南海深海观测计划.docx
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南海深海观测计划
南海深海观测计划规划设计方案
1．年度工作目标
依据**规划，**拟承担南海深水区北部秋季航次水体综合调查任务。
利用3000吨左右的海洋水体科学考察船，对船只进行适应性改装，通过CTD、ADCP等多种仪器及装备，对物理海洋、常规海洋气象、海气边界层、高空气象、海洋化学、大气化学和海洋生物等多类海洋环境信息开展锚系浮标、潜标、走航、大面等多种方式的综合观测，为南海深水区北部提供我国自主的海洋环境基础资料。
2．调查航次设计
调查内容
1、物理海洋与海洋气象调查包括：
物理海洋、常规海洋气象、海气边界层和高空气象
（1）物理海洋：
水深、水温、盐度、密度、浊度、海流、波浪、海况、水色、透明度和海发光；
（2）常规海洋气象：
海面气温、气压、湿度、风速和风向、云、能见度和天气现象；
（3）海气边界层：
海气界面动量、感热、潜热和CO2通量，海表匹温、海气界面气温、气压、湿度和风速梯度；
2、海洋化学
（1）海洋化学调查：
pH、碱度、溶解氧、悬浮物、硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、活性磷酸盐、活性硅酸盐、溶解态无机碳和总有机碳等11个要素。
（2）大气化学调查：
气溶胶调查包括MSA、碳、氮、磷、铝、钠共6个要素；二氧化碳调查包括连续观测表层海水和大气二氧化碳分压（pCO2）以及海水中温度、盐度并收集气温、气压、风速和风向共8个要素。
3、海洋生物
调查内容包括
叶绿素
、初级生产力、微生物、微微型生物、微型浮游生物、小型浮游生物、大中型浮游生物、大型底栖生物、小型底栖生物和游泳动物。
调查技术路线
1、物理海洋与海洋气象调查
物理海洋以船舶大面断面/走航调查和锚系潜/浮标观测为主，以XBT/XCTD/抛弃式测流仪等观测为辅，其间收集整理国内外可用的准同步遥感观测资料，对南海深水区北部物理海洋要素开展基础性调查。
南海天气系统基础性调查，根据热带辐合带、东风波的时间、空间分布特征，选择秋季一个航次在航线上，利用探空系统对南海季风、热带辐合带、东风波的温度、气压、湿度、风等要素进行综合观测。
南海海气边界层调查，全航程连续观测，获取边界层温度、气压、湿度、风廓线，海气界面通量采用走航全航程连续观测，采用高频采样方式获取观测资料，并采用每5分钟平均输出一次通量平均值。
2、海洋化学调查
结合大面观测的方式，对海水和大气化学中PH、碱度、溶解氧、硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、活性磷酸盐、活性硅酸盐和总有机碳、海水和大气二氧化碳分压（pCO2）进行调查。
3、海洋生物生态调查
采用平板培养计数、海上取样与实验室镜检分析等方法，对叶绿素和初极生产力、微生物、微微型和微型浮游生物、小型浮游生物、大、中型浮游生物、大型底栖生物、小型底栖生物、游泳生物等海洋生物生态环境进行调查。
调查设计
依据**2012年度南海深水区北部秋季航次水体综合调查任务，在2012年度南海北部秋季航次中设置2个锚系潜标、1个锚系浮标及8条走航断面，主要对南海东部中尺度涡对西部环流的影响、黑潮通过涡旋脱落对南海北部环流的影响及内波研究以及研究黑潮通过涡旋脱落影响南海北部环流，菲律宾外海气旋涡等重要海洋环流系统海区开展基础性调查（如图1所示）；主要开展物理海洋、常规海洋气象、海气边界层、高空气象、海水化学、大气化学、海洋生物等要素开展调查。
图1南海深水区北部调查断面位置示意图
调查断面：
共8个断面，116个大面站，具体位置见表1。
在（°N，°E）、（°N，°E）各设置一个潜标，可以对西沙群岛西南侧诱生气旋涡及南海南部反气旋式大环流、南海西部金兰湾冷水舌、东沙群岛附近气旋涡及南沙海槽反气旋涡、南海北部海域内波特征进行监测，同时，对季风潮和冷涌等南海北部深水区海洋环境要素进行基础性调查，具体如表2所示。
表3是调查航线船时设计。
表1南海北部调查断面
断面名称
断面简称
起点位置
终点位置
站数
4-13
°N
°E
°N
°E
17
1-14
°N
°E
°N
°E
17
7-15
°N
°E
°N
°E
6
2-12
°N
°E
°N
°E
8
11-17
°N
°E
°N
°E
3
1-3
°N
°E
°N
°E
15
4-5
°N
°E
°N
°E
4
6-8
°N
°E
°N
°E
3
9-12
°N
°N
°N
°E
7
13-16
°N
°E
°N
°E
9
4-10
°N
°E
°N
°E
9
合计
98
表2南海北部锚系潜（浮）标站位
站名
纬度
经度
°N
°E
°N
°E
表3调查航线船时设计
站位
经度
纬度
航距
（海里）
航速
（节）
航时
抵站
时间
作业时间
离站时间
1
113
12
10：
00
12
12：
00
12：
30
12
14：
30
15：
00
12
17：
00
17：
36
12
19：
36
20：
12
115
12
22：
12
22：
48
12
0：
48
1：
24
12
3：
24
4：
00
12
6：
00
6：
42
12
8：
42
9：
24
12
11：
24
12：
12
12
14：
12
15：
00
2
12
19：
30
21：
42
119
12
0：
12
2：
24
12
4：
54
7：
06
120
12
9：
36
11：
48
3
12
14：
18
16：
30
2
12
10
2：
30
2：
30
12
5
7：
30
9：
42
12
5
14：
42
16：
54
12
5
21：
54
0：
06
8
17
12
7：
36
9：
48
16
12
5
14：
48
15：
00
15
12
5
20：
00
22：
12
12
14
12
5
3：
12
5：
24
11
118
14
12
7：
54
10：
06
16
118
11
12
15
1：
06
2：
54
17
118
12
5：
24
6：
12
16
118
11
12
8：
42
8：
42
11
12
11：
12
12：
42
11
12
16：
12
16：
42
116
11
12
4
20：
42
22：
54
15
11
12
1：
24
3：
36
12
6
9：
36
11：
48
12
6
17：
48
20：
00
12
6
2：
00
4：
12
12
6
10：
12
12：
24
7
17
12
6
18：
24
20：
36
117
17
12
4：
06
6：
18
8
17
12
13：
48
16：
00
12
14
12
15
7：
00
7：
00
11
118
14
12
9：
30
9：
30
14
12
16：
00
18：
12
14
12
6：
42
8：
54
10
113
14
12
6
14：
54
17：
06
113
13
12
5
22：
06
0：
18
113
12
12
5
5：
18
7：
30
14
113
11
12
5
12：
30
14：
42
114
11
12
5
19：
42
21：
54
115
11
12
5
2：
54
4：
30
15
11
12
7：
00
8：
24
14
113
11
12
20：
54
20：
54
112
11
12
5
1：
54
4：
06
11
12
6：
36
8：
48
11
12
12：
18
14：
30
11
12
16：
30
18：
24
13
110
11
12
20：
24
1
21：
24
110
12
23：
54
1：
00
110
12
12
3：
30
5：
36
110
12
7：
36
9：
06
110
12
11：
06
12：
54
110
12
14：
54
2
16：
54
110
12
18：
54
21：
00
9
110
14
12
23：
00
0：
36
110
12
2：
36
3：
30
110
12
5：
00
5：
42
110
12
8：
12
1
9：
12
110
12
11：
42
13：
12
110
12
15：
42
16：
30
110
12
19：
00
19：
54
110
12
22：
24
1
23：
24
110
12
1：
54
3：
12
4
110
12
5：
54
6：
30
12
9：
06
9：
42
12
12：
18
14：
00
12
16：
36
2
18：
36
12
21：
12
1
22：
12
12
0：
48
1：
54
12
4：
30
5：
48
12
8：
24
10：
18
12
12：
54
15：
06
12
17：
42
19：
54
10
113
14
12
22：
30
0：
42
14
12
3：
12
5：
24
112
14
12
7：
54
9：
48
14
12
12：
18
14：
30
111
14
12
17：
00
2
19：
00
14
12
21：
30
23：
06
9
110
14
12
1：
36
2：
12
10
113
14
12
15
17：
12
17：
12
113
12
21：
42
23：
54
113
12
3：
24
5：
36
113
12
9：
06
10：
54
6
113
17
12
14：
24
16：
18
17
12
4
20：
18
22：
30
17
12
4
2：
30
4：
42
7
17
12
9：
12
9：
12
6
113
17
12
21：
42
21：
42
113
12
2
23：
42
1：
06
113
12
2
3：
06
5：
18
5
113
12
7：
36
9：
48
12
3
12：
48
15：
00
12
3
18：
00
19：
54
12
3
22：
54
0：
48
12
3
3：
48
4：
24
4
110
12
3
7：
24
7：
24
5
113
12
15
22：
24
22：
24
113
19
12
2：
06
3：
00
113
12
5：
30
6：
12
113
20
12
8：
42
9：
18
113
12
11：
48
12：
24
113
21
12
14：
54
15：
30
1
113
12
18：
00
18：
00
3．计划安排
调查准备
海洋调查专项任务的开展，包括海洋调查前期准备工作，主要包括海洋调查船的选择和升级改造、调查仪器的购买、安装和调试等。
3.1.1调查船
海洋调查船采用中国科学院南海所的实验3号调查船，该船排水量为3000t,具有走航的ADCP（800-1000米），CTD等船载设备，航行速度16-18节，续航能力45天左右，载员60人，其中科考人员30人。
船上基本装备包括：
万米水文绞车1台套、3000m水文铠装电缆绞车1台套、1500m以上水文铠装电缆绞车1台套、其它辅助观测用小型水文绞车2台套、现场作业时CTD可直接进出的湿实验室1间、大面观测干实验室1间、走航ADCP（38K）安装井一处、潜标布放龙门吊1台套、潜标布放绞盘至少1台套、潜标布放用小艇1艘、测波雷达安装平台一处、GPS安装位置至少2处、船舶气象仪安装位置一处、气象观测设备及观测位置一处、气象观测干实验室1间、海气边界层观测设备安装位置1处、探空观测工作平台1处、资料处理实验室2间等。
海气边界层：
为避免船体对测量的影响，走航通量观测系统需要安装在船首主桅杆上。
GPS探空系统需要一间2—3m2的工作室，安放GPS接收机并能提供220V/1A的交流电源。
3.1.2仪器设备
物理海洋、常规海洋气象、海气边界层和高空气象主要调查仪设备表见表3，海洋化学与海洋生物主要调查仪设备表见表4。
表3物理海洋、常规海洋气象、海气边界层和高空气象主要调查仪设备表
仪器名称
数量（台）
备注
价格
LADCP
2
深海大洋区LADCP观测必须采用双LADCP观测方式
140万
走航ADCP-300K
1
1套
170万
UCTD
1
走航CTD观测
180万
XBT发射系统
2
包括2套发射系统，其中1套备用
20万
CTD
2
其中1套备用
240万
测量定位综合系统
1
测量定位
便携式船载测波系统
1
波浪要素的自动观测
70万
微波辐射计
1
太阳辐射
锚系潜标
2
600万
浮标
1
100万
涡动通量观测系统
1
气温、湿度和风速的脉动量
60万
GPS探空系统
1
气温、气压、湿度、风速、风向
50万
低空探空火箭
1
气温、气压、湿度、风速、风向
海气边界层监测系统
1
气温、湿度和风速的脉动量，海气界面通量
60万
船舶温湿梯度仪
1
温湿梯度
10万
激光雷达
1
风速、风向廓线
200万
高精度红外温度仪
1
海表皮温
1万
船舶气象仪
1
气温、气压、湿度、风速、风向
10万
能见度仪
1
能见度
30万
激光测云仪
1
云
50万
表4海洋化学与生物生态主要调查仪设备表
仪器名称
数量（台）
备注
CO2分析仪
1
大气二氧化碳分压和海水二氧化碳分压
电位滴定仪
1
总碱度
无机碳分析仪
1
溶解无机碳
荧光光度计
1
叶绿素
初级生产力测量仪
1
初级生产力
显微镜
1
微生物、微微型、微型、大中型浮游生物、底栖生物样品
PH计
1
PH
滴定管
1
溶解氧
营养盐分析仪
1
硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐、活性磷酸盐、活性硅酸盐
消解法
1
总氮、总磷、溶解态氮、溶解态磷
TOC
1
总有机碳
CTD+采水器采集水样
1
水样采集
多管采样器
重力活塞采样器
1
底质取样
垂直拖网
1
浮游生物采集
底拖网
1
大型底栖生物
超低温冰箱
1
微生物菌种资源保藏
液氮罐
1
生物样品保存
过滤器
1
水样过滤
调查时间安排
2012年9月—11月，任务总用时约需45天。
4．工作量测算
南海深水区北部水体物理海洋与海洋气象调查的工作量主要集中在潜标、浮标的布放和回收，现场调查时间主要集中于大面断面观测，具体工作量如下：
表5南海深水区北部水体物理海洋与海洋气象调查工作及工作量
调查方式
工作量
大面观测
11条断面98个大面站
走航观测
全航程观测海里
锚系潜标观测
2套（持续观测时间为3个月）
锚系浮标观测
1个
抛弃式剖面观测
98个（每大面站1个）
探空观测
206个探空气球（每个大面站1个，另外每天08时、20时各1个×45天）
大气波导
低空探测火箭116个（每站1个）
备注：
表6南海深水区北部水体物理海洋与海洋气象调查工作时间
科目
时间（小时）
航行距离
作业距离
9721km
437
非作业距离
2640km
118
98个大面站观测时间
3小时/站
348
3个潜标
10小时/个
30
2个浮标
4小时/个
8
合计
818
说明：
航速12节
5．调查经费概算
表7南海北部水体综合调查2012年度秋季航次总经费
经费开支项目
经费（万元）
说明
1
设计费
30
按总经费1%计算
2
备
航
费
组织协调费
30（1%）
调查测量船加改装费
0
加装改造龙门吊等
仪器安装、调试、标定费、试航油水补给费
15%）
生活必须品装载费
2%）
航海图纸资料费
3%）
备航检查费
3%）
专用数据记录载体
3%）
其它相关费用
体检、仪器验收等
3
船舶运行费用
船舶燃烧消耗费
300（10%）
特种油、淡水消耗费
6%）
码头费
3%）
折旧费
15%）
船舶国内港口使用费
0
试验用车费
6%）
通讯指挥费
3%）
船舶保险费
30（1%）
4
出海人员补助费
聘用人员工资
36%）
航次45天，每航次60人（船员30人，调查人员30人）
（4000元/月*60人*45天）/30天=
水上作业津贴
%）
航次45天，每航次60人，120元/人天*45天*60=万
海上艰苦津贴
0
出海期间伙食费
%）
航次45天，每航次60人，60元/人天*45天*60=万
医药用品费
3%）
劳保用品费
3%）
聘用人员保险
6%）
5
勘测费
消耗性材料费
6%）
定位费
0
仪器设备维修费
3%）
仪器设备检验检定费
0
仪器设备折旧费
15%）
仪器设备保险费
0
6
分析测试费
样品分析测试费
6%）
数据传输通讯费
6%）
7
研究处理费用
数据资料处理费
6%）
方法研究费
6%）
软件开发费
0
编图费
0
研究报告编写费
6%）
8
设备购置费
专业交通工具
办公设备
9%）
计算机设备
6%）
台式电脑、便携式电脑和打印机等
通讯设备
3%）
实验室仪器设备
0
调查仪器设备
1900（63%）
LADCP（2套）140万
走航ADCP（1套）170万
UCTD（1套）180万
XBT发射系统（1套）20万
CTD（2套）240万
便携式船载测波系统（1套）70万
锚系潜标（2套）万
浮标（1套）万
涡动通量观测系统（1套）60万
GPS探空系统（1套）50万
海气边界层监测系统（1套）60万
船舶温湿梯度仪（1套）10万
激光雷达（1套）200万
高精度红外温度仪（1套）1万
船舶气象仪（1套）10万
能见度仪（1套）30万
激光测云仪（1套）50万
船甲板有关设备
0
计算机软件购置和开发
3%）
9
成果验收及印刷出版费
6%）
10
国际合作交流准备
9%）
11
不可预见费用
30（1%）
合计
（86%）
以上百分比按总数3000万计算。
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