2025年大學(xué)《海洋科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——海洋能源開發(fā)與利用實踐考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項字母填在題后括號內(nèi)）1.下列哪種海洋能源主要利用海水的水平運動規(guī)律？（）A.溫差能B.潮汐能C.海流能D.波浪能2.海上風(fēng)電場建設(shè)中，風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)的主要功能不包括？（）A.承受風(fēng)機(jī)上部結(jié)構(gòu)的重量和風(fēng)力載荷B.將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能C.固定風(fēng)機(jī)，使其在海洋環(huán)境中穩(wěn)定運行D.連接風(fēng)機(jī)與電網(wǎng)3.潮汐能發(fā)電廠通常需要建造攔潮壩或堤壩，其主要目的是？（）A.抬高海平面，增加潮差B.阻擋海流，減少能量損失C.防止海水倒灌，保護(hù)沿海地區(qū)D.為潮汐能發(fā)電機(jī)組提供穩(wěn)定的水位差4.與固定式波浪能裝置相比，漂浮式波浪能裝置的主要優(yōu)勢通常在于？（）A.對海床條件的適應(yīng)性更強(qiáng)B.結(jié)構(gòu)更簡單，制造成本更低C.運行更穩(wěn)定，發(fā)電效率通常更高D.更易于進(jìn)行大規(guī)模部署5.海洋能源開發(fā)活動中，對海洋哺乳動物產(chǎn)生急性噪音危害的主要環(huán)節(jié)通常是？（）A.海水淡化過程B.大型結(jié)構(gòu)物的安裝和沉放C.日常發(fā)電運行過程D.能量存儲設(shè)備的充放電過程6.以下哪種技術(shù)通常不用于海洋溫差能的直接利用？（）A.深海水升壓壓縮空氣（OPA）B.渦輪機(jī)發(fā)電C.熱電轉(zhuǎn)換D.蒸汽輪機(jī)發(fā)電7.海上風(fēng)電葉片材料選擇的重要考量因素之一是？（）A.極高的抗壓強(qiáng)度B.極低的導(dǎo)熱率C.良好的抗疲勞性能和耐海水腐蝕性D.高的密度以增加慣性8.在進(jìn)行海洋能源開發(fā)項目的環(huán)境影響評估時，通常需要重點監(jiān)測和評估的參數(shù)不包括？（）A.水體溫度變化B.水體鹽度變化C.水聲噪聲水平D.底棲生物多樣性9.某海洋能源項目需要進(jìn)行長期經(jīng)濟(jì)性分析，以下哪個因素通常難以精確預(yù)測？（）A.初始投資成本B.發(fā)電功率或能源產(chǎn)出量C.運行維護(hù)費用D.電力市場價格波動10.目前，全球商業(yè)化規(guī)模最大的海洋能類型是？（）A.潮汐能B.波浪能C.海上風(fēng)電D.溫差能二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在題后橫線上）1.海洋能源開發(fā)必須高度重視其環(huán)境影響，特別是對__________和__________的影響。2.潮汐能的大小主要取決于__________、__________和潮汐壩的幾何形狀。3.波浪能的能量主要集中在波浪的__________和__________中。4.海上風(fēng)電場通常需要考慮風(fēng)機(jī)之間的__________效應(yīng)，以優(yōu)化布局和發(fā)電效率。5.海流能發(fā)電機(jī)的選型需要考慮海流的__________、__________以及與水體的耦合方式。6.海洋溫差能利用面臨的主要技術(shù)挑戰(zhàn)之一是__________的巨大能耗。7.海洋能源開發(fā)項目的經(jīng)濟(jì)性評估中，__________是衡量項目盈利能力的關(guān)鍵指標(biāo)。8.為了減少海洋能源裝置對海洋環(huán)境的干擾，可以采用__________、__________等設(shè)計理念。9.海洋能源的并網(wǎng)通常需要解決電網(wǎng)穩(wěn)定性、__________和__________等問題。三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.海洋能2.潮差能3.波能轉(zhuǎn)換器（WEC）4.海流能水輪機(jī)5.環(huán)境影響評估（EIA）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述潮汐能發(fā)電的基本原理。2.與陸上風(fēng)電相比，海上風(fēng)電開發(fā)面臨的主要挑戰(zhàn)有哪些？3.海洋能源裝置在設(shè)計和安裝時需要考慮哪些主要的海洋環(huán)境因素？4.簡述海洋能源開發(fā)中進(jìn)行環(huán)境影響評估的主要目的和步驟。五、計算題（共10分）假設(shè)一個海流能裝置安裝在平均流速為2.5m/s的海域，該裝置設(shè)計的水力效率為40%，水力轉(zhuǎn)換效率為35%。如果該裝置的能量轉(zhuǎn)換總效率（水力效率×水力轉(zhuǎn)換效率）能夠達(dá)到設(shè)計值，試計算當(dāng)裝置運行時其理論輸出功率是多少瓦特？（水的密度取1000kg/m3，重力加速度取9.81m/s2）六、綜合分析題（共20分）某沿海地區(qū)正在進(jìn)行海洋能源綜合開發(fā)規(guī)劃，初步篩選了潮汐能、波浪能和海上風(fēng)電三種技術(shù)路徑。請結(jié)合該地區(qū)的海洋水文條件（例如，潮差較大但流速較緩，波浪資源豐富但方向多變，近海風(fēng)資源良好但水深有限），分析這三種技術(shù)在該地區(qū)的開發(fā)潛力、主要優(yōu)勢、潛在劣勢以及相互之間的協(xié)同或競爭關(guān)系，并簡要說明在規(guī)劃選擇時需要重點考慮的因素。試卷答案一、選擇題1.B2.B3.D4.A5.B6.D7.C8.B9.D10.C二、填空題1.海洋生態(tài)系統(tǒng)海洋環(huán)境2.潮差大小海水密度3.上下運動垂向運動4.間距5.流速流量6.制冷壓縮7.內(nèi)部收益率（IRR）或凈現(xiàn)值（NPV）8.模塊化設(shè)計優(yōu)化9.電壓波動電力質(zhì)量三、名詞解釋1.海洋能：指海洋中蘊藏的可再生的、可開發(fā)利用的各種形式的能量，如潮汐能、波浪能、海流能、溫差能、鹽差能、海上風(fēng)能、海水淡化能以及海洋生物能等。2.潮差能：利用海水的潮汐漲落產(chǎn)生的勢能差來發(fā)電的水力資源。3.波能轉(zhuǎn)換器（WEC）：將波浪能的各種形式（如運動、壓力變化等）轉(zhuǎn)換成有用能源（通常是電能）的裝置。4.海流能水輪機(jī)：利用海流（洋流）的動能驅(qū)動其葉片旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電的水力機(jī)械裝置。5.環(huán)境影響評估（EIA）：指在項目決策和實施之前，系統(tǒng)性地調(diào)查、預(yù)測和評估項目可能對環(huán)境造成的潛在影響，并提出預(yù)防和減輕措施的過程。四、簡答題1.簡述潮汐能發(fā)電的基本原理：潮汐能發(fā)電利用潮汐漲落引起的水位差所產(chǎn)生的水流能量。當(dāng)潮水漲至高處時，通過閘門將水引入水庫或直接驅(qū)動水輪機(jī)發(fā)電；當(dāng)潮水退落時，可從水庫放水或利用落潮水流驅(qū)動水輪機(jī)發(fā)電。水輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將水能轉(zhuǎn)化為電能。2.與陸上風(fēng)電相比，海上風(fēng)電開發(fā)面臨的主要挑戰(zhàn)有哪些？海上風(fēng)電面臨的挑戰(zhàn)主要包括：①海上環(huán)境惡劣，設(shè)備長期暴露于高鹽霧、高濕度、強(qiáng)風(fēng)、海浪沖擊和海水腐蝕的環(huán)境中，對材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計和制造維護(hù)要求極高；②海上作業(yè)難度大、成本高，涉及復(fù)雜的水下工程、大型設(shè)備安裝和運維，受天氣海況影響大；③并網(wǎng)技術(shù)要求高，需要解決遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗的電力傳輸問題，并保證電網(wǎng)的穩(wěn)定性和電能質(zhì)量；④對海洋生態(tài)環(huán)境的影響需更嚴(yán)格評估和管控，特別是對鳥類、海洋哺乳動物和底棲生物的影響；⑤運維安全風(fēng)險高，人員登船和設(shè)備救援難度大。3.海洋能源裝置在設(shè)計和安裝時需要考慮哪些主要的海洋環(huán)境因素？主要需要考慮：①水文條件：如流速、流向、潮汐、波浪（波高、周期、方向）、海流等；②海洋氣象：如風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、降水、臺風(fēng)等；③海床地質(zhì)：如海床類型（泥質(zhì)、沙質(zhì)、巖石）、承載力、地質(zhì)穩(wěn)定性等；④海洋生物：考慮生物附著、生物撞擊、對海洋生態(tài)的影響等；⑤水深：影響裝置的選型、基礎(chǔ)形式和安裝方式。4.簡述海洋能源開發(fā)中進(jìn)行環(huán)境影響評估的主要目的和步驟。主要目的在于全面識別和預(yù)測海洋能源項目可能對海洋環(huán)境、生態(tài)系統(tǒng)和人類社會產(chǎn)生的短期和長期影響，評估這些影響的程度和范圍，并據(jù)此提出有效的預(yù)防和緩解措施，確保項目開發(fā)在環(huán)境可接受的前提下進(jìn)行。主要步驟通常包括：①基線調(diào)查：收集項目所在區(qū)域的環(huán)境背景信息，包括物理、化學(xué)、生物等方面；②影響識別：分析項目建設(shè)和運行可能產(chǎn)生的各種環(huán)境影響；③影響預(yù)測與評估：使用科學(xué)模型或分析方法預(yù)測和評估各項影響的程度和范圍；④制定緩解措施：針對預(yù)測的主要環(huán)境影響，提出具體的預(yù)防和減輕措施；⑤評估措施有效性：評價所提緩解措施的有效性；⑥編制環(huán)境影響報告書：系統(tǒng)闡述上述過程和結(jié)果，為項目決策提供科學(xué)依據(jù)。五、計算題解：理論輸出功率P=ρ*g*Q*η_total其中：ρ=水的密度=1000kg/m3g=重力加速度=9.81m/s2Q=流量=A*v=(π*D2/4)*v（假設(shè)裝置捕獲圓形斷面的水流，D為水輪機(jī)直徑，v為流速，這里題目未給D，但通常計算題會隱含或假設(shè)，或僅考察效率本身，假設(shè)題目意圖考察效率計算過程，流速已知）η_total=總能量轉(zhuǎn)換效率=水力效率*水力轉(zhuǎn)換效率=0.40*0.35=0.14v=流速=2.5m/s代入公式：P=1000kg/m3*9.81m/s2*2.5m/s*0.14P=1000*9.81*2.5*0.14P=3433.75W答案：理論輸出功率為3433.75瓦特。六、綜合分析題（本題為開放性題目，以下提供一個分析框架和要點，可根據(jù)理解程度進(jìn)行闡述）分析：1.潮汐能：該地區(qū)潮差較大，具有較好的潮汐能開發(fā)潛力。主要優(yōu)勢是能量密度高，發(fā)電規(guī)律性強(qiáng)，可預(yù)測性好。主要劣勢是受地理條件限制大，建設(shè)成本高，可能對局部航道、生態(tài)影響顯著。在規(guī)劃中，需評估潮汐資源的具體分布、流速特性及建設(shè)可行性。2.波浪能：該地區(qū)波浪資源豐富，是波浪能開發(fā)的理想?yún)^(qū)域。優(yōu)勢是技術(shù)類型多樣，對海床條件要求相對較低。劣勢是波浪能能量密度相對較低，能量方向性、波動性導(dǎo)致發(fā)電不穩(wěn)定，需要儲能或并網(wǎng)技術(shù)配合，技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)性仍在發(fā)展中。在規(guī)劃中，需關(guān)注波浪的方向、頻率、能量密度及不同WEC技術(shù)的適應(yīng)性與成本。3.海上風(fēng)電：該地區(qū)近海風(fēng)資源良好，是海上風(fēng)電開發(fā)的有利條件。優(yōu)勢是技術(shù)相對成熟，發(fā)電效率高，已形成較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。劣勢是水深有限可能限制風(fēng)機(jī)尺寸和安裝方式（如需要使用漂浮式基礎(chǔ)），對鳥類遷徙路線和海洋哺乳動物可能有影響。在規(guī)劃中，需評估具體風(fēng)資源數(shù)據(jù)、水深條件、電網(wǎng)接入能力及環(huán)境兼容性。4.關(guān)系與選擇：*協(xié)同：三者可互補，例如風(fēng)大時可能波浪相對較小，反之亦然，可平滑整體能源輸出。良好的風(fēng)資源也可為波浪能、潮汐能等提供更便捷的運維和并網(wǎng)支持。