海底监测技术之海底观测网络

海底观测网络的出现改变了人们观测海洋的方式,成为了海洋科学界新的研究热点。通过介绍现有观测技术的局限性,探讨了海底观测网具有的特征及功能,总结了各国的研究进展,指出了我国大陆架科学钻探中海底观测网建设应考虑的观测内容及部署原则。     

海底有缆观测站数据采集、管理系统设计与海底运行验证

文中设计了一套用于海底观测网的信息采集系统。提出了一种基于事件触发和定时驱动相结合的通过光网传送IP包的信息监控系统运行机制;提出了由岸站监控中心层、光传输主干层、海洋数据采集层组成的监控和信息采集监控系统总体构架;设计了通讯控制策略及自定义的通讯协议。采用该信息采集系统的海底观测网在试验海域进行了海底布放。经过8个月的海底连续运行,数据采集系统运行稳定,能够正确地采集海洋传感器和自身系统运行数据。     

广州海洋观测网规划建设及观测数据应用探讨

阐述了广州海洋观测网建设的迫切性和必要性,对海洋观测网建设在海洋防灾减灾、海岸工程建设及海水养殖等方面的重要意义进行了分析说明。总结广州市海洋观测网建设现状和成果,并利用已有观测数据对2017年台风^“天鸽^”和^“帕卡^”期间广州海域水文气象特征、2015—2017年枯水期咸潮入侵特征进行了分析。研究表明, 现有观测数据对台风和咸潮活动均具有较明显的反应,且对海洋防灾减灾工作具有重要的意义;为更有效地利用已有观测数据,将观测数据价值最大化,对观测网建设及运行过程中观测工作机制及业务化流程、数据质量控制、观测站布设合理性以及数据应用分析这几个方面存在的问题进行了探讨,提出了广州海洋观测网的优化、改进措施及未来发展方向。     

海底观测系统关键技术研究

为实现海底观测系统长期连续观测,设计一套基于水下接驳技术的的海底观测系统水槽工程样机,通过分析海底观测系统的体系结构,结合在研项目的技术经验,详细论述的开发过程中涉及到的海底观测系统关键技术如电能传输与转换技术、信息传输与管理技术、机电集成封装技术、状态监测与控制技术、防护结构的三防设计等关键技术,通过水槽试验,验证了海底观测系统工程样机可以在水槽环境下吃寻正常工作,并得到了具有指导意义的结论,为实现海况的海底观测网络的连续观测提供了技术支撑。     

山东省海洋牧场观测网的建设与发展

在全球气候变化的背景下,现代化海洋牧场是我国应对近海生态环境恶化和渔业资源衰退、实现海洋生态文明和海洋强国战略的重要手段。而海洋牧场观测网是科学指导现代化海洋牧场建设,并进行科学管理的重要基础。为了保障现代化海洋牧场的可持续健康发展,山东省于2015年底开始在各海洋牧场建设生态环境海底观测站,并组网建成世界先进的海洋牧场观测网,目前已覆盖23处海洋牧场。设立观测网预警中心,负责海洋牧场观测网的日常运行和维护,同时开展水域多学科耦合过程的基础研究和业务化辅助决策的应用服务。海洋牧场观测网的建立和业务化运行初步实现了海洋牧场生态环境和渔业资源的"可测"、"可视"、"可控"和"可预警"。目前,我国现代化海洋牧场观测网的科学发展仍面临诸多挑战,建议进一步增强观测设备的自主研发能力和长期在线监测的稳定性,跨介质立体组网、实现海洋牧场的全方位立体监测,深化多学科耦合过程的基础研究并提供多元业务化辅助决策应用服务,为现代化海洋牧场的高质量发展保驾护航。     

平台基有缆潜标实时内波监测系统

研究开发了一套依托于海洋平台进行安装的有缆潜标实时内波监测系统.该系统由温度传感器、温盐深传感器(CTD)、定点海流计(DVS)、终端接收机、绞车、钢缆、电缆及锚定重块等组成.温度传感器、CTD和DVS依一定的空间间隔串行连接并固定在系泊钢缆上.系统利用电缆实时供电、采用可寻址RS485总线进行控制和数据传输.集成的有缆潜标内波监测系统在中海油所属的PY30-1平台上进行了现场内波观测,成功捕获了多个内波过程,为获取长时间序列的内波实测数据、进而为开展南海内波机理和工程应用研究提供了有效的技术手段.     

海底电缆观测系统的研究现状与发展趋势

随着世界各国对海洋研究和开发的高度关注,海底电缆观测系统越来越为人们所重视。首先简要介绍了海底电缆观测系统的定义及其发展史,并与其它海洋观测系统进行了对比,然后对各国海底电缆观测系统的发展现状进行了概述,指出了海底电缆观测系统的关键技术,最后讨论了海底电缆观测系统的发展趋势并给出相关建议。     

国际海底观测网络的发展及现状

海底观测网络是推动海洋科学技术发展,了解地球环境系统的重要基础,也是帮助人类了解海洋从而促进全球经济发展的重要方法。文章回顾了各国在海底观测系统发展过程中的研究计划和建设情况;介绍了当前各国海底观测网络及其投入业务应用后,在多学科综合观测、多网络交互融合、数据交换利用以及海洋科学应用等方面的发展方向,对我国海底观测探测网络建设,深海新型传感器发展,海底观测网标准化体系完善等方向进行了分析展望。     

海南省海洋观测数据实况速报系统的 设计与应用

采用可视化编辑器和多数据源适配技术,基于B/S架构设计开发出一套海洋观测数据实况速报系统。海南省海洋观测数据实况速报系统主要包括系统管理、参数设置、观测数据、文件导出、信息推送等5个功能模块,实现观测数据报文的采集、传输、解析、入库,并且将海洋观测数据以直观的图文方式展示。海南省海洋观测数据实况速报系统投入运行以来,稳定可靠,第一时间为海洋灾情管理决策部门提供信息服务,为防灾减灾方案制定和应急管理决策提供参考依据。     

基于感应电流测量的海峡水通量海底缆线观测系统设计

首先回顾了基于海底缆线的海峡水通量观测理论方法的发展历程,对基于电压测量的水通量反演方法进行了梳理,重点阐述了其中的关键观测要素和主要误差来源。为了提升系统可靠性、摒弃外界因素干扰,提出了一种基于感应电流测量的观测方法。对比传统方法,分析了本方法的优缺点,评估了基于本方法的海洋观测系统建设需求和可能性。最后应用本系统建立的一个理想海域——青岛胶州湾湾口各类海洋要素的典型取值范围,通过合理的特征尺度估算和量纲分析,估计了基于电流测量的观测系统中的各类设备的参数要求,其中关键测量器材——电流表至少应满足观测量程覆盖10~(–1)~10~1 m A,观测精度大于1μA,取样频率大于1/60 Hz。在电学测量仪器中,适应本系统要求的器材较普遍,可选择的测量仪器种类较丰富。     

海底光缆工程发展20年

对全球第一条海底光缆问世后20年来海底光缆工程发展的历程作了简要回顾。随着光纤传输技术的不断进步,海底光缆的通信技术得到了飞速发展,近20年来,其商用系统已经历了四代。海底光缆工程发展的重要标志,还体现在海底光缆施工技术的日趋完善,水下定位、海底数字式高分辨率的地球物理探测、海底原位测试等高新技术在海缆路由调查与埋设评价调查中的广泛应用。此外,对海底光缆市场与行业结构所经历的深刻变化作了分析,并预测了国际海底光缆网络的发展和市场前景。     

珠江口珠海—深圳海底光缆路由设计与建设

本文论述了珠江口珠海－深圳海底光缆路由设计,建设所涉及的主要技术问题,解决了港湾内海缆路由勘设及施工遇到的多种复杂的实际难题,为今后港湾内海缆建设提供参考。     

船载海洋生态在线监测技术研究与应用进展

船载海洋生态在线监测系统是海洋生态在线监测的一种重要手段。本文介绍了船载在线监测系统的组成和功能,系统全面地论述了国内外船载在线监测系统的研究和应用现状,重点论述了典型应用案例欧洲FerryBox系统的发展历程、监测方式、成果应用以及运行管理体系等,为中国船载海洋生态在线监测技术的研究和应用提供建设性意见。     

海底沙波迁移过程原位观测简易装置设计与试验

海底沙波的迁移对海底基础工程具有潜在危害,成为人们日益关注的热点。目前对海底沙波迁移过程的研究缺乏原位长期观测数据的支撑,设计一种海底沙波迁移过程的原位观测装置,通过水压差与高程差变化的对应关系来确定沙波的形态变化和迁移过程。并且在室内波浪水槽中对装置观测的可行性和观测结果的准确性进行验证,同时在仰口湾潮滩进行现场观测应用。该装置室内试验测量计算得到沙波表面高度变化5.9 cm,而观测得到沙波表面高度实际变化5.5 cm,两者吻合程度很好。试验结果表明,这套海底沙波迁移过程原位观测装置能对沙波外部形态变化进行测量且准确度较高,为海底沙波迁移的观测提供了新方法。     

混凝土联锁排应用于海底电缆防护稳定性研究

海底电缆穿越底质坚硬海床时,覆盖混凝土联锁排可以有效保护海缆。根据国网舟山500 kV海底输电电缆所在海域实测水文数据,采用力学平衡公式和数值模拟两种计算方法,研究混凝土块在极端水流作用下的在位稳定性。基于推导出的力学平衡公式,对其进行函数分析后发现,当混凝土块底边固定时,存在一个极值高度,此时铺设在海床的混凝土块最为稳定,可以抵挡的水流流速最大。通过数值模拟,研究了混凝土联锁排在水流作用下的三维流态特征,对不同形状混凝土块的受力情况进行比较后发现,当混凝土块边缘为圆角时,可以改变边缘周边的水流结构,总体上加强混凝土块的稳定性。经计算,尽管国网舟山500 kV海底输电电缆所在的灰鳖洋海域潮流流速较大,但常规长、宽、高为0.4 m×0.4 m×0.3 m的块体组成的混凝土联锁排可以抵抗水流的冲击,保护海底电缆。     

中日海洋防灾减灾体系对比研究

我国是遭受海洋灾害影响最为严重的国家之一,海洋防灾减灾不仅是我国也是全球重大议题。我国海洋灾害灾次频、灾种多、灾情重,直接危及人民生命财产安全,制约海洋经济长足发展并阻碍海洋生态文明建设。现阶段我国的海洋防灾减灾体系建设发展迅速,但与发达国家相比尚存差距。面对复杂严峻的形势,尤其是在机构改革的背景下,借鉴他国经验并健全完善我国海洋防灾减灾体系十分必要。因此,本文立足我国基本国情,选取具有丰富经验的日本作为比较研究对象,深入剖析中日两国现有海洋防灾减灾体系,在“一案三制”基本架构的视角下归纳两国差异,审视我国问题所在,并为我国未来海洋防灾减灾工作提出具有针对性的对策建议。     

海坛海峡海底光缆路由区地形地貌与沉积结构

海坛海峡海底光缆建设是一项加强海坛岛与大陆之间通信的工程。本文介绍了勘察的光缆路由区地形地貌及沉积结构,并分析了相应的水动力情况,在明该段路由区宜于埋设海底光缆,但不同地段的水动力和沉积结构等有异,光缆埋设的深度应有所不同。