小型水质多参数监测
浮标系统
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目 录
1 系统概述........................................................................1 2 系统组成........................................................................1 2.1 浮标体 (1)
2.2 水质传感器..............................................................................2 2.3 GPS (3)
1 系统概述
小型水质多参数监测浮标系统可实现对观测点的水质参数进行实时测量，数据通过CDMA 方式实时传输，在浮标出现位移过大、移动速度过大时可自动报警。配套的软件可实时显示测量数据，具有存储、查询、曲线显示、报警显示等功能。
小型水质多参数监测浮标系统分为海上浮标（如图1-1所示）和陆上接收系统（如图1-2所示）两部分。浮标系统框图如图1-3所示。
图1-1 海上浮标
工控机
CDMA路由器
RJ45接口
GPRS路由器
RJ45接口
图1-2 陆上接收系统
2 系统组成
小型水质多参数监测浮标系统包括浮标体、水质传感器、GPS 、数据采集器、通讯系统、供电系统等部分。下面分别对系统的各部分做一下详细的介绍。
2.1 浮标体
浮标体为饼型，直径为1400mm ，标体内层为2mm 不锈钢内胆，外部为10mm 玻璃钢，浮标体总重约300Kg 。浮标锚系采用锚链单点系留，适合在水深30米以内水域布放，用沉锚进行锚定。浮标体结构示意图如图2-1所示。
肯特扣
转环组
末端卸扣锚
图2-1 浮标体结构示意图
2.2 水质传感器
图2-9 太阳能电池板
2.6 供电系统
浮标采用免维护蓄电池和太阳能电池组合的供电方式，蓄电池的电量在无太阳能充电补充的情况下能保证浮标系统连续供电一个月。
供电系统包含太阳能电池板、太阳能充电控制器、蓄电池等。
2.6.1 太阳能电池
太阳能电池板选用单晶硅电池组件。系统选用15W的太阳能电池4块，共60W。太阳能电池板的外观图如图2-9所示。
2.6.2 免维护蓄电池
为保证在无日照情况下浮标系统可工作一个月，应配备约320AH的蓄电池。蓄电池选用UNIKOR系列阀控式密封铅酸蓄电池，该电池采用钙化铅材料制成，老化率低，使用寿命可长达10年，是普通蓄电池的2倍。选用40AH的8块。蓄电池的外观如图2-10所示。
图2-10 UNIKOR系列阀控式密封铅酸蓄电池
。
图4-2 浮标图片
图4-3 新建浮标界面
精心整理 上海泽铭公司曹兵： 系列海洋资料浮标介绍 中国海洋大学唐原广 一、 SZF 型波浪浮标 二、 三、
一、SZF型波浪浮标 中国海洋大学生产的SZF型波浪浮标是国家863计划海洋监测技术成果标准化定型产品，先后得到了国家“九五”863计划、国家“十五”863计划的支持，并在“十五”期间国家863计划海洋监测技术成果标准化定型项目中得到定型（如右图）。 是国家海洋行业标准《波浪浮标》的编写制订单位，并于2005年10月正式发布施行。 制定了波浪浮标的企业标准，建立了波高、周期、波向的检测设备。 SZF型波浪浮标已在全国范围内推广使用，并已部分销往国外。目前主要用户有国家海洋局各海洋环境监测站、总参、海军、中国海监、海上石油、中交集团、相关的各大院所及海洋工程部门，用户已达100余家。右图为：非洲苏丹港波浪观测 一、SZF型波浪浮标的主要特 点 SZF型波浪浮标是一种无人值守的能自动、定点、定时（或连续）地对海面波浪的高度、波浪周期及波浪传播方向等要素进行遥测的小型浮标测量系统。 SZF型波浪浮标既可在离岸海区锚泊布放使用，也可随船系泊使用。可单独使用，也可作为海岸基/平台基海洋环境自动监测系统的基本设备。 该系统主要用于波浪观测工作和近海环境工程的监测工作。随着波浪浮标的应用，替代了我国已经使用了几十年的岸用光学测波浮标，结束了我国人工观测波浪的历史，解决了夜间不能观测波浪的缺陷。同时也替代了进口同类产品，打破了国
外进口海洋仪器设备一统国内市场的格局。 该浮标的成功研制使我国成为国际上少数几个具有研发、生产波浪方向浮标能力的国家之一。 二、SZF型波浪浮标主要技术指标和功能 SZF型波浪浮标在海上可以连续工作3-12个月,目前新增加了带有嵌入式太阳能充电功能的波浪浮标，可满足波浪浮标在海上长期工作的需求。工作方式有定时 或 GPS定
小型水质多参数监测 浮标系统 使用说明书 ！在使用本产品之前，请务必仔细阅读本使用说明书 ！请务必妥善保管好本书，以便日后能随时查阅 ！请在充分理解内容的基础上，正确使用
目 录 1 系统概述........................................................................1 2 系统组成........................................................................1 2.1 浮标体 (1) 2.2 水质传感器..............................................................................2 2.3 GPS (3) 1 系统概述 小型水质多参数监测浮标系统可实现对观测点的水质参数进行实时测量，数据通过CDMA 方式实时传输，在浮标出现位移过大、移动速度过大时可自动报警。配套的软件可实时显示测量数据，具有存储、查询、曲线显示、报警显示等功能。 小型水质多参数监测浮标系统分为海上浮标（如图1-1所示）和陆上接收系统（如图1-2所示）两部分。浮标系统框图如图1-3所示。 图1-1 海上浮标 工控机 CDMA路由器 RJ45接口 GPRS路由器 RJ45接口 图1-2 陆上接收系统 2 系统组成
小型水质多参数监测浮标系统包括浮标体、水质传感器、GPS 、数据采集器、通讯系统、供电系统等部分。下面分别对系统的各部分做一下详细的介绍。 2.1 浮标体 浮标体为饼型，直径为1400mm ，标体内层为2mm 不锈钢内胆，外部为10mm 玻璃钢，浮标体总重约300Kg 。浮标锚系采用锚链单点系留，适合在水深30米以内水域布放，用沉锚进行锚定。浮标体结构示意图如图2-1所示。 肯特扣 转环组 末端卸扣锚 图2-1 浮标体结构示意图 2.2 水质传感器 图2-9 太阳能电池板 2.6 供电系统 浮标采用免维护蓄电池和太阳能电池组合的供电方式，蓄电池的电量在无太阳能充电补充的情况下能保证浮标系统连续供电一个月。
第五章海洋光学浮标 1.前言 目前建设海洋强国已经是我国的一项基本国策,我国海洋监测高新技术发展的总体目标: 一是提高台风风暴潮和巨浪等海洋灾害的预报和警报能力,最大限度地减少由灾害造成的人民生命财产的损失; 二是提高对海洋生态环境污染和生态环境的监测能力,保护海洋健康; 三是提高海洋资源开发的环境保障能力,支持沿海和海洋经济发展及科技兴海战略; 四是提高国家海上安全防务的海洋监测和环境保障能力,加强国防建设; 五是提高对海洋环境的立体监测和时序数据获取能力,推进中国近海海洋科学的发展。 这五个方面是相互关联的,而当前最主要的是预警海洋灾害和保护海洋健康,即监测技术,其载体就是海洋仪器。 现代海洋监测技术总体上向高技术、高集成度、高时效、多平台、长时间序列、数字化方向发展。 典型海洋监测仪器： 遥感卫星 大面积、同步、近实时、全天候、全天时的对海观测,3 个月飞行获得的数据绘制的全球海面温度场相当于用传统的测温方法花50 年时间才能取得的效果。 机载海洋激光雷达 是一种主动式传感器，灵活性和抗干扰能力较强； 与船载仪器相比，由于飞机能够快速地飞过较长的海水带，因而它能够对探测海域进行大面积的测量； 由于飞机飞行的速度较快，因而它测量海域的结果在时间上变化小，能够真实地反映出临近海域的状况，不易受到较迅速变化的气候条件的影响； 飞行高度一般在几百米左右，因而在有云的天气条件下仍然能够进行测量，而这是星载传感器所不具备的；对于具有较高发射重复频率的激光雷达，其探测海面的水平分辨率远大于星载传感器；时间分辨激光雷达能够实现对海洋剖面信息的探测 船载仪器： 调查船载荷量和机舱空间较大，其携带的仪器设备较多，可对海洋进行全方位的相互印证探测。 海洋浮标 资料浮标的出现实现了长期、定点、连续、多参数的现场实时自动观测,这是调查船不可能做到的; 漂流浮标的出现,实现了大尺度的连续观测,尤其是可以在人或船舶、飞机都不可能到达的海域进行环境参数的观测; 声学多普勒海流剖面测量技术(ADCP) 的出现,把单点测流变为测剖面流,一次可测128 层,且最大剖面深度已达1200m。
安恒浮标式水质监测平台 1. 概述 水质监测是为国家合理开发利用和保护水土资源提供系统水质资料的一项重要的基础工作，是水生态、水资源、水安全科学管理和保护的基础。水质监测的目的是及时、准确、全面地反映水环境质量现状及发展趋势，为水环境监测、管理、规划、污染防治、生态预警等提供科学依据。 安恒浮标式水质监测站是专门为了独立的水质监测应用而设计的，可安装多种参数传感器如水质传感器、气象传感器等。该水质传感器固定在一个可开启的保护管中，这样常规维护很方便，而且对于水质传感器的校准也有所保证。浮标不需要打开——维护工作可以通过一艘小船完成。同时本监测站也可为各类水上研究提供平台。 2结构组成： 1、浮体 浮体可根据不同现场水质情况选择材料；设计有专门配合多参数水质分析仪的专用套管；并配备支架可安装气象传感器及专用锚灯。 浮标主要参数： 浮标直径：1.5米（饼型）；太阳能板功率：150瓦； 型高：1.5米（不含支架）；电池容量：38AH*4； 材料：船用钢板、不锈钢、玻璃钢；耗电能力：18AH/每天； 板厚：2.5毫米（加筋）；充电能力：36AH/每天； 浮标自重：264公斤（含电池和太阳能板）；电池寿命：4年（容量下降50%）；排水量：1.4吨； 设计浮力：520公斤（吃水线以下浮力）； 锚链垂重：100公斤； 下挂重块：100公斤；
浮筒带有内置圆柱形仓配备密封舱盖，用于放置数据通信及监测仪器。侧面有两个竖直圆柱形管，用于放置多参数水质仪，易拆卸、维护和校准，两侧有把手，用于搬运，三个吊钩，每个吊钩带有三个钻孔用于运输中稳定浮筒位置，底部有负重，以便稳定浮筒本身。 2、数据采集遥测系统 浮标集成了安恒公司拥有的国家发明专利“基于龙芯LINUX系统远程智能监测系统”，保证数据的实时传输。 该系统终端采集处理模块还包括各类数据采集器，所述数据采集器的输出端与所述智能终端器的输入端选用可以采用传统的串口、USB、CAN总线、4-20mA、0-5V模拟量、开关量
我国海洋资料浮标观测技术的发展起步较晚，但经过长期的努力与积累，取得了丰硕成果。在“十五”和“十一五”期间，我国的海洋资料浮标观测技术达到产品化阶段，并开始浮标网的建设。 一、我国海洋资料浮标观测技术的发展现状 ⒈我国总体技术水平与国际相当 我国从1965年开始研制海洋资料浮标，经过近50年的发展，在国家863等计划和有关部门的支持下，取得了丰硕的成果，已经基本掌握了关键核心技术，总体已经达到国际先进水平。我国研制的第一个海洋资料浮标诞生于1965年，为船型结构。此后，在国家的支持下，浮标技术大力发展，目前，已经形成了直径从10m到3m的产品系列，完全能够满足我国近海长期业务化观测的需求，其中研制的3m直径小型浮标为2008年奥帆赛提供了大量有效数据，受到各界一致好评。深远海观测浮标方面也开展了部分工作，研制了工程样机，取得了一定成果，布放海域最深达到3500m，最远至印度洋和格陵兰海海域。 我国的智慧海洋的海洋资料浮标研制虽然起步较晚，但在某些方面的水平已经达到国际领先水平。观测参数种类多于国外产品；采用了多种数据通信手段，其中北斗通信方式是我国独有；数据传输间隔方面有多种传输间隔可供选择。我国已经初步建立了包含约130个浮标的近海浮标观测网，浮标种类主要由图1中的浮标和波浪浮标组成，图2给出了由山东省科学院海洋仪器仪表研究所生产的浮标沿海分布图，该研究所生产的浮标占全国业务化浮标总数的90%以上。 ⒉专用型浮标研究取得一定成果 在通用型浮标研究成果的基础上，综合国外的研究成果，我国在专用型浮标研究方面也取得了一定的成果，研制了多种专用浮标。 ⑴海洋剖面观测浮标 “十五”期间，国家海洋技术中心研制了利用马达驱动的剖面观测系统，“十一五”期间中船重工710所研制了利用浮力控制的剖面观测浮标系统，中科院海洋所研制了波浪能驱动式的剖面观测浮标系统，3种系统均经过了海上测试，最大布放水深达4000m，能观测海水温度、盐度、深度和海流等参数。 ⑵光学浮标 2005年，在863计划的支持下，中科院南海所突破水下光辐射测量的子母浮标设计和集成、海面和水体表层高光谱辐射测量、水体吸收/散射高光谱测量、锚链式水下多光谱辐射测量、海洋光学仪器窗口防污染等关键技术，研制了我国第一台光学浮标，并布放于青岛海域。
上海泽铭公司曹兵： 系列海洋资料浮标介绍中国海洋大学唐原广 （电话：3，） 一、SZF型波浪浮标 二、3m多参数海洋监测浮标 三、10m大型海洋资料浮标
一、SZF型波浪浮标 中国海洋大学生产的SZF型波浪浮标是国家863计划海洋监测技术成果标准化定型产品，先后得到了国家“九五”863计划、国家“十五”863计划的支持，并在“十五”期间国家863计划海洋监测技术成果标准化定型项目中得到定型（如右图）。 是国家海洋行业标准《波浪浮标》的编写制订单位，并于2005年10月正式发布施行。 制定了波浪浮标的企业标准，建立了波高、周期、波向的检测设备。 SZF型波浪浮标已在全国范围内推广使用，并已部分销往国外。目前主要用户有国家海洋局各海洋环境监测站、总参、海军、中国海监、海上石油、中交集团、相关的各大院所及海洋工程部门，用户已达100余家。右图为：非洲苏丹港波浪观测 一、SZF型波浪浮标的主要特点 SZF型波浪浮标是一种无人值守的能自动、定点、定时（或连续）地对海面波浪的高度、波浪周期及波浪传播方向等要素进行遥测的小型浮标测量系统。
SZF型波浪浮标既可在离岸海区锚泊布放使用，也可随船系泊使用。可单独使用，也可作为海岸基/平台基海洋环境自动监测系统的基本设备。 该系统主要用于波浪观测工作和近海环境工程的监测工作。随着波浪浮标的应用，替代了我国已经使用了几十年的岸用光学测波浮标，结束了我国人工观测波浪的历史，解决了夜间不能观测波浪的缺陷。同时也替代了进口同类产品，打破了国外进口海洋仪器设备一统国内市场的格局。 该浮标的成功研制使我国成为国际上少数几个具有研发、生产波浪方向浮标能力的国家之一。 二、SZF型波浪浮标主要技术指标和功能 SZF型波浪浮标在海上可以连续工作3-12个月,目前新增加了带有嵌入式太阳能充电功能的波浪浮标，可满足波浪浮标在海上长期工作的需求。工作方式有定时测量、连续测量两种。在定时测量方式中具有测量间隔3h（标准定时测量方式）和1h两种状态，测量间隔3h工作状态应能够自动加密转换成1h工作状态。 数据采集间隔：；。 数据的发送和接收通过VHF无线数据传输机或手机短信实现,通讯距离≥10km或移动网络覆盖范围内，数据接收处理机的数据有效接收率不小于95%。浮标有GPS定位和闪光灯功能。 1.测量指标
水文、气象实时监测系统设计方案 （浮标安装） 目录
一、前言 二、港口海域建立海洋气象环境实时监测系统的意义 三、港区海洋气象环境实时监测系统的结构组成及工作原理 a)结构组成 b)主要技术指标 c)系统集成 i系统集成图 ii系统集成工作原理 1．系统组成组建 2．组件连接和系统工作流程 3.电源 四、附件 阔龙相关工作原理介绍 GPRS数据通讯模块介绍 浮标体相关介绍
一、前言 水质环境实时监测（传输）系统是一个用于监测港域海洋环境因素（如水温、潮流、流向、水位等）、气象环境因素（温湿度、风速风向、气压、雨量、能见度等），并为船舶进出港、离靠泊提供安全保障的监测服务信息网络。其核心是及时将海洋气象环境要素观测值予以传输和显示。 港区海洋气象环境实时监测（传输）系统最早建成于美国的一些港口和海湾，如美国的纽约港、新西泽港、西雅图港等，近年台湾和日本的一些港口亦已建有该系统。然而我国大陆港区至今尚未建立与开展此项工作。 本海流气象实时监测系统旨在提供有效可靠的海流的流速、流向、气象的温湿度、风速风向、能见度等实时数据，为港口海域的船只航行安全等提供实时水文和气象监测数据。系统采用世界上最先进的声学多普勒法测量海流和流速剖面，最为稳定的温湿度、风速风向、能见度等气象传感器，使用GPRS无线数据传输完成实时系统监控和数据传输。可实现远程现场数据查看、数据分析。
二、港域建立海洋气象环境实时监测系统的意义 随着航运市场的进一步开放，各种运输方式，各港口之间的竞争日趋激烈，因此立足本港，不断提高港口的管理水平，己成为顺应复杂竞争态势的关建之举，其中现代化的信息技术则是实现此目的的强力支撑和后盾，亦是衡量现代化港口的一个重要标志。 本系统投入业务运行后，其实时信息可有效地保障船舶的进出港和离靠泊的安全，降低船舶的在港时间，规避船只对码头设施的碰撞和破坏，切实获取港口的最佳经济效益，同时大大地提升基地的著名度和竞争力，填补我国港口在海洋气象环境实时监测系统方面的空白。 此外，我们亦关注到海洋气象环境实时监测系统运行对港口海域的现实需要和意义。 泊前沿的特殊流况_迴流现象，是靠泊船只多次发生碰撞码头设施事故的主要原因。因此，在码头前沿设置可以测量剖面流速、流向的自动测流系统，及时向靠泊船只提供泊位前沿水域的实际流况特征，乃是减少或避免船舶碰撞码事故发生的现实和有效的举措。 据此可知，“海洋气象环境实时监测系统”运行对基地营运管理的现实需要和意义。
地表水水质自动监测系统简介 随着水质自动监测技术的不断改进，地表水水质自动监测系统在我国地表水监测中得到了广泛的应用，并取得了较大的进展。地表水水质自动监测系统是一套以在线自动分析仪器为核心，运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术、计算机应用技术以及相关的专用分析软件和通讯网络所组成的一个综合性的在线自动监测系统，可统计、处理监测数据；打印输出日、周、月、季、年平均数据以及日、周、月、季、年最大值、最小值等各种监测、统计报告及图表（棒状图、曲线图多轨迹图、对比图等），并可输入中心数据库或上网。收集并可长期存储指定的监测数据及各种运行资料、环境资料以备检索。系统具有监测项目超标及子站状态信号显示、报警功能；自动运行、停电保护、来电自动回复功能；远程故障诊断，便于理性维修和应急故障处理等功能。 实施水质自动监测，可以实现水质的实时连续监测和远程监控，达到及时掌握主要流域重点断面水体的水质状况、预警预报重大或流域性水质污染事故、解决跨行政区域的水污染事故纠纷、监督总量控制制度落实情况、排放达标情况等目的。 1、地表水水质自动监测系统的选址： 地表水水质自动监测系统所选择的水域首先要有明确的水域功能，具有反映水环境质量状况的空间与时间代表性，满足环境管理的需要。 2、地表水水质自动监测系统建设需考虑： ???必须保证电力供应、通讯畅通、自来水供应。 ???站房设计建设时要考虑站房内的监测仪器和其他辅助设备的安全。 ???周围环境的交通便利。 ???站点建设费用较大，在选址是考虑长期使用性。 3、地表水水质自动监测系统基本功能： ???仪器基本参数和监测数据的贮存、断电保护和自动恢复 ???时间设置功能、设定监测频次。 ???自动清洗。 ???自动校对、手动校对。
海洋观测浮标通用技术要求 （试行） 国家海洋局 二〇一四年十二月 1范围
本要求规定了海洋观测浮标的系统组成、技术要求、检验方法及标志、包装、运输和贮存的要求。 本要求适用于海洋观测网业务化应用的海洋观测浮标的采购、检验和评估。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 CB/T 3855 海船牺牲阳极保护阴极设计和安装 GB/T 13972-2010 海洋水文仪器通用技术条件 GB/T 14914 海滨观测规范 HY/T 143-2011 小型海洋环境监测浮标 HY/T 142-2011 大型海洋环境监测浮标 3术语和定义 3.1海洋观测浮标 锚泊在特定海区对该海区的水文、气象等要素进行定点、自动、长期、连续观测并定时发送资料的浮标。 3.2浮标检测仪 一种配备浮标专用检测软件，可对浮标进行工作参数设置及功能检测的设备。 3.3浮标接收岸站 接收海洋观测浮标发送或者通过数据平台中转的测量数据的地面接收设备和设施。 4系统组成 4.1基本组成 海洋观测浮标由浮标体、数据采集器、安全系统、浮标检测仪、传感器、通信系统、供电系统、锚系、浮标接收岸站（以下简称岸站）九部分组成。 4.2浮标体 为浮标提供浮力支撑，同时也作为仪器搭载平台，由塔架、标体、配重组成。 4.3数据采集器 按照设定的工作时序，自动采集、处理、存储观测数据，并将处理后的数据通过无线通信方式实时发送到岸站。 4.4安全系统 具有警示、防雷、发现浮标移位、开舱、进水的功能，由雷达反射器、避雷针、卫星定位系统、开舱、进水传感器组成。 4.5浮标检测仪 对浮标进行设置、调试和检测。 4.6传感器 包括风、空气温度、相对湿度、气压、水温、盐度、波浪、海流传感器等。
卫星遥感监测海上油田溢油 随着世界海洋运输业的发展和海上油田不断投入生产，海上溢油事故频发，在最近30年里，全球溢油量超过4500万立方米的事故就有62起。近年来，在中国海域也发生过多起恶性溢油事故，其中在胶州湾发生的两起外轮溢油事故，共溢出原油4000多吨，使200公里海岸及10余万亩滩涂养殖场受到污染，水产资源遭到严重破坏。溢油事故往往造成大面积海域污染，造成严重的生态破坏，引起了各国政府的重视。世界各国都积极参与海上溢油的监视和遥感监测。基本方法就是航空遥感、卫星遥感和雷达遥感监测。由于我国经济飞速发展和石油战略储备的需要,海上石油运输量猛增,油轮数量增加且呈大型化趋势,这就增大了溢油事故,尤其是大型溢油事故的可能性。船舶发生溢油污染事故后,需要采取及时、有效的应急反应行动,以减少溢油的危害,保护海洋环境和人命财产。 而提起海上油田溢油，我们不得不说洋流对漂油的作用。洋流的流速，流向，无疑是船舶选择航线，准确定位和掌握航向、航速的重要参数。表层流，中层流和深层流还都会影响气候，生物地球化学循环和海洋生物链。目前常用的观测方法是海上浮标观测，是一种少、慢、差，费的方法。西方各国利用卫星平台上装置的雷达高度计，完全可以完成海上浮标的观测任务。雷达高度计发射不间断的脉从计算海面返回卫星的时间差来测量海面拓扑，用这种海面拓扑再与已知的水准平面比较，推导出海面高度差。例如在2010年发生在墨两哥湾的溢油事故中，溢油漂移趋势受到洋流的作用,漂移方
向与洋流方向一致.研究表明,至5月1日对溢油处理与漏油处封堵的努力效果甚微,油污面积有继续扩大趋势,油污漂移方向与洋流具有较强相关性.该研究验证了光学遥感图像可以很好地对溢油事故造成的溢油范围进行监测,结合GIS的空间分析功能和洋流等信息可对溢油面积和溢油漂移趋势进行监测与分析,从而为溢油控制与清理提供重要参考信息。 人类社会正面临着“资源日趋枯竭、环境日益恶化和人口不断剧增三大威胁而且这种态势也有进一步加剧的趋势已经严重威胁到了人类的未来发展。人们不得不重新思考自己与自然的关系重新确定自己新的行为方式。同时人们也不能不为了争取人类的可持续发展去寻找新的发展空间新的资源替代源泉。人类再次把目光和期望转向了海洋。人类在不断满足自己的欲望但又没有充分意识到对海洋带来的危害这就使得海洋污染日趋严重。引发海洋污染的原因是多种多样的其危害的方式、程度都不尽相同。海洋污染主要包括石油类污染、重金属污染、热污染、有机废物和固体废物污染等。其中石油类污染已成为影响海洋生态环境的重要污染物之一。油污在进入海水后受到海浪和海风的影响形成一层漂浮在海面上的油膜阻碍了水体与大气之间的气体交换而且海洋溢油扩散范围大、持续时间长和难以消除。油类粘附在鱼类、藻类和浮游生物上对浮游植物的光合作用产生抑制作用同时其在分解的过程中又消耗了海水中的溶解氧致使海洋生物死亡并破坏海鸟生活环境导致海鸟死亡和种群数量下降破坏了海洋的生态环境。石油污染还会使水产品品质下降造成巨大的经济损失。海洋
河道治理河长制水质监测 “水是生命之源、生产之要、生态之基。”江河湖泊具有重要的资源功能、生态功能和经济功能，是最重要的水源，也是人类赖以生存的基础。 为进一步加强河湖管理保护工作，落实属地责任，健全长效机制，12月11日，经中央全面深化改革领导小组第28次会议审议通过，中共中央办公厅、国务院办公 厅印发了《关于全面推行河长制的意见》。 《意见》要求建立由党政主要负责同志领导的省、市、县、乡“四级河长体系”， 确认了六方面的主要任务：加强水资源保护、加强河湖水域岸线管理保护、加强水污染防治、加强水环境治理、加强水生态修复和加强执法监管。 《意见》对河湖水质提出了更高的要求，在其指导下，北京、上海、江苏、福建、 浙江等地纷纷推出了地方性“河长制”《实施细则》和《实施办法》，打响了污染防治、河道治理、建立河道管理保护长效机制的攻坚战。 1.2河道治理与长效监管 河道治理是“河长制”的重要工作内容，上海市《关于本市全面推行河长制的实施 方案》中，提出了2017年底，实现全市河湖河长制全覆盖，全市中小河道基本消 除黑臭，水域面积只增不减，水质有效提升；到2020年，基本消除丧失使用功能（劣于Ⅴ类）水体，重要水功能区水质达标率提升到78%，河湖水面率达到10.1% 的工作目标。
与短期的河道治理相比，河道水质的长效管理持续时间更长，涉及部门和行业更多， 协调和管理难度更大，是河湖管理保护中的一个难点。缺乏有效的河道水质长效监 管解决方案，业已修复的河道也容易被再次污染，黑臭反弹，产生不良的社会影响。 1.3地表水环境质量标准基本项目标准限值 《地表水环境质量标准GB3838-2002》适用于全国领域内江河、湖泊、运河、渠道、 水库等具有使用功能的地表水水域。 1.4水域功能和标准分类 依据地表水水域环境功能和保护目标，按功能高低依次划分为五类； Ⅰ类?主要适用于源头水、国家自然保护区；水质很好。既无天然缺陷又未受人为 直接污染，不需要任何处理。 Ⅱ类主要适用于集中式生活饮用水地表水源地一级保护区、珍稀水生生物栖息地、 鱼虾类产卵场、仔稚幼鱼的索饵场等； Ⅲ类?主要适用于集中式生活饮用水地表水源地二级保护区、鱼虾类越冬场、洄游 通道、水产养殖区等渔业水域及游泳区； Ⅳ类主要适用于一般工业用水区及人体非直接接触的娱乐用水区； Ⅴ类?主要适用于农业用水区及一般景观要求水域。 优为Ⅰ类和Ⅱ类水质，良好为Ⅲ类水质，轻度污染为Ⅳ类水质，中度污染为Ⅴ类水 质，重度污染为劣Ⅴ类水质。 1.5地表水主要水质指标详解 溶解氧（DO）：代表溶解于水中的分子态氧。水中溶解氧指标是反映水体质量的重 要指标之一，含有有机物污染的地表水，在细菌的作用下有机污染物质分解时，会 消耗水中的溶解氧，使水体发黑发臭，会造成鱼类、虾类等水生生物死亡。在流动 性好（与空气交换好）的自然水体中，溶解氧饱和浓度与温度、气压有关，零度时 水中饱和氧气含量可14.6mg/L，25℃为8.25mg/L。水体中藻类生长时由于光合作用产生氧气，会造成表层溶解氧异常升高而超过饱和值。 pH值：表征水体酸碱性的指标，pH值为7时表示为中性，小于7为酸性，大于7为碱性。天然地表水的pH值一般为6~9之间，水体中藻类生长时由于光合作用吸 收二氧化碳，会造成表层pH值升高。 水温：水温指标是一个比较特殊的物理指标。实际上对人体的健康及安全等并无直 接的危害，其环境效应主要体现在两个方面：一是水温变化对水生生物的生长和发 育存在着加速或抑制作用，二是水温对其他水质指标的环境效应有协同作用，比如 在其他水质指标含量不变的情况下，水温升高或降低，可能会导致某些环境灾害现 象的发生。 浊度：浊度是表现水中悬浮物对光线透过时所发生的阻碍程度。水中含有泥土、粉砂、微细有机物、无机物、浮游动物和其他微生物等悬浮物和胶体物都可使水样呈现浊度。浊度值对于了解水质状况和水质处理有重要的指导意义。
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
Dev eloping Profiling Drif ter to Help China Join ARGO Prog ram Zhu Gua ngw en (Ins titute of Ocean Technolo gy ,SOA ,Tianjin 300111) Abstract By intro ducing the backg ro und and science sig nifica tion of ARGO,a n internatio nal co opera tion pro-g ram ,the author a naly zes the positiv e and nega tiv e effect to China ,and discusses the strateg y w e should adopt.Technical requirements and key technolo gies o f pro filing drifter used in ARGO prog ram are dis-cussed,and sev era l kinds of profiling drifter available in internatio nal wo rld a nd being develo ping in China a re introduced . Key w ords ARGO prog ram ,strateg y ,pro filing drifter 水质监测浮标 水质监测浮标是化学分析仪器和各种水质传感器的集成。主要用于河口地带、排污口附近海域或海洋增养殖区自动测量海洋水质参数,为海洋污染监测和海洋水产养殖提供实时资料,同时为海洋综合管理和海洋科学研究提供基础数据。其主要功能为:实时监测海水的pH 、DO 、氨氮、温度、盐度、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐等8个要素;定时采集、处理、存储、发送各要素的数据;自动检测电源和各单机的工作状态,跟踪浮标的位置,有故障可及时通知岸站。 可应用在近海生态污染监测或海洋水产养殖。 水质监测浮标是一种监测海洋环境和海洋水产养殖区水质污染情况的小型浮标,其自动监测和发报功能可减少现场采样及事后实验室分析的大量人力和物力,可大范围地应用于海洋科学研究领域以及为水产养殖业提供服务。23 第2期 发展剖面探测浮标技术,支持我国参与A RGO 计划
海洋遥感观测 海洋遥感是利用传感器对海洋进行远距离非接触观测，以获取海洋景观和海洋要素的图像或数据资料，其发展历程大致可分为起步期（1939-1969）、试验期（1970-1977）、研究期（1978-1991）、应用期（1992-至今）。 起步期（1939-1969）： 海洋遥感开始于第二次世界大战期间(1939年9月-1945年9月)，首次利用航空遥感方式完成了河口海岸制图与近海水深测量的工作。1950年美国航空遥感与海洋调查船完成了大规模湾流考察，这是人类首次在物理海洋学研究中利用遥感技术。卫星遥感始于1957年苏联发射第一颗人造卫星。1960年4月美国宇航局(NASA)发射第一颗电视与红外观测卫星TIROS-I，卫星在获取气象资料的同时还获取了无云海区的海表面温度场资料，从而拉开了利用卫星遥感资料进行海洋研究的帷幕。 试验期（1970-1977）： 1969年NASA在Williams大学召开研讨会，推动了1973年天空实验室(Skylab)航天器和1975年地球实验海洋卫星(GEOS-3)高度计的发展。其中Skylab航天器证实了可见光与近红外遥感对地球进行连续观测的潜力，而GEOS-3则是首次利用卫星遥感测量海表面高度的卫星。随后，NASA在此基础上研制了一系列高分辩率多光谱扫描仪，这些扫描仪装载在Landsat系列卫星上沿用至今。美国海洋大气局(NOAA)在1970年1月发射改进型TIROS卫星，又在1972-1976年发射NOAA系列卫星(NOAA-1至5)，这些卫星装载的红外扫描辐射计与微波辐射计，可以用来估计海表面温度、大气温度以及湿度剖面等海气参数。 研究期（1978-1991）： 1978年NASA连续发射了三颗卫星，喷气动力实验室(JPL)的Seasat-A卫星，Goddard空间飞行中心(GSFC)的TIROS-N与Nimbus-7卫星。这三颗卫星构成了海洋卫星的三部曲，它标志着卫星海洋遥感新纪元的开始，并反映了可见光、红外、微波海洋遥感的概貌，充分展现了卫星对海洋的监测能力。 Seasat-A卫星上装载了微波辐射计(SMMR)、微波高度计(RA)、微波散射计(SASS)、合成孔径雷达(SAR)、可见红外辐射计(VIRR)等5种传感器。提供的海洋信息包括海表面温度、海面高度、海面风场、海浪、海冰、海底地形、风暴潮、水汽和降雨等。虽因电源故障，Seasat-A寿命仅为108天，却获得极其宝贵的海洋资料，因此Seasat-A被称为卫星海洋遥感的里程碑。 TIROS-N卫星上装载高级甚高分辨率辐射计(AVHRR)和TIROS业务化垂直探测器(TOVS)。NOAA于1981年推出卫星海表面温度业务化反演算法(MCSST)，因此TIROS-N 奠定了卫星海表面温度进入气象、海洋业务化预报的基础。
精品资料 海洋观测浮标通用技术要求 （试行） 1范围 本要求规定了海洋观测浮标的系统组成、技术要求、检验方法及标志、包装、运输和贮存的要求。 本要求适用于海洋观测网业务化应用的海洋观测浮标的采购、检验和评估。 2规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 CB/T 3855 海船牺牲阳极保护阴极设计和安装 GB/T 13972-2010 海洋水文仪器通用技术条件 GB/T 14914 海滨观测规范 HY/T 143-2011 小型海洋环境监测浮标 HY/T 142-2011 大型海洋环境监测浮标 3 术语和定义 3.1 海洋观测浮标 锚泊在特定海区对该海区的水文、气象等要素进行定点、自动、长期、连续观测并定时发送资料的浮标。 3.2浮标检测仪 一种配备浮标专用检测软件，可对浮标进行工作参数设置及功能检测的设备。 3.3浮标接收岸站 接收海洋观测浮标发送或者通过数据平台中转的测量数据的地面接收设备和设施。 4系统组成 4.1基本组成 海洋观测浮标由浮标体、数据采集器、安全系统、浮标检测仪、传感器、通信系统、供电系统、锚系、 浮标接收岸站（以下简称岸站）九部分组成。 4.2浮标体 为浮标提供浮力支撑，同时也作为仪器搭载平台，由塔架、标体、配重组成。
精品资料 按照设定的工作时序，自动采集、处理、存储观测数据，并将处理后的数据通过无线通信方式实时发送到岸站。 4.4安全系统 具有警示、防雷、发现浮标移位、开舱、进水的功能，由雷达反射器、避雷针、卫星定位系统、开舱、进水传感器组成。 4.5浮标检测仪 对浮标进行设置、调试和检测。 4.6传感器 包括风、空气温度、相对湿度、气压、水温、盐度、波浪、海流传感器等。 4.7通信系统 采用短波、超短波、蜂窝移动通信或卫星等通信方式，将观测数据传输到岸站，由天线和通讯模块或一体化通讯设备组成。 4.8供电系统 为浮标的长期连续工作提供电源，由太阳能电池板、免维护蓄电池和充放电控制器组成。 4.9锚系 提供稳定的系泊力，使浮标能够在恶劣的海洋环境中长期系泊定位，由锚链、连接件、锚等组成，根据使用目的、深度和布放海区的不同，有时会用到系留缆、包塑钢丝绳等。 4.10岸站 接收来自海上浮标发送的数据，并对数据进行处理，具有保存、显示、查询、生成报表、报警提示等功能，由配套设施、通信设备、数据处理计算机和专业软件组成。 5技术要求 5.1观测要素、时次、单位和准确度 5.1.1观测要素 观测要素一般包括：风、气压、空气温度、相对湿度、水温、盐度、海流、波浪。 其它观测要素可根据需要增加。 5.1.2观测时次 所有观测要素除特殊要求，应一小时观测一次，并在整点前完成观测，各要素采集结束时间应尽量靠近整点。 5.1.3观测单位和测量准确度
浮标式水质在线监测系统的研究现状调研 一、浮标的工作原理 1)水质浮标在线监测系统构成 水质浮标的主体主要由浮标体、水质参数传感器、供电系统、数据采集系统、ＧＰＳ定位系统和数据传输系统等组成，水质浮标集成了传感器技术、计算机技术、数据采集处理技术、通信技术以及定位技术等高新技术。浮标体主要提供各子系统的搭载平台，保障系统的正常运行；水质参数传感器是浮标监测系统的核心，主要是利用传感器技术进行水质参数指标的测定，获取水质参数数据；供电系统主要为浮标监测系统的电子仪器进行供电，保障仪器的正常运行，目前浮标电源系统主要是用太阳能板给蓄电池补充能源；数据采集系统主要集中采集和存储各水质参数传感器测定的数据；ＧＰＳ定位系统实现浮标位置信息的获取和浮标的远程监控；数据传输系统主要实现数据的定时自动发送。 2)浮标工作模式 水质浮标工作模式一般是采用间歇式工作方式，用户根据需要设定工作时间或者间隔时间。休眠工作时段传感器、数据采集和数据发射系统等部分断电休眠，只有值班电路工作；休眠结束时，系统给传感器进行供电初始化，进入工作时段，水质传感器进行水质参数监测，数据采集系统进行数据采集和存储，数据传输系统定时把数据发送出去后，系统断电进入休眠时段。 3)浮标数据传输系统： 浮标数据传输的实时性要求较高，一般延时小于１min；浮标监测系统一般布设于远离陆地的近岸海域，因此浮标的数据传输系统主要采用无线通信方式，目前应用较多的通信方式有：GSM、CDMA和GPRS通信方式、Inmar－satC通信方式。GSM、CDMA和GPRS通信方式，主要是利用移动通信公司的移动通信网络，数据以SMS短信息的方式进行发送。此方式灵活，性能可靠，成本较低，实时性较好，不受时间限制可连续工作。但该方式受移动通信网络覆盖范围的限制，只适合移动通信网络覆盖范围之内的近岸海域，使用范围受限。Inmar－satC通信方式主要是利用国家海事卫星组织管理的Inmar－satC系统提供的全球海事卫星通信系统，采用信息存储转发的方式进行通信。此方式覆盖范围广（覆盖了世界大部分海洋），实用性强，稳定性和可靠性高，实时性好，设备较小，但通信成本较高。 太阳能控制器太阳能电池板电能存储系统浮标平台及浮体 瞄泊系统 太 阳能供电系统 数据 采集 传输 系统监测 传感器 水温 叶 绿 素 电 导 体 浑 浊 度 天 线 天线 中心站 监控平台 卫星 GPRS 图1浮标式水质自动监测系统组成示意图
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910289019.5 (22)申请日 2019.04.11 (71)申请人 巢湖市银环航标有限公司 地址 238000 安徽省合肥市巢湖市长江西 路318号 (72)发明人 徐玉军 (51)Int.Cl. B63B 22/00(2006.01) B63B 22/20(2006.01) F03D 9/00(2016.01) F03D 9/11(2016.01) (54)发明名称一种高分子海洋浮标(57)摘要本发明提供一种高分子海洋浮标，涉及海洋监测设备技术领域，包括浮体，浮体的上端竖向设置有桅杆，桅杆的周侧面上安装有太阳能板，桅杆的顶端设置有气象传感器和GPS信号灯，太阳能板的下方桅杆上安装有风力发电组，浮体的内部设置有经纬度定位装置、数据采集处理装置和信号发射装置，浮体的内部顶端安装有电源电池，浮体的下端沿着中轴线位置设置有配重块，配重块的下端面水文水质传感器。本发明通过风力发电组和太阳能板的设置，使得设备在不同天气都充足的电能，通过太阳能板安装架和伸缩杆的配合，使得太阳能板变成可收缩的结构，增加使用年限，整个设备结构简单，节能环保，能够长期高效的收集海洋上的各种信息和人们所需的 资料。权利要求书1页 说明书4页 附图3页CN 110171534 A 2019.08.27 C N 110171534 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110171534 A 1.一种高分子海洋浮标，包括浮体(1)，其特征在于： 所述浮体(1)的上端竖向设置有桅杆(2)，所述桅杆(2)的周侧面上转动安装有太阳能板(3)，所述桅杆(2)的顶端设置有气象传感器(4)和GPS信号灯(5)，太阳能板(3)的下方桅杆(2)上安装有风力发电组(6)，所述浮体(1)的内部设置有经纬度定位装置(7)、数据采集处理装置(8)和信号发射装置(9)，浮体(1)的内部顶端安装有电源电池(10)，所述经纬度定位装置(7)、数据采集处理装置(8)和信号发射装置(9)与电源电池(10)电性连接，浮体(1)的下端沿着中轴线位置设置有配重块(11)，配重块(11)的下端面水文水质传感器(12)。 2.根据权利要求1所述的一种高分子海洋浮标，其特征在于：所述浮体(1)为一个圆柱形腔体结构。 3.根据权利要求1所述的一种高分子海洋浮标，其特征在于：所述电源电池(10)为铅蓄电池。 4.根据权利要求1所述的一种高分子海洋浮标，其特征在于：所述桅杆(2)的侧面转动安装有四个太阳能板安装架(13)，安装架(13)围绕桅杆(2)环形均匀分布，所述太阳能板(3)通过太阳能板安装架(13)安装，太阳能板安装架(13)下端内侧两边设置有伸缩杆(14)，伸缩杆(14)的末端转动连接在桅杆(2)上，所述太阳能板安装架(13)的上方桅杆(2)间水平设置有挡雨板(15)，挡雨板(15)的上端设置有雨水收集盒(16)，雨水收集盒(16)的底部设置有排水管(17)，雨水收集盒(16)的中间位置通过细线拴有漂浮球(18)，漂浮球(18)的下端连接有拉力感应开关(19)，拉力感应开关(19)与伸缩杆(14)电性连接。 5.根据权利要求4所述的一种高分子海洋浮标，其特征在于：所述太阳能板安装架(13)为不锈钢材质。 6.根据权利要求4所述的一种高分子海洋浮标，其特征在于：所述排水管(17)的直径为2-3毫米，所述雨水收集盒(16)的为一个上大下小的圆台型结构。 7.根据权利要求1所述的一种高分子海洋浮标，其特征在于：所述风力发电组(6)包括风车叶片(601)，风车叶片(601)通过竖向支撑杆(602)安装在桅杆(2)上，所述风车叶片(601)的右端安装有风力发电机(603)，浮体(1)的内部设置有充电器(604)，充电器(604)电性连接在所述电源电池(10)上。 8.根据权利要求7所述的一种高分子海洋浮标，其特征在于：所述风力发电组(6)一共有四组且围绕桅杆(2)环形均匀分布。 2