2025年大学《海洋科学与技术》专业题库—— 海底充电设备在海洋生态保护中的应用研究.docxVIP

2025年大学《海洋科学与技术》专业题库——海底充电设备在海洋生态保护中的应用研究

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、简答题（每题5分，共20分）

1.简述海流能充电设备的工作原理及其主要组成部分。

2.简述海底充电设备为水下机器人提供动力的优势。

3.简述海底充电设备在珊瑚礁修复项目中可能发挥的作用。

4.简述进行海底充电设备环境影响评估时需要考虑的主要因素。

二、论述题（每题10分，共30分）

1.论述海底充电设备在实现海洋生态监测自动化和智能化方面的潜力。

2.论述在设计和部署海底充电设备时，如何平衡设备效能与对海洋生态环境的负面影响。

3.论述发展海底充电技术对于推动海洋生态保护事业的重要意义。

三、案例分析题（每题15分，共30分）

1.某海域计划部署一套用于监测海龟行为的声学监测设备，设备需要连续工作数年。假设该海域水流速度适中，适合部署海流能充电设备。请分析在该项目中采用海底充电设备为声学监测设备提供动力的可行性，并说明需要考虑的关键技术和潜在挑战。

2.某研究团队提出利用海底充电设备为一种小型机械臂提供动力，该机械臂用于清理海底附着物。请分析该方案的潜在应用场景，并探讨其可能对海洋生态系统产生的正面和负面影响，以及相应的缓解措施。

四、综合应用题（20分）

假设你是一名海洋工程师，需要为某海洋保护区设计一套基于海底充电设备的海洋生态保护方案。该保护区主要面临海洋垃圾污染和特定物种监测两大问题。请设计该方案，包括：

1.列出需要部署的海洋保护设备类型及其功能。

2.选择合适的海底充电设备类型，并说明理由。

3.说明如何将海底充电设备与海洋保护设备连接，并确保其稳定运行。

4.提出该方案在实施过程中可能遇到的技术难题，并提出初步的解决方案。

试卷答案

一、简答题

1.答案：海流能充电设备利用水下流动海水的动能，通过水轮机将海水的动能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能。主要组成部分包括：定位结构、海流能捕获装置（如水轮机）、传动系统、发电机、能量存储系统（如电池）和控制系统。

解析思路：考察对海流能发电基本原理和系统构成的掌握。需要回答出能量来源（海流动能）、能量转换过程（机械能-电能）以及核心部件（水轮机、发电机、储能等）。

2.答案：优势在于：①提供持续稳定的电力供应，解决了传统有线供电或定期更换电池方式的局限性，保障水下机器人长时间、连续的自主运行；②提高了水下机器人的灵活性和作业范围，无需布设复杂的电缆；③有助于降低水下机器人运营成本和维护频率。

解析思路：考察对海底充电设备为水下机器人赋能优势的理解。需从供电持续性、作业灵活性、运营成本等方面进行阐述。

3.答案：海底充电设备可以为珊瑚礁修复项目中的清淤、移栽、监测等小型作业机械臂或设备提供电力支持。通过提供动力，可以辅助进行海底沉积物清理，为珊瑚生长创造更适宜的环境；驱动机械臂进行珊瑚碎片的收集和移植；为部署在珊瑚礁区的监测传感器或相机提供能源，实现长期、自动化的生态状况监测。

解析思路：考察将海底充电设备与具体海洋保护应用（珊瑚礁修复）相结合的能力。需要具体说明设备如何为不同类型的修复或监测活动提供动力支持。

4.答案：主要因素包括：①设备自身产生的噪音和振动对海洋生物的声学干扰；②设备运行产生的电磁场对海洋生物的潜在影响；③设备材料对海洋环境的生物兼容性和长期影响；④设备部署和回收过程中对海底沉积物和底栖生物的物理扰动；⑤设备运行可能改变局部水流或光照条件。

解析思路：考察对海底充电设备环境影响评估关键点的认知。需从物理（噪音、振动、物理扰动）、化学（材料）、生物（电磁场）等多个维度考虑潜在影响。

二、论述题

1.答案：海底充电设备能够为海洋生态监测中的各种传感器、相机、水下机器人等提供稳定、持续的电力。这使得长期、连续的自动监测成为可能，避免了人工操作的干扰和局限性。同时，结合物联网、大数据和人工智能技术，可以实现对监测数据的实时传输、处理和分析，从而构建智能化的海洋生态监测网络，提高监测效率、精度和预警能力，为海洋生态保护和管理提供更强大的技术支撑。

解析思路：考察对海底充电设备在推动监测自动化、智能化方面作用的理解和论述能力。需结合海底充电的优势（持续供电）和现代技术（物联网、AI），阐述其如何实现长期、自动、智能监测，并强调其对生态保护的意义。

2.答案：平衡设备效能与生态环境影响需要在设备设计、选址和运营等多个环节综合考虑。在设计阶段，应优先选用低噪音、低振动的设备结构和材料，采用隐蔽式设计减少视觉干扰，并确保设备材料的生物兼容