Determining suspended sediment concentration and settling velocity from PC-ADP measurements in the Beibu Gulf, China     

于建清  姜静波  龚德俊  李思忍  徐永平 《中国海洋湖沼学报》2011,29(3):691-701

Modeling sediment transport depends on several parameters, such as suspended sediment concentration (SSC), shear stress, and settling velocity. To assess the ability of Pulse-Coherent Acoustic Doppler Profiling (PC-ADP) to non-intrusively quantify spatial and temporal SSC and settling velocity at seabed, a field experiment was conducted in the Beibu Gulf (Tonkin Gulf), in the South China Sea. The spatial profiles and temporal variations in SSC at 1 m above bottom were derived from PC-ADP acoustic backscatter intensity determinations after being calibrated with the optical backscatter sensor (OBS) measurements at the same elevation. The PC-ADP and OBS results agreed well. The temporal settling velocity obtained from Rouse profiles agreed well with the Soulsby formula based on size information by LISST (laser in situ scattering and transmissometry). Tides and tidal currents are diurnal in the gulf. SSC increased with increasing ebb and flood flow, and it rapidly decreased with the increase of distance from the seabed. The maximum SSC at 0.16 m and 1.3 m above bottom reached 816 mg/L and 490 mg/L during spring tides, respectively. The sediments consisted of mineral particles 23-162 μm in diameter and 0.05-2.04 cm/s in settling velocity. Generally, both the SSC and settling velocity followed variations in the bottom friction. Results suggest that PC-ADP is able to provide reasonable SSC and settling velocity measurements of both profiles and time series for a long study period.  相似文献   

深海综合观测浮标研制及其在热带西太平洋的应用     

陈永华  于非  张林林  王富军  刘庆奎  姜斌  姜静波  倪佐涛  李晓龙  胡贺岗  任强 《海洋科学》2020,44(8):215-222

目前尽管国内近海浮标实现了产品化，但深远海尚无定型可靠的深海综合观测浮标系统，基于此，中国科学院海洋研究所设计制作了深海综合观测浮标系统，其浮标体为柱台型结构，采用单点锚泊系留。整个系统主要由浮标体、系留子系统、观测子系统、数据采集处理控制子系统、通信子系统、供电子系统、检测子系统、安全报警子系统和岸基数据接收处理子系统等9部分组成。浮标系统通过搭载不同类型的传感器，实现对风速/风向、气温、相对湿度、气压、能见度、雨量、波浪、表层水温、表层盐度、表层溶解氧、表层叶绿素、表层浊度、剖面流速流向、剖面温盐深（最大深度可达1 000 m）、方位及浮标位置等要素进行实时观测，从而完成对海洋气象、水文和水质等要素的长期、连续、自动监测，并支持铱星和北斗等卫星通信方式，将观测数据实时的传输到岸基数据接收处理系统。近年来，深海综合观测浮标系统在热带西太平洋海域连续进行了4次海上应用，每次应用时间长达1 a。它提供了第一手的大洋上层和海气界面长时间序列的实时连续观测资料，促进了关于气候变化和深海大洋的研究工作。所研制的深海浮标达到目前国际同类产品（美国ATLAS浮标、日本TRITON浮标）的先进水平，并且在水下感应耦合传输等方面进行了创新，形成了自有特色。  相似文献   

海洋观测浮标体水中平衡性分析          下载免费PDF全文

陈永华  刘庆奎  姜静波  倪佐涛  李晓龙  姜斌 《海洋技术学报》2019,38(3):45-50

海洋观测浮标系统应用广泛,浮标体的平衡性能是影响海洋观测浮标使用的重要因素之一(着重观测波浪等水文参数除外)。以一种主体直径为2.3 m的浮标体为例,运用动力学平衡理论,通过数学分析法进行推演计算,分析后得到了此浮标体的重心和浮心的位置。其中,重心位于主浮体的中轴线偏下位置;按照浮标体倾斜一定角度的情况下,推算出浮标体浮心位置,并由此得出其稳心的位置。依据计算,得出浮标体倾斜20°的情况下,此浮标体依然处于稳态平衡,理论结果表明此浮标体设计具有一定的可行性。通过海上实际测试,验证了理论计算分析的正确性。文中对浮标体平衡性的研究采用了理论分析与实验印证相结合的方法,其分析计算方法具有普适性,适用于其他型号的海洋观测浮标体,乃至所有水面浮体的平衡性分析,可为水面浮体设计提供借鉴。  相似文献   

一种低功耗海洋定位信标的研制与应用   总被引：1，自引：1，他引：0  

姜静波  刘庆奎  于非  陈永华  倪佐涛 《海洋科学》2020,44(11):72-77

研制了一种低功耗的定位信标，用于长期服役于水下的海洋仪器回收出水后的定位搜寻工作。信标基于GPS射频组件开发，与仪器固定在一起，待整体浮出水面后，会启动位置信号发送程序，通过电信网络，将该信标的实时位置发送至终端。经测试表明，信标性能可靠，可为海洋仪器的安全工作和顺利回收提供保障。  相似文献   

波浪驱动式海洋要素垂直剖面持续测量搭载系统     

陈永华  李思忍  龚德俊  徐永平  姜静波 《海洋工程》2008,26(3)

新型海洋要素观测平台能够提升人类对海洋进行持续现场监测的能力.设计并实现了一种借助于波浪能量进行驱动的海洋要素垂直剖面测量搭载系统.对系统的总体构成与工作原理、各部件的设计制作过程、以及系统海试的情况作了论述.海试结果表明,系统设计初步达到了预期的目的,实现无人值守情况下对海洋要素垂直剖面的持续长期观测.  相似文献   

基于浊度计和ADCP的悬沙浓度估计与分析     

李晓龙  陈永华  姜静波  倪作涛  刘庆奎  徐永平  涂登志  李思忍 《海洋科学》2016,40(6):89-94

作者采用浊度计和声学多普勒流速剖面仪(ADCP)在近海区域连续、定点观测的应用中,利用浊度与悬沙浓度之间良好的线性关系,对潮汐半月周期内的浊度和ADCP后向散射声强数据进行相关性分析,讨论了小、中、大潮期间利用ADCP后向散射声强反演悬沙浓度的可靠性,反演过程中综合考虑了声学近场非球面扩散和本底噪声的影响。结果表明,在实验海域中,小潮情况下,各水层内悬浮泥沙成分较为稳定,ADCP后向散射声强与浊度变化相关性较高,达到0.91;而在大潮情况下,ADCP后向散射声强与浊度变化的相关性降低,悬沙浓度及成分容易在海流的影响下发生变化。  相似文献   

Estimation of suspended sediment concentrations using Pulse-coherent Acoustic Doppler Profiler （PCADP）   总被引：3，自引：0，他引：3  

柏秀芳  李思忍  龚德俊  徐永平  姜静波 《中国海洋湖沼学报》2009,27(2):260-265

The objective of the study is to investigate the suitability of using Pulse-coherent Acoustic Doppler Profiler (PCADP) to estimate suspended sediment concentration (SSC). The acoustic backscatter intensity was corrected for spreading and absorption loss, then calibrated with OBS and finally converted to SSC. The results show that there is a good correlation between SSC and backscatter intensity with R value of 0.74. The mean relative error is 22.4%. Then the time span of little particle size variation was also analyzed to exclude the influence of size variation. The correlation coefficient increased to 0.81 and the error decreased to 18.9%. Our results suggest that the PCADP can meet the requirement of other professional instruments to estimate SSC with the errors between 20% and 50%, and can satisfy the need of dynamics study of suspended particles. Supported by National High Technology Research and Development Program of China (863 Program, No. 2008AA09Z113)  相似文献   

海洋牧场环境要素自动采集系统的设计   总被引：1，自引：0，他引：1  

张小波  姜静波  张立斌  陈永华 《海洋科学》2017,41(6):61-64

设计了一种适用于海洋牧场环境要素的自动采集方法,可同步观测牧场海域气象数据与水质数据,并实现各类数据的分类与存储。结果表明,获取数据数值符合海洋牧场水质要素时间序列的变化规律,能为海洋牧场防灾减灾预警提供有效的数据支持。  相似文献   

多参数海洋浮标实时采集系统的设计   总被引：2，自引：2，他引：0  

姜静波  徐永平  李思忍  陈永华  倪佐涛  涂登志 《海洋科学》2014,38(12):99-102

提出了一种深海浮标实时数据采集的设计方案。该方案基于数据库和卫星通信技术,通过多通道数据采集,能够实现深海环境要素的实时获取,完成在无人值守状态下浮标周围海域的环境监测,有助于推动特定海域海洋环境的研究。  相似文献   

高通量深海海水原位采样及分级过滤系统     

陈永华  于非  李晓龙  宋凯  刘庆奎  李培海  姜静波  倪佐涛  徐永平  涂登志 《海洋与湖沼》2017,48(6):1465-1470

深海悬浮颗粒物((含浮游微生物)的研究具有重要意义,但深海大洋中多数海域悬浮物的丰度很低,其研究需要较多水样(一次过滤水样超过200L,甚至达到1000L以上),传统方法用采水器采水后甲板过滤费时费力。基于此,本文研制了一种高通量深海海水采样及分级过滤装置,装置包括总成深海泵、过滤装置、数据采集与控制装置,以及支撑架体、供电部件、连接机构和流量计等辅助部件。过滤装置分三级过滤(分别放置0.22、1和5μm孔径的滤膜,并可根据需要更换组合),控制装置采用深度触发和时间触发两种工作模式,并可配套安装CTD、荧光计等海洋环境参数测量设备。针对调查站点,将若干套(如3套)高通量深海海水采样及分级过滤系统分一定间隔悬挂于深海绞车缆线上,可以同步进行相应水层的海水原位过滤,从而形成多水层同步高通量原位多级过滤,以获取浮游微生物等悬浮颗粒物样品。该原位取样系统具有多层同步高通量过滤和分级采样的特点,现已被应用于海洋科考航次中,为深海悬浮颗粒物(含浮游微生物等)的研究提供了一种简约高效的样品获取方法。  相似文献