深海多金属结核开采工程地质环境监测系统及方法技术方案

本发明专利技术属于深海海洋环境监测技术领域，涉及一种深海多金属结核开采工程地质环境监测系统及方法。包括海底沉积物监测平台、海底潜标、海面控制中心和声学通讯装置四部分，所述的海底沉积物监测平台和海底潜标均由所述的声学通讯装置与海面控制中心连接。对海底表层沉积物厚度、性质，底层水动力、性质的原位监测，分析扰动沉积物再悬浮运移分布规律，根据长期再悬浮沉积物影响范围的叠加，找寻影响最大的点作为最佳的监测位置，实现高效的监测。从沉积物的变化，结合底层水流速及方向，得到再悬浮沉积物运移分布规律，在此基础上结合矿区底栖生物生存环境特征，对深海多金属结核开采工程地质环境影响进行综合的评价。

【技术实现步骤摘要】
深海多金属结核开采工程地质环境监测系统及方法
本专利技术属于深海海洋环境监测
，涉及一种深海多金属结核开采工程地质环境监测系统及方法。
技术介绍
随着陆地资源的消耗，人们将目光逐渐转向了海洋。地球70%的面积被海洋所覆盖，而海洋中有15%的面积覆盖有多金属结核。多金属结核赋存于水深超过4500米的海底沉积物的表面。开采这种深海多金属结核时需利用采矿车将结核从沉积物表面挖出，并通过管道运输至海面采矿船，这一集矿过程中产生的沉积物扰动将会增加水体中固体悬浮颗粒的浓度从而对海洋环境产生直接或间接的影响，影响生物活性、改变水体化学成分，因此采矿区工程地质环境的监测尤为重要。目前多金属结核开采环境监测重点多聚焦在海洋生物活性及海水化学性质的监测上，而针对多金属结核开采过程中工程地质环境影响的原位监测尚未出现，且目前的环境监测多集中于矿区环境基线的调查，针对于开采过程中工程地质环境变化的监测还未进行。此外，在集矿过程中，采矿车一直处于运动状态，扰动源位置不断发生变化，产生的沉积物扰动随之叠加，传统的潜标观测无法精确的测量到底层水流速及方向，也本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种深海多金属结核开采工程地质环境监测系统，其特征在于，包括/n海底沉积物监测平台：用于海底表层沉积物厚度及性质的监测、近海底水流速度及方向的监测、近海底水体中固体悬浮颗粒浓度监测；/n海底潜标：用于温度、盐度、Ph值、浊度、水体流速及方向的原位监测；/n通讯装置：为沉积物观测平台及海底潜标提供通讯；/n海面控制中心：用于操控沉积物监测平台及海底潜标中各设备，分析监测数据，得出再悬浮沉积物的运移分布规律，并对监测站位进行适时调整；/n所述海底沉积物监测平台和海底潜标均通过声学通讯装置与海面控制中心连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种深海多金属结核开采工程地质环境监测系统，其特征在于，包括
海底沉积物监测平台：用于海底表层沉积物厚度及性质的监测、近海底水流速度及方向的监测、近海底水体中固体悬浮颗粒浓度监测；
海底潜标：用于温度、盐度、Ph值、浊度、水体流速及方向的原位监测；
通讯装置：为沉积物观测平台及海底潜标提供通讯；
海面控制中心：用于操控沉积物监测平台及海底潜标中各设备，分析监测数据，得出再悬浮沉积物的运移分布规律，并对监测站位进行适时调整；
所述海底沉积物监测平台和海底潜标均通过声学通讯装置与海面控制中心连接。


2.根据权利要求1所述深海多金属结核开采工程地质环境监测系统，其特征在于，所述海底沉积物监测平台及海底潜标顶部均通过线缆连接有水下声学换能器。


3.根据权利要求2所述深海多金属结核开采工程地质环境监测系统，其特征在于，所述声学通讯装置包含作为声学通讯中转站的中继浮标，所述中继浮标漂浮顶部设置有太阳能电池板，中部设置浮球，底部通过线缆连接到水下声学换能器上，所述水下声学换能器通过浮球漂浮在距海床至少100米的位置，太阳能电池板及浮球均漂浮在海面上，所述太阳能电池板电性连接水中声学换能器。


4.根据权利要求1所述深海多金属结核开采工程地质环境监测系统，其特征在于，所述海底表层沉积物监测平台集成自然电位探杆、声学多普勒流速剖面仪、浊度计和水下摄像机，且布放在每个采矿区块采矿车集矿路径的顶点和采矿车集矿路径上第一次拐弯处拐角的顶点。


5.根据权利要求1所述深海多金属结核开采工程地质环境监测系统，其特征在于，所述海底潜标包括向下监测的声学多普勒流速剖面仪，竖向分...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾永刚，范智涵，陈天，孙志文，单海龙，
申请(专利权)人：中国海洋大学，青岛国科海洋环境工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37