[00801016]近海生态环境和溢油立体监测与处理关键技术研究、装备研制及应用

海洋资源开发给海洋带来了严重污染。海上溢油事故频发，海水富营养化引起的藻类泛滥、赤潮频现，海上漂浮垃圾越来越多，生态污染导致大量海洋生物物种灭绝。近海生态环境监测与保护刻不容缓。海洋污染种类多、分布广，在海水中呈立体分布，近海生态环境监测与保护存在如下难题：(1)半潜溢油悬浮在水体中，传统遥感观测无法监测到；(2)有缆海底固定式生态环境监测系统施工和维护困难、成本高，且无法实现立体监测；(3)缺少滩涂溢油和垃圾清理装备，滩涂污染物清理多依靠人力；(4)现有近海溢油和垃圾清理装备功能单一、适用范围窄、作业效率低。 针对上述问题，项目组在“863”计划、国家自然科学基金、山东省重点研发项目等多项课题支持下，与合作企业开展产学研联合自主创新，取得以下关键技术发明成果： 1、针对传统遥感方法无法检测水下半潜溢油的难题，发明了基于紫外荧光光谱油品鉴别原理的半潜溢油监测方法，研制了近海生态环境和溢油监测的AUV；以低能耗运行、局域感知和能源补给为目的，发明了仿生侧线全向感知系统、嵌入式波浪发电装置和内外压差平衡式浮力调节方法，解决了传统环境感知和导航传感器能耗高、无法实现局域感知的不足，为AUV全向感知和低能耗运行提供了新方法，实现了长时间、大航程的海洋生态环境及半潜溢油的立体监测。 2、发明了多平台支撑的海洋环境立体剖面监测系统、具有自清洁功能的水下照明摄像一体化设备，提出了基于LTE(Long Term Evolution，长期演进)的高清视频数据无线耦合传输技术，研制了基于智能绞车的海洋环境和溢油实时剖面监测的系统装备，构建了“互联网”近海生态环境和溢油监测系统，实现了近海生态环境和溢油的立体、多点、监测，可广泛应用于近海生、湖泊、港口、油码头等水域的立体在线监测，为近海生态环境和水下溢油监测提供了新途径，为海洋牧场科学养殖和增值奠定了基础。 3、发明了水底除草作业船、滩涂水陆两栖多功能溢油和垃圾清理装备、转刷式收油机等，开发了适合海洋低频、随机和多向环境载荷激励的MRE智能振动控制技术，发明了MRE智能隔振器，将创新技术集成应用于多功能近海海洋环保作业船研制，研制了多功能近海生态环境和溢油监测与污染物处理的一体化环保作业系统装备，解决了传统环保作业船的清理装置受船舶运动影响较大而导致的作业效率低、适用性差等问题，形成了移动、立体近海生态环境和溢油监测与清理装备的技术体系，解决了滩涂和水底滩涂和垃圾难以清除的技术难题。 成果获授权国家发明专利14项、实用新型专利19项、软件著作权19项，发表论文20篇(其中，SCI收录12篇，EI收录5篇)，培养研究生二十余名，为企业输送人才近百人次，形成了具有自主知识产权的近海生态环境和溢油立体监测与处理的系列新技术。成果已用于十多个国家级海洋牧场生态环境的立体监测和保护，推广到国外30个国家和地区，直接和间接经济效益累计近20亿元，近三年新增直接经济效益3.7324亿元。开辟了近海生态环境立体监测与保护新思路。