海水的使用
海洋資源的類型
海洋資源豐富。當今，全球糧食、資源和能源供應短缺與人口快速增長之間的矛盾日益突出，開發利用海洋豐富的資源是歷史發展的必然趨勢。目前，人類開發利用的海洋資源主要有海洋化學資源、海洋生物資源、海底礦產資源和海洋能源。
海水可以直接作為工業冷卻水源，也是取之不盡的海水淡化水源。發展海水淡化技術，向海洋索取淡水，是解決世界淡水不足的重要途徑之壹。
在海水中已經發現了80多種化學元素。目前，海洋化學資源的開發已達到工業規模，有鹽、鎂、溴、淡水等。隨著科學技術的發展，豐富的海洋化學資源將廣泛造福人類。
海洋中有20多萬種生物，其中動物654.38+08萬種，魚類654.38+06萬種。在古代，人類開始捕捉和收集海鮮。現在，人類的海洋捕撈活動已經從近海擴展到世界各個海域。漁具、漁船、探魚技術的改進，大大提高了人類的海洋捕撈能力。海洋生物資源由魚、蝦、貝和藻類組成，除了直接捕撈食用和藥用外，還可以通過養殖和增殖持續利用。
大陸架的淺海底部埋藏著豐富的石油、天然氣、煤、硫、磷等礦產資源。近岸帶的海岸砂礦蘊藏著豐富的建築材料和沙、貝殼等金屬礦產。深海錳結核廣泛分布於大多數海洋盆地，是未來最有潛力可利用的金屬礦產資源(圖3.14深海錳結核)。
海水運動中蘊藏著巨大的能量，屬於可再生能源，沒有汙染。然而，這些能量密度非常小，要開發和利用它們，必須采用特殊的能量轉換裝置。目前潮汐發電和海浪發電具有商業開發價值，但項目投資大，效益不高。
海洋漁業生產
海洋漁業資源主要集中在沿海大陸架，即大陸海底從海岸向水下200米左右延伸的部分。這裏陽光集中，生物光合作用旺盛，入海河流帶來豐富的營養物質，所以浮遊生物繁盛(圖3.15《大陸架剖面示意圖》)。這些浮遊生物是魚類的餌料，它們在海洋中的分布很不均勻，壹般多在溫帶海域。
溫帶地區的季節變化很大。冬季表層海水和底層海水交換時，被淹沒的底層海水富含營養物質，這些營養物質來自海洋中腐爛的生物殘骸。暖流和寒流交匯處或有冷海水泛濫的地方，餌料豐富。這些地方通常是漁場(圖3.16世界主要漁業區分布)。因此，雖然大陸架水域只占海洋總面積的7.5%，但漁獲量卻占世界海洋總漁獲量的90%以上。
世界上主要的漁業國家都位於溫帶地區，這些溫帶國家的魚產品消費量高，市場需求大。中國和日本是世界上海洋捕撈量較多的國家。我國充分利用近海漁場(圖3.17“舟山漁場沈家門漁港”)和淺海灘塗，大力發展海洋捕撈和海水養殖，同時近海捕撈也取得了很大發展。日本耕地有限，人口密度高，所以海產品在食物結構中占很大比重。
近海石油和天然氣開發
海底油氣的開發始於20世紀初。其發展經歷了從近海到近海，從淺海到深海的過程。受技術條件限制，最初只能開采從海岸直接延伸到淺海的油氣礦床。20世紀80年代以來，在能源危機和技術進步的刺激下，海洋石油勘探開發迅速發展，海洋石油開發迅速向大陸架推進，逐漸形成了壹個全新的海洋石油工業板塊。
地質學家和地球物理學家通常利用地震波法尋找海底油氣礦藏，然後通過海上鉆探估算礦藏的類型和分布，分析其是否具有商業開發價值。
海上鉆井平臺(圖3.18“海上鉆井平臺”)是海底油氣勘探開發的工作基地，標誌著海底油氣開發技術的水平。平臺與陸地之間的人員和物資運輸壹般由直升機完成。油氣田壹般離煉油廠較遠，油氣要通過裝油站用船運到目的地，或者直接用海底管道運到海岸。
海底石油天然氣的勘探開發是壹項高投入、高技術難度、高風險的項目，國際合作和項目招標是可行的方式之壹。
海洋空間利用
隨著世界人口的快速增長，陸地空間變得越來越擁擠，海洋空間的開發和利用越來越受到重視。海洋的可利用空間包括三部分:海洋、海洋中部和海底。隨著人類逐漸向海洋推進，海洋將成為人類活動的廣闊空間(圖3.19)。
海洋環境不同於陸地，其環境和生態條件復雜而特殊。人類的活動是在海邊，在海洋表面，需要抵抗海洋多變的氣象條件和海水的運動；深海活動要能適應黑暗、高壓、低溫、缺氧的環境；海水具有腐蝕性，海冰具有破壞性，因此對工程設備的材料和結構有嚴格的要求。因此，海洋空間資源開發高度依賴科技和資金投入，技術難度高，風險大。
對海洋空間的利用已經從傳統的交通運輸擴展到生產、通訊、輸電、倉儲、文化娛樂等諸多領域。交通包括海港、船舶、航道、海底隧道、橋梁、機場和管道。生產空間包括海上電站、工業人工島、海上石油城、填海造地、海洋牧場等。通信和電力傳輸空間主要是海底電纜。就儲存空間而言，有海底貨場、海底倉庫、海上油庫和海洋廢物處理場。文化娛樂設施空間包括海岸公園、海水浴場和海上運動區。
海洋運輸和港口建設
海洋曾經是人類從事交通運輸的天然屏障。長期以來，人類壹直試圖把海洋屏障變成海上的坦途。起初，人們利用人力、風力或洋流作為動力，在近海地區驅動木船。隨著歐洲人到達美洲大陸，世界遠洋運輸從近海轉向遠洋。之後，世界各大洋的重要水道相繼開通。20世紀初，通往南極和北極的航道開通，巴拿馬運河和蘇伊士運河相繼開通。現在，人類已經可以將船只航行到世界上任何壹個海域(圖3.20:世界主要航運路線)。
20世紀60年代，世界石油產量和運輸量增加，大型油輪得到發展。集裝箱船的興起給海上貨物運輸帶來了壹場革命。如今，百萬噸級的集裝箱船和巨型油輪穿梭在浩瀚的海洋上。這些船舶不僅擁有無線電導航、全球定位技術等現代化儀器設備，還能選擇最佳航線服務，節省能源和航行時間，減少危險。
沿海港口是海洋運輸船舶停靠、中轉和裝卸貨物的場所，也是人們開發利用海洋空間的主要場所。壹般壹個港口都有壹個服務區，也就是腹地，這個地區的貨物和貨物通過這個服務區向外擴散。為了完成運輸任務，港口要有配套設施，如碼頭、裝卸設備、高效的作業服務。在港口發展過程中，受內外部因素的影響，港口的規模、服務功能和範圍都可能發生變化。例如，為了吸引船只在其港口過境，壹些國家的政府實施了特殊政策，將港口變成免費或很少付費的自由貿易區和自由港。
荷蘭鹿特丹長期以來壹直是世界貿易中心。之後鹿特丹港通過開鑿連接北海的運河，改善水運條件，繼續發展。鹿特丹利用大宗貨物中轉功能發展了農業、礦產品加工業和造船業(圖3.2438+0鹿特丹港土地利用)。接力貿易也促進了內地現代工業的迅速發展。二戰後，西歐國家經濟復蘇，鹿特丹成為歐盟的門戶，港灣和航空設施完善，港口的中轉功能更加突出。現在，鹿特丹是世界上最大的港口之壹，其腹地覆蓋了歐盟壹半的國家。
圍墾工程
沿海地區人地矛盾的加劇，讓人們把目光投向了大海。荷蘭人在公元13世紀開始填海造地。目前，荷蘭有1/5的土地是由海圍起來的。填海造地是緩解人口與土地緊張矛盾的重要途徑，但需要充分的科學論證，特別是以水利工程為中心的配套建設。
陸地是在沿海淺水區用沙子、礫石、泥漿和廢料建造的，並通過海堤、棧橋或海底隧道與海岸相連。這片新土地被稱為人工島。世界上壹些沿海發達國家，如日本、美國、法國和荷蘭，都修建了人工島。其中海上城(圖3.22日本神戶人工島)規模最大，功能最全。海洋城市的建設需要巨大的工程和成本，需要建立在強大的國力基礎上。
澳門人多地少，有限的土地不足以滿足發展居住、綠化、交通、工商業的建設需要。澳門沿海有許多淺灘，其中壹些可以在退潮時露出水面，澳門人視其為良好的後備土地資源。在過去的100年間，澳門人通過填海擴大了1倍的土地面積(表3.2澳門土地面積歷年變化和圖3.23澳門歷年填海範圍)。
海洋環境保護
海洋環境問題包括兩個方面:壹是海洋汙染，即汙染物進入海洋，超過了海洋的自凈能力；二是海洋生態破壞，即在各種人為和自然因素的影響下，海洋生態環境遭到破壞。
(A)海洋汙染
大多數海洋汙染物都是在陸地上產生的。廢物傾倒和港口工程建設等沿海活動也向沿海水域排放汙染物。汙染物進入海洋，汙染海洋環境，危害海洋生物，甚至危害人類健康。
工業生產排放的廢物是海洋汙染物的主要來源，集中在大型港口和工業城市附近。1953-1970日本九州島水俁灣發生汞汙染事件，原因是工廠在生產有機產品過程中排放含汞廢物。這些有害物質在流入海洋後，逐漸富集在魚類和貝類體內。最後100多人嚴重中毒，相繼死亡。
核電站和工廠排放的冷卻水，水溫高，流入河口或大海時，往往會影響海洋生物。應用於農田的農藥隨雨水流入河流，或隨土壤顆粒沈積在河口附近，最終進入海洋。海上石油平臺和油輪偶爾發生事故，造成石油泄漏和溢出，造成海洋汙染。
(2)海洋生態破壞
除了海洋汙染，人類的生產活動，如工程建設和漁業(圍墾和過度捕撈等。)，以及全球變暖、海平面上升等自然環境的變化，都會破壞和改變海洋生態環境。人類對部分海洋生物的過度捕撈，導致海洋生物資源數量和質量下降，部分物種瀕臨滅絕。壹些海岸工程建設和填海缺乏科學論證，破壞了海岸環境和海岸生態系統。目前，海洋開發活動仍缺乏全面和長遠的規劃，綜合效益較差。
石油汙染及其監測和預防
沿海工業生產和航運路線上的船舶是石油汙染的主要來源。因此，油汙區集中在沿海水域和海道沿線。事故性溢油因汙染跡象明顯、汙染物集中、危害嚴重而備受公眾關註，也是目前汙染控制的重點。
為了減少事故，許多國家正在試驗新的原油裝載方法。壹些國家配備了清汙船來清除港口表面的垃圾和汙油。
海洋權益與《聯合國海洋法公約》
自20世紀60年代以來，世界範圍內出現了開發海洋的熱潮。海洋科學技術的迅猛發展已成為當代新技術革命的重要領域之壹。為適應國際海洋開發、保護和管理的新形勢，經過20多年的努力，國際社會通過了《聯合國海洋法公約》，該公約於2006年6月5438+0994 165438+10月16日正式生效。《海洋法公約》的誕生給國際海洋法律體系帶來了巨大變化。比如，由來已久的領海寬度之爭得到了解決；國際海底及其資源已被確定為人類的共同遺產。
根據《聯合國海洋法公約》，世界上144個沿海國家擁有12海裏的領海權，管轄海域可延伸至200海裏。作為其專屬經濟區，它們擁有勘探、開發、利用、保護和管理海底上覆水域和底土的自然資源的主權。中國管轄海域面積473萬平方公裏，約為中國陸地面積的壹半。因此，加強海洋綜合管理日益重要。
《聯合國海洋法公約》的誕生朝著建立新的國際法律秩序邁出了重要壹步。但由於《聯合國海洋法公約》要考慮到各國的利益和要求，所以還有很多不完善和模糊之處。因此，在實施過程中，不可避免地會出現壹些新的矛盾和問題。比如在封閉半封閉海域，周邊國家主張的200海裏專屬經濟區可能會有重疊，還有壹些島嶼主權爭議、漁業資源分配等問題，可能成為周邊國家關系緊張的新因素，甚至引發國際沖突。因此，周邊國家管轄海域和海洋權益的劃界，需要有關國家本著友好協商的精神，公平合理地加以解決。
海水化學資源概況
海洋化學資源是指海水中含有的可供人類利用的各種化學元素。海水的成分非常復雜。全球海洋含有5億噸鹽和大量非常稀有的元素，如500萬噸黃金和42億噸鈾，因此海洋是地球上最大的礦產資源庫。海洋資源的可持續利用是人類生存和發展的重要前提。目前，全球每年從海洋中提取的淡水超過20億噸，鹽5000萬噸，鎂和氧化鎂260萬噸，溴20萬噸，總產值超過6億美元。水是生命之源，世界上缺水地區越來越多。海水淡化已經成為獲取淡水資源的重要途徑，這些都是海洋化學要研究的。
海洋生物資源
1，海洋生物資源估算。海洋是生物資源的寶庫。據生物學家統計，海洋中約有20萬種生物，其中已知魚類約1.9萬種，甲殼類約2萬種。許多海洋生物具有開發利用的價值，為人類提供了豐富的食物和其他資源。全球海洋浮遊植物產量為5000億噸，換算成魚類年產量約為6億噸如果以資源的50%作為可捕量，全球海洋的魚類可捕量約為3億噸。
2.海洋生物資源開發現狀。開發海洋生物資源的主要產業是海洋漁業，也有少數海洋藥用生物資源。從65438年到0989年，世界海洋漁業產量約為8575萬噸。1990年(官方統計未報)世界漁業總產量估計為100萬噸，其中海洋漁業產量也高於1989年。其中，世界各大洋的漁業產量太平洋5400萬噸，大西洋2400萬噸，印度洋6000萬噸。
各國海洋漁業的發展水平差異很大。長期以來，日本和前蘇聯都是漁業產量超過654.38+00萬噸的漁業大國。我國漁業發展迅速，漁業產量達到1990多噸，是漁業第壹大國。美國、加拿大和歐洲的壹些國家，以及韓國和東南亞的壹些國家，漁業都比較發達。
3.海洋生物資源的開發潛力。世界海洋生物資源的開發潛力很大。據各國專家估計，全球海洋漁業資源總漁獲量在2-3億噸之間，目前實際漁獲量不足654.38+1億噸。此外，藥用和其他生物資源也有很大的開發潛力。近年來，日本和其他國家正在探索開發深海區域的生物資源，首先是調查資源和開發新的捕撈技術。據悉，曾經被認為是海洋中的沙漠的海洋深水區蘊藏著大量的中上層魚類資源，其中僅瓶魚的生物量就達9億噸，年漁獲量可達5億噸。南大洋磷蝦資源年漁獲量可達0.5？數十億噸。況且水深200？000米範圍內還有許多其他經濟魚類，如長尾鱈魚、深海鱈魚、平頭魚、金眼鯛魚、鰈魚等。，可捕約3000萬噸。
海洋礦產資源概述
用“聚寶盆”來形容海洋資源更為準確，就她的礦產資源而言，其種類和豐富程度是驚人的。在地球上發現的100多種元素中，有80多種存在於海洋中，其中60多種可以提取。這些豐富的礦產資源以不同的形式存在於海洋中:海水中的“液體沈積物”；海底富集的固體沈積物；石油和天然氣資源從海底內部滾滾而來。
海水中最常見的鹽，即氯化鈉，是最早從海水中提取的礦物質之壹。還有壹種鎂鹽，是海水鹹苦的主因。除了這兩種，還有鉀鹽、碘、溴等幾十種稀有元素，還有硼、銣、鋇等，這些元素在陸地上壹般比較稀少，比較分散，但對人類來說價值極高，用處很大。
據估計，海水中含有550萬噸金、5500萬噸銀、27億噸鋇、40億噸鈾、70億噸鋅、654.38+03.7億噸鉬、2470億噸鋰、560億噸鈣、654.38+07.67億噸鎂等等。這些東西大多是國防工業、農業、生產生活的必需品。例如，鎂是金屬中的“後起之秀”，可用於制造飛機快艇、火箭燃料和照明彈，而目前全球超過壹半的鎂來自海水。
海水是寶，海礦也是寶。海洋礦石主要包括沿海礦石和淺海礦石。它們都是水深不到幾十米的海灘和淺海中富含礦物質的具有工業價值的礦砂，是開采最方便的礦藏。從這些砂中可以提取黃金、鉆石、應時、鉆石、獨居石、鈦鐵礦、磷釔礦、金紅石、磁鐵礦等。比黃金更有價值的黃金可以被提取出來。因此，海洋礦石已成為增加礦產儲量的最大潛在資源之壹，越來越被人們所利用。
這種礦石主要分布在淺水區，在那個深海海底有許多驚人的發現:多金屬結核錳結核是最具經濟價值的結核之壹。於1872-1876年由壹艘名為“挑戰”號的英國考察船在北大西洋深海海底首次發現。這些黑色或褐色塊狀的錳結核鵝蛋，有的像土豆，有的像橡膠球，直徑壹般不到20厘米，高度富集分布在300-6000米水深的海底表層沈積物上。
據估計，整個海底的錳結核儲量約為3萬億噸。如果開發得當，它將是世界上取之不盡的寶貴資源。目前，錳結核礦已成為世界許多國家的開發熱點。在海洋這種表層礦物中，有很多沈積物滲出，這也是壹種嚴重的礦物，富含金屬元素和浮遊生物碎屑。比如覆蓋1億多平方公裏的海底紅土，富含軸、鐵、錳、鋅、銦、銀、金，經濟價值巨大。
近年來，科學家在海底發現了33處“熱液礦床”，它們是海底熱液礦化形成的塊狀硫化物多金屬軟泥和沈積物。這類熱浸礦床主要形成於大洋中脊和海底裂谷帶。熱液通過溫泉、間歇泉或噴水孔從海底排出，遇水變冷。此外，周圍環境和pH值的變化使金屬硫化物和鐵錳氧化物在礦液中沈澱，形成塊狀物質，堆積成成礦山丘。有的是煙囪狀，有的是土丘狀，有的是地毯狀，從幾噸到幾千噸不等。是又壹種極具開發前景的海洋礦產資源。
石油和天然氣是遍布全球大陸架的礦產資源。石油可以說是海洋礦產資源的“寵兒”，也被稱為“黑金”。據悉，1990年，全球海洋石油探明儲量達2.970×1010噸，海洋天然氣探明儲量達1.909×1013M3。石油和天然氣的總價值占海洋已知礦產總產值的70%以上。
石油是“工業的血液”。然而，目前全世界已經開采了640億噸石油，石油的枯竭是不可避免的。從海灣戰爭中，我們可以看到石油的價值。所以人們求助的是近海石油資源。天然氣是壹種無色無味的氣體，又稱沼氣，成分主要是甲烷。由於含碳量高，容易燃燒並釋放大量熱量。1000立方米天然氣的熱量，可以相當於兩噸半煤燃燒釋放的潛力。因此，天然氣的價值在海洋中僅次於石油。
海洋能源概述
浩瀚的大海不僅蘊藏著豐富的礦產資源，還擁有真正意義上的取之不盡、用之不竭的海洋能源。它既不同於儲存在海底的煤、石油、天然氣等海底能源資源，也不同於溶解在水中的鈾、鎂、鋰、重水等化學能源資源。它有自己獨特的方式和形式，即以潮汐、波浪、洋流、溫差、鹽度差表示的動能、勢能、熱能、物理化學能量。直接說就是潮汐能、波浪能、海水溫差能、洋流能、鹽度差能。這是壹種“可再生能源”，永不枯竭，不會造成任何汙染。
潮汐能是潮汐運動產生的能量，是人類最早利用的海洋動力資源。在唐代的沿海地區，出現了中國利用潮汐推磨的小作坊。後來在11-12世紀，法國、英國等國也出現了潮汐磨坊。二十世紀，潮汐能的魅力達到頂峰，人們開始了解如何利用海水漲潮和落潮的潮汐能發電。據估計，全球海洋潮汐能約為20億千瓦，每年可發電12400萬億千瓦時。
今天，世界上第壹個也是最大的潮汐發電站位於法國英吉利海峽的蘭斯河河口，年供電量為5.44億千瓦時。壹些專家斷言，未來無汙染的廉價能源是永恒的潮流。其他專家關註漂浮在全球潮汐之上的無處不在的波浪。
波浪能主要是海水在風的作用下沿水平方向周期性運動產生的能量。
波浪能是巨大的。壹個巨浪可以把壹塊重13噸的石頭拋到20米高。壹個波高5米，波長100米的波浪，在壹米長的波峰片上，能量為3120千瓦。由此可以想象整個海洋中波浪的能量有多驚人。據計算，全球海洋的波浪能達到700億千瓦，可供開發利用的有20-30億千瓦。年發電量可達9萬億千瓦時。
除了潮汐能和波浪能，洋流也能做出貢獻。因為洋流縱橫交錯，連綿不絕，也蘊含著相當大的能量。比如世界上最大的暖流——墨西哥流，流經北歐時，為1 cm長的海岸線提供的熱量，大約相當於燃燒600噸煤的熱量。據估計，世界上可利用的洋流能量約為5000萬千瓦。利用洋流發電並不復雜。所以給洋流做貢獻還是壹個賺錢的生意，也是壹個有風險的生意。
利用溫差作為海洋能的想法很棒。這就是海洋溫差能，也叫海洋熱能。因為海水是壹種熱容量很大的物質，海洋的體積那麽大，海水中所含的熱量是巨大的。這些熱能主要來自太陽輻射，此外還有地球內部向海水釋放的熱量；海水中放射性物質的放熱；洋流摩擦產生的熱量和其他天體的輻射能，但99.99%來自太陽輻射。因此，海水的熱能隨著海域位置的不同而變化很大。海洋熱能是電能的來源之壹，可轉化為20億千瓦。但在1881年，法國科學家德爾·松石首次大膽提出了海水發電的想法，這個想法被埋沒了近半個世紀。直到1926，他的學生克勞德才實現了老師的夙願。
此外，在河流的河口處，淡水和海水之間存在著鮮為人知的鹽度差能。全球可利用的鹽度差能量約為26億千瓦，甚至大於溫差能。鹽差能發電的原理其實就是利用濃溶液擴散成稀溶液所釋放的能量。
可見海洋中蘊藏著巨大的能量，只要海水不枯竭，其能量就無窮無盡。海洋能作為壹種新能源，已經引起了越來越多人的興趣。