[实用新型]抽水式剖面泥沙自动监测装置

说明书

本实用新型公开了一种抽水式剖面泥沙自动监测装置，包括：检测仓，其为内部具有空腔的中空设置；所述空腔内设置有用于水样检测的检测装置；采水机构，其包括抽水泵和抽水管；所述抽水管的一端伸入水面下指定深度，另一端通过抽水泵连接于检测仓的进水口。其实现了采用1个观测设备，即可实现多个定深水样的长期、连续自动化监测，并避免了人工值守，减少了设备维护。

技术领域

本实用新型涉及通道建设基槽开挖、沉管安装的泥沙环境监测技术领域，尤其涉及一种抽水式剖面泥沙自动监测装置。

背景技术

在海床上开挖基槽，并埋设安装预制的巨型沉管是海底隧道的修建方式。基槽开挖后，槽底的平整度是沉管能否顺利下放安装的重要因素。而工程海域泥沙淤积规律研究与淤泥的预测预报，是了解与预知基槽泥沙现状、辅助决策沉管顺利下放的重要科学依据，沉管运往现场而因临时淤积无法下放将可能造成数千万的经济损失，工期等所有计划也将重新调整。长期连续自动的剖面泥沙监测，是开展通道泥沙淤积研究的基础，监测数据的完整性、有效性、可靠性直接影响研究结论，影响通道沉管工程的建设，因此海域剖面泥沙监测意义不言而喻。

港珠澳大桥的沉管隧道建设经验表明，工程周边水域的泥沙环境是影响沉管基槽淤积的极为重要因素，未知的泥沙环境有可能造成不明淤积，直接影响巨型沉管下放与安装的可行性、安全性。

长期持续开展工程周边水域的泥沙环境监测，并重点采集近底层(底部0-2m)的剖面泥沙数据，详细分析工程水域泥沙的时间与三维空间(平面及水域剖面)特征，从时间-空间多维角度研究其运动与变化规律，能够为泥沙运动的精确预测预报提供服务，最终服务于通道沉管下放与安装。

目前，针对海域剖面泥沙监测的方法主要有人工取样试验法、人工巡测法、自容式自动监测法，但这些方法都无法在通道工程建设中实现长期连续实时的自动剖面监测。

1、人工取样监测法

作业人员乘坐作业船舶，通过取水器等取样装置，在指定时间，对指定海域位置、指定水体深度，逐点进行现场取样，取样完成后将样品送至室内进行分析试验得出泥沙成果数值。该方法主要应用于小型工程建设的临时监测，而基本无法作为深中通道工程建设泥沙监测的主要方法，理由如下：

①大风、大浪、大雾等恶劣海况下，作业人员无法出海，无法开展作业，而往往在恶劣海况下，数据的极值典型性更优，更具有研究与工程价值。

②监测数据不具备实时性，数据实用性能受限。

据经验统计，现场取样，再将样品转至实内试验的方式，小范围工程海域成果数值的获取往往延后12h以上，大范围工程海域可能延迟1-3天。

③人工观测不具备连续性，难以长期、连续监测。

通道建设周期一般时间较长，人工观测难以长期、连续在海上开展作业，并持续将样品送至岸基实验室。

④成本极高。

主要体现在船舶投入、人员投入。

2、人工巡测法

也是作业人员乘坐船舶赴现场作业的监测方法，相比人工取样监测法，不同的是现场不进行取样，而是直接采用监测仪器直接监测指定位置、指定水体深度的泥沙数据，数据存储在设备中，作业人员回岸基数据中心后，将数据从设备存储中读出。因作业过程与人工取样监测法基本一致，因此其局限性与不足也基本与人工取样监测法一致。

3、定点定深自容式观测

对指定海域位置、指定水体深度(分层)位置布设自容式观测仪，设备布设数量与要求的分层数一致(如6层法则需布设6个同样的观测设备)。观测设备按照设定的时间间隔，自动进行对应位置的泥沙监测并将数据存储在设备中。作业人员定期对设备进行取回并读取所记录的数据，以达到泥沙监测的目的。