缆挂钩完成打捞和深水探测的目的。通过控制机械手开合，可以实现水下抓取，采集样本、打捞和辅助管道铺设等任务。机械手通过缆线与下位机相连，通过上位机的电位器可以控制机械手的张合，还能调节张合的速度快慢。

三、功能应用

本系统定位于联合作业，强调了USV与ROV的联合作业，将二者优势有机结合，可进行水下沉底物打捞与定位、水面水下固定巡逻搜寻任务、不同水层、水域水本采样等工作。由USV可以利用GPS和北斗双系统定位，携带水下机器人至作业处，ROV可以搭载测量模块进行水下检测，通过多个摄像头观测水下状况，还可以用机械手的夹取动作完成简单的样本采集。打捞物品时由ROV进行水下探测，确定作业的确切位置，并进行周遭环境探测。ROV的沉浮和水平推进器协同运作，操作人员通过控箱上的显示屏控制机器人的运动。运动至需要检测位置，水平推进停止运作，控制沉浮推进器推力实现机器人在水中悬浮。机械手张合能够稳固的夹取物件，撷取样本。并将物件放至合适的位置。若目标重量较轻，可直接由ROV利用机械手夹持，将所需物品捞回岸上。若目标体积过大，质量过重，ROV无法单独打捞则由USV从船舱下放船载缆绳，并将船载缆绳拖吊至水下所需工作深度，将缆绳挂钩扣于被探寻物件合适处，借由USV上的缆机将该物件提升至水面或悬吊拖回。此种打捞方式适合大型沉底物的打捞任务，且可籍由ROV的定位系统将此沉物点记录下来，作为航行参考日志。本作品亦可运用于海洋监测。其不仅可以运用于水上检测，对于海洋监测也具有天然的优势。运用ROV和USV相配合的系统，能够有利的完成水体检测。USV可以搭载各种探测仪器。USV是一种新型的水上监测平台，其以小型船舶为基础，集成定位、导航与控制设备，可搭载多种监测传感器，以遥控/自主的工作方式，完成相关环境监测。ROV具有灵活的大深度水下运动能力，装备先进的水下动力、控制和机械系统，能在潜水员不能到达的深度与不安全的环境下进行水下检测和其他水下作业。ROV检测技术以其经济、安全、工作效率高、作业深度大，并能在恶劣的环境下作业等优点，在海洋工程结构的水下无损检测中得到广泛重视。同时，海洋石油工业正在向深海区域发展，对水下无损检测技术提出了更高的要求，为了提高效率，降低成本，海洋工程结构的水下无损检测越来越趋向于使用ROV检测技术。

USV稳固的结构上可搭载许多精密的测量仪器，以及利用绳缆结构副载ROV。可以自主的完成集成定位，利用导航与控制设备到达检测地点。USV完成水面上的检测，ROV则潜入水下，进行海底探测。如遇紧急情况，USV上的救生设备发挥作用，可将信号传输回指挥台。借助此联合的系统便于全面的完成水面与水底检测。

参考文献：

[1]李岳明.多功能自主式水下机器人运动控制研究[D].哈尔滨工程大学，2012-12-21.

[2]刘建成，万磊，戴捷，庞永杰.水下机器人推力器容错控制技术的研究[J].机器人，2003-03-28.

海洋科学研究的意义范文第5篇

21世纪科学技术突出海洋，海洋高科技领先是未来强国标志。海洋经济进入以高新技术为支撑，以经济发展、社会进步、改善生态环境为整体内容的海陆一体的系统发展阶段[1]。辽宁拥有岸线2290公里，占全国的1/8。拥有管辖海域面积15.02万平方公里，处于“新东部”经济区划的最北端。2009年7月，国家原则上批准辽宁沿海规划，辽宁经济改革上升为新时期国家战略。辽宁经济发展有利条件是：临港优势明显，东北老工业基地工业基础丰厚，具备承接国际产业转移、发展先进装备制造业条件。不利因素是：陆地资源萎缩、生态环境不佳、渤海污染已尽极限；海洋传统产业比重大、新兴产业发展缓慢、整体自主创新能力不强。突破资源环境约束，寻求海陆一体联动发展，推动海洋经济创新，对辽宁意义重大。

一、辽宁海洋经济发展现状与瓶颈

1.辽宁海洋经济呈粗放发展。“海上辽宁”战略实施以来，海洋经济持续增长，2008年全省生产总值13461.6亿元，主要海洋产业总产值2051.4亿元，占全省GDP的15.2%，海洋经济在区域经济中的地位不断提高。与其他沿海省份相比，辽宁海洋产业结构比较落后。海洋渔业、船舶工业等传统产业占比重大，呈粗放式发展。海洋化工、海洋生物医药、海水综合利用等新兴产业起点高、发展速度快，正成为辽宁海洋经济新的增长点。①

2.渤海污染严重。渤海是中国唯一半封闭型内海，动水势力薄弱；辽河、凌河流量减少。城市垃圾、工业废水、海洋过度开发，使得渤海无机氮、无机磷、石油等三种污染物严重超标。20世纪末环渤海污染面积达56%。2001年国务院规划投资555亿治理渤海，计划实施项目427个，然而污染继续扩大，2009年环渤海污染面积上升为60%，辽东湾是严重污染区超过60%，专家呼吁未来渤海将成为“死海”。

3.海洋新兴、未来产业受技术经济制约。海水直接利用，海水淡化是海洋经济新兴产业的重点领域。渤海含盐率低，适合做淡化海水源。辽宁规划到2015年海水淡化达到1.5亿立方米/年，海水直接利用达到107亿立方米/年。海水淡化方式含多级闪蒸、反渗透膜法等，由于淡化过程对石化能源高度依赖，成为大规模生产的障碍。海冰淡化成本低于能源法，中国是世界上首个进行海冰淡化研究的国家。环渤海地区可开采的海冰约100亿立方米，涉及采集、运输、储存等环节，受自然条件与经济技术制约，大规模海冰淡化未进入产业化。海洋能（流浪能、盐度差能、温差能、潮差能）、海上风能、海水农业等未来产业，处于研发阶段。海上气候、环境与海洋资源特殊性，使未来产业投资大、风险高。

二、辽宁传统矿区生态治理与经济转型

1.传统矿区生态环境破坏严重。辽宁自然资源丰富，矿山开采业占陆域比例大，受煤矿、铁矿资源枯竭困扰，地区经济发展缓慢。矿山开采对城市的地形、地貌、植被和大气环境破坏严重，地质环境诱发的各类问题日渐突出。建国初期，由于没有土地复垦及利用规划，阜新、抚顺等传统矿区产生大面积沉陷区、排土场、矸石山，面临生态治理与经济转型的双重任务。借鉴国外经验，中国完成矿区土地复垦标准的编制。生态恢复技术主要以土壤改良、人工绿化、沉陷区蓄水重建等作为复垦目标，同时发展养殖、旅游等多种产业，使生态用水成为大的用水部门。而传统矿区多是水资源缺乏地区，中国北方持续干旱，通过大气降水、地表径流补充地下的作用效果甚微。矿区整体生态系统尤其是地区水环境，很难在环境自净和自然演替作用恢复原来的平衡[2]。2009年阜新水资源公报显示，阜新水资源总量比常年减少了44.8%，地下水资源比多年平均值减少了31.6%。煤炭企业破产后阜新成为资源枯竭型地区，面临水资源枯竭形势更为严峻。

2.资源枯竭地区经济转型。2001年阜新被列入资源枯竭型城市经济转型试点市，建立了以农业产业化为基础，二、三产业有机融合的产业布局。2006年转向风电、煤制天然气，以工业突破替代农业强市。阜新利用蒙东丰富的褐煤资源发展新型煤化工，煤与水资源均来自境外，存在不容回避的资源瓶颈和环境污染隐患。生态经济是资源型城市转型的理论基础，经济转型应结合地区实际背景，立足于尊重自然和恢复自然生态。同是煤炭资源枯竭，德国鲁尔地理位置优越，水资源丰富。20世纪70年代以来，随着煤炭、钢铁等传统工业衰退，鲁尔区从调整产业结构入手，成功完成经济转型。阜新长期高度依赖自然资源，使其在煤炭衰退后不能摆脱困境。由于生态环境的恶化，城市吸引力降低，集聚资本、人才要素的能力弱。辽宁传统矿区的发展优势是什么？改变煤炭单一结构，优势资源再造是资源枯竭型城市发展接续替代产业的关键。

三、辽宁海陆一体化模式选择

1.辽东湾与传统矿区资源互补性分析。辽东湾与传统矿区在资源、技术领域存在较强互补。渤海污染严重，水体交换差，转向内陆处理是措施之一。海洋开发大背景下，传统矿区以近海有利条件，具向海洋要资源的区位优势。许多沉陷地、废弃采矿场亟待改造，生态治理需水量大，海水经淡化处理可提供长期、稳定支撑。

2.辽东湾海岸带陆向延伸特殊功能区———内陆海洋。海岸带是陆地、海洋、大气交接处，是物质、能量交换密集区域和环境生态脆弱地带，是研究地球系统可持续发展的切入点[3]。辽东湾污染严重，即便是达标排放，水体质量改善微弱。对污染提供泄放渠道，治疏结合，是治本措施，“疏”即由海岸带转向大陆内部处理。抚顺西露天煤矿、阜新海州露天煤矿经过半个多世纪的开采，留下深达数百米，出露面积数十平方公里的坑体。两大采矿场距离海岸100~200公里，海拔在200米以下，引渤海水入矿坑使其成为人工海湖，意义重大：（1）有效治理辽东湾；（2）大规模海水淡化为矿区生态恢复与沙漠治理提供水资源；（3）内陆湖无风浪、无潮汐，降低海洋高科技科学研究投资成本。2009年国务院治理渤海失败，原因是政通多门，检测数据不真实，尤其是不采取“自净化”得力措施。环境水利学的“自净化”学说条件有两个，一是流动水面与大气交接面相互混掺提高复氧环境，利于水生物生长和有机污染物降解；二是水的静态（亚静态）吸附和沉淀，后者自净化作用强[4]。

吸附和沉淀的治理效率决定水体三要素，即：深度、流速（静态或亚静态）、面积，露天矿坑条件优越。根据国际地圈—生物圈（IGBP）计划，考虑海岸带海域及相邻陆域（一般不大于l0km）的自然资源条件和地理区位，中国将海洋功能区划分为开发利用区、整治利用区、海洋保护区、特殊功能区和保留区五大类。由废弃露天矿与海水形成的内陆海洋环境，可用于治理海洋污染，同时发展海洋经济，是海岸带陆向延伸的特殊功能区域。韩立民、卢宁（2007）认为，沿海地区的发展和海洋经济的壮大是海陆一体化的初级阶段，在高级阶段，通过市场作用，要素和产品在沿海与内陆之间流动，逐步实现经济技术的梯度转移。渤海污染严重，制约辽宁海陆一体化进程。内陆海洋模式基于海洋污染治理，是海洋经济由沿海向内陆扩散、由低级向高级演进的中间阶段或试验阶段，将促进海洋科学创新。考虑环境风险、生态影响，内陆海洋应满足以下基本条件：扬程低，能利用潮汐能、海上风能等可再生能源作为提水动力；距海岸近，有盛水坑体；具有海水回流地形，防止土地盐碱化。海州露天矿距辽东湾100Km，海拔123m；抚顺西露天距辽东湾200Km，海拔60m；本溪南芬露天铁矿海拔300m，上述地理特点对引海水各具条件。应用测量、3S技术，综合考虑地理、生态、气候因素，科学优化选择引水、回水路线。#p#分页标题#e#

3.经济效益和社会效益。

（1）净化辽东湾。引西辽东湾海水入露天矿坑，吸附和沉淀污染物。海水回流，是用经过复氧的净化海水治理东辽东湾。西拉东推，有效治理渤海。

（2）提供水资源，恢复传统矿区生态。能源法海水淡化，与矿区发电厂、煤化工等企业结合，走综合利用之路是降低海水淡化成本的有效途径。建设一定规模的盐厂，同时发展海洋化工，提取钠金属和氯气，还可生产石膏、芒硝、氯化钾、硫酸镁和溴等，提高资源利用效率。露天矿采矿场灌入海水，冬季适合发展大规模机械化海冰淡化。与在辽东湾进行海冰淡化比较，内陆海湖无风浪，优势明显。辽宁地区0℃以下天气为120天，依日厚20cm计算，采矿场出露面积20平方公里，一年可以生产淡水5亿立方米。阜新与抚顺可成为海水淡化生产基地。海冰淡化水可以广泛应用于工业、农业等众多领域。渤海海冰融水pH值在6.89～6.73之间，适合灌溉，可用于改造传统矿区废弃土地为宜农、宜林的良田。阜新彰武地处内蒙科尔沁沙漠边缘，辽北沙尘暴影响朝鲜、韩国、日本，以冬季埋冰、春季种植树木和植物，可用于治理沙漠，大幅度推进绿地。

（3）推动海洋新兴产业、未来产业的研发。在实体海洋进行科学研究，存在气候、环境多因素障碍，投资大、风险高。亚静态“内陆海洋”不受海浪、潮汐、台风等恶劣气候影响，适宜海洋某些领域科学研究与试验。潮汐能、海上风能等可再生能源可以作为提海水动力，为海洋能源的利用提供新的视角。内陆湖可实现世界最大规模海水源热泵，满足城市冬季供暖，甚至可实现对整个城市集中空调。目前国内外海水源热泵以及制冷规模受限制的主要原因是，前端水源距海岸远和要求一定海水深度，导致一次性投资及运行费用高。内陆海湖将带动传统矿区旅游业进入国际行列，打造世界级工业遗产旅游品牌，促进地区文化进步。

4.海水污染防范是可行性关键。露天矿经历半个多世纪开采，穿透了潜水层、承压水层多层地下水。如果直接充入海水，污染地下淡水不可避免。借鉴中国滨海地区防止海水入侵措施，实施实体帷幕、水利帷幕组合，可有效防止污染地下淡水资源。将历史从露天矿排出的土石回填，同时修整露天矿四周陡坡扩大出口面积，提升湖底高度。回填时底部夯实加固，底部和斜坡施工多层胶泥土层，由坑底覆盖于潜水层之上。目的是防止污染地下水；减少矿坑单位面积蓄水量，降低调水成本。灌水前，预置污染处理设备。

四、战略意义

1.对中国多矿区改造具有十分重要的现实意义。中国除煤矿外，还有铁矿、油叶岩矿等，北方露天煤矿至少24个。在资源枯竭地区发展“蓝色经济”，为传统矿区提供更丰富、更持久的自然资源，推动资源型城市经济转型。

2.创新海洋经济。内陆海洋与实体海洋相比较，等面积效益会有数十倍甚至百倍的悬殊差异。发展沿海内陆海洋经济，具有稳定、持久、效益规模性。中国地域广大，海岸线漫长，将辽宁经验向中国1.8万海岸线延伸和推广，会给国家带来经济飓风。

3.海洋农业———前瞻性国家战略。地球生物资源80%在海洋，在不破坏生态环境的前提下，海洋产品可满足300亿人生存。海水农业是第三次农业革命，但需要超过数十年的时间。沿着内陆海洋农业模式向实体海洋所延伸，可使海洋农业的科学思想在不到十年时间内在中国初见成效。

4.开拓多领域科技创新。可为国家多领域提供具有自主知识产权的研发动力。诸如海洋污染“自净化”；机械化大规模冰析法海水淡化；热泵技术用于城市供暖和其他能源；内陆海洋农业；海冰治理沙漠等。

5.开辟特色的装备制造业自主创新路径。总结矿区涉海水利工程的系统经验和数据，以规范性和标准化集成和发展国内外装备制造业成果，提高辽宁装备制造业国际地位。