[發明專利]近岸水體剖面浪、流、沙同步觀測裝置

有效

• 申請號: 201811484609.5
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109470310B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 張文祥;唐明;章嘯程;趙中豪;張賽賽
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01D11/30
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

本發明公開了一種近岸水體剖面浪、流、沙同步觀測裝置，包括主觀測架及檢測儀器，本發明采用將ADCP聲學傳感器、ASM剖面濁度計、OBS?3A光學后向散射濁度計、SBE?26浪潮儀及亞力克多臺檢測儀器集成在主觀測架上，將主觀測架施放在觀測點，通過檢測儀器對水體剖面浪、流、沙信息進行同步采集儲存，最終實現對水體動態的觀測研究與分析。此發明裝置不易受環境影響，且主觀測架施放回收方便，抗干擾能力強，觀測數據自動存儲，便于對觀測數據的解讀與分析，尤其適合在極端天氣條件下對近岸及河口淺水區域（小于30米）水體的觀測。

技術領域

本發明涉及野外水體現場觀測技術領域，適用于極端天氣條件下對近岸及河口淺水區的觀測，尤其是一種近岸水體剖面浪、流、沙同步觀測裝置。

技術背景

近岸及河口地區的水動力、泥沙與波浪的變化研究，對河口海岸水下地形的沖淤、潮灘的演變以及近岸工程的防護都具有重要的理論價值和現實意義。野外現場是獲取觀測地點或區域水動力、泥沙與波浪數據最重要的來源，也是對其進行深入研究的基礎。

常規野外觀測的主要方法有，船測、浮標或錨系、座底或海床機觀測。船測可以獲得水體剖面高、時空分辨率的水動力和泥沙信息，但受到天氣變化的影響，很難觀測到風暴天氣的水動力、波浪和泥沙信息; 浮標或錨系可以對水體剖面流速流向進行觀測，通過濁度鏈也可獲得有限濁度信息；座底或海床機觀測系統可以對底邊界層水動力、泥沙、流速進行觀測。以上方法都很難同時滿足、水體剖面水動力、懸浮泥沙和波浪同步現場觀測需要。

目前也有使用浮標固定濁度鏈觀測剖面濁度，通過標定可轉化為懸沙濃度信息，這種方法不但成本高，而且現場操作難度和風險也很大。由于現場環境制約，觀測點的水深會隨著水流的大小而變化，很難準確的觀測到某一水深的懸沙濃度變化信息。在某一深度利用上下移動的裝置來觀測剖面懸沙信息，此裝置在大洋深水剖面應用較為成熟，但對于近海小于30米的淺水，目前還未發現成熟應用的觀測裝置。尤其對于長江河口及近岸海區，在水動力較強、水深較淺的現狀下獲得高時空分辨率水動力信息，以及同步獲得懸沙濃度變化的信息，特別是在風暴潮天氣條件下獲取，就顯得尤為重要?，F有常規的座底觀測架、固定錨系觀測以及常規的船測，都很難同時滿足以上浪流沙同步觀測的現實需要。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足而提供的一種近岸水體剖面浪、流、沙同步

觀測裝置，本發明采用將ADCP聲學傳感器、ASM剖面濁度計、OBS-3A光學后向散射濁度計、SBE-26浪潮儀及亞力克多臺檢測儀器集成在主觀測架上，將主觀測架施放在觀測點，通過檢測儀器對近底層懸沙濃度剖面信息、流速、流向信息，水體剖面流速、流向、懸沙濃度（聲學方法反演）信息以及海面波浪信息進行采集儲存，最終實現對水體動態的觀測研究與分析，具有觀測點選取不受環境影響，主觀測架1施放回收方便，抗干擾能力強，觀測數據自動存儲，便于對觀測數據的解讀與分析，尤其適合在極端天氣條件下對近岸及河口淺水區域水體的觀測。

實現本發明目的的具體技術方案是：

一種近岸水體剖面浪、流、沙同步觀測裝置，其特點包括主觀測架及檢測儀器，所述主觀測架由觀測架體、錨針、錨系、聲學傳感器安裝座及濁度桿構成；

觀測架體由頂部的小圓環、底部的大圓環及周邊的四根鋼管連接構成，其中，小圓環的周邊設有三個散射濁度計支架及濁度桿上座，四根鋼管的中部均設有吊耳，相鄰兩根鋼管之間設有浪潮儀座，沿大圓環的周邊設有三個錨針座、四個錨系鉸座及濁度桿下座；聲學傳感器安裝座為矩形盒狀，其四角上設有四根鋼繩，聲學傳感器安裝座設于觀測架體內，且四根鋼繩分別與觀測架體鋼管上的吊耳連接；濁度桿為桿件且垂直設于觀測架體內，其兩端分別與觀測架體濁度桿上座及濁度桿下座連接；錨針為三件，錨針垂直向下設于觀測架體大圓環的錨針座上，錨系為四件，錨系上設有可收放的錨纜，錨系經錨纜與觀測架體大圓環的錨系鉸座鉸接；