2025年大学《海洋技术》专业题库- 潜水技术在海洋工程中的应用

2025年大学《海洋技术》专业题库——潜水技术在海洋工程中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内）1.下列哪项不是常规潜水（AirDiving）的主要生理风险？（A）缺氧(B)减压病(C)高压神经症(D)氧中毒2.饱和潜水通常用于哪些深水作业场景？（C）(A)水下观光(B)近海渔业(C)深水油气平台维护(D)河道清淤3.混合气体潜水（如HeLiOx）相比空气潜水的主要优势在于？（B）(A)气体更廉价(B)减少惰性气体narcosis效应(C)更易获得(D)潜水深度限制更大4.在饱和潜水作业中，潜水员从高压环境返回常压环境时，必须遵循严格的？（C）(A)工作流程(B)资金预算(C)减压程序(D)通讯计划5.远程遥控潜水器（ROV）的主要控制方式是？（A）(A)通过母船进行远程操作(B)潜水员在水下自主驾驶(C)仅通过自主导航系统(D)由岸基控制中心操作6.自主潜水器（AUV）的核心优势在于？（D）(A)水下通讯实时性好(B)通常比ROV更便宜(C)必须依赖母船提供能源(D)具备高度的自主性和长续航能力7.潜水作业前进行风险评估的主要目的是？（C）(A)确定潜水员资格(B)选择合适的潜水装备(C)识别和预防潜在的危险(D)制定详细的作业计划8.下列哪种设备是饱和潜水中潜水员生存和工作的关键组成部分？（B）(A)气象雷达(B)高压生命支持系统（ADS）(C)海底声纳(D)测深仪9.潜水员在水下进行作业时，用于观察和通讯的重要设备是？（A）(A)潜水面镜和水下通讯器(B)ROV的摄像头(C)AUV的声纳(D)气瓶压力计10.在海洋工程结构物检测与维修（MDRT）作业中，潜水技术通常扮演的角色是？（C）(A)仅用于初步勘察(B)完全由机器人替代(C)承担近距离精细检查和操作任务(D)用于长期监测二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上）1.潜水技术按环境不同可分为______潜水、______潜水和______潜水。2.潜水员在常规潜水过程中，从高压环境返回常压环境必须遵守相应的______程序，以防止减压病。3.混合气体潜水中，氦气的主要作用是降低氮气的______效应，允许潜水员在更深处作业。4.饱和潜水系统通常包括加压舱、______舱和潜水员居住舱等关键设施。5.远程遥控潜水器（ROV）通常由水面母船上的______站远程操控，并配备多种水下探测和作业工具。6.自主潜水器（AUV）是依靠自身______和导航系统，在预设路径上自主执行任务的无人水下航行器。7.潜水作业的安全管理中，制定详细的______是风险控制的基础环节。8.潜水员的生命支持系统通常包括供气系统、______系统、通信系统和照明系统等。9.海底管道铺设后的检查和修复工作，是潜水技术在海洋工程中______应用的典型例子。10.潜水作业对海洋环境可能造成的影响包括噪音污染、______影响以及潜在的人为破坏等。三、名词解释（每小题3分，共15分）1.氮气narcosis2.减压病3.饱和潜水（SaturationDiving）4.远程遥控潜水器（ROV）5.海底结构物检测与维修（MDRT）四、简答题（每小题5分，共20分）1.简述常规潜水（AirDiving）的主要优点和局限性。2.与常规潜水相比，饱和潜水有哪些显著的技术优势？3.简要说明ROV和AUV在海洋工程应用中的主要区别。4.在进行水下潜水作业前，需要进行哪些关键的风险评估环节？五、论述题（10分）结合海洋工程的实际应用场景，论述选择使用常规潜水、饱和潜水、ROV或AUV等不同潜水技术时，应考虑哪些关键因素？六、案例分析题（20分）假设某海洋工程项目需要在水深80米处进行一座海上平台桩基的初步检查。请分析：1.如果采用常规潜水进行此任务，可能面临哪些主要的技术和生理挑战？2.饱和潜水是否适合用于此任务？为什么？3.ROV或AUV是否适合用于此任务？请比较其优缺点，并说明选择哪种设备可能更合适，以及选择时需要考虑哪些具体因素。试卷答案一、选择题1.A2.C3.B4.C5.A6.D7.C8.B9.A10.C二、填空题1.常压，高压，深海2.减压3.惰性气体4.减压5.操控6.能源7.作业计划8.排泄9.结构物安装、检测、维修与拆除（MDRT）10.光学三、名词解释1.氮气narcosis：指潜水员在高压环境下呼吸空气中氮气，随着压力升高，氮气在体内溶解度增加，达到一定浓度时会影响中枢神经系统，导致判断力下降、反应迟钝等类似醉酒的状态，也称为“潜水夫醉”。2.减压病：指潜水员从高压环境（如深潜或饱和潜水后）快速返回常压环境时，体内原本溶解在组织和血液中的气体（主要是氮气）因压力骤降而迅速形成气泡，这些气泡堵塞血管或压迫神经，引起的一系列症状，又称“潜水夫病”。3.饱和潜水（SaturationDiving）：指潜水员在一个与外界压力隔离的环境中（如加压舱或潜水钟）逐渐适应高压，达到身体组织对高压气体的平衡状态（饱和），然后可以在此高压环境下工作和生活较长时间（数小时至数周），作业结束后通过缓慢的减压程序返回常压。4.远程遥控潜水器（ROV）：一种无人、自控或遥控的水下航行器，通常由水面支持船上的控制台远程操作，配备摄像头、传感器、灯光等设备，用于水下观察、勘探、采样、安装和维修等任务。5.海底结构物检测与维修（MDRT）：指利用潜水技术（常规或饱和潜水）和遥控/自主潜水器，对海底石油平台、管道、线缆、人工鱼礁等结构物进行检查、评估、维修和拆除等作业的总称。四、简答题1.优点：技术相对成熟、设备成本相对较低、操作简便、可实现水下近距离精细操作和直接观察。局限性：潜水员在水下活动受限（时间、深度）、生理风险高（减压病、氮气narcosis、高压神经症等）、易受水下能见度影响、难以执行危险或复杂任务、作业效率相对较低。2.优势：*深度和持续时间：可支持极深水（数百米甚至更深）作业，并能进行长达数周甚至数月的连续工作。*生理安全：潜水员在加压舱内生活，避免了常规潜水快速加压和减压的风险，生理环境稳定。*工作效率：潜水员可在高压环境下连续工作，减少了频繁的加压/减压周转，提高了作业效率。*适应性强：可通过增加舱内气压来适应不同深度的作业需求。3.区别：*自主性：AUV具备高度自主性，可按预设程序独立航行和作业；ROV需持续连接母船进行远程控制。*能源：AUV通常自带更长时间的能源，续航能力强；ROV能源主要依赖母船或自身有限电池。*成本：AUV研发和制造成本通常高于ROV，但单次作业成本可能更低（尤其远距离或长时间任务）。*灵活性/精细度：ROV通常更灵活，能进行精细的近距离操作；AUV通常用于大范围勘测或导航。*环境：AUV更适用于开阔水域的长距离探测；ROV更适用于靠近结构物的复杂环境作业。4.风险评估环节：*环境评估：水文气象条件（风浪流）、能见度、水温、海底地形地貌、潜在危险生物或障碍物。*技术评估：选用潜水技术（常规/饱和/ROV/AUV）的可行性、设备性能与状态、通讯系统可靠性。*人员评估：潜水员/操作员资质与身体状况、团队配合能力。*任务评估：作业目标、范围、流程的复杂性、潜在危险点（如结构不稳定、有毒有害物质）。*应急能力评估：应急预案的完备性、应急设备与物资的准备情况、救生支持能力。五、论述题选择潜水技术需综合考虑以下关键因素：1.作业水深：深度是首要考虑因素。常规潜水通常限深（如60-120米），超深需用饱和潜水或ROV/AUV。饱和潜水可支持超深作业，但成本高、周期长。ROV/AUV适用范围广，从浅水到深水均可。2.作业持续时间与连续性要求：需要长时间连续作业时，饱和潜水优势明显，可减少周转次数。常规潜水受生理限制，作业时间短。ROV/AUV可连续作业较长时间，尤其AUV。3.作业环境与能见度：在复杂结构附近进行精细操作，ROV的灵活性和近距离能力更优。低能见度环境下，依赖视觉的常规潜水困难较大，而配备先进传感器和照明设备的ROV/AUV适应性更强。4.任务类型与精细度要求：需要潜水员直接观察、触摸、判断或执行精细手动操作的任务（如焊接、紧固），常规潜水或饱和潜水（配合舱外活动）更合适。大规模勘察、测绘、采样等可由ROV/AUV完成。5.成本效益：不同技术的成本差异巨大。常规潜水相对低廉，但高风险可能增加总成本。饱和潜水初始投入和运行成本极高。ROV/AUV购置成本高，但单次任务运行成本可能较低，尤其对于重复性或远距离任务。6.安全风险与人员因素：常规潜水风险高，尤其深潜。饱和潜水有减压病风险，但比常规潜水更可控。ROV/AUV是无人作业，避免了人员直接暴露的风险。7.可用技术与支持条件：项目现场是否具备进行饱和潜水的加压舱等设施？是否有合适的ROV/AUV平台和支持船队？综合考虑这些因素，才能为特定的海洋工程应用场景选择最合适、最安全、最经济高效的潜水技术方案。六、案例分析题1.常规潜水挑战：水深80米已接近常规潜水的极限深度，对潜水员的生理构成严峻挑战。主要风险包括：*减压病：从80米快速上浮至常压，发生减压病的风险非常高，需要严格遵守且复杂的减压程序，这大大限制了水下作业时间和效率。*氮气narcosis：在高压下，氮气容易产生麻醉效应，影响潜水员的判断力和协调性，增加操作失误的风险。*气体供应：需要携带大量气瓶，气体消耗快，限制了单次潜水时间。*作业时间短：即使考虑减压时间，有效作业窗口非常有限。*环境因素：80米处水温可能较低，对潜水员体能消耗大。能见度若不佳，会增加风险。2.饱和潜水适用性：饱和潜水适合此任务。理由是：*克服深度限制：饱和潜水可以支持80米的深度作业，并且潜水员在高压舱内适应后，可以在该深度连续工作数小时甚至更久。*降低生理风险：潜水员在加压舱内生活和工作，避免了快速加压/减压的减压病风险。虽然仍有氮气narcosis和高压神经症风险，但比常规潜水可控得多。*提高效率：潜水员可在高压环境下连续完成检查任务，减少了频繁转场的周转时间和成本。3.ROV/AUV适用性比较：*ROV：*优点：可在80米深度长时间作业，不受生理时间限制，能搭载多种传感器（摄像头、声纳、机械臂）进行远程高清观察和初步操作，操作员在安全的水面环境，可快速移动检查不同区域。*缺点：对于非常精细的结构检查或需要人工判断的细微缺陷，ROV的机械臂可能难以完全替代人眼和双手的灵活性；复杂结构内的穿行可能受限；需要专业ROV操作人员。*AUV：*优点：自主导航能力强，适合进行大范围或预设定轨的勘察测绘，可搭载多种先进传感器，成本效益可能高于重复使用ROV。*缺点：对于近距离、精细化的结构检查能力相对ROV较弱；任务规划复杂；不适合需要实时干预的紧急或精细操作；对于仅需要局部检查的任务，AUV的部