项目成果/简介:浮游植物在表层获取光能固定CO2，形成颗粒有机碳（POC）往下沉降，在深海再矿化后生成铵（NH4+），从而为深海化能自养细菌/古菌提供了能量来源。因此，氨氧化古菌和亚硝氧化细菌所介导的两步硝化过程是实现光能传递到深海被利用的重要途径，是深海重要的供能过程，支撑了海洋“黑暗固碳”——不依赖于光合作用的化能自养固碳，为深海生物圈提供了“新”的有机质，同时积累硝氮。由于亚硝氧化菌群研究的长期滞后，氨氧化和亚硝氧化功能群在深海的协作关系始终不明了，因此国际上对深海硝化菌群支撑的碳（C）−氮（N）耦合机理（定性）的理解仍极为有限，对C−N计量学关系（定量）的准确估算仍是空白。 该研究工作结合多组学分析、生理学实验、现场原位速率及动力学观测和模拟，以及生态系统模型，阐释了氨氧化古菌和亚硝氧化细菌显著差异的代谢策略，及两步氧化过程耦合、硝化与黑暗固碳耦合的生理生态学机制，建立了硝化菌群支撑的C−N、物质与能量转换的计量学关系，量化了深海硝化过程对深海生物圈及全球海洋碳循环的贡献和影响。该工作为深海物质与能量循环研究提供了新的参数，对深入认识深海生物地球化学过程具有重要意义。

潜标可实现全海深海洋环境的定点、长期、连续、多层次、多要素同步观测，并具有隐蔽性好、不易被破坏等优点，是开展海洋环境长期连续观测最有效的手段。 自主研发系列海洋动力环境监测潜标：2008年以来，团队突破了深海潜标系列关键技术，自主研发了“海洋动力环境多尺度同步观测潜标”、“定时卫星通讯潜标”等系列高可靠性深海潜标，实现了海洋动力环境长期连续准实时观测。相关研发成果已获4项国际发明专利及8项国家发明专利授权。基于研发的潜标，在南海、西太平洋、东印度洋累计布放潜标400余套次，总结出一套安全高效的规范化、标准化的潜标布放回收作业流程，作业成功率达到100%，解决了我国海洋环境长期连续观测技术瓶颈，大幅提升了我国海洋环境长期连续观测水平。 构建了国际上规模最大的区域海洋潜标观测网—南海潜标观测网：自2009年以来，在南海开展潜标布放回收航次22次，累计布放各类潜标350套次，目前同时在位观测潜标42套，观测海域横跨吕宋海峡、南海深海盆、南海东北部与西北部陆坡陆架区，最长工作时间已接10年，是世界上规模最大的区域潜标观测网。南海潜标观测网于2017年完成潜标观测站位在南海深海盆的全面覆盖，实现了南海复杂环境的长期连续观测。上述成果入选2017年度“海洋与湖沼十大科技进展”。 构建了横跨西太平洋热带-副热带的全水深潜标观测阵：2015年以来，在西太平洋热带、副热带海域布放海洋动力环境监测潜标60余套次，构建了横跨热带、副热带（0-22°N）的西太平洋潜标观测阵，实现了西太平洋低纬度流系时空特征、中尺度/亚中尺度过程及混合的长期连续观测，有力支撑了西太平洋海洋动力环境研究工作的开展。 成功布放回收国际上首套万米综合观测潜标：基于自主研发的海洋动力环境监测潜标，2016年1月在马里亚纳海沟挑战者深渊成功布放国际上首套万米多学科综合观测潜标，并于2016年9月成功回收。目前以在马里亚纳海沟深渊海域构建了由6套潜标构成的海沟观测阵，实现了深远海域海洋动力环境的长期连续监测，体现了我国深远海长期连续调查的技术水平。

本发明公开了一种喷水推进型深海滑翔机，包括壳体、设置在 壳体外部的滑翔翼和尾鳍、以及设置在壳体内部的电池包、导航控制 中心、质心调节装置、浮力调节装置、喷水推进装置、卫星通讯天线、 抛载装置和观测仪器，壳体包括耐压壳体和非耐压壳体，耐压壳体分 为前段和后段，前段和后段均为圆柱状和曲线状的结合结构，非耐压 壳体设置于耐压壳体的前段和后段之间，且为圆柱状结构，滑翔翼固 定安装在非耐压壳体外部的两侧，用于为喷水推进型深海滑翔机提供 升力，尾鳍固定安装在耐压壳体后段的尾部，用于稳定航向，电池包用作质心调节的

本实用新型公开了一种喷水推进型深海滑翔机，包括壳体、设置在壳体外部的滑翔翼和尾鳍、以及设置在壳体内部的电池包、导航控制中心、质心调节装置、浮力调节装置、喷水推进装置、卫星通讯天线、抛载装置和观测仪器，壳体包括耐压壳体和非耐压壳体，耐压壳体分为前段和后段，前段和后段均为圆柱状和曲线状的结合结构，非耐压壳体设置于耐压壳体的前段和后段之间，且为圆柱状结构，滑翔翼固定安装在非耐压壳体外部的两侧，用于为喷水推进型深海滑翔机提供升力，尾鳍固定安装在耐压壳体后段的尾部，用于稳定航向，电池包用作质心调节的质量调节块

本发明公开了一种喷水推进型深海滑翔机，包括壳体、设置在壳体外部的滑翔翼和尾鳍、以及设置在壳体内部的电池包、导航控制中心、质心调节装置、浮力调节装置、喷水推进装置、卫星通讯天线、抛载装置和观测仪器，壳体包括耐压壳体和非耐压壳体，耐压壳体分为前段和后段，前段和后段均为圆柱状和曲线状的结合结构，非耐压壳体设置于耐压壳体的前段和后段之间，且为圆柱状结构，滑翔翼固定安装在非耐压壳体外部的两侧，用于为喷水推进型深海滑翔机提供升力，尾鳍固定安装在耐压壳体后段的尾部，用于稳定航向，电池包用作质心调节的质量调节块，并

深海混输关键装备研制—— 油气混输泵

成果与项目的背景及主要用途： 海底油气资源开采包括探油、采油、运输等三大环节，海底管线是油气运输 重要手段，目前深远海海底管线的铺设技术是制约我国深远海油气资源开采利用 的关键瓶颈之一。 海底管道是深水油气田开发工程建设的一个重要组成部分，须采用深水铺管 作业船及船载铺管设备进行安装。目前国内还不具备该类工程船舶的设计能力， 深水海底管道铺设技术的研究也刚刚起步，现有工程设计能力、设备状况和作业 能力等都不能满足我国开发深海油气资源的战略发展要求。因此，对深水海底管 道铺设技术的研究是非常必要的，也符合我国石油工业向深海进军的战略要求。 卷管式铺管法是一种在陆地预制场地将管道接长，卷在专用滚筒上，然后送 到海上进行铺设的方法。卷管式铺管法铺设效率高、费用低、可连续铺设、作业 风险小。卷管式铺管船既可以用于深海，也可用于浅海，但是管道直径不宜过大。 一般而言，因受自身承应力的限制，用于卷管式铺管的而言，因受自身承应力的 限制，用于卷管式铺管的钢质管管径最大不能超过 406.4 mm。随着技术的进步， 目前已有少数卷管式铺管船突破了这个限制。国内尚没有自主开发的卷管式铺管 系统，由于核心技术的封锁，必须走消化吸收、自主研发的道路。在缺乏设计技 术资料的情况下，开展实验室模拟试验工作，有助于更好地了解卷管式铺管过程， 甄别核心影响因素，为自主设计研发卷管式铺管系统提供科学依据。 技术原理与工艺流程简介： 1、开发大型的整管弯管模拟装置，能实现多次反复弯曲，建立管道反复弯 曲大变形能力的测试方法； 2、研究确定大变形管道的焊接方法，开发高效焊接工艺； 3、研究管道焊接无损检测技术；天津大学科技成果选编 4、研究大变形焊接管道的性能评价方法，建立基于应变的工程临界评估技 术。 针对深海油气输送管道“卷管式”铺设，技术成果形成集焊接、检验、安全性 评估为体系的大变形管道成套高效焊接解决方案。 卷管式铺管法铺管效率高，费用低；适合于深水区域的管道铺设；卷管最大 管径为 457.2mm，最大作业水深可达 1800m。 卷管式铺管法首先在陆地上焊接管段，然后通过管道矫直器将管线造弯，并 卷绕在专用滚筒上，装到铺管船上运至安装海域进行管道铺设。在铺设过程中， 在张力作用下管线经过解绕、拉直，然后被送入海中。 铺设流程 ：陆地焊接接长管道；造弯，卷绕到专用卷筒上，上船固定；解 绕回弹；弯曲，进入穿串装置；拉直；J 型方式入海；海底着陆。 在整个铺管流程中，管道经历了弯曲—回弹—弯曲—拉直的反复大变形过程， 会导致环焊缝中的焊缝金属和熔合线在安装和运行过程中发生开裂，为确保管道 卷绕过程中的完整性，需要解决以下关键问题：材料、焊接、工程临界设计与评 估（ECA）、装备。 技术水平及专利与获奖情况： 南海深水油气资源的开发迫切需要我国发展卷管铺设技术，而卷管铺设过程 中管道承受的反复大的塑性变形对管道环焊缝的性能造成不利的影响，发展卷管 铺设技术必须解决管道的焊接和焊缝性能评价等问题。针对深海油气输送管道 “卷管式”铺设，开发了整管弯曲装置，实现多次反复弯曲，模拟管道卷管式铺管 过程所经历的循环塑性变形，确定管道的能承受的临界曲率半径；建立管道抵抗 反复弯曲大变形能力的测试方法，形成弯管试验技术。建立基于应变的焊接管道 工程临界评估（ECA）技术。 应用前景分析及效益预测： 目前，我国近浅海油气资源的开采已经接近饱和，开发深远海油气资源是必 然的趋势，南海油气资源开采符合国家战略需求。项目实施可为我国开发南海深 海油气资源奠定技术基础，大大提高我国在海洋装备制造业的国际竞争力。 合作方式及条件：具体面议。 132天津大学科技成果选编 2 近岸港口工程 3 海洋岛礁生态人居系统 4 海洋岛礁功能系统 5 海洋岛礁供水系统 6 人工海岸污染控制与生态构建技术 7 滨海区域污染生态修复技术