GB T 12763.2-1991 海洋调查规范 海洋水文观测.pdf
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1、中华人民共和国国家标准海洋调海洋水查规文观范测GB 12763.2-91 The specification for oc.倒nographicsurvey Marine hydrographic observations 1 主题内容与适用范围本标准规定了海洋水文观测的技术要求、观测方法和观测记录的整理方法。本标准适用于海洋环境基本要素调查中的海洋水文观测。2 引用标准GB 12763.1海洋调查规范总则GB 12763.3海洋调查规范海洋气象观测GB 12763.7海洋调查规范海洋调查资料处理第一篇一般规定3 技术设计接收任务书或合同书后,任务承担单位,必须根据任务书或合同书的要求进行技术
2、设I1。技术设计的内容包括:a. 海区范围与测站布设$b. 观测项目与观测资料质量要求sc 观测方式与时次卜d. 对调查船及其主要设备的要求;e. 主要观测仪器的名称及数量;f. 应提交的调查成果及完成时间。4观测项目、方式及顺序4. 1 观测项目观测项目一般包括2深度、水温、盐度、海流、海浪、透明度、水色、海发光和海冰;如有条件,还应观测水位(见附录D)。每次调查的具体观测项日,应在技术设计中明确规定。4. 2 观测方式水文观测采用下列方式za 大面观测,b. 断面观测,c. 连续观测,国家技术监督局1991-03-22批准1992-01 01实施GB 12763.2-91 d. 同步观测。
3、4.3 观测顺序水文观测一般按下列顺序进行:也站位和水深;b. 海流和水位;c. 水温和盐度pd. 海浪,e. 透明度、水色和海发光;f. 海冰。5 llJ站布设原则与观测时次的确定5.1 布设的测站在观测海区应具有代表性,即所测得的水文要素资料能够反映该要素的分布特征和变化规律。5. 2 每一水文断面应不少于三个测站。同一断面上各测站的观测工作应在尽可能短的时间内完成。水文断面的设置方向,应尽可能与经过观测海区的主导海流相垂直。5.3 相邻两测站的姑距,应不大于所研究海洋过程空间尺度的一半。5.4 在所研究海洋过程的时间尺度内,每一测站的观测次数应不少于两次。6 测站定位和观测时间标准测站的
4、定位准确度和观测的时间标准按GB12763. 1的有关规定执行。7 选用水文观测仪器的基本要求7.1 选用水文观测仪器时必须符合GB12763. 1的有关规定s7.2 仪器的适用水深范围和测量范围必须满足观测海区的水深变化范围和所测要素的变化范围,同时还须满足对观测要素及其计算参数的准确度及时空连续性的要求。7.3 选用的仪器必须适于所采用的承载工具和观测方式;仪器的记录方式应便于资料的处理和进一步加工。7.4 调查设备安装位置的基本要求是工作方便,各项工作互不妨碍,防止建筑物、辐射热和船只排出污水等对观测结果的影响。7.5 每航次观测l结束后,调查设备和观测仪器应认真维护保养。凡入水的仪器均
5、须用淡水洗净晾干后保存。绞军、钢丝绳和计数器等,应仔细擦拭并涂抹黄油后保存。8 观测资料记录、整理和验收的一般要求8. 1 原始观测资料按GB12763.1的有关规定记录。8.2 观测资料应按GB12763.7中的报表与磁记录格式进行整理。8. 3 观测成果应由任务下达单位或委托单位根据任务书或合同书所规定的质量要求组织验收回第二篇深度测量9 术语9.1 现场水深指现场测得的自海面至海底的铅直距离。它与海图上标注的自基准面起算的水深不同。测量的目的是据以确定观测层次。GB 12763.2 91 9.2仪器沉放深度指测量时自海面至水下观测仪器的铅直距离。测量的目的是确定所测得的水文要素值的所在深
6、度。10 技术要求10. 1 测量的准确度深度测量的准确度为土2%.100 m以浅.记录取位小数s超过100m,记录取整数。10.2 测量的时次大面或断面测站,船到站测量一次;连续测站,每小时测量一次。11 测量方法11.1 水深测量11. 1. 1 水深通常用回声测深仪测量,利用回声测深仪连续测水深时,不得超过仪器所规定的连续工作时间。11- 1. 2 当水深不大于100m时,也可利用钢丝绳测深法测量水深。测量前,应先求得计数器的校正系数,以便对钢丝绳作计数器的器差校正。测量时若钢丝绳倾斜,应用偏角器量取钢丝绳倾角。倾角超过10时,应进行钢丝绳的倾角订正$倾角超过30时,应加大铅锤重量或利用
7、船上侧推使倾角控制在30以内,11.2 仪器沉放深度的测量仪器沉放深度,通常由仪器本身所配的深度传感器测得。但当仪器的预定沉放深度不大于100m 时,也可参照钢丝绳测水深的方法进行测量。如不得不利用钢丝绳测深法测量大于100m的仪器沉放深度时,必须在观测记录表中予以说明。12 测量记录的整理12.1 回声测深仪测量记录的整理12. 1. 1 测深仪指示或记录水深,须经换能器吃水深度订正、声速偏爱订正和转速订正。记录表格式应符合附录C中表C1的要求。实测水深的计算公式(1)为=D=D.,+.D.十D,.+ .D. ( 1 ) 式中,D一一实测水深,m,D. 测深仪读数,m;D.一一吃水深度订正值
8、,m;.D 声速偏差订正值,m;ID. 转速订正值,m.12.1.2 换能器吃水深度订正值的计算公式(2)为z.D. = H, + (H.一H,)一-d ,. 1 a十b ( 2 ) 式中,ll,一一船首吃水,m;H. 船尾吃水,m;a 船首至换能器的水平距离,m;b 船尾至换能器的水平距离,m;d一一换能器工作面至龙骨边缘的垂直距离,m.12.1.3 当测站的铅直平均声速偏离设计声速士7.5m/s时,须进行声速偏差订正。声速偏差订正值的计算公式(3)为g姐,=(占一1)( 3 ) GB 12763.2-91 式中,V一一测站的铅直平均声速,叫,可根据历史或实测温、盐、深资料按GB12763.
9、7的声速公式计算各层声速后取平均求得;们一一测深仪的设计声速,m!s. 12.1.4 当测深仪的实际转速偏差超过设计转速的1%时,须进行转速订正。转速订正值的计算公式(4)为s式中:ns一一测深仪实际转速,r/min;犯。一一测深仪的设计转速,r/mino12.2 钢丝绳测深记录的整理tlD, =叫去1) 12.2.1 钢丝绳测深记录必须经计数器器差校正。计数器校正系数的求法如下:通过计数器放出一段钢丝绳(约100m),利用卷尺量取放出钢丝绳的长度,该长度与计数器示数之比,即为计数器的校正系数。测深时若钢丝绳倾角在10以内,可不作倾角订正.计数器示数(测锤达海底和海面时计数器示数之差)乘以计数
10、器的校正系数,即得水深值。12.2.2 钢丝绳的倾角订正分水上和水下两部分。水上部分的订正值,可由绞车臂端离梅面高度和测锤达海底时的钢丝绳倾角由表1查得田水下部分的订正分两种情况z船只抛锚作业时,由经器差校正后的计数器示数减去水上部分的实际绳长得放出绳长。由放出绳长和钢丝绳倾角查表2得水下部分订正值.放出绳长减去水下部分订正值,即得实测水深。船只漂泊作业时,由放出绳长和钢丝绳倾角查表3得水下部分订正值。然后由放出绳长减去水下部分订正值即得实测水深。记录表格式应符合附录C的表口的要求。表I钢丝绳倾斜时水上部分订正值绞军臂端离梅面高度钢丝绳倾角自1() 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 I
11、I 12 10 0.0 0.0 0.0 O. 1 。1O. 1 。1O. 1 O. 1 0.2 0.2 日.215 。0.1 O. 1 。10.2 0.2 。20.3 0.3 O. 4 0.4 0.4 20 O. 1 。.1 0.2 0.3 0.3 O. 4 。40.5 0.6 0.6 0.7 0.8 25 O. 1 0.2 0.3 O. 4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1. 0 1. 1 1.2 30 0.2 0.3 0.5 0.6 0.8 0.9 1. 1 1. 2 1. 4 1. 6 1. 7 1.9 表2船只抛锚测深时钢丝绳倾斜水下部分订正值钢丝绳倾角放出绳长() m 10
12、 15 20 25 30 10 O. 1 O. 1 0.3 0.5 0.7 20 O. 1 0.3 0.5 0.8 1. 2 30 0.2 0.4 0.7 1. 2 1. 7 40 0.2 0.5 1.0 0.5 2.2 50 0.3 。71. 2 1. 9 2.8 60 O. 4 0.8 1. 4 2.2 3.3 GB 12763.2-91 续表2钢丝绳倾角放出绳长n m 10 15 20 25 30 70 0.4 0.9 1. 6 2.6 3. 8 80 0.5 1. 0 1. 9 3.0 4.3 90 0.5 1. 2 2. 1 3.3 4.8 100 0.6 1. 3 2.3 3.6
13、5.2 表3船只漂泊测深时钢丝绳倾斜水下部分订正值钢丝绳倾角放出绳长() 町310 15 20 25 30 10 0.2 0.3 0.6 0.9 1. 3 20 0.3 0.7 1. 2 1. 9 2.7 30 0.5 1. 0 1. 8 2.8 4.0 40 0.6 1. 4 2.4 3.7 5.4 50 0.8 1.7 3.0 4.7 日760 0.9 2.0 3.6 5.6 8.0 70 1. 1 2.4 4.2 6.6 9.4 80 1. 2 2.7 4.8 7.5 10.7 90 1. 4 3.1 5.4 8. 4 12. 1 100 1. 5 3.4 6.0 9. 4 13. 4
14、12.3 仪器沉放深度测量记录的整理12.3. 1 配有深度传感器的观测仪器,其沉放深度测量记录的整理方法,根据所采用传感器的类型和记录方式进行整理。12.3.2 根据钢丝绳放出绳长和钢丝绳倾角确定仪器的沉放深度时,若钢丝绳上只挂个仪器,其沉放深度测量记录的整理方法,参照钢丝绳测深记录的整理方法进行。钢丝绳上悬挂一串仪器时,应根据各仪器所在深度的计数器示数(仪器达该深度和达海面时计数器示数之差),经计数器器差校正,钢丝绳倾斜时水上部分和水下部分的订正后,即可得各仪器的实际沉放深度。13 术语水温指现场条件下测得的海水温度囚14 技术要求14. 1 水温观测的准确度水i且观测的准确度列于表4。第
15、三篇水温观测GB 12763.2-91 表4水温观测的准确度准确度等级准确度飞己1 十0.022 = O. 05 3 土0.214.2 观测时次大面或断面测站,船到站观测l一次;连续测站,一般每两小时观调l一次o14. 3 水温观测的标准层次分辨率 0.005 O. 01 O. 05 水混观测的标准层次如表5所示。其中表屈指海面以下1m以内的水层。底层的规定如下:水深不足50 m时,底层为离底2m的水层;水深在50200m范围内时,底层离底的距离为水深的4%;水深超过200 m时,底层离底的距离,根据水深测量误差、海浪状况、船只漂移情况和海底地形特征综合考虑,在保证仪器小触底的原则下尽量靠近海
16、底。水深范围二二200200 表5水温观测的标准层次口1水温观测的标准层次表层,5.10,15,20.25,30.50,75.1.125,150,底层表层,10,20,30,50,75,100,125,150,200,250.300.400.500.600 , 700. 800.1 000.1 200. L 500.2000.2500.3 OOO(水深大于3000m时,每干来加一层).底层14.4 底层与相邻标准层的最小距离水深不足50m 时,底层与中目邻标准层的最小距离规定为2m;水深在50100m范围内时,最小距离规定为5m;水深在100200m范围内时,最小距离规定为10m;水深超过20
17、0m时,最小距离规定为25 m o底层与相邻标准层的距离小于规定的最小距离时,可免测接近底层的标准层。15 观测方法15. 1 水温的铅直连续观测15. 1. 1 利用温深系统可以测量水温的铅直连续变化。常用的仪器有温盐深仪(简称CTD或STD)、电子温深仪(简称EBT)和投弃式温深仪(简称XBT)等。利用温深系统测水温时,每天至少应选择个比较均匀的水层与颠倒温度表的测量结果比对一次。如发现温深系统的测量结果达不到所要求的准确度,应调整仪器零点或更换仪器探头.比对结果应记入观测值班回志。15. 1. 2 观测所在船舷的迎风面进行,以免电缆或钢丝绳压入船底。一旦压入船底,应立即采取措施。观测位置
18、所避卉机舱排污口及其它污染源。15. 1.3 根据现场水深确定探头的下放深度。温盐深仪探头下放i虫度一般应控制在O.51. 0 m/s范围内,并成在一次观测中保持不变。若船只摇摆剧烈,应选择较大的下降速度,以免观测数据中出现较多的深度(或lli强)逆变现象。15. 1.4 探头应成置在阴凉处,切忌暴晒。若探头过热或海气温羞较大时,观测前应将探头放入水中停留数分钟。海面平静时,探头入水后即行观测;风浪较大时,待探头达数米深度处再开始观测。15. 1.5 实时显示的温盐深仪,观测前限记下探头在水面时的深度(或压强)测量值。自容式温盐深仪,阿根据取样间隔确认在水面已记录了至少一组数据后方可下降开始观
19、测。15. 1.6 探头F放时获取的数据为正式测量值,探头L:升时获取的数据作为水温数据处理时的参考值月1 5. 1. 7 ;(见测期间应记录仪器的理l号、编号,测站的站号、站位和水源,观测日期、开始时间(探头入水汗灼下放的时间)、结束时间(探头到达底层的时间)利观测深度,数据取样间隔、探头下放速度、探头上升GB 1 2 7 6 3. 2 - 9 1 速度(当获取上升数据时)和探头出水时间(当获取上升数据时)以及船只漂移情况等。15.1.8 获取的记录,如磁带、磁盘、固体存储器或记录曲线等,应立即读取或查看。如发现缺测数据,异常数据或记录曲线间断和不清晰时,应立即补测。如确认探头的测温漂移较大
20、,应检查探头的测温系统,找出原因,排除故障。15.1.9 利用XBT进行观测时,应按照仪器技术性能规定的航速进行投放观测。15.2 标准层水温的观测标准层的水温,可利用温深系统测得的标准层上、下相邻的观测值通过内插求得,也可利用颠倒温度表测得。颠倒温度表观测海水温度的方法和观测记录的整理方法应符合附录A的要求。16 观测记录的整理16.1 温一深系统观测记录的整理16.1.1 深度(或压强)和水温观测值,须先按标定结果进行订正。16. 1.2 删除水温原始观测记录中深度(或压强)逆变的深度值(或压强值)及其对应的水温数据,建立深度(或压强)递增的水温序列。16.1.3 判断水温数据序列中的异常
21、值。对于水温而言,判断式(5)如下:IT. -T民11/C. - .-1 ) !ylo 式中:TK一一深度(或压强).处欲判断的水温值,.C; C 5 ) TK-1 -.-DK前一个深度(或压强)._1处的水温值,.C;!J.T, 质量控制系数,视观测海区可能出现的水温最大梯度而定.C/m或C/kPao苦上式成立,则认为T.为不合理的记录值,并将T.和比值删除。16. 1. 4 如需将所测得的压强换算为深度时,应按照公式(的计算2+ +-F 十一+十一. ( 6 ) 式中,Z深度,m;p 压强,kPa;g() 9. 780 318 (1. 0+ 5. 278 8 X 1 O-sino + 2.
22、 36 X 10-5sino ) ,为随纬度变化的重力加速度,m/s2 ; r 2.184X 10-7,为重力的平均垂直梯度,m/(skPa),/J f: dp为重力势偏差,时此V怡,t,p)-V(35,的p),为比容偏差;0 , 9. 726 59X 10 ; O2 - 2. 251 2 X 10- C3 2. 279X 10-3, ( =一1.82XIO-。16.1.5 对于取样速率较快,在每米间隔内有两次以上取样的水温数据时,应按预定的深度(或压强间隔,对水温数据进行平滑,求得等深(或等压)间隔的水温数据序列。例如,将1-3m之间的水温测量值求和取平均,则得2m处的水温值3依此便得2,4
23、,6,8m处等深间隔的水温数据数列。16. 1. 6 对于取样速率较慢,取样间隔在1m以上的水温数据序列,欲求得等深间隔的水温数据,可通过内插求得。16.1.7 对于水温观测序列进行了时间滞后订正的水温数据,上述的处理应采用订正后的水温数据序列。16.1.8 原始记录是以温深曲线形式给出时,可利用数字化装置连续读取温深曲线。经数字化的温-GB 12763.2 91 深数据,可按上述方法给出等深间隔或标准层的水温值。如利用读取器由人工读取,只读敢标准层的温、深值。读值时应舍去曲线上的异常值。记录曲线上有跃层时,应读取温跃层的某些特征点,如跃层上、下界和中间某些拐点的温、深值。第四篇盐度测量17
24、术语17.1 绝对盐度海水中溶质质量与海水质量的比值,称绝对盐度。因绝对盐度不能直接测量,而又定义了实用盐度。17.2 实用盐度实用盐度由式(7)确定:8 o +向Kt2+ a2K15十a3K2十向Ks+ a5K2 . .叫7) 式中,8实用盐度pKl5 温度为WC时,一个标准大气压下海水样品的电导率,与相同温度和压强下质量比为32.435 6X 10-3的氯化饵溶液的电导率的比值;向o.0080, 1 -0.169 2, 向25.385 1, 二14.0941,向=一7.0261, 2.70810 当Kl5精确地等于1时,海水样品的实用盐度恰好等于35,即王:a, 35.000 0 0 (7
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