近底边界层的观测架的制作方法

本实用新型涉及水下观测技术领域，具体地，涉及一种近底边界层的观测架。

背景技术：

河口与大陆架的底部边界层被认为是水流结构明显受底床影响的水层，在这一边界层内，能量摩擦耗散作用强烈，其动力学特征与上部水体明显不同。其中颗粒物、化学物质和有机体的频繁交换，泥沙的侵蚀、输移和沉积过程也主要发生在底边界层内。这些过程直接影响着床面的稳定性、物质输移及底栖动物群落，进而影响整个海洋环境。因此河口和大陆架底边界层一直是海洋学家、海岸工程学家和环境学家的关注点。经验证明实地观测是对某一区域底边界层深入的了解有效手段。

淤泥质海岸：淤泥质海岸是指由淤泥或杂以粉沙的淤泥(主要是指粒径为0.05～0.01毫米的泥沙)组成的坡度平缓的海岸。主要发育在有丰富泥沙供应区域，那里波浪通过浅滩能量减弱，而潮汐作用相当活跃，从而发育了大范围的淤泥质浅滩，多分布在输入细颗粒泥沙的大河入海口沿岸，如中国长江口、黄河口、珠江口、苏北海岸、福建海岸等附近及南美洲的苏里南，欧洲荷兰等海岸。

底边界层：底边界层一般认为是水流结构明显受底床影响的水层(Dyer,1986；Nielsen,1992)。在底边界层内，能量的摩擦耗散作用强烈，有着与上部水体明显不同的动力学特征。作为水体和底床直接相互作用的层面，往往伴随着两者之间颗粒物、化学物质和有机体的频繁交换(Grant and Madsen,1986)。

为了满足底部边界观测的要求，科学家们针对研究区域和科学问题设计了各种观测架，但以海洋与砂质海岸观测为主，针对长江河口这样的高浓度、细颗粒、淤泥质海岸的底部观测架却鲜有研究。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种近底边界层的观测架。

根据本实用新型提供的近底边界层的观测架，包括：上层结构和下层结构，所述上层结构和下层结构之间以可拆分方式连接，上层结构设置有观测仪器安装区，下层结构设置有防沉降装置。

优选地，所述上层结构包括：三棱台和仪器固定槽钢，所述三棱台的上端平面构成吊装结构，三棱台的下端平面焊接有多个不同长短的仪器固定槽钢。

优选地，所述仪器固定槽钢上设置有若干个观测仪器安装孔。

优选地，所述三棱台的顶面与仪器固定槽钢之间留有观测仪器安装空间。

优选地，所述三棱台由不锈钢管焊接而成，所述不锈钢管的外径为80mm，壁厚2mm。

优选地，所述下层结构包括：三个三角支架和若干防抛弃式沉降板，三角支架通过连接杆与相邻的三角支架相连，所述防抛弃式沉降板安装在三个三角支架所构成的底面内。

优选地，所述上层结构与下层结构之间通过对应的法兰盘固定连接。

优选地，所述三角支架与连接杆之间通过对应的法兰盘固定连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型中的观测架设计有防沉降防掩埋结构，解决了水下长期观测过程中三脚架系统被掩埋导致数据无效的问题；并且还设置有防沉降板自动脱落回收结构，解决三脚架底部泥沙堆积后无法回收的问题。

2、本实用新型中的观测架结构上采用上下分层组装模式，实现了1架2用，只用上层结构实现常规座底观测，组装后实现近底边界层观测，这种组装模式便于运输及野外使用。

3、本实用新型中的观测架能够实现固定位置安装，确保观测架体与仪器自身结构对数据干扰最小，有效提高原位观测数据的精度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型提供的近底边界层的观测架的结构示意图；

图2为图1的拆分结构示意图；

图中：

1-三棱台；

2-仪器固定槽钢；

3-第一法兰盘；

4-第二法兰盘；

5-三角支架；

6-防移动脚；

7-第三法兰盘；

8-抛弃式防沉降板；

9-连接杆；

10-防沉降板固定位。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

根据本实用新型提供的近底边界层的观测架，包括上层结构和下层结构，所述上层结构和下层结构之间以可拆分方式连接，上层结构设置有观测仪器安装区，下层结构设置有防沉降装置。

所述上层结构包括：三棱台1和仪器固定槽钢2，所述三棱台1的上端平面构成吊装结构，三棱台1的下端平面焊接有若干个不同长短的仪器固定槽钢2。

所述仪器固定槽钢2上设置有若干个观测仪器安装孔。

所述三棱台1的顶面与仪器固定槽钢2之间留有观测仪器安装空间。

所述三棱台1由不锈钢管焊接而成，所述不锈钢管的外径为80mm，壁厚2mm。

所述下层结构包括：三个三角支架5和若干防抛弃式沉降板8，三角支架5通过连接杆9与相邻的三角支架5相连，所述防抛弃式沉降板8安装在三个三角支架5所构成的底面内。

所述上层结构与下层结构之间通过对应的法兰盘固定连接。

所述三角支架5与连接杆9之间通过对应的法兰盘固定连接。

具体地，如图2所示，观测架的上层结构是一个由316不锈钢管(外径80mm，壁厚2mm)焊接而成的三棱台结构，是观测架主体，三棱台1下平面焊有五根不同长短的仪器固定槽钢2，所述仪器固定槽钢2上面根据设备安装设计开孔，用于观测仪器的安装固定，三棱台1的上平面主要用来形成空间，保护仪器，其次实现观测架整体的吊装固定。

观测架的下层结构由三个三角支架5，三根连接杆9以及三块防抛弃式沉降板8组成，通过螺栓将上部三棱台1、三角支架5、连接杆9上的对应法兰盘固定连接，形成一体；抛弃式防沉降板8固定在整个架体的下部外侧，通过防沉降板固定位10与架体相连；所有架体结构使用316不锈钢组成，抛弃式防沉降板使用5mm厚度PVC板，板上根据空间开孔减重。

实施例

长江河口作为世界上典型的高浊度河口，以丰富的泥沙供应和大量的细颗粒泥沙而著称，河床冲淤和泥沙再悬浮显著，针对长江口底边界层开展实测研究，既有利于加强对长江口的了解，也是对世界河口和大陆架底边界层研究的极大丰富。

本实施例主要针对长江口淤泥质海岸底质特征设计了防沉降防掩埋结构，在不影响底部观测区域的前提下增加观测架底部接触面积，解决淤泥质海域水下长期观测过程中因自身重量沉降导致被掩埋而数据无效情况发生；同时区别于以往设计，将防沉降板安装在整个架体的下部外侧，并在固定位置使用易脱落螺栓设计，在极端海况情况下发生三脚架部分掩埋情况也能通过防沉降板自动脱落，减少自身受力面积，顺利回收。避免了以往三脚架因掩埋无法回收，设备遗失情况的发生。

考虑到河口海岸研究中野外观测规模小，观测人员少，运输车辆和观测船空间小的特殊状况，本实施例中将观测架设计成上下两层组装、拼接结构，上层结构实现国际通用座底观测模式，扩展拼接下层结构能实现近底边界观测，实现1架2用，这样的设计能实现多套观测架之间互补互换，灵活应用，大大提高野外应用灵活性并降低运输和使用成本。更重要的是通过多年研究、使用经验，设计时为观测架预留了用于近底边界观测仪器安装足够空间，避免仪器与观测架自身结构对自然环境产生干扰，确保数据有效性。根据观测仪器特性固定了安装位置，避免非专业人员误操作引起数据无效情况发生。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。