[01038297]热敏型海水温度观测系统的构建与应用

世界上的热能电厂绝大部分建设在滨海地区，这些电厂冷却会产生大量含热污染的水，排入自然水体即为温排水(Thermal discharge)。温排水对海洋生态的直接影响表现在温升、余氯(E.H. Poornima et al. ，2005)和卷载效应等方面，其中以温升引起的关注最为广泛。温排水作为一种热污染，会造成局部海域海水升温，尤其在具有海水养殖功能的海域，因海水升温造成水生生物养殖损失惨重，影响海洋生态环境。温排水热污染已得到海洋和环保部门的重视，许多国家或地区颁布了温排水的管理标准，研究制定关于温排水环境影响技术指南，中国主管部门也明文要求负责运营的公司或单位监测电厂温排水给海水造成的温升，并观测温升对海洋生态带来的影响。海水表面温度(Sea Surface Temperature，简称SST)是海洋研究中一项重要的物理指标，在其它有关海洋的学科研究中占有十分重要的地位。如何选择一种精确而合理的方法来观测温排水对海水造成的温升现象，是很多滨海电厂面临的实际问题，这既是环境管理部门的监管要求，也是电厂自身了解冷却系统效果及选择适合的取排水方式的需求。因此，该研究应用无线传感和GPRS通讯技术，将温度传感器、数字信号发射与接收等现有技术优化组合，在创新性解决了电源、设备防水与涨落潮时多层垂直测温等问题后，构建了一套热敏型海水温度观测系统，根据预报潮汐和水深，分单层及多层设置水温高精度接触式热电偶探头，各层热偶探头绑定在缆绳，通过电缆与观测装置盒连接。并通过特定的数据接口与传输数据的信号发射模块相连，通过接入移动运营商的GPRS网络，把温度数据由互联网传输到监控中心的数据接受仪。 项目创新点：1、创新地结合温度计测量和航船巡测的优点，综合考虑水深测量误差、海浪状况、船只漂移情况和海底地形特征，精心对浮标系统进行设计，可以同时、精确而又较大范围地获取海水表层及垂向的温度。2、此系统首次实现了既可远程控制、较大范围定点自动监测，又可用于航船巡测，均可实时获取高频率水温实测数据。其温度测量误差小于0.1℃，定点连续监测可获取温排水水温的垂向温度场，航船巡测可获取温排水水温的水平温度场。3、该系统应用实证中克服了无法固定、海水腐蚀、水生生物附着、进水等现场测试的问题，获取了大量的实测数据，可用于环境监管和模型校验。全国还没有使用该观测系统的技术，湛江中粤能源有限公司是第一家以热敏型海水观测系统为基础，开展温排水研究、创新的企业。 该研究满足温排水水温自动监测要求，已从2013年开始在湛江中粤能源有限公司稳定运行，取得了良好的效果。该观测系统的制作和运行费用不高，使用简单，测量值实时精确，不存在其它制约性因素，为国家滨海电厂温排水管理提供重要的实测依据与应用价值。