深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備重點專項

1、海洋環(huán)境平安保隙重點專項 2021年度工程申報指南建議 征求意見稿為貫徹落實國家海洋強國戰(zhàn)略部署,根據(jù)?關(guān)于深化中 央財政科技方案專項、基金等治理改革的方案?要求, 科技部會同國家海洋局、交通運輸部、教育部、中國科學院 等部門,共同編制了國家重點研發(fā)方案“海洋環(huán)境平安保障重點專項實施方案.本專項緊緊圍繞提升我國海洋環(huán)境 平安保證水平的需求,1重點開展海洋監(jiān)測高新技術(shù)裝 備并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,培育一批海洋高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新基地,儀 器裝備自給水平提升到50%以上；2重點開展全球10公里 分辨率海上絲綢之路海域 4公里分辨率海洋環(huán)境預報模 式,提供多用戶預報產(chǎn)品并實現(xiàn)業(yè)務化運行；3重點構(gòu)建國家海洋環(huán)境平安

2、平臺技術(shù)體系,實現(xiàn)平臺業(yè)務試運行, 支撐風暴潮、滸苔、溢油等重大海洋災害與突發(fā)環(huán)境事件的 應對.本專項執(zhí)行期從2021年至2021年,2021-2021年重點圍繞 海洋環(huán)境立體觀測/監(jiān)測的新技術(shù)研究與系統(tǒng)集成及核心裝 備國產(chǎn)化、海洋環(huán)境變化預測預報技術(shù)、海洋環(huán)境災害及突 發(fā)環(huán)境事件預警和應急處置技術(shù)、國家海洋環(huán)境平安保證平臺研發(fā)與應用示范四個重點任務啟動了44個工程.2021年第三批擬支持16個工程,國撥經(jīng)費概算約 3.6億元.本專項以工程為單元組織申報,工程執(zhí)行期 3-4年.對于企業(yè)牽頭的應用示范類任務,其他經(jīng)費包括地方財政經(jīng) 費、單位由資及社會渠道資金等與中央財政經(jīng)費比例不低 于1:1.如

3、指南未明確支持工程數(shù), 對于同一指南方向下采取 不同技術(shù)路線的工程, 可以擇優(yōu)同時支持1-2項.除有特殊要 求外,所有工程均應整體申報,須覆蓋全部考核指標.每個 工程下設任務課題數(shù)不超過6個,工程參加單位總數(shù)不超過10個.本專項2021年第三批工程申報指南如下：1 .海洋環(huán)境立體觀測/監(jiān)測新技術(shù)研究與核心裝備國產(chǎn) 化1.1 新型海洋監(jiān)測儀器設備研制研究內(nèi)容：研究水下目標體感應電、磁場特征及其探測 技術(shù),建立水下目標體探測、追蹤方法,突破海洋電、磁監(jiān) 測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù),研發(fā)基于固定平臺的海洋電、磁探測/監(jiān)測設備,形成海洋電、磁監(jiān)測系統(tǒng),并進行應用示范.考核指標：建立一套水下目標體海洋電、磁探測監(jiān)測

4、系 統(tǒng)；設計工作深度不少于1000米,系統(tǒng)陣列探測范圍不小于 2000米；具備實時數(shù)據(jù)回傳及處理水平；完成海上試驗驗證,系統(tǒng)連續(xù)運行時間不少于 6個月.1.2 海氣界面快速機動組網(wǎng)觀測系統(tǒng)技術(shù)與應用研究內(nèi)容：開展海氣界面快速機動組網(wǎng)觀測系統(tǒng)總體設 計；研發(fā)海上自主接入快速組網(wǎng)和數(shù)據(jù)自動傳輸技術(shù)；集成 已有自主研發(fā)的波浪滑翔器觀測系統(tǒng)、無人艇觀測系統(tǒng)、無 人機觀測系統(tǒng)、投棄式海氣界面觀測設備及組網(wǎng)通信設備 等,形成具有高時空分辨率的海氣界面水文氣象參數(shù)實時測 量與傳輸?shù)目焖贆C動組網(wǎng)觀測系統(tǒng),并開展示范應用.考核指標：海氣界面快速機動組網(wǎng)觀測系統(tǒng)具備實時、 同步觀測水平,觀測參數(shù)包括海表溫度、鹽度

5、、波浪場、流 場及海面風、溫、濕、氣壓等；主要移動節(jié)點不少于3類具備自組織網(wǎng)絡功能,組網(wǎng)半徑不小于100公里,具備移動節(jié)點快速接入和多跳中繼功能,完成3類以上節(jié)點的協(xié)同觀測任務,組網(wǎng)觀測不少于 3個月.1.3 深海海底觀測網(wǎng)無線拓展觀測系統(tǒng)研究內(nèi)容：研發(fā)基于深海海底觀測網(wǎng)的長時序無線雙向 聲傳輸、深海多源傳感器時鐘同步、極低頻聲學信號處理等 關(guān)鍵技術(shù),構(gòu)建由1個移動節(jié)點、5個無線固定節(jié)點傳感器 類型大于2種與海底有纜觀測網(wǎng)主基站相結(jié)合的觀測系統(tǒng), 開展示范應用.考核指標：無線節(jié)點與主基站傳輸速率大于1000bps、最遠傳輸距離不小于 20km;工作深度不低于 2000米；無線節(jié)點組網(wǎng)連續(xù)工作時

6、間不低于1個月；移動觀測節(jié)點最大工作深度不小于1000米,水下駐留時間不低于10天,最大觀測 半徑不小于30公里.1.4 極地冰區(qū)觀測技術(shù)研究與科學應用研究內(nèi)容：1基于極區(qū)自主冰架熱水鉆機系統(tǒng)進行 極地科考適應性改造研究,在南極埃默里冰架區(qū)域進行鉆探 試驗,開展冰架氣象、冰架移動及冰下海洋環(huán)境同步觀測, 同時進行冰架底部附著冰、冰架下海水取樣等工作,對冰架 下方水團、底部凍融過程、冰架不穩(wěn)定等科學問題開展研究.2開展冰層波導聲學特性及海冰界面下聲場特性研究, 獲取極地海冰區(qū)聲學參數(shù)；研制聲信號檢測與無線電通信一 體化的冰層檢波器,開展極地海冰區(qū)聲學試驗.3開展極地氣墊破冰/運輸平臺關(guān)鍵技術(shù)研究

7、, 研發(fā)兼具低速破冰與 高速運載巡航水平的小型氣墊破冰 /運輸平臺,為極地科考、 我國北方結(jié)冰內(nèi)河及渤海灣等區(qū)域提供高效破冰/運輸平臺.考核指標：1完成埃默里冰架不同區(qū)域 3個站點以上 的氣象觀測、冰架位移跟蹤和鉆孔及冰下環(huán)境觀測,在每個 站點鉆取冰架表層、中部和底部附著冰冰芯樣品共計不少于 20m,采集不少于3個冰架鉆孔下海水樣品不少于 10L;各鉆 孔下海水溫鹽流參數(shù)連續(xù)觀測周期不小于1年.2建立冰層波導聲學特性及冰界面下聲場特性模型,冰層檢波器頻帶 范圍5Hz8kHz、靈敏度不小于1V/g ;聲波探測分辨率不低于100m ;構(gòu)建極地海冰區(qū)5節(jié)點分布式演示系統(tǒng),設備工作 溫度-50 C 3

8、0 C,數(shù)據(jù)接收率不低于 85% o ( 3)完成小型 極地氣墊破冰/運輸平臺工程樣機研制,系統(tǒng)總重量約 30噸； 航速不低于2節(jié)情況下,破冰厚度不小于0.30m ;運輸模式下 最大航速不低于25節(jié)；完成示范應用.擬支持工程數(shù)：針對自主冰架熱水鉆機系統(tǒng)、冰層波導 聲學特性及冰界面下聲場、極地氣墊破冰/運輸平臺,擬分別 支持1個工程.2 .海洋環(huán)境變化預測預報技術(shù)2.1 格陵蘭冰蓋監(jiān)測、模擬及氣候影響評估研究內(nèi)容：開展格陵蘭冰蓋、溢由冰川及周邊海冰變化 過程的強化衛(wèi)星遙感監(jiān)測和典型區(qū)域高分辨率現(xiàn)場觀測；改 進冰蓋動力學模型與冰蓋-海平面變化相關(guān)模型,利用冰芯資 料進行動力學模型參數(shù)檢驗；開展大氣

9、和海冰-海洋耦合數(shù)值 模式,并利用觀測資料和數(shù)據(jù)同化技術(shù),估計和優(yōu)化耦合模 式的關(guān)鍵參數(shù),建立格陵蘭及周邊區(qū)域高分辨再分析資料 集；研究格陵蘭冰蓋與北極海冰變化及北半球氣候的相互影 響機制.考核指標：建立我國自主的格陵蘭冰蓋動態(tài)監(jiān)測技術(shù)體 系(國產(chǎn)衛(wèi)星、無人機及地面監(jiān)測系統(tǒng)),形成 2000年以來 的格陵蘭冰蓋高分辨率觀測資料,提供格陵蘭冰芯過去10萬年以來溫度、積累率、冰蓋高程、溫室氣體等關(guān)鍵參數(shù)的最新記錄,獲得優(yōu)化的海冰-海洋耦合數(shù)值模式及關(guān)鍵參數(shù),生產(chǎn)再分析資料跨度不低于 30年,格點分辨率均優(yōu)于 5km o2.2 海上絲綢之路運輸環(huán)境平安保證效勞系統(tǒng)集成與應 用示范研究內(nèi)容：基于數(shù)字航

10、路構(gòu)建面向海上絲綢之路的智能 效勞一體化應用系統(tǒng),開展面向二十一世紀的海上智能交通 走廊示范應用；在單船數(shù)字化建模根底上,研究復雜海況條 件下的多船動態(tài)建模技術(shù)和協(xié)同仿真技術(shù),構(gòu)建海上絲綢之 路關(guān)鍵水道和支點港口平安航行綜合仿真平臺；開展面向多 式聯(lián)運的港口物流一體化調(diào)度治理技術(shù),構(gòu)建海上絲綢之路 關(guān)鍵節(jié)點港口調(diào)度與決策支持系統(tǒng)；集成研發(fā)符合國際公約 要求的船舶污染風險防控技術(shù),搭建海上絲綢之路船舶污染 風險防控效勞平臺.考核指標：構(gòu)建面向海上絲綢之路的智能保證效勞系統(tǒng) 并示范應用6個月；開展不少于6艘船舶的動態(tài)建模和協(xié)同仿 真,提供的三維場景數(shù)據(jù)庫不少于8個；港口調(diào)度與決策支持系統(tǒng)試運行不少

11、于6個月；集成5種以上符合國際公約要求 的風險防控技術(shù),形成配套效勞標準.有關(guān)說明：由交通運輸部組織工程申報3 .海洋環(huán)境災害及突發(fā)環(huán)境事件預警和應急處置技術(shù)3.1 近海生物資源與環(huán)境效應評價及生態(tài)修復研究內(nèi)容：開展近海典型海區(qū)生物多樣性研究與保護技術(shù)研發(fā)；說明典型生態(tài)系統(tǒng)食物產(chǎn)生過程與生態(tài)環(huán)境效應； 開展多營養(yǎng)層次生物資源承載力評估；說明人類活動對生態(tài) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響；開展近海生物資源養(yǎng)護與退化水域 生態(tài)修復根底研究與技術(shù)研發(fā).考核指標：完善海洋生物資源及其棲息環(huán)境評估技術(shù)； 建立多營養(yǎng)層次生物資源承載力評估模型；研發(fā)生物資源恢 復和棲息地生態(tài)修復關(guān)鍵技術(shù)；構(gòu)建以生境修復為目的的島 礁

12、和具有生態(tài)與經(jīng)濟效益的新型海洋生態(tài)牧場示范區(qū)；說明 典型水域生物資源養(yǎng)護與生態(tài)修復原理.擬支持工程數(shù)：針對黃渤海、東海、南海不同海區(qū)生態(tài) 類型,擬分別支持1個工程.3.2 基于微型生物碳匯主線的近海生態(tài)環(huán)境平安監(jiān)測技 術(shù)體系研究研究內(nèi)容：研發(fā)海洋生物主體組分微型生物監(jiān)測新技 術(shù)、闡釋微型生物驅(qū)動的碳匯過程與近海生態(tài)、環(huán)境平安效 應,從碳匯鏈條主線解析長期困擾我國的近海環(huán)境問題富 營養(yǎng)化、COD、缺氧、酸化等的誘因和驅(qū)動力；在此根底 上研發(fā)微型生物碳匯調(diào)控技術(shù)與和相應的環(huán)境平安評價體 系；建立基于碳匯主線的生態(tài)環(huán)境治理方案；并通過模擬示 范向國際推廣.考核指標：提由我國近海主要生態(tài)環(huán)境問題解決方

13、案, 研制2-4項微型生物與水質(zhì)環(huán)境指標業(yè)務化新技術(shù)標準,制定微型生物環(huán)境指標體系,建立基于微型生物碳匯鏈條的環(huán) 境評價體系,建立陸海統(tǒng)籌的生態(tài)補償定量指標體系,并通 過相關(guān)國際組織推廣應用.3.3 極地生態(tài)環(huán)境演變與生物技術(shù)研究研究內(nèi)容：1研究南極企鵝基因進化樹構(gòu)建及企鵝物 種在地質(zhì)歷史中的環(huán)境演化分析,研發(fā)南極企鵝棲息地高分 辨率遙感及變化監(jiān)測技術(shù)并實現(xiàn)全南極且棲息地制圖,分析 環(huán)境變化對企鵝棲息地變遷的影響；2研究南極磷蝦資源產(chǎn)生關(guān)鍵過程與漁場形成機制,構(gòu)建南極磷蝦中央漁場探測 與漁業(yè)生產(chǎn)保證技術(shù),研發(fā)南極磷蝦高效生態(tài)捕撈、船載加 工等關(guān)鍵技術(shù)與裝備；3研究極地微生物生物多樣性及其 演替

14、機制、生命特征及適應性機制及其生態(tài)效應,研究極地 微生物資源潛力評價、勘探、獲取、培養(yǎng)和保藏技術(shù).考核指標：1完成全部南極企鵝物種的全基因組測序, 解析南極企鵝的進化關(guān)系和分化過程,建立衛(wèi)星、無人機平 臺企鵝棲息地遙感調(diào)查技術(shù)體系并實現(xiàn)全南極企鵝制圖.2探明南極磷蝦漁場的形成機制；實現(xiàn)南極磷蝦連續(xù)捕 撈與船載加工主要裝備國產(chǎn)化,主要性能指標到達國際先進 水平；研發(fā)高附加值南極磷蝦產(chǎn)品10個以上,產(chǎn)品獲得批文并實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化.3別離、鑒定極地來源微生物2000株以上, 保藏500株以上,完成50株極地功能微生物菌株的基因組測 序和功能注釋,初步建立極地微生物基因資源庫；獲得10個以上具有應用潛力的極

15、地微生物來源藥物先導化合物、10個以上新生物制品候選物并完成初步的成效研究和應用潛力 評價.擬支持工程數(shù)：針對企鵝基因進化樹、南極磷蝦、極地 微生物,擬分別支持1個工程.3.4 渤海生態(tài)環(huán)境保護關(guān)鍵技術(shù)研究與示范研究內(nèi)容：開展入海污染物通量監(jiān)測技術(shù),建立涵蓋陸源排污、大氣污染物沉降、海上養(yǎng)殖和船舶排污等多部門數(shù) 據(jù)共享的渤海典型區(qū)域入海污染物準實時連續(xù)監(jiān)測技術(shù)系 統(tǒng)；研究入海污染物的生物化學過程,建立水質(zhì)精細化預報 系統(tǒng)；研究污染物入?？偭肯拗颇繕?、分配方案、減排幅度、成效評估及適應性治理技術(shù)；研究渤海主要污染物海洋環(huán)境 基準值和環(huán)境污染生物指示指標,研發(fā)空-天-地一體化的海洋生態(tài)環(huán)境實時巡查

16、技術(shù)系統(tǒng)；建立渤海生態(tài)環(huán)境保護技術(shù) 集成系統(tǒng),開展應用示范.考核指標：污染物入海通量監(jiān)測不確定度w 25% ;水質(zhì) 環(huán)境要素葉綠素a、COD、營養(yǎng)鹽及主要污染物預報時 效3天,水平分辨率優(yōu)于200m ;提由優(yōu)先限制污染物名錄及 其入?？偭肯拗颇繕?；渤海主要污染物環(huán)境基準值類別5種,生態(tài)環(huán)境異常巡查檢測準確率優(yōu)于70%;示范系統(tǒng)業(yè)務化運行時間不少于6個月,提供觀測數(shù)據(jù)共享效勞.有關(guān)說明：由渤海三省一市科技廳組織工程申報.4 .國家海洋環(huán)境平安保證平臺支撐技術(shù)4.1 海洋動力災害觀測預警系統(tǒng)集成與應用示范研究內(nèi)容：針對風暴潮、巨浪、海冰等典型海洋動力災害,集成已有海洋環(huán)境業(yè)務化觀測及預報系統(tǒng)及本專

17、項研發(fā) 的海洋動力災害觀測技術(shù)、裝備和相關(guān)標準、預報模式和風 險評估模型等,構(gòu)建分級聯(lián)動的海洋觀測預警一體化智能應 用平臺；研發(fā)從現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集到產(chǎn)品分發(fā)的全流程災害預警 系統(tǒng)運行限制關(guān)鍵技術(shù)；針對交通運輸、漁業(yè)生產(chǎn)、休閑旅 游、海上油氣開發(fā)等行業(yè),研發(fā)適用于不同用戶需求的預警 產(chǎn)品,在典型區(qū)域開展示范應用.考核指標：示范運行發(fā)布預警報產(chǎn)品不少于50種,響應時間6小時以內(nèi)；集成觀測手段不少于10種,實時觀測站點不少于50個；實現(xiàn)災害現(xiàn)場觀測數(shù)據(jù)、視頻資料實時 回傳及應急決策指揮聯(lián)動；示范運行時間不少于6個月.4.2 北極環(huán)境遙感與數(shù)值預報合作平臺建設研究內(nèi)容：與北歐國家合作北極環(huán)境遙感和數(shù)值預報

18、, 聯(lián)合建立北極衛(wèi)星遙感地面站,實現(xiàn)基于中歐多源衛(wèi)星的遙 感數(shù)據(jù)本地接收、快速處理和反演研究,聯(lián)合研發(fā)大氣、海 冰、海洋和陸地多要素準實時衛(wèi)星監(jiān)測產(chǎn)品和同化資料、冰 -海-氣耦合模式,研發(fā)北極海洋大氣環(huán)境要素短期及中長期 預報預測技術(shù),發(fā)布多要素數(shù)值預報產(chǎn)品.考核指標：在北極地區(qū)合作新建衛(wèi)星地面接收站1座, 合作天線2個,穩(wěn)定接收不少于 5顆中歐衛(wèi)星數(shù)據(jù)；建立 2-3 個北極聯(lián)合觀測站,實現(xiàn)對海洋、大氣、陸地生態(tài)和高空的 觀測；面向國際發(fā)布大氣海冰海洋多要素中歐衛(wèi)星遙感監(jiān)測 和預報產(chǎn)品,為國際北極科考船和商船提供保證效勞.有關(guān)說明：工程申報單位對衛(wèi)星地面接收站建設提供1:1配套經(jīng)費,并保證接收站業(yè)務化運行.4.3 面向氣候變化的極區(qū)大氣與空間環(huán)境業(yè)務化監(jiān)測與 研究研究內(nèi)容：開展極區(qū)中高層大氣關(guān)鍵探測技術(shù),在現(xiàn)有 極區(qū)高層大氣監(jiān)測根底上,完善與拓展極區(qū)大氣與空間環(huán)境 業(yè)務化監(jiān)測網(wǎng)絡體系,實現(xiàn)對極區(qū)大氣準全高程觀測.基于 對極區(qū)各圈層大氣觀測,分析太陽