什么是潜水?

[拼音]：qianshui

[外文]：diving

为进行水下查勘、打捞、修理和水下工程等作业而进入水面以下的活动。原始的潜水无保护措施，作业深度小，时间短，危险也较多。有保护潜水可分为常规潜水、饱和潜水、常压潜水和无人潜水。常规潜水和饱和潜水均为加压潜水，即潜水员身体表面必须承受水的压力。潜水深度每增加10米，每平方厘米的压力约增加1千克力。潜水愈深，所受压力愈大，产生的生理和医学上的问题愈复杂。目前人类在加压下的潜水深度世界记录为501米，是法国潜水员于1977年在地中海创造的，他在这一深度停留了10分钟。常压潜水，潜水员在潜水装置的耐压壳中，不受壳外海水的压力，壳内为平常大气压，免除了因加压而产生的问题。

有保护、非饱和潜水。是饱和潜水出现前的常用潜水方法，饱和潜水出现后，便得名为常规潜水或传统潜水。当人体在高压状态下机体内外均匀受压时，压力对人体的机械影响不大。通常人体表面受到大气的总压力为15～16吨，即使增大10倍（相当于潜水90米深），只要机体内外受压平衡，并无感觉。潜水员借助能加压供气的潜水装具潜入水下，使机体内外所受压力平衡，就比无保护潜水能潜入更深的水下，在水下活动更长时间。但高气压对机体的生理影响比较复杂。在水下的呼吸用气、出水减压等方面都必须采取适当措施，才能保证安全。人体在高压环境中吸入的气体内的氮、氦等气体（统称中性气体）通过血液循环不断溶解于机体组织。溶解量随着时间而增加，直到饱和为止。据测算，呼吸压缩空气达到饱和所需的时间为64小时，所以一般时间不长的潜水均属非饱和潜水。

潜水员在浅水作业时，呼吸用的气体是普通空气。在深水作业时，由于水深增加，呼吸的空气的压力也随之增加，当其中的氧分压力、氮分压力高达一定值后，会使潜水员受到氧中毒（发生痉挛、意识丧失、肺损伤等）、氮麻醉（思维和作业能力降低、昏迷）等威胁，甚至诱发严重病症。按照气体分压定律：温度不变时，混合气体的总压力等于各种气体分压力之和；每种气体的分压力等于总压力乘以该气体在混合气体中所占浓度的百分比。由于氦对人体的生理影响远比氮为小，所以潜水深度超过50米时，一般用氦、氧、氮等混合而成的气体供呼吸用，其中氦所占浓度的比例很高以减少氧、氮等的分压，并根据不同水深来决定混合气体的配比。

潜水员在水下工作时，因吸入的氮、氦等中性气体溶于血液和组织中，上升时，必须使这些溶解的气体通过呼吸排出体外。潜水员在水深超过12.5米的水中工作一段时间后，如果上升太快，压力急剧下降，会使溶解于血液或组织中的气体形成气泡，导致减压病，轻度的会令人感到皮肤发痒或关节和肌肉疼痛，严重的会立刻死亡。所以很多国家或潜水机构制定有潜水员在水中上升速度的时间表──潜水减压表。表中根据潜水员的工作水深和停留时间（也考虑劳动强度和水温），规定上升（减压）的速度。水愈深，在水中停留时间愈长，溶解在体内的气体也愈多，则上升（减压）的速度应愈慢，时间应愈长。

潜水员上升减压方法有两种。一种为阶段减压法：上升一段距离，停留一段时间。例如潜水员在35米水深处工作20分钟后上升，开始时以每分钟7米的速度上升到水深9米处停留3分钟，上升到水深6米处停留6分钟，上升到水深3米处再停留5分钟，然后出水。这种方法简单易行，广泛应用于40米以内浅水作业。另一种为等速减压法：潜水员从水深处连续等速地上升。此法应用于饱和潜水的减压。

为了减轻在海中减压时受到风浪的威胁，潜水员可在海中减压一小部分时间，然后出水并迅速进入船上的减压舱。减压舱又称加压舱、压力舱，供潜水员出水减压用，是一种可造成高气压环境的钢质耐压容器，大多为圆柱形(图1)。

进舱后即再加压到出水前停留深度的压力，然后再逐步减压到大气压力后出舱。在减压舱中舱压降低到2.5绝对大气压时，便可用纯氧呼吸以缩短减压时间和减少减压病的发病率。如果潜水员患了减压病，可进入减压舱内治疗，先加压，再逐步减压。

潜水员下水时穿戴和佩挂的全部装具。有重装式和轻装式两种。重装式有头盔、输气管、通信电缆、电话、潜水衣、压铅和铅底潜水鞋等；轻装式有面罩(也有用轻便头盔)、输气管、通信电缆、电话、应急气瓶、潜水衣、腰铅、靴和脚蹼等。使用重装潜水装具在水中工作时必须脚踏水底或实物，或手抓缆索，不能悬浮工作，并且放漂（即在水底因潜水服中气体过多，失去控制而突然急速上升）的危险性大，所以重装潜水装具已逐渐被轻装式取代。

按照供气来源，潜水装具可分为水面供气式和自携供气式两种。水面供气式由水面船舶通过输气管向在水下作业的潜水员供给呼吸用气。自携式则由潜水员自己背的气瓶供气，潜水不能持久。另有一种自携式潜水装具有闭路循环系统，呼出的气体经再生后可重复使用而不排入水中，水面上不见气泡，潜水行动易隐蔽，一般为军用。

根据人体在高压状态下溶解的中性气体会达到饱和程度的原理而创制的一种潜水方法，用以提高潜水作业效率(水下作业时间和潜水总时间之比)。常规潜水的特点是水下停留时间短，出水减压时间长，因而潜水作业效率很低。潜水深度愈大，这种缺点愈突出。例如，按照中国《空气潜水减压表》在60米深度的常规潜水作业效率不到25%;按照苏联《氦氧深潜水减压表》在100米深度的常规潜水作业效率不到13%。但是人体内的中性气体溶解量达到饱和程度以后，如果潜水深度不变，无论停留多少时间，体内中性气体的溶解量便不再增加，潜水员出水减压的时间也不再增加。因此，在执行长时间水下工作任务时，潜水员可以保持被中性气体饱和的状态在水下工作，休息时则进入与水下压力相同的居住舱内生活。饱和潜水作业时间愈长，作业效率愈高。

饱和潜水设备基本上有两种：甲板居住舱式的和水下居住舱式的。甲板居住舱式的舱室设在甲板上，一般包括过渡舱、一个或数个居住舱(形式与减压舱相似，直径2米或2.1米以上，并有安全、舒适的生活服务设施)和能在压力下运送潜水员下水的潜水钟（又称人员运载舱或潜式压力舱）。各舱和潜水钟互相连接并有门相通。另有吊放潜水钟的起重系统，能调节温度、温度和气体成分的供气系统，以及通信系统和潜水员水下取暖用的热水器等设备。潜水员从居住舱下潜时，经过渡舱进入潜水钟，在保持压力状态下把潜水钟吊放入海底作业区。到作业区后，内外压力相同，潜水员从钟底的舱门出外工作。为了安全，一般是两名到三名潜水员一同进入钟内放下海。到海底后，一名留在舱内负责联络和待命；另外一名或两名到钟外工作。水下居住舱式的舱室放在海底的饱和深度，舱内无水，下部开口为门。潜水员自下部开口外出工作，不用潜水钟。这种居住舱式在风暴来临时不便避风，照顾困难，在打捞作业中一般不采用。

如果潜水员要从饱和深度下潜到更深的作业深度，一般可乘潜水钟沉到该作业深度。工作后，潜水员可不经减压而上升到饱和潜水的深度，这是饱和潜水突出的优点。此法称为巡回潜水。

虽然潜水生理研究和医学技术不断进步，但是潜水员暴露于高压的海水中工作，危险性依然存在，因而各国研制出一些常压潜水装置，并出现了常压潜水技术，成为潜水技术的新的变革。常压潜水装置有单人常压潜水器和载人潜水器两类。

又称单人常压潜水服，是20世纪70年代初研制成的，由专用的吊放设备和脐带沉放。这种潜水器外部可承受作业水深的压力，内部保持一个大气压，潜水员不必经受下潜加压和上升减压的过程。这种潜水器配有摄影、录像设备和各种简单的专用机械工具。它的第一代产品的型号叫吉姆(JIM)，后来不断得到改进，研制成一些新的型号，如：萨姆（SAM）型、黄蜂(WASP)型、蜘蛛(SPIDER)型、螳螂(MANTIS)型、杜普勒斯Ⅱ(DUPLUSⅡ)型(图2)

等。其中吉姆型和萨姆型是体动型，依靠 *** 作者的体力在水底行走和作业；黄蜂型、蜘蛛型、螳螂型是电动型，依靠内部的蓄电池驱动不同部位的推进器；杜普勒斯Ⅱ型是电动综合型，可以载人下潜，也可以不载人遥控 *** 作。上述各种装置经济效益显著，在海洋开发事业，特别是在深海油田生产中深受欢迎，已经取代一部分饱和潜水作业。单人常压潜水器工作深度一般为200～400米，最大为700米；最新的设计深度为1524米。

一种可以在水面航行，也可在水下潜航和工作的由驾驶员 *** 纵的航行器(图3)。

潜水器中有用电池推动的推进器，可以上下左右前后行进，有摄影、录像设备和机械手，能载2～6人下潜。有些类型潜水器有一个闸门，潜水员可以出舱入水作业。载人潜水器目前在海洋工程中的工作深度是 600米，潜水员出舱作业深度是300米，下潜最深的观察舱是1万米。

这是一种由水面上遥控的机器人形式的潜水器在水下活动的潜水作业。所用的设备称为遥控潜水器。这种潜水器装有摄影、录像设备，有多功能机械手，有一条电缆通到水面工作船上的控制室， *** 纵者通过电子仪器和闭路电视 *** 纵水下作业。

海洋开发中常用的大型遥控潜水器是蝎子(SCORP10)型(图4)，

最大工作深度为914米。中型的有 RCV225型，无机械手;RCV215型则有机械手，最大工作深度是2012米。小型的有UFO(Underwater flying observer)300型和 UFO301型，只能进行观察，最大工作深度是 457米。近年研制成一种遥控潜水器是没有与水面控制室连接的电缆。在潜水器内装有电脑控制程序软件，潜水器入水后，按照程序自动下潜、就位、工作，然后上升回归。

遥控潜水器在深度超过 100米的海洋石油开发业中被广泛使用，以代替一部分饱和潜水从事水下测检、录像和简单的维修工作。

参考书目

范仑主编:《潜水技术》，人民交通出版社，北京，1982。

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