应急水质监测浮标系统设计研究

发布时间：2024-06-11 02:04

　　海洋资料浮标是实现海洋环境长期在线监测的重要工具。现有的大型化浮标由于体积和重量限制,难以用于海洋污染快速应急响应,而小型化浮标的稳性和安全性较差,容易受到复杂海洋环境的影响而出现数据质量问题。因此,本文依托天津市海洋经济科学发展区域示范项目,分别针对高稳性小型化浮体结构设计、风速风向测量修正方法、异常值处理方法以及应急水质监测浮标数据采集控制系统开展研究,设计了一种专用于近海海洋污染应急响应的水质监测浮标,并完成了现场实验。本文的主要研究内容如下:1、针对海洋环境污染快速应急响应需求,以小型化和高稳性为设计目标,设计了一种适用于我国近海环境的圆柱形浮标结构,并设计了锚绳混接式系留系统,然后建立浮体三维模型,基于三维势流理论对浮体的水动力特性进行数字仿真,结果表明,该结构的固有周期避开了近海波浪主周期,稳性和随波性好。2、针对风速风向测量结果受浮标倾斜和摇摆影响的问题,提出了一种基于浮标姿态解算的风速风向测量修正方法,基于四元数法进行浮标姿态解算,利用四阶龙格-库塔法(Runge-Kutta methods)完成四元数更新,通过计算浮标空间移动和空间旋转引入的风速分量,完成真风速真风向...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1国外典型浮标

第1章绪论31.2.1国外研究现状20世纪20年代，国外开始研制应用于军事领域的海洋资料浮标，受材料以及相关监测设备限制，这些浮标体积大，结构笨重，功能单一。随着电路集成技术和材料研制技术发展，海洋资料浮标开始朝着小型化、集成化和多功能化方向发展。20世纪60年代到70年代是国外....

图1-2国外应急监测浮标表1-1传统水质生态浮标与应急监测浮标对比

第1章绪论5参数对比如表1-1所示。(a)NKE公司SMATCH浮标(b)OBSERVATOR公司OMC7006浮标图1-2国外应急监测浮标表1-1传统水质生态浮标与应急监测浮标对比项目YSIEMM2000NKESMATCHOBSERVATOROMC-7006直径(m)2.000....

图1-3国内典型浮标

天津大学硕士学位论文6(a)海洋环境综合监测浮标(b)2.4m水质监测浮标(c)核辐射监测浮标图1-3国内典型浮标目前，国家先后以“863”计划、国家海洋局海洋公益性行业科研专项、国家海洋局青年基金项目以及各省市科技支撑项目等形式，支持海洋资料浮标的研究[32]。山东省科学院仪器....

图2-1应急水质监测浮标架构

天津大学硕士学位论文12图2-1应急水质监测浮标架构2.3.2应急水质监测浮标设计指标根据海洋污染应急监测实际需求并结合行业标准《小型海洋环境监测浮标》中的相关规定，本小节制定了应急水质监测浮标系统指标如表2-4所示：表2-4应急水质监测浮标系统指标根据中国近海海洋环境状况并结合....

本文编号：3992235