亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置制造方法
【專利摘要】一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，所述觀測(cè)裝置包括浮筒、牽引繩索、沉錨及坐落水中的觀測(cè)架，在所述觀測(cè)架上架設(shè)有多普勒聲學(xué)流速剖面儀(ADP)、脈沖耦合模式多普勒聲學(xué)流速剖面儀(PC-ADP)、多普勒點(diǎn)流速儀(ADV-Ocean)及光學(xué)后向散射濁度儀(OBS3+和OBS3A)和分層接沙杯。本實(shí)用新型采用低高度、大底座穩(wěn)定觀測(cè)架，可以有效的防止高流速、強(qiáng)紊動(dòng)區(qū)域觀測(cè)架體側(cè)翻情況出現(xiàn)；通過(guò)本觀測(cè)裝置可以有效地獲得受波浪影響的潮間帶近底泥沙及水體上、中、下部垂線域全水深流速流向數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)具有穩(wěn)定、連續(xù)及多樣性的特點(diǎn)。其操作簡(jiǎn)便，能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期自動(dòng)測(cè)量和存儲(chǔ)，并能滿足常規(guī)天氣條件和極端天氣條件下的全天候無(wú)人值守觀測(cè)要求。
【專利說(shuō)明】亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及水文觀測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)是一種亞潮帶區(qū)域(周期性干出區(qū)域，由于周期性的漲落潮過(guò)程可以漏出水面區(qū)域)近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置。更具體地，本實(shí)用新型提供一種強(qiáng)流亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]獲取到長(zhǎng)時(shí)間序列的可靠的強(qiáng)流亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向數(shù)據(jù)是認(rèn)知河口海岸區(qū)域潮灘地貌演化機(jī)理等相關(guān)領(lǐng)域研宄的重要基礎(chǔ)前提之一。
[0003]強(qiáng)流亞潮帶區(qū)域的水文過(guò)程具有一定的復(fù)雜性和獨(dú)特性，主要體現(xiàn)在以下3個(gè)方面:
[0004](I)漲落潮流流速大，潮差大，水動(dòng)力強(qiáng)；
[0005](2)測(cè)區(qū)周圍往往較開闊，無(wú)遮擋；
[0006](3)洪季測(cè)量過(guò)程中易受極端條件影響。
[0007]并且，在傳統(tǒng)船載測(cè)量方法中，即測(cè)量人員利用測(cè)船及船載測(cè)量?jī)x器實(shí)施數(shù)據(jù)采集的方法，受天氣影響較大，測(cè)量人員和測(cè)船均存在嚴(yán)重安全風(fēng)險(xiǎn)，且對(duì)于近底層含沙量及流速特征的獲取精度低。
[0008]為此，盡管強(qiáng)流亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向數(shù)據(jù)是亞潮帶區(qū)域內(nèi)極為重要的代表性數(shù)據(jù)類型，但由于實(shí)際困難的存在，過(guò)往測(cè)量實(shí)踐中通常受天氣影響不斷調(diào)整測(cè)量時(shí)間且對(duì)強(qiáng)流亞潮帶區(qū)域近底泥沙及流速流向數(shù)據(jù)進(jìn)行舍棄，這極大地降低了河口海岸區(qū)域潮灘地貌演化機(jī)理等相關(guān)研宄的精確度。因此，針對(duì)強(qiáng)流亞潮帶區(qū)域區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置的探宄是十分必要的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]為克服上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是:提供一種強(qiáng)流(亞潮帶)深水區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置。所述裝置克服了該區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向數(shù)據(jù)極端天氣下無(wú)法全天候連續(xù)獲取且常規(guī)天氣觀測(cè)中獲取精度低的難題，為河口海岸區(qū)域潮灘地貌演化機(jī)理等相關(guān)研宄提供了新的觀測(cè)技術(shù)手段，有助于提高其研宄結(jié)果的準(zhǔn)確度。
[0010]本實(shí)用新型技術(shù)方案如下:
[0011]一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，包括觀測(cè)架，其特征在于，
[0012]所述觀測(cè)架為框架型構(gòu)件，
[0013]所述觀測(cè)架的框架型構(gòu)件分為3層，上層，中層及底層，所述觀測(cè)架上層框架自底層框架起高1.2-1.5m，中層高0.5-0.7m，底層框架高度，即未置入水體淤泥之前的自身高度，0.1 ?0.15m，
[0014]在所述觀測(cè)架上架設(shè)有水體流速觀測(cè)儀及光學(xué)后向散射濁度儀，以分別測(cè)得近底層水體的水溫、鹽度、含沙量、水體水深及水體垂線域各深度流速，
[0015]在各層連接桿部分連續(xù)放置長(zhǎng)20cm的接沙杯，
[0016]所述水體流速觀測(cè)儀包括上、中、下部水體流速觀測(cè)儀，用于分別采集水體上、中、下部垂線域的水體流速流向數(shù)據(jù)及波浪數(shù)據(jù)。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，其特征在于，所述觀測(cè)架通過(guò)牽弓I繩索順序連接沉錨鏈及浮筒。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，其特征在于，所述觀測(cè)架上層高1.2m,中層高0.5m，底座高度0.lm。
[0019]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，其特征在于，所述觀測(cè)架為框架型構(gòu)件的中層及底層為等邊三角形框架結(jié)構(gòu)，等邊三角形框架邊長(zhǎng)1.8-2m，在底層，即底座配重的情況下，所述觀測(cè)架整體重心不高于40cm。
[0020]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，其特征在于，所述觀測(cè)架中層框架邊梁上平行放置濁度儀和中部水體流速觀測(cè)儀，所述中部水體流速觀測(cè)儀用于采集水體中部垂線域的水體流速流向數(shù)據(jù)，所述濁度儀用于采集距底層50cm處的池度值。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，其特征在于，所述觀測(cè)架底層框架豎直連接桿上0.3m處豎直設(shè)置濁度儀，用于采集距底層0.3m處的濁度值。
[0022]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，其特征在于，所述觀測(cè)架框架型構(gòu)件的上層為一錐臺(tái)形框架，所述錐臺(tái)形框架形成一凹陷的內(nèi)置安裝儀器用平臺(tái)，放置上、下部水體流速觀測(cè)儀，用于分別采集水體上、下部垂線域的水體流速流向數(shù)據(jù)及波浪數(shù)據(jù)，所述錐臺(tái)形框架上部邊梁水平設(shè)置濁度儀，用于采集距底層1.2m的濁度值，
[0023]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，其特征在于，所示凹陷內(nèi)置框架底部邊梁高于所述觀測(cè)架中層框架邊梁。
[0024]凹陷部分作用在于可合理利用空間有效的集成放置多套流速及濁度采集設(shè)備及電源設(shè)備，并且有效保護(hù)其中設(shè)備受到外力碰撞(觀測(cè)架在拋投及回收過(guò)程中會(huì)與船體發(fā)生碰撞；在水下測(cè)量過(guò)程中，水下較大型漂流物或過(guò)往船只都有可能對(duì)觀測(cè)架造成碰撞)。
[0025]根據(jù)本實(shí)用新型，由于觀測(cè)架放到海底的時(shí)候三個(gè)角支座會(huì)陷入到海底中，所以在觀測(cè)架放下測(cè)量過(guò)程中，底層即為海底。另外，1.2m處是觀測(cè)架的最頂層，及最高高度，因此為了最終可以插值得到觀測(cè)架最上面到最下面之間的濁度值，所以底層、中層和上層各放置一個(gè)濁度儀探頭。
[0026]又，所述觀測(cè)架中層放置聲學(xué)流速儀及光學(xué)后向散射濁度儀探頭，用于分別采集水體上、中、下部分流速流向數(shù)據(jù)及波浪數(shù)據(jù)及距底層50cm處濁度值，所述水體下部特指觀測(cè)架底層邊梁至觀測(cè)架中層邊梁水體區(qū)域，所述水體中部特指觀測(cè)架中層邊梁以上1m左右水體區(qū)域，所述水體上部特指觀測(cè)架底層邊梁至觀測(cè)架上層邊梁至水面水體區(qū)域。
[0027]根據(jù)本實(shí)用新型，由于觀測(cè)架放到海底的時(shí)候三個(gè)角支座會(huì)陷入到海底中，所以在觀測(cè)架放下測(cè)量過(guò)程中，底層即為海底。
[0028]觀測(cè)架上層主要放置光學(xué)后向散射濁度儀探頭，采集距底1.2m濁度值。第二層放置三套聲學(xué)流速儀及光學(xué)后向散射濁度儀探頭，分別采集上、中、下部分水體流速流向數(shù)據(jù)及波浪數(shù)據(jù)及距底50cm濁度值。底層放置光學(xué)后向散射濁度儀探頭，采集距底0.3m濁度值。
[0029]所述在各層連接桿部分連續(xù)放置接沙杯，如圖所示，就是一個(gè)接著一個(gè)連接放置，例如，接沙杯現(xiàn)有尺寸是20cm高度，一次就是20cm —個(gè)接沙杯。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型，其布放由測(cè)船運(yùn)送本測(cè)量裝置及安裝人員于漲平潮或落平潮時(shí)段到達(dá)待測(cè)區(qū)域，布放過(guò)程中，投放順序?yàn)樽子^測(cè)架，沉錨，浮筒。其回收由測(cè)船只運(yùn)送作業(yè)人員于漲平潮或落平潮時(shí)段到達(dá)待測(cè)區(qū)域，回收過(guò)程中，回收順序?yàn)楦⊥?，沉錨，坐底觀測(cè)架。
[0031]根據(jù)本實(shí)用新型的觀測(cè)方法，其數(shù)據(jù)采集在于觀測(cè)裝置可以連續(xù)自動(dòng)測(cè)量，并記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量過(guò)程不受極端天氣狀況影響。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型的觀測(cè)方法，根據(jù)本實(shí)用新型的觀測(cè)裝置及方法，其數(shù)據(jù)處理在于將測(cè)量?jī)x器停止，數(shù)據(jù)導(dǎo)出；利用現(xiàn)場(chǎng)采集懸沙樣品對(duì)光學(xué)后向散射濁度儀(OBS3+，OBS-3A)濁度值進(jìn)行標(biāo)定，在標(biāo)定中，根據(jù)不同泥沙濃度分段標(biāo)定，得到近底層水體的水溫、鹽度、含沙量；多普勒聲學(xué)流速剖面儀(ADP)處理得水深及垂線上各深度流速。
[0033]根據(jù)本實(shí)用新型的一種強(qiáng)流亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，所述裝置克服了該區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向數(shù)據(jù)極端天氣下無(wú)法全天候連續(xù)獲取且常規(guī)天氣觀測(cè)中獲取精度低的難題，為河口海岸區(qū)域潮灘地貌演化機(jī)理等相關(guān)研宄提供了新的觀測(cè)技術(shù)手段，有助于提高其研宄結(jié)果的準(zhǔn)確度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為本實(shí)用新型的亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置立體示意圖。
[0035]圖2為本實(shí)用新型的亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置使用示意圖。
[0036]圖中，I為濁度儀，2為分層接沙杯，3為上部流速儀，4為電池，5為中部流速儀，6為下部流速儀，7為錨鏈，8為鋼絲繩，9為浮筒。

【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步描述:
[0038]實(shí)施例
[0039]一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，所述觀測(cè)裝置包括浮筒、牽引繩索、沉錨及坐落水中的觀測(cè)架。在所述觀測(cè)架上架設(shè)有多普勒聲學(xué)流速剖面儀(ADP)、脈沖耦合模式多普勒聲學(xué)流速剖面儀(PC-ADP)、多普勒點(diǎn)流速儀(ADV-Ocean)及光學(xué)后向散射濁度儀(OBS3+和OBS3A)和分層接沙杯。
[0040]浮筒通過(guò)牽引繩索連接沉錨鏈一端，沉錨鏈另一端連接坐底觀測(cè)架，牽引繩索的長(zhǎng)度為拋投現(xiàn)場(chǎng)水深值的一倍。
[0041]所述觀測(cè)架采用低高度、大底座穩(wěn)定觀測(cè)架，且觀測(cè)架分為3層，層高1.2m，中層高0.5m，在底座配重的情況下，架體整體重心不高于40cm，有效的保證了近底強(qiáng)流作用下架體的穩(wěn)定性。
[0042]通過(guò)儀器調(diào)試和安裝、觀測(cè)裝置布放、數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理分析等步驟完成對(duì)亞潮帶區(qū)域近底層含沙量、鹽度、溫度及全水深流速流向的觀測(cè)，并同步采集近底層分層懸移質(zhì)樣品。
[0043]坐底觀測(cè)架采用低高度、大底座穩(wěn)定觀測(cè)架，觀測(cè)架分為3層，上在底座配重的情況下，架體整體重心不高于40cm，有效的保證了近底強(qiáng)流作用下架體的穩(wěn)定性。
[0044]另外，觀測(cè)架上層為等邊三角形，邊長(zhǎng)1-1.2m，主要放置光學(xué)后向散射濁度儀探頭，采集距底1.2m濁度值；第二層放置三套聲學(xué)流速儀及光學(xué)后向散射濁度儀探頭，分別采集上、中、下部分水體流速流向數(shù)據(jù)及波浪數(shù)據(jù)及距底50cm濁度值；底層放置光學(xué)后向散射濁度儀探頭，采集距底0.3m濁度值；并且在各層連接桿部分連續(xù)放置接沙杯。
[0045]根據(jù)本實(shí)用新型，其布放由測(cè)船運(yùn)送本測(cè)量裝置及安裝人員于漲平潮或落平潮時(shí)段到達(dá)待測(cè)區(qū)域，布放過(guò)程中，投放順序?yàn)樽子^測(cè)架，沉錨，浮筒。
[0046]根據(jù)本實(shí)用新型，其數(shù)據(jù)采集在于觀測(cè)裝置可以連續(xù)自動(dòng)測(cè)量，并記錄測(cè)量數(shù)據(jù)，測(cè)量過(guò)程不受極端天氣狀況影響。
[0047]根據(jù)本實(shí)用新型，其回收由測(cè)船只運(yùn)送作業(yè)人員于漲平潮或落平潮時(shí)段到達(dá)待測(cè)區(qū)域，回收過(guò)程中，回收順序?yàn)楦⊥?，沉錨，坐底觀測(cè)架。
[0048]根據(jù)本實(shí)用新型，其數(shù)據(jù)處理在于將測(cè)量?jī)x器停止，數(shù)據(jù)導(dǎo)出；利用現(xiàn)場(chǎng)采集懸沙樣品對(duì)光學(xué)后向散射濁度儀(OBS3+，OBS-3A)濁度值進(jìn)行標(biāo)定，在標(biāo)定中，根據(jù)不同泥沙濃度分段標(biāo)定，得到近底層水體的水溫、鹽度、含沙量；多普勒聲學(xué)流速剖面儀(ADP)處理得水深及垂線上各深度流速。
[0049]據(jù)本實(shí)用新型，提供一種強(qiáng)流亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，所述裝置克服了該區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向數(shù)據(jù)極端天氣下無(wú)法全天候連續(xù)獲取且常規(guī)天氣觀測(cè)中獲取精度低的難題，為河口海岸區(qū)域潮灘地貌演化機(jī)理等相關(guān)研宄提供了新的觀測(cè)技術(shù)手段，有助于提高其研宄結(jié)果的準(zhǔn)確度。
【權(quán)利要求】
1.一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，包括觀測(cè)架，其特征在于， 所述觀測(cè)架為框架型構(gòu)件， 所述觀測(cè)架的框架型構(gòu)件分為3層，上層，中層及底層，所述觀測(cè)架上層框架自底層框架起高1.2-1.5m，中層高0.5-0.7m，底層框架高度，即未置入水體淤泥之前的自身高度，0.1 ?0.15m， 在所述觀測(cè)架上架設(shè)有水體流速觀測(cè)儀及光學(xué)后向散射濁度儀，以分別測(cè)得近底層水體的水溫、鹽度、含沙量、水體水深及水體垂線域各深度流速， 在各層連接桿部分連續(xù)放置長(zhǎng)20cm的接沙杯， 所述水體流速觀測(cè)儀包括上、中、下部水體流速觀測(cè)儀，用于分別采集水體上、中、下部垂線域的水體流速流向數(shù)據(jù)及波浪數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，其特征在于，所述觀測(cè)架通過(guò)牽弓I繩索順序連接沉錨鏈及浮筒。
3.如權(quán)利要求1所述一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，其特征在于，所述觀測(cè)架上層高L 2m,中層高0.5m，底座高度0.lm。
4.如權(quán)利要求1所述一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，其特征在于，所述觀測(cè)架為框架型構(gòu)件的中層及底層為等邊三角形框架結(jié)構(gòu)，等邊三角形框架邊長(zhǎng)1.8-2m，在底層，即底座配重的情況下，所述觀測(cè)架整體重心不高于40cm。
5.如權(quán)利要求1所述一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，其特征在于，所述觀測(cè)架中層框架邊梁上平行放置濁度儀和中部水體流速觀測(cè)儀，所述中部水體流速觀測(cè)儀用于采集水體中部垂線域的水體流速流向數(shù)據(jù)，所述濁度儀用于采集距底層50cm處的濁度值。
6.如權(quán)利要求1所述一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，其特征在于，所述觀測(cè)架底層框架豎直連接桿上0.3m處豎直設(shè)置濁度儀，用于采集距底層0.3m處的濁度值。
7.如權(quán)利要求1所述一種亞潮帶區(qū)域近底泥沙及全水深流速流向觀測(cè)裝置，其特征在于， 所述觀測(cè)架框架型構(gòu)件的上層為一錐臺(tái)形框架，所述錐臺(tái)形框架形成一凹陷的內(nèi)置安裝儀器用平臺(tái)，放置上、下部水體流速觀測(cè)儀，用于分別采集水體上、下部垂線域的水體流速流向數(shù)據(jù)及波浪數(shù)據(jù)，所述錐臺(tái)形框架上部邊梁水平設(shè)置濁度儀，用于采集距底層1.2m的濁度值， 所示凹陷內(nèi)置框架底部邊梁高于所述觀測(cè)架中層框架邊梁。
【文檔編號(hào)】G01P5/24GK204177386SQ201420502749
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】王鐘寅, 曹杰, 紀(jì)為剛, 黃偉, 王元葉, 李為華, 程晨 申請(qǐng)人:上海河口海岸科學(xué)研究中心