实习报告【最终版】

1、海洋要素调查与观测技术实习报告书大连海事大学环境科学与工程学院海洋系2012年7月1 实习目的、时间、地点实习目的：为了了解海洋科学研究数据获取、分析的全过程，掌握部分观测仪器的使用要领，通过对海洋现象的感性认识，加深对海洋科学理论的理解，锻炼意志，培养认识问题、分析解决问题的能力，为今后更好地从事海洋研究、海洋管理、环境保护等工作打好基础。另外，锻炼动手能力、团队协作能力也是本次实习的重要目的。实习时间：2012年7月9日至19日。实习地点：大连港、国家海洋局大连海洋环境监测中心站。2所用仪器名称SST-CTD90M75E型温盐深仪、YSI5563多参数水质仪、SLC9-2型直读海流计、不锈

2、钢挖斗式采泥器、QCC10型系列球阀采水器、QJC11-1型不锈钢手摇绞车、透明度板、水色计、铅鱼若干。3观测项目与方法3.1水深：用组装好的绞车配备钢丝绳，钢丝绳尾悬挂重物铅鱼，使钢丝绳垂直于水面。摇动绞车，用计数器记录水深，当铅鱼入水时计数器清零，开始记录水深，待铅鱼触底（钢丝绳松弛）后反方向转动绞车使钢丝绳恰好绷紧有关水文绞车和钢丝绳：水文绞车是专门用以进行水纹观测工作的卷扬机，有动力（电动和液压）和手摇两类。手摇水文绞车较为简便，一般由架板、卷筒、刹车、停闸盒手摇把手等部件构成。本次应用QJC11-1型不锈钢手摇绞车。由回转台组件、手摇把、棘轮刹车组件、绞车组件、计数器、支架组件、拉杆

3、组件。主要规格：额定负荷70kg，最大负荷80kg；水文绳使用长度150m；支架水平倾角30°80°；自重50kg。水文绞车上通常使用直径约36毫米的钢丝绳，它应具有柔韧、坚固、耐腐蚀、重量轻、负荷大等特点。有关绳索计数器：绳索计数器是用以测量放出或回收钢丝绳长度的仪器，有的单独使用，有的附装在绞车上。它由滑轮和滑轮轴联接的若干齿轮构成。当钢丝绳带动滑轮转动时，齿轮轴端的指针也随之转动，并直接指出收放钢丝绳的米数。3.2氧化还原电位、溶解氧、pH、电导盐度：用QCC10型系列球阀采水器采集水样，在甲板上立即用YSI多参数水质仪测量并记录结果。有关采水器：QCC10型HOUF

4、LO系列球阀采水器能采集海洋、湖泊、江河的水样，用于重金属痕量分析，也可采集常规分析的水样，特别适用于各类水质环境的污染调查和检测取样。本采水器在全国第二次海洋环境污染基线调查中被列为标准采水器。并广泛应用于海洋局、环保局、地矿部、交通部、科学院、水产部和多所高等院校等水质监测部门。QCC10型系列球阀采水器是由瓶体、球阀组件、转轮组件、压力释放机构、使锤释放机构、固缆机构以及放气咀、水咀等组成。瓶体是采水器的主体，起储存指定深度水样作用，对其他零件起固定作用。球阀组件是包括瓶盖、球阀、“0”形圈固定及“0”形圈等。它的功能是球阀在转轮的带动下转动，完成“开闭”的工作方式或“闭开闭”的工作方式

5、。转轮组件是包括转轴、转轮、转轮限位柱和橡皮筋等。转轮在橡皮筋弹性恢复力的作用下，通过转轴带动球阀，实现采水器“开闭”采水动作或“闭开闭”采水动作。压力释放机构（闭开闭工作室使用）由释放球、限位环、限位绳、压力阀芯“0”形密封圈等组成。压力释放机构保证采水器在水深<10m左右时处于关闭状态，在>10m左右时处于打开冲洗状态。使锤释放机构由释放杆、弹簧、释放块、释放插销等组成。使锤释放机构保证采水器在释放使锤前处于打开冲洗状态，而在释放使锤后关闭采水器。固缆机构是由水文绳固定钉、碟形螺母、限位螺钉组成。它的功能是将采水器固定在水文绳上。水咀是由水咀、“O”形密封圈、水咀推拉环等组成。

6、它的功能是放出水样（同时要打开放气咀）。有关多参数水质仪：YSI 5563型多参数水质监测仪结构组成如图1所示, 它分为测量显示器（仪器主体）和传感探头（传感器）二大构件部份组成。1）.仪器主体：它是由显示屏, 操作按钮等组成。2）.传感器：它是由pH、电导率、氧化还原电位、溶解氧、温度等五个传感器和相对应的前置放大器及传输电缆构成。多参数、手提式测量 YSI 5563型多探头系统成功地结合了便携式仪器与多参数系统的特点，其性能如下：1.可同时测量温度、电导、pH、溶解氧以及氧化还原电位，所有数据同时显示在屏幕上 2.IP67防水等级设计，主机在1米水深处仍保持水密性，掉入水中亦可自动浮起；仪

7、器外壳可承受轻度撞击，坚固耐用 3.手机式键盘设计，可单手操作，附电量显示 4.大屏幕选单式液晶显示，带背景加光功能 5.512KB大容量存储器，可存储49,000组数据（含日期和时间）与100组场地编号；数据可单个或按预编时间间隔连续记录 6.可直接与计算机连接，通过EcoWatchTM软件进行数据统计、分析和报告 7.所有探头均可在野外由操作人员自行更换 8.使用新一代快速反应低搅拌依赖性溶解氧PE盖膜 3.3海流：用钢丝绳将海流计放入不同深度梯度测量，用控制装置控制记录，采集数据。关于SLC9-2型直读海流计：SLC9-2型直读海流计主要用于200m以浅不同深度处的水流速度和方向，同时它

8、还可以用浮子把探测器漂离船体测量表层流速度和方向。测量范围为流速3350cm/s，准确度为±5；流向0360°，准确度±4°；最大使用深度200m，取样时间间隔分别为0.5,3,15,30分钟，仪器可直接显示观测数据手工记录，也可以打印取得记录。（一）仪器水下探测器主要有旋浆(1)，导流罩(2)，流速发讯器(3)和接收器(4)，吊架(5)，双垂直和双水平尾翼(7)，插座(10)等组成。仪器采用旋桨式转子感应流速，其转速与被测流速成正比；在规定的测量范围内具有良好的线性关系，其特性系数约为2.5转/米，仪器的旋浆具有良好的流入角特性和倾斜特性，故有良好的动

9、态特征。由于仪器采用了双垂直和双水平尾翼，海流在3350cm/s的不同速度下，海流计始终处于水平状态，并且旋桨都处于正面迎流位置，充分体现了标准极坐标型海流计的要求。机内罗盘根据地磁场定向，其夹角即为磁流向。（二）数据终端(8)的数据处理采用单片微机系统，具有较好的耐低温和低功耗特性，终端数据可同时送液晶显示、标准打印机和RS232接口系统还可以存贮24小时内整点测量数据，控制输出开关(DUMP)随时打印输出数据。 3.4透明度：在主甲板背光处，用绞车放置透明度盘，在透明度盘若隐若现的深度记录深度。用直径为 30cm 的白色圆板（透明度板），在船上背阳一侧，垂直放入水中，直到刚刚看不见为止。透

10、明度板“消失”的深度叫透明度。关于透明度版：所用仪器为透明度板（直径为 30cm 的白色圆板），长绳。在主甲板的背阳光处，将透明度盘放入水中，沉到刚好看不见的深度，然后再慢慢地提到隐约可见时，读取绳索在水面的标记数值（有波浪时应分别读取绳索在波峰和波谷处的标记数值）。读到一位小数，重复二到三次，取其平均值，即为观测的透明度值，记入水温观测记录表中。若倾角超过15 ，则应进行深度订正。当 绳索倾角过大时，盘下的重锤应适当加重。透明度的观测只在白天进行，船到站观测，观测地点应选择在背阳光的地方， 观测时必须避免船上排出的污水影响。3.5水色：与透明度测量相似，将透明度盘上升至透明度读数一般的深度，

11、观察透明度盘正上方的水体颜色，比对水色计，读出相应水色等级。3.6温度、盐度、叶绿素A等其他水质参数：用绞车将SST-CTD90M75E温盐深仪放入水中，离线模式测量。有关温盐深仪：SST-CTD90M75E型温盐深仪是一款高质量、高精度的多参数水质测量系统，主要用于检测海洋和湖沼的物理化学性质，化学和光学参数，监测深度可达4000米。SST-CTD90M75E操作模式为在线模式和自容模式，数据储存模式有三种：时间间隔模式、深度间隔模式、连续模式；系统配有8个探头，可测定温度，盐度，深度，浊度，ph、溶解氧，叶绿素a，烟花还原电位8个水质参数。4观测时间、过程4.1水深：观测时间：7月13日上

12、午。观测过程：1）操纵绞车，使钢丝绳的铅鱼降至海面，将计数器指针拨至0，测量计数器高度（计数器至海面的距离）。2）操纵绞车使铅鱼下沉，当铅鱼触底而使钢丝绳松弛时立即停车，然后将钢丝绳慢慢收紧，使铅鱼刚好触底时读取计数器显示数。3）测量完成后，操纵绞车，收回钢丝绳。4.2氧化还原电位、溶解氧、pH、电导盐度：观测时间：7月13日上午。观测过程：1.连接仪器：将传感器与测量显示器连接起来2.校准仪器：打开显示器，按ESC进入主菜单，利用上下按钮选择“Calibrate”，进行各测量参数的校准。3.开始水质监测、4.读取数据、5.上传电脑4.3海流：观测时间：7月13日上午。观测过程：一、打开右侧红

13、色开关，在界面闪到3c时，按下设置键。二、界面显示111，不用按键。过2s自动测量，测量三分钟后，观察读数，并记录。4.4透明度：观测时间：7月13日下午。观测过程：1）用绞车放入透明度盘，至水面计数器清零。2）下降透明度盘到看不见的深度再慢慢提起，之透明度盘若隐若现时，固定绞车。3）记录计数器度数。4.5水色：观测时间：7月13日下午。观测过程：1）继测量透明度之后，将透明度盘上升至一半深度。2）观察透明度盘正上方水体颜色。3）比对水色计，读出相应水色等级。4.6温度、盐度、叶绿素A等其他水质参数：观测时间：7月13日下午。观测过程：1）电池安装；2）程序安装；3）连接电脑与CTD仪；4）用

14、磁力开关开启CTD仪；5）运行；6）数据记录；7）数据导出。5实验结果与分析5.1水深、透明度、水色相关数据结果与分析经历三次重复测量，该港池水深平均值为10.2m，并且随潮位有所变动。经历三次测量，该港池透明度深度平均值为1.3m，可见水质污染程度较高。经历三次测量，该港池水色平均等级为12，属中度污染。5.2 YSI水质参数仪相关数据结果与分析表层（1m）温度T（）27.7溶解氧DO（mg/L）7.22酸碱度pH8.89电导率CON（ms/cm）38.658氧化还原电位ORP（mv）-35.4中层（5m）温度T（）21.0溶解氧DO（mg/L）5.92酸碱度pH8.54电导率CON（ms/

15、cm）37.243氧化还原电位ORP（mv）-40.1底层（8m）温度T（）19.3溶解氧DO（mg/L）4.57酸碱度pH8.57电导率CON（ms/cm）38.362氧化还原电位ORP（mv）-27.5对该数据进行分析，得出的结果显示该港池：（初始数据见附录一）1）温度随深度降低；2）酸碱度pH随深度基本不变，趋缓；3）溶解氧随深度降低；4）电导率趋于恒定；5）氧化还原电位没有明显规律。6）依据上表数据作出温度、pH、溶解氧、电导率和氧化还原电位六个参数的深度分层分布图：如图表所示，温度随深度增加而降低；如图表所示，溶解氧随深度增加而降低；如图表所示，pH基本不随温度改变；如图表所示，氧化

16、还原电位随深度增加深度无规律；5.4CTD仪测量结果与分析投放方式为一个来回，连续自容式测量，由原始数据获得相关参数的变化规律（随深度）如下：（初始数据见附录二）注：由于该仪器在入水之前和出水之后同样会连续测量，故测量点1,2,16实际上是测的海面大气的参数，没有参考意义。注：CTD数据的选取规则，即下行数据为测量值，上行是参考值，以下图表既有下行数据也有上行数据，是为了保证测量的连续性和对比性。如图表所示，压强随深度增加而线性上升，压强可以一定程度的表征深度梯度；如图表所示，pH随深度增加而略有下降，基本保持在7-8之间，符合海水pH范围；如图表所示，溶解氧百分比随深度增加而下降，表层达到过

17、饱和；如图表所示，溶解氧含量随深度增加而下降，符合溶解氧普遍分布规律；如图表所示，氧化还原电位随深度增加略有上升，但变化幅度很小，基本恒定在100-120mV之间；如图表所示，叶绿素浓度随深度增加而降低，符合海洋浮游生物分布规律；如图表所示，盐度随深度增加略有增加，符合海水分层规律，基本恒定在30左右，说明陆源淡水影响强烈；如图表所示，混合强度随深度增加而减小；如图表所示，电导率随深度增加而略有下降，下降幅度很小，基本恒定在40ms/cm左右；如图表所示，水温随深度增加而略有下降，幅度不大，表示夏季表层海水混合较强。6假如你在此海域开展一项科研，必需了解该海域的温、盐、流数据，试设计海洋调查计

18、划该海域属于港口水域，一般来说应该着重该调查其污染情况，做好水质监测。如果要开展此项目，需要制定一系列计划。具体来说，第一，要先针对所调查水域查阅先前调查资料，加以分析讨论；第二查明该水域应符合的水质或其他标准，制定相应的分析方法；第三，应现场考察，依据现场情况制定调查初步计划，考察其污染源，目测其污染程度等，还要考虑相关社会和自然因素；第四，确定采样监测点，确定调查方法手段，明确方案的可行性，制定具体计划；第五，深入现场，实地测量，监测，作好记录；第六，整理数据，分析结果；第七，书写相关报告书，做出所需结论，评价等。7结论7.1测量结果基本符合海洋学参数的理论分布规律。7.2 CTD仪的测量

19、精度很高，并且能够很好的现实参数的变化规律，可以作为传统水质仪（如YSI）测量的标准对照。集中表现为：发现YSI多参数水质仪测得的1）pH测量值明显偏高，而且变化梯度显示不清；2）溶解氧测量比较准确；3）氧化还原电位测量非常不准确；4）电导率的测量比较准确；5）水温测量明显偏高。7.3该港池的水质质量基本符合标准，污染较轻。7.4传统测量的误差对结果影响较大因为YSI水质仪我们采用采集水样在甲板测量的方法，对水温，溶解氧等参数都会有影响，如温度结果偏高；而CTD仪我们采用的仪器下水直接测量，结果误差要小很多。所以，运用传统水质仪测量海洋要素参数时一定要注意有效避免误差。8附录附录一、YSI55

20、63型测定水质参数测量表船名 ：育鲲号 记录者 ：王洋 日期 ：2012-7-13表层（1m）温度T（）27.628.127.827.527.427.6溶解氧DO（mg/L）7.057.067.257.377.327.26酸碱度pH12.2711.0311.1210.9110.3110.22电导率CON（ms/cm）38.77038.76638.76438.63538.50938.506氧化还原电位ORP（mv）-388.4-397.6-398.8-389.7-384.6-383.1中层（5m）温度T（）21.821.920.620.620.520.3溶解氧DO（mg/L）8.928

21、.797.486.215.934.67酸碱度pH8.908.898.608.728.728.38电导率CON（ms/cm）36.28636.34934.46638.78638.80238.77氧化还原电位ORP（mv）5.32.649.4-2.1-11.4-12.2底层（8m）温度T（）19.119.119.319.319.319.4溶解氧DO（mg/L）5.875.704.164.064.033.63酸碱度pH8.648.668.558.548.548.49电导率CON（ms/cm）38.25738.23638.38338.39538.39738.506氧化还原电位ORP（mv）-22.5-40.5-40.7-40.7-38.8-38.8附录二、CTD仪数据表（原始数据）船名 ：育鲲号 记录者 ：王洋 日期 ：2012-7-13DatasetPress（dbar）pHOxygn（）Redox（mV）DO（mg）Chl A（mg/L）SALIN(PSU)Turb（FTU）Cond（ms/cm）Temp（）1-0.587.8781.5034.266.590.040.01-0.03-0.0026.042-0.97