海床基的系統(tǒng)組成、分類及應(yīng)用

　　海床基的觀測設(shè)備或傳感器通常包括聲學(xué)多普勒流速剖面儀、溫鹽深剖面儀、水下攝像頭、水聽器等，可以實(shí)現(xiàn)對海洋環(huán)境的全方位觀測，實(shí)時(shí)收集海洋環(huán)境數(shù)據(jù)，包括水溫、鹽度、流速、水質(zhì)等參數(shù)，從不同角度揭示海洋環(huán)境的真實(shí)狀況，同時(shí)，海床基還可以配備化學(xué)分析儀器等設(shè)備，對海水中的化學(xué)成分進(jìn)行分析和監(jiān)測。水下監(jiān)測傳感器對海洋底層水體進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，水聲通信機(jī)在獲取海底傳感器監(jiān)測數(shù)據(jù)后，通過聲學(xué)換能器將聲信號發(fā)射到海面接收設(shè)備，通過轉(zhuǎn)碼后，最終將數(shù)據(jù)通過衛(wèi)星或其他方式傳輸?shù)綌?shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)。

　　海床基是以布放在海底的坐底式平臺(tái)為依托，集成多種海洋環(huán)境觀測設(shè)備或傳感器，獲取多類海洋環(huán)境要素的觀測系統(tǒng)，是布放在海底對海洋環(huán)境進(jìn)行定點(diǎn)、長期、連續(xù)測量的綜合監(jiān)測裝置，實(shí)物如下圖所示。與傳統(tǒng)監(jiān)測方式相比，海床基的布放通常依托于坐底式平臺(tái)，這種平臺(tái)可以穩(wěn)定地放置在海底，并能夠承受海洋環(huán)境的影響和侵蝕，具有原位、長期連續(xù)、不受海況和天氣影響、數(shù)據(jù)質(zhì)量高、可多要素同步監(jiān)測的技術(shù)優(yōu)勢。

　　海床基應(yīng)用主要有兩種形式，即獨(dú)立的坐底式平臺(tái)和海底觀測網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

　　海床基平臺(tái)可搭載如下傳感器：

　　①物理海洋觀測傳感器：水溫、鹽度、深度、濁度、海流、波浪等。

　　②物探觀測儀器傳感器：海底重力儀、磁力儀、地震儀、海嘯傳感器等。

　　③生物化學(xué)海洋觀測傳感器：葉綠素、pH值、CO?、甲烷、營養(yǎng)鹽等。

　　④其他傳感器：視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。

　　目前海床基多搭載物理海洋觀測傳感器，主要由于物理海洋傳感器技術(shù)相對成熟、觀測數(shù)據(jù)較穩(wěn)定。由于搭載傳感器、采集器種類和數(shù)量的不同，平臺(tái)的尺寸、形狀和重量也不盡相同。通常搭載少量傳感器的海床基多用于淺海，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、尺寸較小、重量較輕。而搭載十幾種甚至上百種傳感器的海床基，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜、尺寸較大、重量較重。

　　海床基監(jiān)測系統(tǒng)組成，包括聲學(xué)應(yīng)答釋放器水上機(jī)、聲通信機(jī)接收機(jī)、出水報(bào)警裝置、水下集成安裝平臺(tái)、測量儀器、系統(tǒng)設(shè)備等。

　　基于海床基的應(yīng)用水深，海床基可分為淺海型(水深小于200m)和深海型(水深大于200m),其中淺海型又可劃分為一般型和防拖網(wǎng)型。

　　⒈淺海型

　　淺海型海床基主要應(yīng)用于水深較淺的海域，通常在近岸區(qū)域或者水深小于200m的區(qū)域。這種類型的海床基主要用于觀測海洋環(huán)境參數(shù)，如溫度、鹽度、流速等，以及進(jìn)行海底地形地貌的觀測。在淺海型海床基中，又可以根據(jù)具體應(yīng)用需求分為一般型和防拖網(wǎng)型。

　　一般型海床基主要滿足基本的海洋環(huán)境觀測需求，由于沒有防護(hù)外罩，降低了重量便于布放和回收。

　　⒉深海型

　　深海型海床基主要應(yīng)用于水深較大的海域，通常在深海平原或水深大于200m的區(qū)域。深海型海床基，搭載傳感器較多，材料堅(jiān)固，可抗高壓。由于布放深度較大，通常不需要防拖網(wǎng)功能。如INGV設(shè)計(jì)的GEOSTAR海床基最大布放深度達(dá)4000m,平臺(tái)尺寸長3.5m,寬3.5m,高3.3m,空氣中重2.5t,水中重1.4t,可承受30kN的深海壓力，主要用于觀測海洋環(huán)境參數(shù)，如溫度、鹽度、流速等，以及進(jìn)行海底壓力變化的觀測。

　　與淺海型海床基類似，深海型海床基也可以根據(jù)具體應(yīng)用需求分為一般型和特殊型。一般型海床基主要滿足基本的海洋環(huán)境觀測需求，而特殊型海床基則可能具有更高級別的觀測和分析功能，例如，對海底熱液噴口等特殊環(huán)境的觀測。