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海洋调查船是专门用来在海上从事海洋调查研究的工具,欧美的海洋调查船建造和使用已经有几个世纪的历史,在调查船发展的过程中逐渐根据使用目的出现了综合调查船、渔业调查船、地质调查船、海洋钻探调查船、声学调查船、极地调查船等的分类。我国海洋调查船的建造和使用历史虽远远短于欧美发达国家,但也逐渐丰富和形成了自身比较齐全的海洋调查船类型。
一个国家的海洋调查能力包括调查船的数量、技术水平、船龄、船舶可用性及运行管理水平等。
调查船为完成海洋调查任务需具备以下条件:
①装备有执行考察任务所需的专用仪器装置、起吊设备、工作甲板、研究实验室和能满足全船人员长期工作和生活需要的设施,要有与任务相适应的续航力和自持力。
②船体坚固,有良好的稳性和抗浪性。较好的海洋调查船还尽量降低干舷,缩小受风面积,增装减摇板和减摇水舱。
③具有良好的操纵性和稳定的慢速推进性。
④ 具有准确可靠的导航定位系统。
⑤具有充足完备的供电能力。对于水声专业调查船,还需要另设无干扰电源。
因此,除了调查船数量的对比之外,调查船基本参数以及船载仪器设备的对比也是一个很重要的方面。以下按照调查船的类型进行国内外调查船的对比。
按照使用目的可将调查船分为综合调查船、渔业调查船、海洋地质调查船、海洋钻探调查船、极地调查船和声学调查船等类型。 现代综合调查船
现代综合调查船工作内容多,航行区域广,大多以本国临近大洋或更远海区为航区。因此,现代综合调查船型值及续航力、自持力等较大,调查设备通常也比较齐全,对船舶的稳性、操纵性、低速、防摇、防震、防噪音、供电能力、绞车设备、调查与导航仪器、研究工作空间以及作业自动化水平都有较高要求。
美国海军的“BruceC.Heezen”号 综 合 调 查
船,该船全长100.3m,型宽17.6m,吃水5.8m,自
持力29d,续航力12000nmile。为方便海洋调查
作业,甲板上安装有伸缩臂吊机、海洋吊机以及 U
型架等各类起吊设备,同时还布置了拖网绞车、水文
绞车、磁力仪绞车等共5部绞车。船上装备12000m
海深测深仪、CTD、多波束、浅地层剖面仪、磁力仪、
ADCP、声速系统、海洋表面温度测量系统等,并配
有综合实验室、干湿实验室、化学实验室、电子科技
工作室等各类实验室。能够满足开展海洋物理、化
学、地磁、水文、地震、声学等多种学科的海洋调查。
另外,该船还设置了直升机甲板,能够起落一架直
升机,以提高海洋调查效率及能力。
我国目前比较先进的综合调查船为中科院的
“科学”号调查船,该船总长99.6 m,型宽17.8 m,
设计吃 水 5.6 m,设 计 排 水 量 约 4660t,续 航 力
15000nmile,自持力60d,可承载80人,最大航速
超过15kn,单台发电机运行的经济航速达12kn,全
船实验室面积约330 m2。该船采用国际先进的吊
舱式电力推进系统,艏部配备了两个艏侧推,动力
定位满足 CCSDP-1要求并配备综合导航定位系
统,一人驾驶桥楼,可实现0~15kn无级变速,在低
速状况原地360°回转。该船安装了自动气象站、万
米测深仪、ADCP、双频回声测深仪等仪器以及辅助
设备,同时该船还设置了地震实验室、地貌实验室、
磁力实验 室、气 象 实 验 室、干 湿 实 验 室、重 力 实 验
室等。
从以上 两 船 的 对 比 可 以 看 出,两 船 的 型 值 相
当,调查设备均较为先进和全面,“科学”号的技术水平和考察能力已达到国际海洋强国新建和在建
综合调查船的同等水平。
近年来,我国还先后新建了“科学”号的同型船———“向阳红01”号“向阳红
03”号和“张謇”号等,我国的综合调查船的单船性
能以及整体水平逐渐达到国外同等水平。 渔业调查船
渔业调查船是指专门从事渔业资源、渔场和海
洋环境等科学调查以及渔具、渔法和渔获物保鲜试
验研究的船舶。这种船需要装备各种探测和试捕
工具,以及海洋环境调查的仪器设备如拖网、捕鱼
声呐、剖面仪等。另外,甲板上还需要安装必要的
起吊设备。
据不完 全 统 计,日 本 水 产 厅 拥 有 渔 业 调 查 船
14艘,韩国具有从事海洋渔业资源调查研究的调
查船20余艘。美国、日本、俄罗斯、英国、德国和法
国等均拥有为数众多的渔业调查船。
日本水产综合研究中心下属的西海区水产研究所于2010年11
月30日下水的“阳光丸”渔业调查船总吨991t,全
长58.6m,型宽11m,型深6.85m,航速13kn,续
航力 5760n mile 。 美 国 NOAA 拥 有 “Oscar
EltonSette”“Pisces”“OregonII”等渔业调查船,这些船按照同型船进行建造,形成了3个系列,船长分
别为 68.3 m、63.7 m 和 51.8 m。 其 中 “Oscar
EltonSette”系列调查船船长68.3m,型宽13m,吃
水4.6m,航速11kn,续航力17000nmile,排水量
1486t。
我国共有渔业调查船2艘,均隶属于中国水产
科学研究院管理使用,分别是“北斗”号和2010年投
入使用的“南锋”号。“北斗”号已使用28年,即将服
役期满。“南锋”号总吨1537t,船长66.66m,船宽
12.4m,续航力8000nmile,自持力60d,无限航
区,最大航速14kn,具有良好的适航性、抗风浪性
及操纵性,能在远洋各种海况条件下航行及进行调
查活动,是亚洲目前吨位最大的具备国际先进水平
的渔业调查船。
可以说,我国的渔业调查船就单船性能来说已
具备国际同等水平。但我国渔业调查船仅有两艘,其中“北斗”号还即将退役,难以担负起我国海域渔
业资源与生态环境调查研究任务。而现在国际社会要求捕鱼国承担更多的资源调查和科学研究的
义务,同时随着世界主要海洋大国远洋渔业发展战
略的实施,远洋渔业资源的争夺也更加激烈。我国
必须新建更多先进的渔业调查船,为服务国家经济
建设、维护海洋渔业权益、保障国家战略实施发挥
更大的科技支撑作用。 海洋地质调查船
在陆地资源采掘日益枯竭的情况下,合理开发
和利用海洋资源已成为世界各国人民的共识。而要合理开发和利用海洋矿产资源,首要问题是解决
开采的设备、手段、工艺及方法。
地质调查船是专门从事海洋地质调查的船舶,其任务是应用地球物
理勘探和 采 样 分 析 等 手 段,研 究 海 底 的 沉 积 与 构
造,评估海底矿产资源的蕴藏量。船上装有专门的
海洋地质调查仪器设备,如精密的地震、地磁、重力
探测仪器和准确的导航定位系统。船上还设有回
声测深仪、侧扫声呐、多波束测深仪、采泥器、柱状
采泥器、地层剖面仪和地震、重力、地磁以及地热等
地球物理调查设备,并设有地质、化学实验室等。
美国目前用于海洋地质调查的主要是“Marcus
G.Langseth”,该船型长72m,型宽17m,吃水5.9m,
最大航速13kn,排水量3834t,续航力13500nmile,
可以搭载35名科学家进行海洋地质以及地震调查。
该船最大的特点是安装了 Syntrak960-24地震记
录系统和气动生源阵列拖曳系统等,具有全面的地
球物理学和地质地震探索能力。
“海洋六号”是我国自行设计建造的首艘集地
震、地质调查等多项调查功能于一体的调查船。该
船总长 106 m,宽 17.4 m,型 深 8.3 m,设 计 吃 水
5.5m,设计排水量4600t,续航力15000nmile,
可在国际海域无限航区开展调查。它采用电力推
进系统、动力定位、全回转舵桨等国际先进技术及
设备,配置有4000米级深海水下机器人“海狮号”、
深水多波束测深系统、深水浅地层剖面系统、长排
列大容量高分辨率地震采集系统等多种高科技调
查设备。全船分为地质调查、地震调查、声学设备
换能器3个作业区域,调查设备分为地球物理调查系 统、地 质 取 样 系 统、深 海 水 下 遥 控 探 测 系 统
(ROV)和水文调查系统四大类,并能根据实际工作
需要,增减或更换其他设备。
我国的地质调查船主要由大洋矿产开发协会、
广州地质调查局和青岛海洋地质研究所运营,形成
了船舶数量较多且集中管理的局面。这有助于形
成海洋地质调查的合力并促进船舶性能的改进和
提高。目前我国与国际海底管理局签订合同,承担
了印度洋以及东太平洋共8.5万km2海底区域的勘
探和开发。这也是对我国地质调查船整体性能水
平的认可。 海洋钻探调查船
海洋钻探调查船的主要任务是钻取海底的岩
心样品,因此它需要装备高大的井架、重型的起吊
设备、大面积的中央井、全套的岩心取样系统和可
靠的动力定位系统等,尤其是保持船位不动的动力
定位系统相当关键。海洋钻探对于研究海底构造
和查清矿藏资源具有重要意义,因而引起了国际上
的普遍重视。
目前,美国和日本是率先建造并应用大型深海
钻探调查船的主要用户国。其中美国“地球深层采
样联合协会”使用的“JOIDES”号是世界首艘深海钻
探调查 船,该 船 于 1984 年 改 装 交 付,满 载 排 水 量
18720t,钻塔高约80m,交付至今航线已遍布南北
半球及南极边界区域,采集获取了大量海洋环境地
质数据和生物数据。
日本海事协会所属的“地球深层探索中心”于2005年接收了世界上最大的深海钻
探船“地球”号,其高科技钻头可以配合海沟裂缝钻
达地底7km 进入地幔。该船排水量达56752t,钻
塔高121m。目前两船均加入了由14个美国科学
组织和21个国际组织组成的合作、实施、管理的综
合的海洋钻探计划(IODP),进一步巩固了美国和日
本两国 在 全 球 深 远 海 科 研 钻 探 调 查 领 域 的 优 势
地位。
而我国目前在该领域还是空白,因此,加紧研制和建设大型深海钻探调查船是我国构建“一带一
路”战略海洋环境保障体系、打破美、日深远海钻探
调查技术垄断的必要条件,是形成未来完整科考船
队体系的关键一环。
声学调查船
海洋声学调查船是海洋声学研究的重要载体和组成部分,其用于海洋声学信息采集,可满足海
洋声学调查的各类需求,提升海洋声学调查和水声
侦听领域的科研能力,同时可兼顾水下目标声学信
息采集、水下目标警戒等军事用途,能够促进军民
融合,为海洋声学调查和水声侦听提供海上平台和
移动的研究室。
专业的声学调查船为满足水声设
备的正常使用,对母船噪声特性和耐波性均有较高
要求。海底监听船是声学调查船的一种,主要是海军
使用的,用来监听他国潜艇动态的一类调查船。美国海军拥有5艘这一类的船只,其中4艘为“胜利”
级,另外一艘为“无暇”号。
“无暇”号船长85.8 m,
型宽29m,其装备有主动和被动两种声呐阵列探测
系统来侦探海底的潜水艇。这种声呐阵列可以像
撒网一样扔到海里,是拖曳式天线阵,从而测到海
底信号。2008年期间,为了监听我国新建的潜艇,
其频繁在我国南海专属经济区活动,为了阻止其对
我国的不正当调查活动,我国出动了5艘船只与其
对抗,但最终其还是将拖曳式天线阵放入了水中。
我国较为先进的声学调查船是中国科学院南海海洋研究所于2009年建造完成的“实验1号”调查船。该船是我国第一艘以水声调查为主的调查
船,全长60.9 m、宽26 m,排水量2560t,总吨位
3071t,续 航 力 8000nmile,自 持 力 40d,定 员
72人(其中船员27人),经济航速10kn,最大航速
15kn。该船采用了国内自主研发的舷侧声阵和大通海井-升降回转装置,并配备性能先进的 ROV
水下实验平台。同时采用交流变频电力推进系统,
拥有先进的各种通信导航设备,DP-1动力定位。
船上建有11个实验室,并设有多种起吊设备及各种海洋科研调查设备。
由于专业的声学调查船对船体本身的噪声要求很高,因 而 在 船 舶 设 计 和 建 造 中 都 有 很 高 的 标
准,相应的造价也很高。
国际上的声学调查船大多满足“DNVsilent-r”级噪声等级,而我国目前还没有满足该等级的船舶,仅有的声学调查船也只能满
足“DNVsilent-a”级要求。为了做好我国管辖海域声学调查并服务国家的海防建设,我国必须在声学调查船设计和建造中投入更大的力量。
极地调查船
极地调查船的主要任务是调查极地现象,诸如
夜光、极光、地磁、电离层和宇宙射线等,同时也调
查极地海洋的水文、气象、地质、生物等基本项目。由于它经 常 在 严 寒 的 海 区 工 作,所 以 需 要 船 体 坚
固,有强大的破冰能力,而且具有抵御低温恶劣环
境等能力,并有良好的稳定性和操纵性,具备强大
的后勤补给系统以支持极地考察的长期作业,因而
这种船需要具有较大的型值。
美国海岸警卫队的“北极星”号极地调查船全
长121.6m,型 宽 24 m,排 水 量 11000t,续 航 力
16000nmile。该船使用了4种不同的电子导航方
式来克服高纬航行操作的困难,同时还有6个柴油
动力发电机,3个燃气轮机,3个船只服务发电机和
其他保障船只平稳运行的设备。船体和相关的内
部支撑结构由耐低温性能相当强的钢制造。“北极
星”号的船体结构设计目的是最大限度地有效利用
船只动能破冰。通过重力向下拉动船艏及船艉的
浮力推动,弓弧可以让“北极星”号开上冰面并利用
船身重量压碎冰层。船只上的横倾系统可以摇动
船身避免被陷在冰面上。“北极星”号在执行重要
任务时,可以容纳两架 HH-65“海豚”救援直升机,
用于支持科研人员进行科学研究、冰区侦查以及货
物转移、搜索和救援。该船不但拥有强大的破冰能
力,还有着强大的人员保障能力。
我国目前仅有 一 艘 “雪 龙”号 极 地 调 查 船,自
1994年首航以来,已经先后34次赴南极、8次赴北
极开展科 学 考 察 和 补 给 运 输 任 务,足 迹 遍 布 五 大
洋,创下了中国航海史上多项纪录。“雪龙”号总长
167m,型宽22.6m,深13.5m,满载吃水9 m,自
重10250t,满载排水量21025t,最大航速18kn,
续 航 力 20000 n mile。 主 机 13200 kW,载 重
10225t。“雪龙”船属B1级破冰船,能以1.5kn航
速连续破冰1.1m(含0.2m 雪)前行。“雪龙”号装
备有先进的导航、定位、自动驾驶系统,有能容纳两
架直升机的平台和机库,并配备先进的通信系统以
及完善的医疗设施和生活娱乐设施。
我国的“雪龙”号调查船由前苏联的运输船改
装而来,该船能够满足基本的极地调查需要。但该船现在船龄已较大,且由于只有一艘船,不能满足
我国同时进行南极和北极的调查任务。我国自主建造首艘极地破冰船命名为“雪龙2”号，根据计划，将于2019年建成，届时将与“雪龙”号破冰船一道，组队助力科考。
除了以上船型,我国的气象观测船、生物调查船、实习调查船、地磁测量船、航道测量船、扫海测
量船、潜水器母船、环境监测船、水文调查船、航天
测量船均有一些典型的代表,虽然我国的调查船总体上仍较国外存在一定的差距,表现在:①调查船类
型不完善;②调查船数量少;③调查能力不足;④调
查设备严重依赖进口;⑤调查船利用率较低，但是可以看到经过几十年的发展,我国个别的调查船已经具备了国际同等或者领先水平。
END
内容来源：《海洋开发与管理》 2017年 第11期
作者：国家海洋技术中心 孟庆龙,李守宏,孙雅哲,杨维维
国内外海洋调查船现状对比分析
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