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水的物理性質 水的分子是由兩個氫原子和一個氧原子組成的。其分子式為 HO. 純凈的水是一種無色、無味、透明的液體。在4°C時密度 ，為1g/cm’，比空氣的密度大 770倍。 水的沸點是 100°C，冰點是0C。 水與空氣比較是不可壓縮的。但是一定量的水，當加壓至 20MPa時，它的體積會減少 1%。由于水的 壓縮性很小，故可忽略不計。因此，我們通常稱水是不可壓縮的。 一般情況下，非純凈水的密度較純凈水的大。海水的密度約為 1.025 g/cm3。海水含鹽量為 30~35g/L. 水與其它液體一樣，具有易流動性。 這是因為水在壓力作用下，可達到平衡狀態；而在拉力或切力的 作用下，會產生變形。由于水具有流動性，因此它是一種流體。 二、水的壓強 (一）壓強的概念 單位面積上受到的壓力叫做壓強。壓力既可以由物體的重量產生，例如大氣的重量和水的重量可分別 產生大氣的壓力和水的壓力：又可以由物體間的作用力產生，例如空氣壓縮機的活塞對氣紅內空氣的作用 所產生的壓縮力。壓強的基本單位為帕(Pa)，因帕的單位很小，故在計算水和氣體的壓強時，常用兆帕(MPa)。 1Pa= N/m? IMPa= 10°Pa 需要注意的是，在 法定計量單位頒布前，潛水界經常使用大氣壓、公斤力/厘米？等作為壓強單位， 現己不允許使用。大氣壓作為壓強的一個概念仍在使用，不過己不再是壓強的法定單位。 在醫學和潛水等 領域，經常把壓強稱作壓力，這個壓力不是物理學概念的壓力，而是特指壓強。 潛水員在水中所承受的壓強包括由水的重量所產生的靜水壓強，以及由水面大氣的重量所產生的大氣 壓強， 水面大氣壓強隨海拔高度 和天氣的變化而變化，但一般情況下，我們認為地球表面的氣壓近似等于 0.1MPa〔一個大氣壓）。對于氣體的壓強， 一般使用壓力表即可測出，當我們把壓力表置于海平面大氣中 時，壓力表的指針指到刻度盤上“0”的位置。這并非說大氣的壓強為零，實際上大氣的壓強是 0.IMPa， 也就是說壓力表所顯示的壓強值不包含大氣壓強。 為了研究方便，我們經常使用 壓強和相對壓強的概 念。 所渭相對壓強 (也叫表壓或附加壓），表示氣體實際承受的壓強與大氣壓之間的壓差。壓力表所顯示 的壓強是相對壓強。 所謂 壓強，表示物體實際承受的壓強，也就是施加的總壓強。 壓強等于相對壓強加上 0.MPa（一個大氣壓）。 在氣體定律的計算，以及研究高壓環境對人體的生理效應時，應使用 壓強。 （二）靜水壓強 由于水的重量而產生的壓力叫做靜水壓力。單位面積上承受的靜水壓力就是靜水壓強。 在中學的物理課程中，我們學習過：液體內部同一點各個方向的壓強都相等，而且深度增加，壓強也 增加。 在同一深度，各點的壓強都相等。若p為某種液體的密度，則深度為h 處的靜水壓強p為： p= gph 式中：p一靜水壓強，Pa 8一重力加速度，Nkg p一液體的密度，kg/cm3 h一水的深度，m 在潛水中，我們經常近似認為江河湖海的水密度都是 1g/cm’。重力加速度取 1ONKkg，靜水壓強以 MPa 為單位，則2-1式可簡化為： p=0.01h 當h=10m 時， p=0.MMPa(相當于一個大氣壓)：同理當 h=20m 時，p=0.2MPa（二個大氣壓）? (2-2) 也 就是說當水深每增加 10m 時，靜水壓強即增加 0.1MPa（一個大氣壓）。 例2.1 某潛水員潛入 36m 水深處，問其承受多大的壓強。 解：潛水員在水下受的壓強由靜水壓強和水面上的大氣壓強歪加而成。 p=0.01h=0.01x36=0.36(MPa) Pe=p+O.IMPa=0.36+0.1=0.46(MPa) （三）帕斯卡定律 潛水員工作環境是具有自由液面的水下，在這種具有自由液面的水中，不同深度壓強是不同的。 如果把水或其它液體放入一個沒有自由液面的密閉容器內，并向容器內某點施加一個壓力，情況會怎 樣呢？ 實驗證明：在密閉容器內的液體，能把它在一處受到的壓強，大小不變地向液體各部分，各方向傳遞， 這就帕斯卡定律。 水壓機及其它一切液壓機械均是根據帕斯卡定律而工作的。 （四）水流動時壓強與流速的關系 水的壓強除了因自重產生的靜水壓強外，若水是流動的，因水的流動亦會產生壓強的變化。 在穩定流動的水中，截面面積小的地方，流速大，壓強小：截面大的地方，流速小，壓強大。當然 流速和壓強并非成簡單的反比關系。
潛水技術發展簡史 主動從水面灣入水下，再從水下上升出水的過程，稱為潛水。過控灣水器和水下機器人灣水，風無人 潛水：潛水員潛水，則為有人潛水。有人潛水可按潛水員機體是否派受商壓，分為常壓潛水和承壓潛水。 有人潛水又可按潛水員機體組織內的情性氣體足香達到飽和，分為常規潛水和飽和潛水。隨著潛水技術不 斷進步，潛水方式愈來愈多，因此，有人潛水還有多種分類方法。 例如，按潛水員的呼吸氣體種類可分為 空氣潛水、氧氣潛水和混合氣潛水；按呼吸氣體來源，可分為自攜式潛水和水面供氣式潛水：按呼吸氣體 供氣方式，可分為通風式 （即連續供氣式）潛水、需供式《即按需供氣式） 潛水：按呼吸氣體回路，可分 為開式、半閉式和閉式潛水，等等， 潛水根據其目的不同，可以分為產業潛水、娛樂潛水、科教潛水和軍事潛水。灣水作為人類進入水下 環境的一種手段，在人類原始時代即己開始。如今，潛水己成為經濟建設、國防建設和科學研究中不可缺 少的一個特殊的技術工種。潛水在軍事上主要用于水下偵察、水下 、投潛救生和水下兵器的打撈等， 在民用上主要用于水產和礦產資源拗察和開發、水下施工、沉船打撈、清掃航道、水庫檢修、水產養殖和 海洋考察研宄等方面。 潛水技術是指以不同方式潛水所采用的技術。近幾十年來，人類為了向海洋進軍，潛水技術得到了迅 速的發展。本章旨在簡略地回顧潛水各階段的發展情況和當今潛水技術的發展趨勢。 第 節 早期的潛水活動 人類早潛水的確切年代己無法考證，但可以推斷是遠在有歷史記教之前。據《下海半英里》一書中 介紹，早在公元前 4500 年進行的一次考古發據中，就發現了鎮聯珍珠母的珍寶。在中國，有文字記教的 可以追湖到公元前 2250 年，夏朝皇帝禹曾接收了由部落進貢的牡蠣珍珠貢 品。這些人工制品是先由潛水者采集，然后由工匠制作而成的。 這是人類 在海中屏氣潛水作業的早例證。 在與大自然的斗爭中，我們的祖先也創造了 不少涉泅水的方法。如流 傳于民間的 “狗刨式” “寒鴨浮水”、“扎猛子”等。“扎猛子〞實際上就是 今天的屏氣潛水。潛水者屏氣潛水時，先吸足一口氣，然后潛入水下，在 耐受極限時間之內再急速上升出水（圖 1-1）。由于潛水時人的身體直接承 受水下的環境水壓，因此，屏氣潛水是一種原始的承壓潛水技術。屏氣 潛水不需要任何器具，所以，在一定條件下仍不失為一種有用的潛水方法。 迄今，世界上屏氣潛水的深記錄于 2000 年1月18日由一名古巴潛水員 弗朗西斯科創造，他下潛深度達 162m，屏氣時間為 3min 12s 屏氣潛水有一定的危險性，而且因為屏氣時間很短，在產業潛水方面 價值有限，所以為了延長水下時間，必須解決水下呼吸問題。簡易的水 下呼吸器是一根潛水呼吸管。采用潛水呼吸管進行水下呼吸的方法，在我 國明朝史料中就有記載。采集珍珠的潛水者用錫制的彎管在水下進行呼吸， 圖1-1 屏氣潛水 見圖 1-2。 這種潛水技術因潛水者肺內氣體是常壓，故吸氣比較費力，只能 下潛很淺的深度。如今，經過改進的潛水呼吸管，在娛樂潛水場所仍在廣泛使用。 為了減小水下的呼吸阻力，人們設想出了由潛水者自攜氣爽進行潛水的方法。氣囊潛水是呼吸氣體來 白潛水者白攜氣囊的一種潛水技術。它是現代自攜式水下呼吸器的前驅。潛水者在水下，肺內外壓力基本 平衡，潛水深度可以不受限制，但是皮質氣囊容積有限，可用的氣體太少，所以，潛水深度和時間的增加 都很有限。 早期的鐘式潛水技術，在公元前 300 多年就有記載，真正應用則在 16 世紀 30 年代。原始的潛水鐘為 一只倒扣的木質桶狀容器，鐘內氣體供潛水者呼吸。隨著潛水深度增加，氣體容積變小，使潛水者動作范圖1-2 呼吸管落水 圖1-3 原始的潛水鐘潛水 圍受限，而且鐘內氣體不能更新，終因缺氧和二氧化碳增高而發生呼吸困難。直到 18 世紀末，鼓風箱 與鐘的配合使用，使潛水技術有了新的突破，解決了對水下不能連續供氣的問題(圖 1-3)。用潛水鐘潛水 比用呼吸管或氣爽潛水有較多的優點，但鐘的本身龐大、笨重，移動操作很不方 便，潛水作業效率低下， 因此，早期的鐘式潛水在 19 世紀初葉就告結束。
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水下打撈——水下工程作業之一 水下打撈就是打撈沉沒于水中物體的工程。包括打撈船舶、飛行器、貨物等。在航道、港口水域中的打撈作業，可達到清理通航障礙物的目的。打撈是一項綜合性技術，涉及測量、潛水、水下切割、封堵、水下 和水下焊接等等。 沉船打撈方法 根據沉船的大小以及其事件發生的具體地點，可分別采用6種不同方法來處理，然各種方法可單獨采用，也可幾種方法聯合采用稱為綜合打撈法，視具體事件而定。下面針對這6種方法詳細解析： ①封艙抽水打撈法。應先沉船破口封堵后，然后將船內的水抽出，使船浮起，因封補嚴密困難，風浪大時難作業，故較少采用。 ②浮筒打撈法。用若干浮筒在水下充氣后，借浮力將沉船浮出水面，此法浮力大而可靠，施工方便、。 ③船舶抬撬打撈法。用鋼纜兜于沉船船底，用打撈船上的起重設備將沉船提起，打撈時一般要用兩艘或多艘打撈船共同作業。 ④泡沫塑料打撈法。將比重輕的閉孔泡沫塑料輸入沉船艙內，排去海水，借泡沫浮力抬起船舶，此法免去在沉船底穿引鋼纜的不便，且減少或免去封艙工作，也適應海上風浪下作業。 ⑤圍堰打撈法。當船沉于水深較小的水域時，可筑堰于沉船的周圍，抽出堰內的水，將沉船封補或修復，再灌水將船浮起后拆除圍堰。 ⑥充氣排水打撈法。是向沉船艙內打入壓縮空氣而排出水體，使沉船浮起。 總之在沉船打撈過程中危險系數非常高，所以要求項目經理必須具備隨機應變的能力以及技術層面的要求，不可以死板硬套。很多時候是通過綜合打撈法來對沉船打撈。
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