分類:海洋觀測(cè)系統(tǒng)2025-10-10 12:22:51
海床基的觀測(cè)設(shè)備或傳感器通常包括聲學(xué)多普勒流速剖面儀、溫鹽深剖面儀、水下攝像頭、水聽器等,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋環(huán)境的全方位觀測(cè),實(shí)時(shí)收集海洋環(huán)境數(shù)據(jù),包括水溫、鹽度、流速、水質(zhì)等參數(shù),從不同角度揭示海洋環(huán)境的真實(shí)狀況,同時(shí),海床基還可以配備化學(xué)分析儀器等設(shè)備,對(duì)海水中的化學(xué)成分進(jìn)行分析和監(jiān)測(cè)。水下監(jiān)測(cè)傳感器對(duì)海洋底層水體進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè),水聲通信機(jī)在獲取海底傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)后,通過聲學(xué)換能器將聲信號(hào)發(fā)射到海面接收設(shè)備,通過轉(zhuǎn)碼后,最終將數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星或其他方式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)。
海床基是以布放在海底的坐底式平臺(tái)為依托,集成多種海洋環(huán)境觀測(cè)設(shè)備或傳感器,獲取多類海洋環(huán)境要素的觀測(cè)系統(tǒng),是布放在海底對(duì)海洋環(huán)境進(jìn)行定點(diǎn)、長(zhǎng)期、連續(xù)測(cè)量的綜合監(jiān)測(cè)裝置,實(shí)物如下圖所示。與傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式相比,海床基的布放通常依托于坐底式平臺(tái),這種平臺(tái)可以穩(wěn)定地放置在海底,并能夠承受海洋環(huán)境的影響和侵蝕,具有原位、長(zhǎng)期連續(xù)、不受海況和天氣影響、數(shù)據(jù)質(zhì)量高、可多要素同步監(jiān)測(cè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
海床基應(yīng)用主要有兩種形式,即獨(dú)立的坐底式平臺(tái)和海底觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
海床基平臺(tái)可搭載如下傳感器:
①物理海洋觀測(cè)傳感器:水溫、鹽度、深度、濁度、海流、波浪等。
②物探觀測(cè)儀器傳感器:海底重力儀、磁力儀、地震儀、海嘯傳感器等。
③生物化學(xué)海洋觀測(cè)傳感器:葉綠素、pH值、CO?、甲烷、營養(yǎng)鹽等。
④其他傳感器:視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。
目前海床基多搭載物理海洋觀測(cè)傳感器,主要由于物理海洋傳感器技術(shù)相對(duì)成熟、觀測(cè)數(shù)據(jù)較穩(wěn)定。由于搭載傳感器、采集器種類和數(shù)量的不同,平臺(tái)的尺寸、形狀和重量也不盡相同。通常搭載少量傳感器的海床基多用于淺海,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、尺寸較小、重量較輕。而搭載十幾種甚至上百種傳感器的海床基,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜、尺寸較大、重量較重。
海床基監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成,包括聲學(xué)應(yīng)答釋放器水上機(jī)、聲通信機(jī)接收機(jī)、出水報(bào)警裝置、水下集成安裝平臺(tái)、測(cè)量?jī)x器、系統(tǒng)設(shè)備等。
基于海床基的應(yīng)用水深,海床基可分為淺海型(水深小于200m)和深海型(水深大于200m),其中淺海型又可劃分為一般型和防拖網(wǎng)型。
⒈淺海型
淺海型海床基主要應(yīng)用于水深較淺的海域,通常在近岸區(qū)域或者水深小于200m的區(qū)域。這種類型的海床基主要用于觀測(cè)海洋環(huán)境參數(shù),如溫度、鹽度、流速等,以及進(jìn)行海底地形地貌的觀測(cè)。在淺海型海床基中,又可以根據(jù)具體應(yīng)用需求分為一般型和防拖網(wǎng)型。
一般型海床基主要滿足基本的海洋環(huán)境觀測(cè)需求,由于沒有防護(hù)外罩,降低了重量便于布放和回收。
⒉深海型
深海型海床基主要應(yīng)用于水深較大的海域,通常在深海平原或水深大于200m的區(qū)域。深海型海床基,搭載傳感器較多,材料堅(jiān)固,可抗高壓。由于布放深度較大,通常不需要防拖網(wǎng)功能。如INGV設(shè)計(jì)的GEOSTAR海床基最大布放深度達(dá)4000m,平臺(tái)尺寸長(zhǎng)3.5m,寬3.5m,高3.3m,空氣中重2.5t,水中重1.4t,可承受30kN的深海壓力,主要用于觀測(cè)海洋環(huán)境參數(shù),如溫度、鹽度、流速等,以及進(jìn)行海底壓力變化的觀測(cè)。
與淺海型海床基類似,深海型海床基也可以根據(jù)具體應(yīng)用需求分為一般型和特殊型。一般型海床基主要滿足基本的海洋環(huán)境觀測(cè)需求,而特殊型海床基則可能具有更高級(jí)別的觀測(cè)和分析功能,例如,對(duì)海底熱液噴口等特殊環(huán)境的觀測(cè)。