实习报告【最终版】

时间：2020-09-25 11:55:46 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　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 3~6 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 HOUFLO 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。

　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。

　水咀一一是由水咀、“ 0 ”形密封圈、水咀推拉环等组成。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 3 〜 350cm/s ,准确度为土 5 %;流向 0 〜 360 °,准确度土 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， 故有良好的动态特征。

　由于仪器采用了双垂直和双水平尾翼，海流在 3 〜 350cm/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。

　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

　4.2 氧化还原电位、溶解氧、 pH 、电导盐度:

　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， 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。

　 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 (C) 27.7 溶解氧 DO ( mg/L ) 7.22

　 酸碱度 pH 8.89 电导率 CON ( ms/cm ) 38.658 氧化还原电位 ORP （ mv ）

　-35.4 中层（ 5m ）

　温度 T (C) 21.0 溶解氧 DO ( mg/L ) 5.92 酸碱度 pH 8.54 电导率 CON ( ms/cm ) 37.243 氧化还原电位 ORP （ mv ）

　-40.1 底层（ 8m ）

　温度 T (C) 19.3 溶解氧 DO ( mg/L ) 4.57 酸碱度 pH 8.57 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：

　温度 T 「 C) - ♦ ~ 温度 T (C)

　深度分层 如图表所示，温度随深度增加而降低;

　 溶解氧 DO ( mg/L )

　1 2 深度分层如图表所示，溶解氧随深度增加而降低; 酸碱度 pH 一•一酸碱度 pH 如图表所示， pH 基本不随温度改变; 电导率 CON( ms/cmj) —*一 电导率 —*—溶解氧 DO ( mg/L ) 深度分层 深度分层

　 如图表所示，氧化还原电位随深度增加深度无规律; 氧化还原电位 ORP（ m\ ）

　— ♦ —氧化还原电位 ORP（ mV

　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。

　* Press ( dbar ) 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;\ JTaou

　Dataset 76 54321 O - 1 3

　 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，表层达到过饱和;

　* DO(mg 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;

　8 10 Dataset 12 14 16 18 溶解氧百分比 v— Oxy gn (%) ) % 溶解氧含量

　8 10 12 14 16 18 Dataset + Redox ( mV 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； 叶绿素浓度

　—Chi A （

　mg/L ）

　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; 盐度（实用盐标）

　Redox ( mV \^vm xoae

　160 140 120 100 80 60 40 20 0

　SALIN （PSU）

　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；

　Turb ( FTU

　Dataset — Turb ( FTU 如图表所示，混合强度随深度增加而减小;

　0

　------ *——4 ------------------ J ------------------- J ------------------ 1 ---------- 1 ---------- 1 ---------- 1

　---------- * ----------- J

　0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Dataset Cond (ms/cm ) 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；

　—Temp (C) 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，试设计海洋调查计划 10 12 14 16 18 一乂一 o o o o O

　5 4 3 2

　2 5 4 3 2 10 \ AUX«r — Dr QI

　水温

　 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、 YSI5563 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 (C) 27.6 28.1 27.8 27.5 27.4 27.6 溶解氧 DO ( mg/L ) 7.05 7.06 7.25 7.37 7.32 7.26 酸碱度 pH 12.27 11.03 11.12 10.91 10.31 10.22 电导率 CON( ms/cm ) 38.770 38.766 38.764 38.635 38.509 38.506 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 (C) 21.8 21.9 20.6 20.6 20.5 20.3 溶解氧 DO ( mg/L ) 8.92 8.79 7.48 6.21 5.93 4.67

　 酸碱度 pH 8.90 8.89 8.60 8.72 8.72 8.38 电导率 CON( ms/cm ) 36.286 36.349 34.466 38.786 38.802 38.77 氧化还原电位 ORP ( mv ) 5.3 2.6 49.4 -2.1 -11.4 -12.2 底层( 8m ) 温度 T (C) 19.1 19.1 19.3 19.3 19.3 19.4 溶解氧 DO ( mg/L ) 5.87 5.70 4.16 4.06 4.03 3.63 酸碱度 pH 8.64 8.66 8.55 8.54 8.54 8.49 电导率 CON( ms/cm ) 38.257 38.236 38.383 38.395 38.397 38.506 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：

　2012-7-13 Datas et Press ( dbar ) pH Oxy gn (% ) Redox ( mV ) DO ( mg ) Chl A ( mg /L ) SALI N (PSU ) Turb ( FT

　U ) Co nd ( ms/c m ) Temp (c ) 1 -0.58 7.87 81.50 34.26 6.59 0.04 0.01 -0.03 -0.00 26.04 2 -0.97 7.87 82.01 33.66 6.63 0.04 0.01 -0.03 -0.00 26.04 3 0.13 7.96 110.1 1 107.78 8.28 30.33 28.43 3.60 40.68 21.05 4 1.10 7.87 120.2 4 107.26 9.08 32.53 28.40 3.45 40.47 20.86 5 2.0 7.85 115.8 8 107.33 8.77 42.18 28.45 3.88 40.40 20.70

　 6 3.05 7.78 113.3 7 107.71 8.65 41.50 28.55 2.90 40.14 20.25 7 4.16 7.63 98.39 109.21 7.54 27.30 28.63 2.00 39.98 19.94 8 5.07 7.52 81.16 110.49 6.29 21.95 28.91 1.63 39.80 19.32 9 6.04 7.47 60.96 110.57 4.75 7.09 29.07 1.88 39.71 18.99 10 4.94 7.50 51.87 110.79 4.03 6.24 29.03 1.76 39.75 19.08 11 4.03 7.51 52.51 110.64 4.04 14.55 28.70 1.57 39.86 19.69 12 2.99 7.74 72.51 108.01 5.51 35.43 28.46 2.83 40.20 20.45 13 2.01 7.87 105.3 6 106.58 7.99 40.42 28.43 3.45 40.28 20.60 14 1.04 7.88 111.4 4 106.35 8.44 38.79 28.40 3.39 40.33 20.70 15 0.06 7.88 113.2 7 102.59 8.55 34.85 28.33 3.33 40.38 50.85 16 -0.97 8.27 81.41 151.28 7.10 0.04 0.01 -0.09 -0.00 21.98