[发明专利]深海内波对海底沉积物再悬浮量的观测系统及方法

说明书

本发明公开了一种深海内波对海底沉积物再悬浮量的观测系统和确定方法，观测系统包括海底观测平台、缆绳和锚泊系留配重，海底观测平台装有声学释放器、单点海流计、浊度仪、高精度温盐深仪和沉积物捕获器，缆绳上设置有主浮体与子浮体，主浮体位于缆绳中部安装有声学多普勒流速剖面仪，子浮体设置有浊度仪和高精度温盐深仪，锚泊系留配重为有方框形卡槽和固定环的重力锚。其确定方法包括：室内校正仪器，利用辅助船布放和回收观测系统，读取观测仪器数据和分析捕获悬浮物成分，确定内波对沉积物的再悬浮量。本发明可以安全、稳定的放置于深海海底，可以实现从海底到海面全水深的海洋动力环境参数观测，并可确定内波对沉积物的再悬浮量。

技术领域

本发明涉及海洋观测技术领域和海洋工程地质领域，具体地说是一种深海内波对海底沉积物再悬浮量的观测系统及方法。

背景技术

随着我国对海洋资源的勘查和开发，深海海底以其广阔的空间、丰富的资源和特殊的政治地位日益成为世界各国关注的战略区域，特别是复杂深海海洋的研究。由于各种传统技术手段获取的数据有限，对深水环境的观测更加困难，人类对深海大洋多尺度变化过程的认识非常有限，制约着对未来发展的预估能力。因此，对海洋全深度、特别是大深度近底的原位综合观测数据的采集就显得尤为重要。

海洋内波发生在海洋内部密度不均匀水层间，可以贯穿海洋全深度，具有振幅大、流速强、传播速度快等特点，广泛分布在全球海洋中，特别是中国南海。内波能够诱发极强的垂向流动，造成沉积物与污染物的运移，对海洋环境产生重要的影响，日益受到人们的关注。已经在多个海域观测到内波悬浮海底沉积物，并形成巨大的海底雾状层。

传统的海洋原位观测平台主要是潜标和海床基。潜标搭载的观测设备距离海床较远，无法观测到近底的海洋参数。而海床基可以实现对海床的近底观测，但投放作业时难以保证落底姿态，一旦倾覆或陷入淤泥难以回收，最重要的是传统海床基搭载能力有限，仅可以观测近底海洋动力，不能实现对海洋的全深度观测。如果实现海洋全深度综合观测，必须使用两个及以上的观测平台，不仅操作复杂、安全性差，而且多个观测平台的数据需要统一到相同的站位进行校正。目前急需一种综合观测系统实现对深海海洋全空间的观测，全面和深入的认识海洋动力对海底沉积物的作用。同时，观测海底沉积物多依靠光学和声学仪器，仅能反映悬浮浓度大小，缺乏定量参数的确定。本发明将填补以上空白，不仅可以从近底到海面全深度观测海洋内波对海底沉积物的悬浮，还可以准确的确定对海底沉积物的悬浮量，有助于预测海洋内波对海底的侵蚀情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深海内波对海底沉积物再悬浮量的观测系统及方法，以实现海洋全深度环境参量同步观测，除了近底的温度、盐度、压力、三维流速、浊度等测量外，还可以获取海洋上层内波和浊度的剖面数据等。

一种深海内波对海底沉积物再悬浮量的观测系统，其特征在于包括位于系统底部的海底观测平台框架、位于海底观测平台框架下方的锚泊系留配重和竖向布置的缆绳，所述锚泊系留配重为上表面中央设有固定环的长方体重力锚，所述海底观测平台框架顶部设有浮体材料，海底观测平台框架上还搭载有浊度仪、沉积物捕获器、高精度温盐深仪、单点式海流计以及两个并联的声学释放器，所述两个声学释放器上端均与海底观测平台框架相连，两个声学释放器下两端用绳索相互连接，且该绳索穿过所述的固定环；所述缆绳下端连接所述海底观测平台框架、顶端连接第一玻璃浮球组合，该缆绳自下端至顶端的第一玻璃浮球组合之间依次设有第二玻璃浮球组合、释放环、主浮体，并且还有两个或两个以上的子浮体安装在缆绳的不同位置，所述主浮体位于缆绳中部，并搭载有两台声学多普勒流速剖面仪，其中一个朝向上方用于观测主浮体上部的流场，另一个朝向下方用于观测主浮体下部的流场，从而以实现表层至海底全深度测流，子浮体同时搭载有一台浊度仪和一台高精度温盐深仪。