两组海洋深水潜标系统的对比分析
1引言
海洋深水潜标系统是对海洋水下环境进行长期、定点、多参数剖面观测的仪器设备系统,是海洋环境立体监测系统的重要组成部分。该系统具有观测时间长、隐蔽、不易受海面环境条件影响等优点,在国内外海洋科考中得到广泛应用。
由于海洋环境的特殊性,收放一套深水潜标系统需要投入很大的人力、财力和物力。但由于在设计和投放过程中的失误,以及海水腐蚀、冲击等诸多因素,导致整个潜标系统不能成功回收。这不仅是一笔巨大科学价值的损失,也是一笔巨大的经济损失(通常一套潜标系统成本价值上百万元)。如何更科学的设计和投放潜标系统,使得整个系统能成功回收,成为相关科考工作者最为关注的问题。
2潜标系统
2004年9月,中科院南海海洋研究所搭乘“试验3号”科考船,分别在越南东岸和东沙群岛以南各投放了一套深水潜标系统(以下简称越南东岸潜标系统为A系统,东沙群岛以南潜标系统为B系统)。加05年9月,“试验3号”科考船到上述两点进行回收。A系统(图l)成功回收,B系统(图2)可以探测到并指令声学释放器释放,但整个潜标系统没能浮出海面,回收工作失败。
一套潜标系统主要由几部分组成:重块、声学释放器、玻璃浮球、调查仪器、信标、缆绳和扣环等。
重块是为了固定整个系统,不让其被海流冲走。在选择重量时要考虑整套系统浮力和海流的冲力,通常G=2,沃不f=0.5夕山。G为重块重力,F为整个系统的浮力,f为海流冲力,I,为缆绳摩擦系数,v为海流流速,A为截面面积。根据海底底质不同,沙地则选用水泥块,泥地则为锚链。
声学释放器一般都选用Oeean30lB型声学释放器,电池工作时间达两年以上,释放成功率达95%,为了更保险起见,通常采用两组释放器并联。
玻璃浮球是整套系统中浮力的承担者,我们选用德国制造的净浮力为25坛的玻璃浮球,方便压。
调查仪器根据科考的目的而定,通常有安德拉海流计,ADCP海流计,沉积物捕捉器等。
信标可以方便系统浮出海面后进行定位查找,且夜间会有灯光闪烁。
缆绳的选取主要考虑其耐拉性、摩擦系数和截面面积。现有使用的为耐拉3T,摩擦系数约1.3,横面直径Icm。缆绳在海水中净重6kgll00m。
扣环的选择主要考虑耐拉及防腐,应尽量避免铁质和不锈钢连在一起而加速不锈钢扣环的腐
3对比分析
两套潜标系统是在同一条船的同一航次进行投放和回收,相同的人员操作和作业平台,结果是A系统成功回收,B系统没有浮出海面。主要原因在于设计上的区别以及链接上的细微差异。
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