混浊海水中声衰减规律初步研究

为了对混浊海水中的各衰减因素作定性分析,利用R.J.Urick提出的混浊水声衰减模型并选取典型的参数对混浊海水中的各衰减因素进行对比研究,得出了混浊海水声衰减的一般规律:混浊海水中悬浮颗粒物的散射吸收可以忽略不计,粘滞吸收在悬浮颗粒物的浓度达一定量时是导致近岸海域声波衰减增强的主要因素。

混浊海水声吸收与温度、盐度、压强关系

混浊海水的声吸收和声散射特性对水声探测设备工作性能的影响较大。通过经验公式仿真分析了温度、盐度和压强对低频段、低悬浮泥沙颗粒浓度混浊海水声吸收的影响。结果表明:温度和盐度对混浊海水声吸收的影响较大,而压强对混浊海水声吸收的影响可以忽略。构建并研制了一套混浊海水声吸收特性测量系统,实验研究了温度对混浊海水声吸收的影响,声吸收系数随温度的变化规律与仿真结果吻合较好。此研究成果可对混浊海水中的声传播建模、声纳探测系统设计及声纳性能的评估等提供一定参考。

混浊海水声吸收的计算与测量研究

针对混浊海水中悬浮的泥沙颗粒形状极其复杂，使得直接、准确计算混浊海水的声吸收几乎是不可能的问题，提出一种采用悬浮泥沙颗粒的中值粒径去计算悬浮泥沙颗粒粘滞声吸收系数的方法．同时，利用纯净海水声吸收经验公式可计算混浊海水中电解质的声吸收系数．计算的混浊海水在20～60kHz的声吸收系数与混响法测量的声吸收系数进行了对比．理论计算值和实验测量值之间的平均相对偏差为23％，最大相对偏差不超过50％．表明，若已知混浊海水中悬浮泥沙颗粒的密度、浓度、中值粒径时，则可利用纯净海水声吸收经验公式和粘滞声吸收公式来计算混浊海水的声吸收系数．

基于海水声吸收的违规抛泥检测

为了更便捷、有效地监测港口疏浚船违规倾倒沙泥,提出一种基于海水声吸收特性的非接触式检测方法.在监控水域周期性发送和接收等幅扫频声信号,获取水下信道的频率特性曲线.当疏浚驳船违规倾倒泥沙时,海水中颗粒物质量浓度发生剧变,频率特性曲线也将随之变化,通过检测相邻两次测量曲线的差异性来判断港口疏浚驳船是否存在违规抛泥的行为.建立了混浊海水声吸收系数的计算模型,利用MATLAB软件平台进行了一系列仿真.结果表明所提出方法可有效识别出违规抛沙行为,为进一步的布网设计奠定了基础.

混浊水域多波束反向散射强度传播损失改正

为了改善现有的反向散射强度传播损失改正方法在混浊水域适应性较弱的问题,提出了混浊水域声传播损失计算模型。首先利用不同深度的海洋环境参数构建声波吸收系数剖面,然后基于声速,沿波束传播路径,对每个波束分层计算传播损失。实验分析表明,本方法传播损失改正效果最佳,其Spearman等级相关系数绝对值仅为0.04,远小于传统模型和TVG改正,大大减弱了混浊水域情况下多波束回波强度与传播距离的相关性,有效改善了多波束声呐图像的质量。

含悬浮泥沙颗粒水介质的声吸收实验研究

混浊海水的声吸收系数对水声探测设备工作性能的影响很大。设计并制造了一套声吸收实验测量系统，利用混响法测量了频率为20～60kHz混浊海水的声吸收系数。当混浊海水中悬浮泥沙颗粒的浓度小于110mg／L时，混浊海水的声吸收系数与纯净海水的声吸收系数差别较小，混浊海水中引起吸收的主要成份是电解质硫酸镁；当悬浮泥沙颗粒的浓度超过140mg／L时，悬浮泥沙颗粒引起的声吸收已非常明显，混浊海水的声吸收系数最大为纯净海水声吸收系数的2倍。实验结果表明，混浊海水的声吸收系数近似与悬浮泥沙颗粒的浓度成正比，与频率的平方成正比。该研究成果可对混浊海水中声纳探测系统设计、声纳探测距离确定以及声纳性能的评估提供一定的参考。

泥滩混水养殖黑鲷技术研究

１９９１～１９９２年，在河北省黄骅市滩涂进行泥滩混水养殖黑鲷技术研究。海水透明度仅８ｃｍ左右，夏季水温能升至３４℃。采取下列措施：逐渐增加黑鲷种苗池的海水混浊度；建立摄食条件反射；养鱼池中挖环形深沟，堆起人工鱼礁。结果：种苗中间培育成活率为７１．７％，越冬成活率为９５．３％，养成成活率为９９％，平均亩产量为４１８．３ｋｇ。