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浅谈“剖面式海洋浮标监测”:选址要求、功能特点、搭载仪器设备及监测参数| 附案例 . ...

2019-5-8 14:20| 发布者: admin| 查看: 20| 评论: 0|来自: 广州和时通

摘要: 观测点采用浮标形式布设,可实现原位、实时、在线、自动分层观测,是一套多参数、多功能、一体化的综合观测系统。

剖面运动式海洋浮标在线监测系统是利用先进的物联网技术、智能传感技术实现对海洋水质、海流、水质、波浪、气象等参数进行在线监测,为海洋生态研究提供全面的数据支撑。

观测点采用浮标形式布设,可实现原位、实时、在线、自动分层观测,是一套多参数、多功能、一体化的综合观测系统。

系统以浮标体为平台,通过仪器自动升降系统搭载水质监测设备,带动设备进行垂直方向运动,采集水柱剖面多个水层的温度、盐度、pH、DO、浊度、叶绿素等参数数据,进而实现其分层数据的采集,并通过GPRS/北斗卫星网络将数据信息上报到管理中心站,同时配备了安全防护系统及运行监测及自检系统有效保障了观测点在长期无人值守状态下稳定运行,为海洋生态系统治理、开发和保护研究工作提供基础数据保障。


选址要求

(1)采用浮标式自动监测站时,每日水位的变化不应影响到监测站体及监测仪器的安全和正常运行,要考虑海水退潮时水位和自动监测设备水下涉及深度的问题。

(2)浮标式自动监测站应避开航道、急流区、浅滩区、局地性沟渠和深海排污口影响。

(3)由于需要定期对浮标系统进行维护,其投放领域应在保证稳固的前提下兼顾现场维护和回收维护的需要。

(4)所在海域通讯信号应有足够的强度并且稳定,能够保证中心控制室接发数据,否则应采用其他可传输方式(如卫星通讯等)。

功能特点

(1)可根据潮汐的水位变化自动确定剖面监测点的位置;

(2)具有专业的剖面管理程序,便于剖面设定、数据报告、分析和输出;

(3)自动检测非预定活动和错误,自动恢复程序;

(4)具有切实可行的防止升降系统缆绳与仪器电缆线互相缠绕的措施;

(5)可实现原位、实时、在线、自动分层观测,如表、中、底层数据,在定点的基础上将监测参数作为剖面型展开。

搭载仪器设备

流速流向:水平式ADCP(安装于表面)、底座式ADCP(安装于水底)

水质:多参数水质分析仪

营养盐:营养盐分析仪

重金属:重金属在线分析仪

气象:分体式气象仪、一体式气象仪

波浪:波浪传感器

浊度:泥沙传感器

监测参数

水质参数:叶绿素、浊度、CDOM、COD、BOD、硝氮、氨氮、磷酸盐、pH、溶解氧、重金属等

营养盐参数:氨氮、硝氮、亚硝氮、总氮、正磷酸盐、总磷等

水文参数:水温、盐度、浊度、流速、流向、波潮、波周期、波高等

气象参数:风速风向、温湿度、大气压、降雨量、能见度等

其他参数:依据实际投放靶区水域特点及实际监测任务需求定制

性能指标:依据实际投放靶区水域特点及实际监测任务需求定

通讯方式

采用4G/GPRS/卫星通讯方式,实时接发数据


应用实例

珠江口河口剖面运动式浮标监测系统

目前珠江河口水文观测和水沙变化的观测,主要通过口门上游河道固定水文测点长期连续观测和口门外观定点短期观测,测量要素单一、垂向分层有限,口外潮流、波浪、泥沙、盐度等要素的原型观测资料不连续,无法反映大洪、枯季大、小潮对河口滩槽及拦门沙演变的动态过程,制约了河口科研的发展。根据珠江河口水沙盐和滩槽分布特征,开展珠江河口整体同步观测和重点水域加密观测,建设12个河口原型观测试验站点,监测河口水环境参数(流速、波浪、盐度、泥沙、风速、水质等),通过仪器自动升降系统搭载泥沙监测设备,带动设备进行垂直方向运动,采集水柱剖面多个水层的泥沙,进而实现其分层数据的采集。

图 :台风期间剖面流速流向变化图(表层)

科研水质剖面浮标监测系统

浮标系统投放海域长期接受来自珠江口注入的陆源污染源,且目前污染物种类和数量尚未得到有效控制,污染物来源以工业和生活污染为主, 也包括农业和面源污染,具有显着的区域污染、复合污染特性,无机氮、活性磷酸盐、船舶溢油类等主要污染物的污染趋势扔未得到根本扭转,水环境监测难度加大。浮标系统的成功投放对成功解决珠江口季节性缺氧内在机理问题、香港海域富营养化过程问题、珠江口毗邻海域赤潮爆发的风险评估问题有重要意义。

广东某核电站剖面温度链浮标监测系统

此专案建设于2016年,该专案是我司突破海洋监测关键技术难关,在某核电站沿岸海域建成4套浮标式海洋温度剖面监测自动站,实现该基地核电站各主要监测点水质营养盐、剖面温排水等全天候、长期连续的监测要求,突破了海洋剖面监测的关键技术瓶颈,该专案的成功布放与应用将為我国滨海核电站温排水对海洋生态环境影响的精确评估作出重大贡献。

图:表中底温度过程线变化


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