本项目解决了重大突涌水灾害治理的注浆材料及其配套工艺与装备等一系 175 列关键技术难题。研发了高早强型膏状加固堵水注浆材料、强渗透型纳米级硅 胶注浆材料与高膨胀型充填堵水注浆材料，提出了配套工艺并研制了工程化系 列设备与装置。提出全寿命周期多类型突涌水治理设计方法，建立了富水断层 破碎带、节理裂隙、岩溶管道及孔隙微裂隙型突涌水治理的关键技术，实现了 隧道与地下工程重大突涌水灾害的有效治理。

成果介绍该项目发明了基于气压劈裂原理的新型高效真空预压法和共振密实法加固深厚软弱土的系列技术，形成了我国原创地基处理技术。技术创新点及参数气压劈裂真空预压法、“不倒翁”真空中继系统、十字形振动翼共振法加固液化地基的技术。大面积深厚软弱土加固处理。市场前景工程应用实践表明，本项目研发的大面积深厚软弱土加固创新技术具有加固深度大、面积广、效果好、工期快、造价低、环境友好等特点，具有广阔的推广应用前景。

1、研发了高效的 S 形轴伸贯流泵装置结构，高效 S 形下卧式轴伸贯流泵装置最高效率达 83.55%；高效 S 形平面轴伸贯流泵装置，最高效率达 83.32%。 2、研发了高效 S 形弯管，名义管道效率达 95%以上。 3、流道的多参数协同求解优化技术，解决了泵与流道的水力耦合约束问题。 3、水泵的变角调节预测技术。

我国的清洁船舶燃料油（重油型）缺口巨大，每年进口 1000 万吨以上。目前，国内外均采用调和技术生产船舶燃料油，国内大部分产品均为中高硫燃料油（硫含量约为 1.0～3.5%）。传统调和技术技术含量低、生产成本高，且无法实现对劣质原料的有效利用，造成清洁型燃料油产能的严重不足。以欧盟标准的低硫（硫含量<0.1%）清洁船舶燃料油为例，其需求量大且价格昂贵，当前国内无生产企业，全部依靠进口。2020 年，船燃硫含量标准将在全球范围内由现行<3.5%大幅提升至<0.5%。与此同时，国内石油炼化每年产出约 2500 万吨油浆或渣油，大部分作为劣质锅炉燃料低价销售，与清洁船舶燃料油之间存在巨大价差。因此，将劣质重油转变为清洁船舶燃料油具有十分重要的应用价值，潜在的市场价差每年可达 2000 亿人民币以上。 我课题组开发的生物炼化技术可弥补加氢法等在重油脱硫脱氮应用上的缺陷和弊端（如：粘度降低、催化剂中毒等），可重点去除高硫原油、渣油和油浆等劣质油品中的有机硫氮以及重金属等其它有害固杂成分，且保证油品的高粘度。已与多家企业合作完成 800 余次生物脱硫技术测试，脱硫效率可达 30～60%，并初步建立 1～5 吨的中试装置。试制的清洁型 180#和 380#船舶燃料油产品经国家权威检测机构鉴定优于国际标准。该项技术实现突破，可替代传统调和技术，为石化企业、船舶燃料油经销企业提供高品质清洁燃料油的生产和油品升级服务。仅需约 200～300 元/吨成本即可实现劣质油浆转化为优质清洁船舶燃料油（价差大于 1000 元/吨），具显著的经济、社会和环保效益。我课题组基于生物炼化核心技术（8 项专利）已开发以下四项技术，均有较好应用效果，可实现工业化。包括： 1）清洁船舶燃料油制备技术（中试） 2）油浆的生物清洗技术（中试） 3）生物乳化油制备技术（中试） 4）石油污染生物修复剂（产品成熟） 

本发明公开了一种船舶双向曲率板一体作用自动成型方法,包括下列步骤：a)构建一体作用成型加载系统；b)针对待成型的板材，根据成型工艺要求，建立成型的基础数据与加工数据之间的对应关系；c)根据建立的基础数据与加工数据的对应关系，编制成型软件并在控制装置上安装成型软件，启动成型软件对板材执行加载，以使板材产生双向曲率塑性变形；d)对已塑性变形的板材的成型效果进行监测，并比较和反馈已成型形状、曲率与目标形状、曲率之间的差异。本发明便于操控，同时具有智能化、高精度、应用范围广的优点，因而尤其适用于鞍形板、帆形板和扭曲板之类及其组合形状的大曲率板的自动化成型。

除了海洋沉积物细菌，我们发现古菌、候选门级辐射类群(candidate phyla radiation, CPR)细菌及一些微型动物基因组中都含有有功能的MmtN同源序列，进一步分析表明这些同源蛋白也应该采用我们提出的催化机制。

针对当前人类活动干扰已严重导致沿岸水域生境退化、生态服务功能丧失、生态灾害频发的实际，通过开展对沿岸河道水域、滨海湿地、滩涂区域、近海海域和岛礁周边进行生境恢复，灾害防控及资源化利用研究，综合实现沿岸水域生态系统功能恢复，提升其支持服务、供给服务、调节服务和文化服务能力。 1. 滨海湿地生态系统服务功能恢复 针对我国围填海等海洋工程快速实施导致滨海湿地严重退化的实际，通过对南汇边滩湿地、金山城市沙滩湿地进行生态系统和生境恢复，筛选了海三棱藨草作为南汇边滩湿地恢复的优势物种、狐尾藻作为金山城市沙滩的优势物种；结合海三棱藨草发育繁殖方式，快速构建海三棱藨草群落，结合投放底栖生物，实现了湿地生态系统的逐渐恢复；并通过构建IMTA模式，构建狐尾藻——鱼类——虾蟹等综合生态系统，恢复了金山城市沙滩水质，最后综合构建了适宜上海滨海湿地恢复技术。   上海滨海湿地生态系统恢复 2. 滩涂生态系统服务功能恢复 由于中国近岸滩涂资源丰富，尤其是南黄海江苏辐射沙洲是我国典型的海洋沙脊系统，该海域已经成为江苏省重要的海水养殖产业基地，养殖品种包括文蛤、绎蛏、青蛤、泥螺、条斑紫菜等。根据辐射沙洲海域水质富营养化现状，构建针对该海域的覆盖全年的氮磷生源要素移除匹配模式，该模式涵盖条斑紫菜养殖生态修复、绿潮藻的快速打捞与资源化利用以及江蓠属大型海藻的引种。通过匹配模式的建立，降低海域污染物含量，从而缓解该海域氮磷富营养化。   南黄海辐射沙洲区域紫菜养殖生态修复 3. 近海生态系统服务功能恢复 截止2018年，黄海绿潮已连续12年大规模暴发，对发生海域海洋生态环境和生态服务功能造成重大破坏。我们对黄海绿潮藻生物学、漂浮海区、绿潮溯源、暴发机制、迁移路径、预警预报等方面研究已取得很大重要进展。为了有效控制南黄海绿潮源头，研发了绿潮浒苔多项资源化利用技术，包括绿潮藻食品加工制备技术、浒苔多糖提取技术、浒苔多糖化妆品制备技术、浒苔SOD酶纯化技术、浒苔生物乙醇制备技术等。研究发现南黄海源头漂浮浒苔质量高，蛋白质含量达到32%，可以作为海藻健康食品生产，目前已建立了绿潮浒苔食品生产线1条，2016年加工绿潮浒苔原料16吨，直接经济价值为640万元，间接经济效益近2亿元。   黄海海域漂浮绿潮灾害与资源化利用 4. 岛礁生态系统服务功能恢复 针对我国岛礁生态系统破坏生境退化的严重问题，我们研发了“压力——状态——响应——策略”的生态修复模式，通过对枸杞岛瓦氏马尾藻藻场生态系统展开调查；根据海藻场生态系统调查结果，采用指标体系法，对藻场生态系统健康状况进行研究。从藻场生态系统压力、藻场水质状态、藻场生物群落结构和藻场生态系统功能4个方面选取18个指标构建评价体系，并利用层次分析法（AHP）确定各指标权重值，建立海藻场生态系统健康评价多指标综合指数模型。在瓦氏马尾藻藻场生态系统健康评价以及瓦氏马尾藻人工繁殖取得成功的基础上，建立了瓦氏马尾藻人工育苗工程技术和藻礁幼苗海区投放工程技术，以期恢复枸杞岛瓦氏马尾藻天然藻场和保护生境生态。   岛礁马尾藻藻场生态系统恢复

项目成果/简介: 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。项目阶段:工业化生产阶段效益分析: 该系统主要用于海洋动力环境的长期连续监测，是海洋环境监测最基本的设备和手段，可为海洋动力过程科学研究、海洋数值预报模式同化验证、海洋环境安全保障、海洋生态环境监测等提供数据和平台支撑，具有重要的科学、社会和军事意义。随着当前海洋科学研究、海洋资源开发、海上经济贸易、海上军事活动等方面的迅速发展，对海洋动力环境的观测和认知的需求日益迫切，海洋动力环境监测潜标的需求量迅速增加，具有突出的经济效益前景。知识产权类型:发明专利 、 软件著作权知识产权编号:US 9,372,082 B1 US 9,423,251 B2 US 9,593,947 B2 US 9,557,171 B2 201410252441.0 201410252601.1 201410821320.3 201510243938.0 201510244120.0 201510244469.4 201510244144.6 201410820855.9技术成熟度:通过中试技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:无

碳纤维复合材料是由碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合制成的纤维增强材料，因其具有重量轻，强度高，耐高低温等优良特点，近年来广泛应用于航空航天、体育休闲、高铁汽车、土木建筑等领域。碳纤维复合材料在质轻高强的同时，还具有优良的耐疲劳性、耐腐蚀性以及比强度高导致的优良施工性能等，使得它在对于材料性能有着特殊要求的海洋领域的应用前景同样不可小觑。近年来，北京化工大学碳纤维复合材料在船舶制造、海上能源开发、海洋工程修复等领域不断探索新技术。 在船舶上的应用 相比于传统的造船材料，碳纤维复合材料具有天然的优势。首先，碳纤维复合材料具有良好的机械性能。用其制造船体，具有质轻低油耗的特性，而且建造工艺相对简单、周期短、成型方便，因此施工和维护费用远低于钢制船舶。同时由于碳纤维与树脂基体的界面能有效的阻止裂纹扩展，故材料具有良好的耐疲劳性能；此外，由于碳纤维表面的化学惰性，船体具有水生物难以附生，耐腐蚀的特性，这也是船舶建造选材非常重要的因素之一。 碳纤维复合材料具有良好的声、磁、电性能：透波、透声性好，无磁性，因此可以用于提高军舰的隐身性能。在舰船的上层建筑中使用复合材料不仅可以减轻船体的重量，而且通过在夹层中嵌入有滤波功能的频率选择层，就可以在预定的频率下发射和接受电磁波，从而屏蔽敌方的雷达电磁波。各种天线和有关设备都统一组合装备在该结构内，不易被腐蚀，更有利于设备的保养。研制出类似的封闭综合传感器桅杆，这种桅杆是由纳米技术制造的玻璃纤维与碳纤维复合后作为增强体而制成。它可以让各种雷达波束和通信信号相互之间不受干扰地通过，并且损耗极低。碳纤维复合材料还可应用在舰船的其他方面。例如，在推进系统上可用作螺旋桨［和推进轴系，减轻船体的振动效应和噪声，多用于侦察舰和快速巡航舰。在机械和装备上可用作方向舵，某些特殊的机械装置和管道系统等。此外，高强度的碳纤维绳索在海军军舰的缆绳和其他军用物品上也有较为广泛的应用。 民用游艇大型游艇一般为私人所有，价格昂贵，要求质量轻，强度高，耐用性好。碳纤维复合材料可以应用于游艇的仪器表盘和天线，方向舵以及甲板、船舱、船舱壁等增强结构中。传统的复合材料游艇主要由玻璃钢制成，但是由于刚度不足，满足刚度设计要求后往往船体过重，而且玻璃纤维是致癌物质，国外逐步禁用。如今的复合材料游艇中碳纤维复合材料的使用比例大大增加，有的甚至全部采用碳纤维复合材料。例如超级游艇“巴拿马”号双桅船，船身和甲板采用了以碳纤维／环氧树脂为蒙皮。乙烯酯树脂夹层复合材料，pvc泡沫和碳纤维复合材料，桅杆吊杆均是定制的碳纤维复合材料，只有部分的船身使用了玻璃钢。空载重量仅有45t。速度快，油耗低，性能卓越。 在海洋能源开发上的应用 海底油气田近年来，碳纤维复合材料在海洋油气开发领域的应用越来越广泛。海洋环境下的腐蚀，高压，水底暗流流动带来的强剪切作用对材料的耐腐蚀性，强度和疲劳性能提出了严格的要求。碳纤维复合材料在海洋油田开发中有着明显的质轻、耐久、抗蚀方面的优势：一个1500m水深的钻井平台，其钢制系缆的质量就达6500t左右，而碳纤维复合材料密度是普通钢材的1/4，若使用碳纤维复合材料取代部分钢材将显著减少钻井平台的载重负荷，节省平台的建造成本；抽油杆的往复运动，由于管外海水压力与管内压力不平衡极易引发材料的疲劳断裂，而用碳纤维复合材料即可解决这一问题；由于海水环境耐腐蚀，其在海水中使用寿命比钢材要长，且使用深度更深。碳纤维复合材料可以用作油田钻井平台中的生产井管、抽油杆、储藏槽、海底输油管、甲板等部件。制造工艺分为拉挤成型工艺和湿法缠绕工艺。拉挤成型法一般用在普通管材和连接管上。缠绕法一般用作储槽和压力容器的表面，也可用在各向异性的柔性管道之中，其中碳纤维复合材料以特定的角度缠绕排列在铠装层之中。碳纤维复合材料的连续抽油杆是一种类似胶片的带状结构，柔韧性很好。使用碳纤维抽油杆能明显提高出油量，减少电机的载荷，相比之下更节能。而且碳纤维复合材料抽油杆比钢制抽油杆更耐疲劳，抗腐蚀性能更好，更适合应用在海底油田的开发中。 海上风电资源丰富，是未来发展的重要领域，也是风电技术最先进、要求最高的领域。我国海岸线约1800km，岛屿6000多个，东南沿海及岛屿地区风力资源丰富且易于开发。近年来大力促进海上风电能源的开发已经得到了有关部门的支持。风力发电叶片90%以上重量由复合材料组成。海上风力大，发电功率大，势必要求更大的叶片和更优良的比强度和耐久度。显然，碳纤维复合材料能够满足开发大型化、轻量化、高性能、低成本的发电叶片的要求，和玻璃纤维复合材料相比更适合应用于海洋领域。碳纤维复合材料在海洋风力发电中具有显著的优势。碳纤维复合材料叶片质量低，刚度大，模量是玻璃纤维制品的3~8倍；海洋环境下湿度大，气候多变，且风机24h工作。叶片耐疲劳性较好，能较好的抵御恶劣的天气；改善了叶片的空气动力学性能，减少对塔和轮轴的负载，从而使风机的输出功率更平滑更均衡，提高能量效率；利用碳纤维的导电性能，通过特殊的结构设计，可有效地避免雷击对叶片造成的损伤；降低风力机叶片的制造和运输成本；具有振动阻尼特性等。 碳纤维复合材料用于海洋工程建筑，主要利用其轻质高强耐腐的特性，以筋索材及结构件的形式，替代传统钢筋建材，解决海水侵蚀钢筋、运输路途遥远运输成本高的问题。已应用于海上岛礁建筑、码头、浮动平台、灯塔塔架等。