关于海上浮标的调研报告
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关于海上浮标类型的调研报告海洋浮标是在海上的观测浮标为主体组成的海洋水文气象自动观测站。它能按规定要求长期、连续地为海洋科学研究、海上石油(气)开发、港口建设和国防建设收集所需海洋水文气象资料,特别是能收集到调查船难以收集的恶劣天气及海况的资料。由于沿海和海岛观测站观测到的数据只能反映近海和临岛海域的情况,对远洋航行起不了作用,建立海洋浮标就可解决这个问题。海洋浮标是一个无人的自动海洋观测站,它由被固定在指定的海域,随波起伏,如同航道两旁的航标。
海洋是变幻莫测的地方,人们在沿海和海岛上建立了海洋观测站,测量波高、海流、海温、潮位、风速、气压等水文气象要素,掌握了这些资料,将会给人们带来更多便利。例如,知道了大风大浪区域,航海时便可避之而行,免除了船覆人亡的惨剧;知道了海流流向,航海时便尽可能的顺之而行,以节约航海时间和能源消耗;知道了潮位的异常升高,便可及时防备突发事件,力图在灾害发生时将损失降至最低限度。还有,海洋观测站获得的资料,对海上工程建筑和海洋科学研究也是必不可少的。
浮于水面的一种航标,是锚定在指定位置,用以标示航道范围、指示浅滩、碍航物或表示专门用途的水面助航标志。浮标在航标中数量最多,应用广泛,设置在难以或不宜设立固定航标之处。浮标,其功能是标示航道浅滩或危及航行安全的障碍物。装有灯具的浮标称为灯浮标,在日夜通航水域用于助航。有的浮标还装雷达应答器、无线电指向标、雾警信号和海洋调查仪器等设备。
浮标有不同的种类和规格,按布设的水域可分为海上浮标和内河浮标。海上浮标标身的基本形状有罐形、锥形、球形、柱形、杆形等。由于浮标受风、浪、潮的影响,标体有一定浮移范围,不能用作测定船位的标志。若采用活结式杆形浮标则位置准确,受撞后可复位。内河浮标有鼓形浮标、三角形浮标、棒形浮标、横流浮标和左右通航浮标等。浮标的形状、涂色、顶标、灯质(灯光节奏、光色、闪光周期)等都按规定标准制作,均有特定含义。
1971年国际航标协会的技术委员会把各种海上浮标归为A、B两个系统。A 系统为侧面标志(面向港口红色在左)和方位标志相结合的系统;B系统为侧面标志系统(面向港口红色在右)。1980年11月,在东京举行的第10届国际航标会议上合并A、B系统为统一系统,包括侧面标志、方位标志、孤立危险物标志、安全水域标志和专用标志等5类标志。侧面标志在A、B系统中标示内容相反,其他4种标志是一致的。方位标志是在以危险物或危险区为中心的真方位西北至东北、东北至东南、东南至西南、西南至西北4个象限内,分别设立北方位标、东方位标、南方位标、西方位标,标示可航水域在方位标同名一侧。孤立危险物标志设在危险物上或尽量靠近危险物的地方,指示船舶应避开航行。安全水域标志设在航道中央或中线上,标志周围均可通航。专用标志用于标示某一特定水域或特征,如检疫锚地、禁航区、海上作业等。
欧洲国家、非洲国家和海湾地区,以及亚洲一些国家和澳大利亚、新西兰采用A系统,称为A区域;美洲国家、日本、韩国、菲律宾采用B系统,称为B 区域。中国在国际海区水上助航标志A区域的原则基础上,结合中国情况于1984年制定了《中国海区水上助航标志》国家标准和《中国内河助航标志》国家标准,并已付诸实施(参见中国海区水上助航标志和中国内河助航标志)。
浮标、潜标技术是六十年代由一些海洋发达国家开始使用并发展起来的;浮
标、潜标系统是海洋环境调查的重要技术装备,具有在恶劣的海洋环境条件下,无人值守的长期、连续、同步、自动地对海洋水文、气象诸要素进行全面综合监测的特点, 是海洋观测岸站、调查船和调查飞机在空间上和时间上的延伸扩展,是离岸监测的重要手段。具有其他调查方法无法代替的作用。潜标系泊于海面以下, 并可通过释放装置回收,具有获取海洋水下环境剖面资料的能力,并具有隐蔽性好不易被破坏的优点,得到了广泛的应用。浮标、潜标系统的重要性越来越受到世界各海洋国家的重视。
我国从六、七十年代开始,分别开展了锚泊浮标和潜标的研制工作,在1965年,通过全国会战研制了第一套H23型2m×1.5m船形浮标。经历了2H23型、HFB-1型、南浮1号、科浮2号、FZF2-1型、FZS1-1型几代浮标的演变。
1985年开始建设我国的海洋水文气象浮标网,从英国MAREX公司引进了8套DS14型3m圆盘式浮标,同时在“七五”重点科技攻关项目中,研制了FZF2-1型10m圆盘式浮标和FZS1-1型3m圆盘式浮标,浮标工作得到了较为迅速的发展。
1986年完成FSS1-2型千米测流潜标系统的研制工作,基本掌握了系统设计、制造、布放、回收等技术;“七五”期间开展了深海测流潜标系统实用技术研究,使潜标系统的相关技术得到了较大的发展,提高了潜标系统对船舶的适应性和海区适应性。并在中日联合黑潮调查中,多次应用了海洋调查潜标系统。
国家海洋技术中心主要研发在特殊环境下的浮标的研究,其主要方面有:
1.小型多参数海洋环境监测浮标
在“十五”863国家高新技术发展计划资助下国家海洋技术中心研制成功了3m直径多参数海洋环境监测浮标。
该浮标继承了技术中心原有的浮标技术基础,并充分跟踪借鉴国际先进的浮标技术,采用小型圆盘形标体,具有以下一些特点:
(1)小型化、多参数和水文剖面参数测量:计算机技术、低功耗和太阳能技术的应用,使得浮标装载的测量仪器设备实现了小型化和低功耗,给浮标小型化提供了足够的空间,并实现了多参数观测,同时有较好的水动力特性,能较为方便地满足水文剖面监测对浮标的要求。大大减小了浮标的制造和运行费用,使用方便、灵活,易于运输。
(2)首次使用了国际上先进的弹性绷紧系留系统:利用连接在系留系统中的弹性元件的调节作用,使系留索处于绷紧状态。浮标始终运动在水面,随波性良好,使波浪参数的测量更加准确;
(3)应用感应耦合数据传输技术,进行水下CTD剖面测量数据实时传输:采用技术先进的感应耦合传输式温盐深传感器,安装在水下系留索的不同深度,利用包塑系留钢索与海水构成感应回路,通过系留缆将测量数据传输到浮标数据舱内,实现了从水面到水下的立体实时观测。
(4)性能优越的低功耗高可靠数据采集处理器。
(5)ADCP应用于小型浮标进行海流剖面测量:主要监测参数如下:风速、风向、气温、湿度、气压、表层温度、盐度、剖面温度、盐度、波浪参数、海流剖面等。
2.极区海洋环境自动监测浮标
在国家863高科技研究发展计划的资助下,国家海洋技术中心联合国家海洋局极地考察办公室,研制的极区海洋环境自动监测浮标,能够在极区寒冷条件下工作,既可布放在浮冰上,也可漂浮在水中,采用ARGOS通讯方式,并能跟踪定位、探测气温、气压、风向风速、冰温参数和冰下达50米深度的温盐的多层参