全球海洋波浪观测应用方案 - 海洋浮标测量仪

在众多的海洋观测要素中，波浪是最重要且最复杂的一种海洋水文要素，也是物理海洋学研究的重要内容之一，是海洋预报、海洋工程、防灾减灾、海洋权益维护和航海安全等领域重要的输入参数之一。

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适合于海洋波浪观测有以下应用方案：

一、安装于海上平台、大型船舶或码头上的波浪雷达传感器

应用场景：

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• 码头或海上、湖泊固定平台测量波浪；

• 大型平台、大型船舶安装，测量海洋或湖泊波高波周期等数据

• 风力发电项目；

• 油气项目；

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• 配合港口气象监测等。

领海推荐仪器：

A：英国RSaqua公司

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WaveRadar REX2

英国RSaqua公司生产的WaveRadar REX2水位波浪雷达是海上平台测量水位和波浪使用最多的产品。采用非接触式稳定测量，可以在近海环境中测量波浪、水位和气隙。

微波信号功耗非常低，不存在安全危害。

市场参考价：22万元--30万元

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B：德国General Acoustics公司

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LOG_aLevel

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德国General Acoustics公司生产的LOG_aLevel水位测量仪是一款基于超声波技术和分析能力的精确、耐用且无需校准的非接触式水位测量仪。可以准确地测量各种复杂情况的动态水面下的水位。

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仪器设计小巧、布放方便、无需维护、自动工作且独立无需外部连接。

市场参考价：15万元

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优点：

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• 非接触式测量，对测量水体没有干涉；

• 可用于恶劣、复杂多变的海上环境，稳定、不需要经常维护；

• 测量精度高、无需校准；

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• 采样频率高，可以记录海面的细微变化；

• 实时回传，工作人员可随时利用数据，无需回收仪器。

相关案例：

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英国国家海洋科学中心在科考船上安装REX2系统

2021年初，英国国家海洋科学中心（NOC）在两艘科考船-RRS发现号和RRS詹姆斯·库克号上分别安装REX2系统。

科考船只一般安装有X波段雷达系统，平日可以为船只体提供海面波浪、海流和海况数据，并加强海上安全和提供航行情报。但在如布放水下机器人或其他贵重仪器等靠近船只作业时候，这些雷达系统的精度不足以支持此时复杂海况作业的精度要求。NOC使用REX2系统是为了在科考船实施操作期间提供附近非常精确的波浪参数，为驾驶台、科学工程团队和其他工作人员提供可靠的海况参考。

REX2系统的数据让科研人员更加了解开阔海洋水域的波浪气候，同时也为船舶作业提供了更有效和更安全的保障。

二、一体式浮球测量系统或者安装于浮标、无人船的波浪传感器

应用场景：

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• 海上气象水文测量；

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• 风电项目；

• 海上油田行业水域监测；

• 海洋生物或渔业养殖业周围水域监测；

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• 码头气象水文监测；

• 指定海域波浪监测等。

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领海推荐仪器：

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A：加拿大Xeos公司

Brizo

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加拿大Xeos公司生产的Brizo系列波浪传感器是一款基于GNSS技术的波浪传感器。可以很方便的安装到海洋浮标、漂流浮标或无人船上，扩展用户平台的功能，进行波浪测量，并可实时进行数据采集和传输。

市场参考价：8万元--13万元

B：美国Sofar

Spotter多功能微型浮球测量系统

美国Sofar公司生产的Spotter多功能微型浮球测量系统采用一体式设计，可以测量海浪、风、海面温度和气压数据。集成太阳能电池和大容量内存卡，可长期投放。仪器设计紧凑，约为一颗篮球的大小，只需单人便可布放，系统采用铱星通讯，用户可实时接收数据并向仪器下达指令。

市场参考价：7万元

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优点

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• 方便安装，直接安装到现有的观测浮体上即可；

• 使用GNSS技术原理测量波浪，无需校准；

• 可以实时传输数据，也可以后期收集数据再处理；

• 适合长期投放；

• 体积小，用户可以根据需要投放到任意水域。

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应用案例：

Ocean Cleanup利用Spotter数据清理太平洋垃圾带

海洋清洁组织（Ocean Cleanup）一个非营利组织，致力于清除海洋中的塑料垃圾。迄今为止，他们已经从世界各地的海洋和河流中清除了超过178万公斤的垃圾。

海洋清洁组织发现，五大洋环流的海洋塑料垃圾带中最大的是太平洋垃圾带（GPGP）。为了能更好的跟踪清理GPGP，他们利用Sofar的海洋天气预报与Spotter数据，全方位地了解GPGP附近的海洋气象条件和塑料漂移模式，提高清理系统的操作效率。

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太平洋的Spotter漂移轨迹，海洋清洁组织参考它的轨迹作为塑料漂移模式

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GPGP位于加利福尼亚和夏威夷之间，表面积约为160万平方公里。通过Sofar Spotter的数据支持，海洋清洁组织使用两艘拖船拖着一个800米长的U形网将海洋塑料运回岸上进行处理。

三、安装于实验室中测量模拟海浪的水槽波高仪

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使用场景：

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• 用于舰船模型试验、水槽、水流试验、洪水和地表水模型、晃动水池的测量：

• 快速分析波和波场

• 快速记录模型的外形轮廓

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• 记录陡峭、断裂的波高和浪花

• 可高度动态测量波浪，对非常湍流的水面进行记录

领海推荐仪器：

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德国General Acoustics公司

实验室水槽波高仪

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德国General Acoustics公司的ULS A实验室水槽波高仪是一款实验室专用高精度声学波高测量系统。ULS A可高速测量、无需校准、分辨率高、实用可靠，可应用于舰船模型试验和各种水槽、水流试验。ULS A能够以相对15米/秒的速度记录断裂、陡峭、快速移动波。

市场参考价：20万元--30万元

海洋波浪观测仪器的原理和运用方式的不同给海洋观测研究和施工作业带来很多的高精度数据支持和安全高效的工作方式。

因此针对不同的水域、海况、应用方式选择正确的波浪观测仪器进行现场监测和模拟，对科研教学、工程施工、近海安全等方面有着至关重要的作用。以上青岛领海推荐的国际海洋波浪观测仪器希望能给各位老师的工作研究带来便利。

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