应用声、光学仪器原位观测海底浮泥层动态变化的对比研究

海底浮泥层动态变化是研究海底沉积物输运及地形地貌演变的重要内容。针对浮泥层关键特征参数(悬浮泥沙浓度、上下界面),目前国际上主要采用声学和光学仪器进行观测,但不同仪器受限于观测原理,适用范围存在一定的局限性。通过潮滩试验,模拟浮泥层动态变化过程,对比不同仪器观测悬浮泥沙浓度和海床界面高程的效果。结果显示,在较低悬浮泥沙浓度(<10 g/L)情况下,高密度悬沙浓度剖面仪ASM、声学多普勒流速仪ADV与声学多普勒流速剖面仪ADP均能完成悬浮泥沙浓度的观测要求,声学蚀积仪AA400与ASM均能得到准确的海床高程。在悬沙浓度较高的情况下(>20 g/L),声波衰减显著,ADP相对于ASM的误差最高可达30.95%,难以准确测量水体悬沙浓度;随着悬沙浓度的升高(>30 g/L),AA400无法得到连续有效的海床界面位置,ASM也超出测量量程,因此,30 g/L的悬沙浓度可作为风暴过程中高浓度浮泥层形成的标志。在现场复杂海况下开展海底浮泥层动态变化研究需要多种仪器相互配合。

差压式海底浮泥层密度测量

河流、海洋水体中挟带的细颗粒泥沙,在到达水流流速较缓的航道、港池等处,逐渐被沉积凝聚于海底形成了浮泥层,随着静置时间的延长,单位体积内的含水量减少而逐渐固实,成为团结物海底的组成部分。浮泥层中物质密度和海水是不同的,当利用回声测深仪进行深度探测时,被误认为海底显示于记录器上。浮泥层对于船舶通航条件来说,与固结物质构成的海底是不同的,因为它处于半流动状态,一般来说,它不影响船舶的通航,在海底声学中将此称为'液态海底'。