【技术实现步骤摘要】
深海采矿生态环境原位长期自动监测站及其评价方法
[0001]本专利技术涉及海底勘探
和海洋工程地质
，具体而言，特别涉及一种深海采矿生态环境原位长期自动监测站及其评价方法。
技术介绍
[0002]近几十年的大洋勘探发现，在数千米深的大洋底部蕴藏着丰富的矿产资源，其种类众多、储量巨大、品位极高，有巨大的开发利用前景。深海矿石富含锰、钴、镍、稀土等工业生产的重要元素，储量远高于陆地储量。如果可以实现安全、高效的商业开采，并且控制好对海洋生态环境的影响，丰富的海洋矿产未来将成为陆上矿产的替代资源，满足未来人类社会的经济发展需求。随着海底采矿领域研究工作的持续开展，采矿海底周围地质环境遭到了巨大的影响。
[0003]自21世纪以来，由于我国对深海海底采矿领域的研究展开，未来迫切需要基于大数据数字平台技术建立多组多测点的海底采矿环境观测组网。因此，迫切需要一种方便、快捷、精确、长期监测可组网的可商业化应用的深海采矿海底生态环境监测装置及环境影响评价方法，为我国深海资源开采与海洋工程开发环境提供监测预警及安全保障，对...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种深海采矿生态环境原位长期自动监测站，其特征在于,所述监测装置为镂空框架结构，监测装置分为上中下三层结构，上层为防脱罩（101），中层为观察舱（102），下层为坐底承载舱（103）；所述防脱罩（101）的顶部设置有四个起吊吊环（1）；所述监测装置的中层观察舱（102）主体为立方体结构，其自上而下分为四层，依次分为第一观测层（201）、第二观测层（202）、第三观测层（203）、第四观测层（204）；所述第一观测层（201）上设置有向上测速声学多普勒流速剖面仪（2）、沉积物颗粒捕获器（3）、超短基线（4）和信标（5），第一观测层（201）的顶部边框上连接有若干个自锁吊钩（6），沉积物颗粒捕获器（3）贯穿设置在第一观测层（201）的中心位置上，向上测速声学多普勒流速剖面仪（2）设置在沉积物颗粒捕获器（3）的左侧同样贯穿设置在第一观测层（201）的上表面，超短基线（4）和信标（5）分别设置在沉积物颗粒捕获器（3）的右前侧和右后侧并且设置在第一观测层（201）的上表面上；所述第二观测层（202）上设置有数据存储设备（7）、声学通讯设备（8）和数据传输设备（9），声学通讯设备（8）贯穿设置在第二观测层（202）的中心位置上，数据存储设备（7）和数据传输设备（9）分别设置在声学通讯设备（8）的左后侧和右前侧并且设置在第二观测层（202）的上表面上；数据存储设备（7）内部配有自用电池及外部连接海水电池阵列（10），数据传输设备（9）包括数据处理设备，数据处理设备连接数据存储设备（7），其内部配有自用电池及外部连接海水电池阵列（10），所述第三观测层（203）上设置有海水电池阵列（10）、PH传感器（11）、甲烷传感器（12）、自适应卡扣（13）和自然电位探杆（14），海水电池阵列（10）设置在第三观测层（203）的中心位置上，PH传感器（11）和甲烷传感器（12）分别设置在海水电池阵列（10）的左后侧和左前侧并且贯穿设置在第三观测层（203）上，自然电位探杆（14）设置在海水电池阵列（10）的右侧，自然电位探杆（14）的顶部放置在自适应卡扣（13）上，自然电位探杆（14）的下部依次贯穿第三观测层（203）和第四观测层（204）；所述第四观测层（204）上右侧依次贯穿设置有自然电位探杆（14）、高精度压力计（15）、温盐深浊度计（16）、高精度水下摄像机（17）、水下探灯（18）、向下测速声学多普勒流速剖面仪（20）和叶绿素荧光传感器（19），高精度水下摄像机（17）和水下探灯（18）位于第四观测层（204）的中心位置上，向下测速声学多普勒流速剖面仪（20）设置在水下探灯（18）的左侧，叶绿素荧光传感器（19）设置在向下测速声学多普勒流速剖面仪（20）的左后侧，温盐深浊度计（16）设置在高精度水下摄像机（17）的右后侧，高精度压力计（15）设置在高精度水下摄像机（17）的右前侧，自然电位探杆（14）设置在高精度水下摄像机（17）的右侧；所述坐底承载舱（103）包括防倾倒环形箍（21），防倾倒环形箍（21）的上方设置有方形框架（31），方形框架（31）的顶部边框上设置有若干个可与第四观测层（204）分离的自锁吊钩（6），方形框架（31）的四角均通过固定连接支撑杆（32）的顶端，支撑杆（32）的中部固定连接在防倾倒环形箍（21）上，支撑杆（32）的底端活动连接有坐底承载托盘（24），防倾倒环形箍（21）的圆心位置上通过连接杆固定安装有自适应平衡装置（22）。2.根据权利要求1所述的一种深海采矿生态环境原位长期自动监测站,其特征在于,所述监测装置的镂空框架结构采用高强耐压防水材料。3.根据权利要求1所述的一种深海采矿生态环境原位长期自动监测站,其特征在于,所
述防脱罩（101）采用高强镁铁合金材料框架。4.根据权利要求1所述的一种深海采矿生态环境原位长期自动监测站,其特征在于,所述观察舱（102）外壳采用镁铁高强合金材料框架。5.根据权利要求1所述的一种深海采矿生态环境原位长期自动监测站,其特征在于,所述自适应卡扣（13）包括2个对称的半环形卡扣主体（29），以及分别设置在其两侧的放松螺丝（30）。6.根据权利要求5所述的一种深海采矿生态环境原位长期自动监测站,其特征在于,所述半环形卡扣主体（29）的材质为高强度复合塑料。7.根据权利要求1所述的一种深海采矿生态环境原位长期自动监测站,其特征在于,所述自锁吊钩（6）包括自锁吊钩主体（26），自锁吊钩主体（26）呈E字形结构，上下开口为可容纳上下两层框架杆件的可开合的环形结构，自锁吊钩主体（26）的中部顶端设置有自锁吊钩连接轴（28），自锁吊钩连接轴（28）上连接有两个开合自锁吊钩主体（26）环形结构的闭合圆弧（29），闭合圆弧（29）的端部和自锁吊钩主体（26）的上下两端设置有相互咬合凹槽。8.根据权利要求1所述的一种深海采矿生态环境原位长期自动监测站,其特征在于,所述坐底承载托盘（24）的底部固定装有坐底贯入探针（25），坐底承载托盘（24）的中心位置上活动安装有转轴（23），转轴（23）连接在支撑杆（32）的末端。9.根据权利要求1所述的一种深海采矿生态环境原位长期自动监测站,其特征在于,所述防倾倒环形箍（21）、方形框架（31）和支撑杆（32）采用高强合金骨架。10.如权利要求1所述的一种深海采矿生态环境原位长期自动监测站的评价方法,具体步骤如下：步骤（1）：对监测预警站的性能检查：监测站外部三部分主体框架可分离，使用高强度挂钩连接；首先可打开顶部防脱罩101进行检查维修，观察舱102将所述的监测传感器及监测设备安装放置好，对声学通讯设备进行通讯检查，然后提前对设备发出指令，看其内部设备是否工作正常，按照相应的程序进行操作，将海水电池阵列进行充放电检查，完好无损后可进行工作组装；使用吊车起吊分离仪器，然后可以将自适应水平设备一段安装到坐底承载舱103，使用螺栓固定，最后整体设备连接完成，检查完毕；步骤（2）：设备的布放：确认观测设备正确设置，可使用科考船的A架吊车按照潜标整体的顺序从上往下吊装入水，按照水平稳定竖直后，自由落体式下落，可使用无缆脱钩布放，当设备进入水面，可进行人工或机械脱钩；步骤（3）：设备的工作：当设备触底后，会根据首先设备工作数据通过声学通讯设备传输至海面浮标，海面浮标直接通讯至卫星通讯系统，然后传讯至天空中的海洋控制通讯基站，最后地面海洋环境监测中心，形成海底
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【专利技术属性】
技术研发人员：贾永刚，朱宪明，范智涵，王林森，朱娜，胡聪，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：
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