开采渤海海冰的四个工程方案

1、开采渤海海冰的四个工程方案作者：叶海环渤海地区各个城市的淡水资源的严重缺乏是大家公认的，尤其是在冬春季节，由于河流冻冰，没有江河的淡水来源补给，使工农业生产和人民生活受到了限制，国家和社会各个方面，为解决这些城市的淡水资源问题也付出了沉重的代价。淡水资源的缺乏一直是环渤海区域经济发展的制约瓶颈。渤海海域每年在冬季有三个月，70-80天的结冰期，大量的海冰不但阻碍船舶在海面上的航行，还使海水与空气隔离，海水的溶解氧量大幅度降低，不利于海洋生物的生存。海冰也阻碍了渤海海域海水的自然循环流动。然而问题和困难的反面就是我们的资源；解决的方法就在海水的处理方法上。在最寒冷的时期，每平方公里海面一昼夜可以

2、产生10万吨海冰，渤海北部海域十几万平方公里的海面，每年可以产生几千亿吨的海冰，相当于十几个长江的淡水含量。这是上天送给我们的宝贵淡水资源，我们必须意识到这是宝贵的资源。中国人讲究“开源节流”，这是“开源”，远比“节流”更加重要。在此以前，这些宝贵的淡水资源随着季节的变化被白白浪费了。请注意，热量能是资源，冷量也是资源。我们必须学会利用冷能资源。本系统的目标就是，以比较低的成本，把这些宝贵的海冰（淡水）资源利用起来，为天津市和其他环渤海城市提供大量淡水资源。1、海冰库系统建设；渤海沿岸地区有一部分水库是可以担当海冰库的功能的，利用这些水库担当海冰库的功能可以避免建设新的海冰库，减少初始建设投资

3、。在没有水库可以利用的地区，距离海岸不太远的地方，选择地质条件适合做水库的地方，建设一个（或者若干个）容积20亿立方米的水库，冬季存放开采来的渤海海冰；随着季节的变化，气温升高，海冰库里面的海冰慢慢变成淡水，供给城市使用；该水库在夏季也是良好的水上休闲娱乐和淡水养殖基地，为和谐的城市生活增加亮点。2、海冰运输系统；海冰的运输成本是我们工程方案在最关键的问题，是问题的核心；在这些成本因素中，我们集中对初始建设投资和投产后的运行投资进行分析。方案一建设一系列凹字形水泥运输槽，或者叫渠道，利用悬索桥一样的桥墩系统，系留水泥运输槽，连接成为从海面到海冰库区域的空中通道；海冰通过这些通道运输到海冰库中；

4、 这些运输槽在海面的平面布置呈树叶一样分布到广阔的海面，保证在尽可能宽阔的海面开采海冰资源，保证充分的海冰供应量。海冰运输系统可以是一条运输通道，也可以分多条运输通道运输海冰。通道的内壁铺设钢板以减少海冰运输中的摩擦阻力；另一个方案是在通道的内壁上铺设铸石层或者其他耐磨材料，也可以实现大幅度减少摩擦阻力的作用；这个运输通道的水平面倾斜度为3%，海冰借助重力作用就可以朝海冰库方向滑行；通道每公里的水平落差30米，需要一个3000千瓦的风力提升站，把海冰提高到新的通道上运输。每1公里或者稍微长一些的距离建设一段海冰运输通道，接力式的把海冰运输到海冰库区。以凹槽运输海冰的摩擦系数可以小于3%，但是仍

5、然比较大，需要额外的能量把海冰提高高度，这导致了需要建设大量的风力提升站。虽然风的能量不需要花钱，但是建设这些风力提升站需要比较多的初期建设投资。方案二进一步的改进方案是，利用轮轨运输系统，象运输煤炭一样，把大量的海冰输送到海冰库；铁路列车、轮轨方法的摩擦系数可以小到千分之二，使每一节运输链的长度增加近10倍，但是相应的桥梁宽度，车辆、安全等方面都要增加费用；这个方案的初始投资要大幅度增加。运行方面，按照我国煤炭行业长期积累的铁路运输经验，在十几公里到几十公里的距离范围，是可以达到比较低的运输成本的。通过合理的设计的生产调度，完全可以把开采运输海冰的总成本降低到每吨4元以下，即比其他海水淡化方

6、法成本更低，更具有市场竞争力。方案三在渤海海水水质比较好的海域，用大口径管道把海水输送到水库（海冰库）的高坡地域，这个运输成本将更加低廉；建设费用可以按照石油管线比照设计，运行维护费用上，由于距离只有十几公里到几十公里，费用可以降低到相当程度。海水运输到水库以后，利用风力机械提升海水到距离地面几十米的高度，把海水通过多个喷口喷射到空中，利用空气的冷量降低海水的温度；海水在降落的过程中一边降温，一边结冰，落到地面以后海冰聚集在地面，形成海冰山，而高含盐量的海水在海冰山坡的周围流到地势低洼的区域；这样生产的海冰成本可以更加低廉，有可能达到总成本每吨3元以下；这样做的另一个产品是同时得到高含盐度的海

7、水，这些海水可以用于在夏季生产海盐和其他化工产品，节约盐池的土地，节约生产海盐的能源消耗。用不完的高含盐海水可以排放到海里，这些海水的比重很高，顺海底流进深海，促进了海水循环，有利于环境保护。到了春天，海冰山开始融化时候，排干海冰库中的海水，利用自然的热量融化海冰，为城市提供宝贵的淡水。方案四在辽东半岛的中间狭窄区域，如金州区等地域，把黄海海面的纯净海水通过大口径管道运输到半岛的西部，利用风力提升站提升到几十米以上高度，喷水吸取空气中的冷量，结冰分离出海冰，海冰聚集在海冰山上，高含盐的海水流入渤海海域，把渤海高污染、富营养的海水冲刷稀释，缓解渤海海域的污染程度。这一方案的初期建设成本也比较低，

8、运行费用也比较地，可以使海冰资源开发的成本降低到每吨3元以下，接近企业和居民可以承担的范围。喷淋结晶海冰以后的海水含盐量相对增加，比重也增加，沿着海底流向深海，同时促进了海水的循环。黄海的海水还可以通过管道输送到营口海城甚至秦皇岛等沿海城市，在多个城市生产海冰淡水。3、风力动力系统；这样一个大型的工程系统需要强大的动力，不论是核动力还是其他的能源都难以满足本系统的需要；只有风力发电系统是比较合适的能源来源；它不受城市能源需求峰谷变化的限制。一次性投入，常年产出能源。渤海地区冬季的气温比较低，空气密度比较大，相对来讲，风力资源比较丰富；一个3000千瓦的风力发电系统所占用的空间不是非常大，还可以

9、利用桥墩底座作为系留桩，风车叶片所产生的动力不是变成电，而是通过静液力（液压）传动，传递到传送带上去，结构简单，传递功率巨大，系统维护性能好。该风力动力系统在夏天也可以改造成为风力发电系统，为城市提供附加的能源。夏季风能相对较少，波动比较大。4、海冰生产调度指挥系统；不论那一个方案，整个海冰开采系统的运行是一个有机的系统，海水和海冰运输通道的不同部位的流量差别巨大，在设计规划阶段就要仔细计算好，在海冰的开采过程中，各环节，运输通道到海冰库需要良好的调度指挥；海冰生产运输过程在需要消耗大量的能源，各个装载站之间的能源也需要适当的调度调节。所以海冰淡水开发的调度指挥的复杂程度不会低于电力调度系统。

10、5、海冰开采系统的效益分析海冰的含淡水量可以接近纯淡水，融化后的海冰可以和江河水一样在生活中使用。渤海海域的水质污染比较严重，第四个工程方案提供了治理海水污染的新思路。环渤海区域几十个位置都可以建设规模不等的海冰开发利用工程；上述四个方案的建设规模可大可小，因地制宜，各工程以比较低的工程代价，获得每年大量的淡水资源，一次建设几十年受益；在资金不充足的情况下，也可以分步建设，逐步形成规模；在上述四个方案中，没有太复杂的新技术，没有不可以完成的高技术，工程技术上没有太大的难度，决定了这些工程可以很快的完成。渤海周围很多城市都可以开发这个技术，或者组成联合体，联合公司，共同开发，共同受益。这个工程的实施还为渤海各个港口城市的航运提供了好处，减少了冬季航道