1. 一、项目名称

   2021年山洪地质灾害防治气象保障工程

2. 二、项目简介

   为贯彻落实《国务院关于切实加强中小河流治理和山洪地质灾害防治的若干意见》（国发〔2010〕31号）精神，按照“发改农经〔2012〕774号”《国家发改委关于印发全国中小河流治理和病险水库除险加固、山洪地质灾害防御和综合治理总体规划的通知》（以下简称《总体规划》）关于“做好相关实施方案和年度计划编制、审核和执行工作，推动《总体规划》顺利实施”要求，在2011-2020年已实施建设的基础上，依据《山洪地质灾害防治气象保障工程第五批（2020-2025年）建设实施方案》，三亚市气象局实施2021年山洪地质灾害防治气象保障工程，现需要公开招标采购温室气体监测系统。

3. 三、温室气体监测系统建设要求

（一）建设总体要求

为了加强南海区域的温室气体观测，拟在南沙气象台布设温室气体观测系统。

温室气体指大气中具有吸收红外辐射的微量气体，主要包括二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄)、氧化亚氮(N₂O)、六氟化硫(SF₆)、氟氯烃和水汽(H₂O)等。温室气体的存在对于全球气候的形成演变具有重要的影响，人为排放的各类温室气体导致全球范围内温室气体的浓度升高，是导致全球变暖的原因之一。二氧化碳是大气中含量最多的温室气体，大气二氧化碳浓度有较明显的和季节变化，夏季较低，冬季较高；在下垫面源汇变动较明显的陆地地区也有不同程度的日变化。甲烷浓度只有1700～2100ppb，比二氧化碳低近200倍，但是同样浓度的甲烷增温潜势比二氧化碳大20倍，全球大气甲烷浓度升高对全球变暖的贡献率大约为20%。CH₄还是大气中最重要的化学活性含碳化合物，影响大气化学过程，从而对环境造成重大影响。

温室气体观测系统的主体设备为CO2/CH4/H2O分析主机及配套软件，设备型号G2301，用于分析大气中的CO2、CH4、H2O浓度。

温室气体观测系统的辅助设备包括进气系统、除水系统和监测报警系统。进气系统用于从立杆指定高度采集样气，除水系统用于对进气进行除水、避免水汽在分析仪光腔形成冷凝水从而造成仪器故障，监测报警系统用于监测进气流量、标气压力等、并在监测数值异常时报警。

（二）建设内容和方案

1. 建设CO₂/CH₄观测系统，主要用于分析大气中的CO₂、CH₄、H₂O浓度。

2. 建设进气系统、除水系统和监测报警系统等辅助设备，进气系统用于观测塔指定高度样气采集；除水系统用于进气除水；监测报警系统用于监测系统进气流量、标气压力等，并在监测数值异常时报警。

3. 购置机柜、工具柜、文件柜、气瓶架、工控机、空调、UPS等辅助设施。

4. 购置标气、维护包、过滤器、抽气泵、除水管、空压机、干燥机等必要耗材。

5. 建设15米立杆，用于20米高度样气采集。

6. 改造实验室，铺设防静电地板和安装吊顶。将观测室通过实墙分为设备室和泵房，设备室安装观测系统和辅助设备，泵房放置采样泵和标气瓶等。

7. 管路施工，铺设立杆至泵房、泵房至设备室间管路及配套接头。

********">a) 观测室。观测室长6.284米、宽3.128米、高3.78米，铺设防静电地板和安装吊顶，通过实墙分为设备室和泵房。设备室放置专用机柜、工具柜和文件柜。专用机柜中放置分析主机、进样阀箱、除水阀箱、监测报警系统主机、工控机和显示器等。泵房放置抽气泵、气体冷却器、空压机、干燥机、全自动超低温冷阱和标气瓶。

********">b) 立杆。在观测室楼顶合适位置（距雷达楼＞30 米）建立约15米立杆（含二层楼总高＞20米），在立杆铺设采样管路，采样口高度不低于20米。

********">a) 观测系统。

CO₂/CH₄观测系统包括CO₂/CH₄分析主机及配套软件、进样阀箱、标气系统和显示器等，每台分析主机使用1套配套软件和1个进样阀箱。分析主机及配套软件包括分析主机、外置泵和配套软件，配套软件支持数据显示、下载和对阀箱多口阀阀位切换控制；全部组件均放置在设备室。进样阀箱包括1个多口选择阀（不少于8口）、1个质量流量计、1个流量显示仪（单通道）、1个浮子流量计和配套接头管路；全部组件均放置在设备室。标气及高精密减压阀系统包括2瓶CO₂/CH₄/N₂O/CO混合标气、2个高精密减压阀和配套接头管路，标气浓度以新丰大气本底站大气成分观测业务碳循环温室气体人工采样数据为依据，标气标校结果具有标校证书；全部组件均放置在泵房。

分析主机基于波长扫描的光腔衰荡技术（WS-CRDS），光腔的有效光程20千米，具有较高的精度和较好的稳定性。配套软件实现数据本地下载、显示、压缩和传输。分析主机通过线缆连接控制阀箱内多口阀选择样气或标气进入分析主机。系统使用标气校准分析结果，包括W标气（工作）和T标气（目标），通过W标气计算T标气浓度，将计算值与实际值进行比对，标气浓度可溯源至WMO CCL维持的国际一级标气。

********">b) 进气系统。进气系统包括过滤器、泵前过滤器、抽气泵和配套接头管路，立杆上每层进气管路均含一路备份；进气管路铺设在立杆、泵房和设备室，抽气泵放置在泵房。进气系统采用抽气泵将立杆采样口样气抽入除水系统，采样口和抽气泵前端分别安装过滤器。

********">c) 除水系统。除水系统包括气体冷却器、Nafion除水系统和全自动超低温冷阱。气体冷却器和全自动超低温冷阱放置在泵房；Nafion除水系统包括除水阀箱、空压机、干燥机和配套接头管路，除水阀箱包括Nafion除水管、压力传感器、质量流量计、流量显示仪和配套接头管路，除水阀箱放置在设备室，空压机和干燥机放置在泵房。

除水系统分为初级、中级和高级三个部分，初级除水部分通过压缩机冷却控制系统将射流热交换管稳定在恒定的露点温度，蠕动泵将冷凝液排出；中级除水部分采用Nafion除水管，基于水分的渗透性，通过内外管中不同气体的流速实现外观干燥气对内管样气水份的吸收去除,干燥气由空压机和干燥气产生；高级除水部分采用双压缩机复叠式制冷系统，在-70℃低温高效去除气体水分。

********">d) 监测报警系统。监测报警系统包括主机及配套软件、压力传感器、质量流量计和配套线路，主机及配套软件放置在设备室。

监测报警系统对系统样气压力、标气压力、除水系统干燥气压力及流量、泄压流量和旁路流量进行实时监测和数值异常报警。

********">a) CO₂/CH₄分析主机

工作环境：温度10～35℃；湿度<99%相对湿度（无冷凝条件下）

供电电源：电源100～240VAC，47～63Hz（自动感应）；功耗，启动时总功率＜260W，稳定状态下110W（主机）、80W（泵）

精度（1σ，5sec/5min平均数据）：CO₂，<70ppb/<25ppb；CH₄，<0.5ppb/<0.22ppb

最大漂移（24小时/每月）：CO₂，<120ppb/<500ppb；CH₄，<1ppb/<3ppb

********">b) 进样阀箱

多口选择阀压力范围：＜400psi

多口选择阀规格：不少于8口，具有RS232或USB通讯接口，可程控制阀位切换，并记录阀位信息

质量流量计量程：0～500SCCM

流量显示仪气体校正因子：0.1～4

流量显示仪量程，0～100ml/min

流量显示仪精度：满量程的±1%（包括线性）

流量显示仪重复性，满刻度的±1%

********">c) 标气及高精密减压阀系统

气瓶规格：29.5L铝合金气瓶

气瓶耐压：3500psi

减压阀材质：黄铜镀镍层或不锈钢材质，不锈钢横膈膜

减压阀压力范围：进气压力范围：0～3000psi；出气压力范围：0～100psi

标气管路：1/8in不锈钢管

标气压力：≥2100psi

********">d) 配套软件

数据显示及下载至本地；

自动控制多路选择阀、并按设定顺序和时长切换阀位；

自动实现小时数据打包、上传，运行参数可调；

采用符合国家气象局数据传输要求的数据压缩格式和命名规范。

********">e) 进气系统

抽气泵功率：0.09KW

抽气泵抽气/排气速度：28L/min

抽气泵最大真空度：24inHg（-81KPA）

抽气泵最大压力：60psi

进气口过滤器：＜10mm

进气管路规格：无污染及碳渗透的铝塑管，外径≥10mm

两层空气管路及备用管路，观测高度30米

********">f) 除水系统

气体冷却器：工作温度5～35℃；露点温度误差±0.1℃

Nafion除水系统：空压机泵头规格，托马斯；空压机排水，自动排水；空压机出口管线，8mm配SMC过滤调压阀；空压机压力开关，5～8bar；干燥机，露点-30℃

全自动超低温冷阱：控温范围，-70～100℃；温控精度，±0.1℃；工作方式，（不锈钢或玻璃）冷凝管，双路除水，管路自动切换、自动除水、自动融冰排水；监测报警实时监测设备运行状态，异常时报警；控温范围，-70℃～100℃；温控精度，±0.1℃；工作方式，双压缩机复叠式制冷系统，不锈钢或玻璃冷凝管，冷阱管自动切换、溶冰、排水

********">g) 监测报警系统

压力监测内容：进样压力、Nafion除水系统干燥气压力、W标气总压、T标气总压。

流量监测内容：进气泄压流量、进气旁路流量、Nafion除水系统干燥气流量。

********">h) 立杆

立杆安装于设备室楼顶，高度为15米，与雷达楼距离＞30米。

辅助设施清单

根据设备安装需求，配置1套专用机柜，用于放置分析主机、进样阀箱、除水阀箱、监测报警系统主机、工控机。

根据观测业务需求，配置1个文件柜、1个工具柜、气瓶架2个、工控机1台、空调1台。

1. 四、温室气体监测系统采购设备清单

2021年12月31日前完成设备到货、安装、调试，并通过海南省三亚市气象局组织的项目验收。