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“海洋环境安全保障”重点专项2018年度项目申报指南建议(征求意见稿)

时间:2017-05-27 来源:科技部 点击:

“海洋环境安全保障”重点专项

2018年度项目申报指南建议

(征求意见稿)

 

为贯彻落实国家海洋强国战略部署,按照《关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革的方案》要求,科技部会同国家海洋局、交通运输部、教育部、中国科学院等部门,共同编制了国家重点研发计划“海洋环境安全保障”重点专项实施方案。本专项紧紧围绕提升我国海洋环境安全保障能力的需求,(1)重点发展海洋监测高新技术装备并实现产业化,培育一批海洋高新技术产业创新基地,仪器装备自给能力提升到50%以上;(2)重点发展全球10公里分辨率(海上丝绸之路海域4公里分辨率)海洋环境预报模式,提供多用户预报产品并实现业务化运行;(3)重点构建国家海洋环境安全平台技术体系,实现平台业务试运行,支撑风暴潮、浒苔、溢油等重大海洋灾害与突发环境事件的应对。

 

本专项执行期从2016年至2020年,2016-2017年重点围绕海洋环境立体观测/监测的新技术研究与系统集成及核心装备国产化、海洋环境变化预测预报技术、海洋环境灾害及突发环境事件预警和应急处置技术、国家海洋环境安全保障平台研发与应用示范四个重点任务启动了44个项目。2018年(第三批)拟支持16个项目,国拨经费概算约3.6亿元。

 

本专项以项目为单元组织申报,项目执行期 3-4 年。对于企业牵头的应用示范类任务,其他经费(包括地方财政经费、单位出资及社会渠道资金等)与中央财政经费比例不低于1:1。如指南未明确支持项目数,对于同一指南方向下采取不同技术路线的项目,可以择优同时支持1-2项。除有特殊要求外,所有项目均应整体申报,须覆盖全部考核指标。每个项目下设任务(课题)数不超过6个,项目参加单位总数不超过10个。

 

本专项2018年(第三批)项目申报指南如下:

1. 海洋环境立体观测/监测新技术研究与核心装备国产化

1.1 新型海洋监测仪器设备研制

研究内容:研究水下目标体感应电、磁场特征及其探测技术,建立水下目标体探测、追踪方法,突破海洋电、磁监测系统关键技术,研发基于固定平台的海洋电、磁探测/监测设备,形成海洋电、磁监测系统,并进行应用示范。

考核指标:建立一套水下目标体海洋电、磁探测监测系统;设计工作深度不少于1000米,系统阵列探测范围不小于2000米;具备实时数据回传及处理能力;完成海上试验验证,系统连续运行时间不少于6个月。

 

1.2 海气界面快速机动组网观测系统技术与应用

研究内容:开展海气界面快速机动组网观测系统总体设计;研发海上自主接入快速组网和数据自动传输技术;集成已有自主研发的波浪滑翔器观测系统、无人艇观测系统、无人机观测系统、投弃式海气界面观测设备及组网通信设备等,形成具有高时空分辨率的海气界面水文气象参数实时测量与传输的快速机动组网观测系统,并开展示范应用。

考核指标:海气界面快速机动组网观测系统具备实时、同步观测能力,观测参数包括海表温度、盐度、波浪场、流场及海面风、温、湿、气压等;主要移动节点(不少于3类)具备自组织网络功能,组网半径不小于100公里,具备移动节点快速接入和多跳中继功能,完成3类以上节点的协同观测任务,组网观测不少于3个月。

 

1.3 深海海底观测网无线拓展观测系统

研究内容:研发基于深海海底观测网的长时序无线双向声传输、深海多源传感器时钟同步、极低频声学信号处理等关键技术,构建由1个移动节点、5个无线固定节点(传感器类型大于2种)与海底有缆观测网主基站相结合的观测系统,开展示范应用。

考核指标:无线节点与主基站传输速率大于1000bps、最远传输距离不小于20km;工作深度不低于2000米;无线节点组网连续工作时间不低于1个月;移动观测节点最大工作深度不小于1000米,水下驻留时间不低于10天,最大观测半径不小于30公里。

 

1.4 极地冰区观测技术研究与科学应用

研究内容:(1)基于极区自主冰架热水钻机系统进行极地科考适应性改造研究,在南极埃默里冰架区域进行钻探试验,开展冰架气象、冰架移动及冰下海洋环境同步观测,同时进行冰架底部附着冰、冰架下海水取样等工作,对冰架下方水团、底部冻融过程、冰架不稳定等科学问题开展研究。(2)开展冰层波导声学特性及海冰界面下声场特性研究,获取极地海冰区声学参数;研制声信号检测与无线电通信一体化的冰层检波器,开展极地海冰区声学试验。(3)开展极地气垫破冰/运输平台关键技术研究,研发兼具低速破冰与高速运载巡航能力的小型气垫破冰/运输平台,为极地科考、我国北方结冰内河及渤海湾等区域提供高效破冰/运输平台。

考核指标:(1)完成埃默里冰架不同区域3个站点以上的气象观测、冰架位移跟踪和钻孔及冰下环境观测,在每个站点钻取冰架表层、中部和底部附着冰冰芯样品共计不少于20m,采集不少于3个冰架钻孔下海水样品不少于10L;各钻孔下海水温盐流参数连续观测周期不小于1年。(2)建立冰层波导声学特性及冰界面下声场特性模型,冰层检波器频带范围5Hz~8kHz、灵敏度不小于1V/g;声波探测分辨率不低于100m;构建极地海冰区5节点分布式演示系统,设备工作温度-50℃~30℃,数据接收率不低于85%。(3)完成小型极地气垫破冰/运输平台工程样机研制,系统总重量约30吨;航速不低于2节情况下,破冰厚度不小于0.30m;运输模式下最大航速不低于25节;完成示范应用。

拟支持项目数:针对自主冰架热水钻机系统、冰层波导声学特性及冰界面下声场、极地气垫破冰/运输平台,拟分别支持1个项目。

 

 2. 海洋环境变化预测预报技术

 2.1 格陵兰冰盖监测、模拟及气候影响评估

 研究内容:开展格陵兰冰盖、溢出冰川及周边海冰变化过程的强化卫星遥感监测和典型区域高分辨率现场观测;改进冰盖动力学模型与冰盖-海平面变化相关模型,利用冰芯资料进行动力学模型参数检验;发展大气和海冰-海洋耦合数值模式,并利用观测资料和数据同化技术,估计和优化耦合模式的关键参数,建立格陵兰及周边区域高分辨再分析资料集;研究格陵兰冰盖与北极海冰变化及北半球气候的相互影响机制。

考核指标:建立我国自主的格陵兰冰盖动态监测技术体系(国产卫星、无人机及地面监测系统),形成2000年以来的格陵兰冰盖高分辨率观测资料,提供格陵兰冰芯过去10万年以来温度、积累率、冰盖高程、温室气体等关键参数的最新记录,获得优化的海冰-海洋耦合数值模式及关键参数,生产再分析资料跨度不低于30年,格点分辨率均优于5km。

 

2.2 海上丝绸之路运输环境安全保障服务系统集成与应用示范

研究内容:基于数字航路构建面向海上丝绸之路的智能服务一体化应用系统,开展面向二十一世纪的海上智能交通走廊示范应用;在单船数字化建模基础上,研究复杂海况条件下的多船动态建模技术和协同仿真技术,构建海上丝绸之路关键水道和支点港口安全航行综合仿真平台;发展面向多式联运的港口物流一体化调度管理技术,构建海上丝绸之路关键节点港口调度与决策支持系统;集成研发符合国际公约要求的船舶污染风险防控技术,搭建海上丝绸之路船舶污染风险防控服务平台。

考核指标:构建面向海上丝绸之路的智能保障服务系统并示范应用6个月;开展不少于6艘船舶的动态建模和协同仿真,提供的三维场景数据库不少于8个;港口调度与决策支持系统试运行不少于6个月;集成5种以上符合国际公约要求的风险防控技术,形成配套服务标准。

有关说明:由交通运输部组织项目申报

 

3. 海洋环境灾害及突发环境事件预警和应急处置技术

3.1 近海生物资源与环境效应评价及生态修复

研究内容:开展近海典型海区生物多样性研究与保护技术研发;阐明典型生态系统食物产出过程与生态环境效应;开展多营养层次生物资源承载力评估;阐明人类活动对生态系统结构与功能的影响;开展近海生物资源养护与退化水域生态修复基础研究与技术研发。

考核指标:完善海洋生物资源及其栖息环境评估技术;建立多营养层次生物资源承载力评估模型;研发生物资源恢复和栖息地生态修复关键技术;构建以生境修复为目的的岛礁和具有生态与经济效益的新型海洋生态牧场示范区;阐明典型水域生物资源养护与生态修复原理。

拟支持项目数:针对黄渤海、东海、南海不同海区生态类型,拟分别支持1个项目。

 

3.2基于微型生物碳汇主线的近海生态环境安全监测技术体系研究

研究内容:研发海洋生物主体组分微型生物监测新技术、阐释微型生物驱动的碳汇过程与近海生态、环境安全效应,从碳汇链条主线解析长期困扰我国的近海环境问题(富营养化、COD、缺氧、酸化等)的诱因和驱动力;在此基础上研发微型生物碳汇调控技术与和相应的环境安全评价体系;建立基于碳汇主线的生态环境管理方案;并通过模拟示范向国际推广。

考核指标:提出我国近海主要生态环境问题解决方案,研制2-4项微型生物与水质环境指标业务化新技术规范,制定微型生物环境指标体系,建立基于微型生物碳汇链条的环境评价体系,建立陆海统筹的生态补偿定量指标体系,并通过相关国际组织推广应用。

 

3.3 极地生态环境演变与生物技术研究

研究内容:(1)研究南极企鹅基因进化树构建及企鹅物种在地质历史中的环境演化分析,研发南极企鹅栖息地高分辨率遥感及变化监测技术并实现全南极且栖息地制图,分析环境变化对企鹅栖息地变迁的影响;(2)研究南极磷虾资源产出关键过程与渔场形成机制,构建南极磷虾中心渔场探测与渔业生产保障技术,研发南极磷虾高效生态捕捞、船载加工等关键技术与装备;(3)研究极地微生物生物多样性及其演替机制、生命特征及适应性机制及其生态效应,研究极地微生物资源潜力评价、勘探、获取、培养和保藏技术。

考核指标:(1)完成全部南极企鹅物种的全基因组测序,解析南极企鹅的进化关系和分化过程,建立卫星、无人机平台企鹅栖息地遥感调查技术体系并实现全南极企鹅制图。(2)探明南极磷虾渔场的形成机制;实现南极磷虾连续捕捞与船载加工主要装备国产化,主要性能指标达到国际先进水平;研发高附加值南极磷虾产品10个以上,产品获得批文并实现产业化。(3)分离、鉴定极地来源微生物2000株以上,保藏500株以上,完成50株极地功能微生物菌株的基因组测序和功能注释,初步建立极地微生物基因资源库;获得10个以上具有应用潜力的极地微生物来源药物先导化合物、10个以上新生物制品候选物并完成初步的功效研究和应用潜力评价。

拟支持项目数:针对企鹅基因进化树、南极磷虾、极地微生物,拟分别支持1个项目。

 

3.4 渤海生态环境保护关键技术研究与示范

研究内容:发展入海污染物通量监测技术,建立涵盖陆源排污、大气污染物沉降、海上养殖和船舶排污等多部门数据共享的渤海典型区域入海污染物准实时连续监测技术系统;研究入海污染物的生物化学过程,建立水质精细化预报系统;研究污染物入海总量控制目标、分配方案、减排幅度、成效评估及适应性管理技术;研究渤海主要污染物海洋环境基准值和环境污染生物指示指标,研发空-天-地一体化的海洋生态环境实时巡查技术系统;建立渤海生态环境保护技术集成系统,开展应用示范。

考核指标:污染物入海通量监测不确定度≤25%;水质环境要素(叶绿素a、COD、营养盐及主要污染物)预报时效3天,水平分辨率优于200m;提出优先控制污染物名录及其入海总量控制目标;渤海主要污染物环境基准值类别≥5种,生态环境异常巡查检测准确率优于70%;示范系统业务化运行时间不少于6个月,提供观测数据共享服务。

有关说明:由渤海三省一市科技厅组织项目申报。

 

4. 国家海洋环境安全保障平台支撑技术

4.1 海洋动力灾害观测预警系统集成与应用示范

研究内容:针对风暴潮、巨浪、海冰等典型海洋动力灾害,集成已有海洋环境业务化观测及预报系统及本专项研发的海洋动力灾害观测技术、装备和相关标准、预报模式和风险评估模型等,构建分级联动的海洋观测预警一体化智能应用平台;研发从现场数据采集到产品分发的全流程灾害预警系统运行控制关键技术;针对交通运输、渔业生产、休闲旅游、海上油气开发等行业,研发适用于不同用户需求的预警产品,在典型区域开展示范应用。

考核指标:示范运行发布预警报产品不少于50种,响应时间6小时以内;集成观测手段不少于10种,实时观测站点不少于50个;实现灾害现场观测数据、视频资料实时回传及应急决策指挥联动;示范运行时间不少于6个月。

 

4.2 北极环境遥感与数值预报合作平台建设

研究内容:与北欧国家合作北极环境遥感和数值预报,联合建立北极卫星遥感地面站,实现基于中欧多源卫星的遥感数据本地接收、快速处理和反演研究,联合研发大气、海冰、海洋和陆地多要素准实时卫星监测产品和同化资料、冰-海-气耦合模式,研发北极海洋大气环境要素短期及中长期预报预测技术,发布多要素数值预报产品。

考核指标:在北极地区合作新建卫星地面接收站1座,合作天线2个,稳定接收不少于5颗中欧卫星数据;建立2-3个北极联合观测站,实现对海洋、大气、陆地生态和高空的观测;面向国际发布大气海冰海洋多要素中欧卫星遥感监测和预报产品,为国际北极科考船和商船提供保障服务。

有关说明:项目申报单位对卫星地面接收站建设提供1:1配套经费,并保障接收站业务化运行。

 

4.3 面向气候变化的极区大气与空间环境业务化监测与研究

研究内容:发展极区中高层大气关键探测技术,在现有极区高层大气监测基础上,完善与拓展极区大气与空间环境业务化监测网络体系,实现对极区大气准全高程观测。基于对极区各圈层大气观测,分析太阳风能量注入对极区电离层的影响,探索极区电离层与中性大气相互作用,研究极区中高层大气动力学过程、以及极区大气对全球气候变化的响应,探索能量从太阳至地球气候系统间的传输和耦合过程,理解极区空间气候与全球气候变化的关系。

考核指标:研制一部流星雷达,观测极区80-100 km高度范围内的大气水平风场;研制一套法布里-珀罗干涉仪(FPI),观测极区115公里及240公里左右高度的大气风场;研制一部Raman/Rayleigh激光雷达,对75 km以内高度范围内的大气关键参量大气温度、密度和气溶胶进行探测;提交一份《极区空间气候与全球气候变化的关系》评估报告。