[发明专利]一种海水悬浮颗粒物沉降临界应力的原位测量方法及装置

权利要求书

1.一种海水悬浮颗粒物沉降临界应力的原位测量方法，步骤如下：

步骤一：调设观测装置中各仪器的参数，观测装置包括：声学多普勒流速剖面仪、三维高频点式流速仪、光学后向散射浊度仪和温盐深仪，参数设置包括采样模式、频率、工作起止时间；

步骤二：布设观测装置，将观测装置放置海底；

步骤三：观测结束后从海底收回观测装置，获各取仪器原始数据；

步骤四：数据读取和原始数据预处理，读取声学多普勒流速剖面仪原位测量的回声强度、三维高频点式流速仪原位测量的流速和光学后向散射浊度仪原位测量的后向散射浊度数据且进行预处理；

步骤五：根据步骤四的回声强度计算后向散射强度SV、流速计算底应力、浊度标定为质量浓度，并进一步用其标定后向散射强度SV,用SV反演悬浮物质量浓度SSC；

步骤六：根据步骤五的悬浮物质量浓度SSC，计算SSC对时间的导数，当导数为负值且保持十分钟以上时，确定为发生沉降事件，统计发生沉降次数，并分别计算对应的底应力，最后，确定沉积物的沉降临界应力。

2.根据权利要求1所述的一种海水悬浮颗粒物沉降临界应力的原位测量方法，其特征是：所述步骤一装置各仪器参数，采样模式为连续或间断采样；声学多普勒流速剖面仪、三维高频点式流速仪和光学后向散射浊度仪的采样频率分别为2Hz、32Hz和1Hz；声学多普勒流速剖面仪的盲区和层厚分别为0.5m和0.5m；各仪器的工作开始时间一致。

3.根据权利要求2所述的一种海水悬浮颗粒物沉降临界应力的原位测量方法，其特征是：所述步骤四原始数据预处理为光学后向散射浊度仪所测得的原始浊度数据去异常值，先进行时间平均，并标定得到高频的质量浓度序列；声学多普勒流速剖面仪测得的回声先去除盲区数值、异常值，对空缺进行线性插值，均进行时间平均；三维高频点式流速仪测得的流速先做去噪、去粗大值，再用线性插值补齐，最后进行时间平均。

4.根据权利要求3所述的一种海水悬浮颗粒物沉降临界应力的原位测量方法，其特征是：所述进行时间平均的时间为0.5—5min。

5.一种用于权利要求1所述的一种海水悬浮颗粒物沉降临界应力的原位测量方法的观测装置，其特征是，包括：本体(1)、连接本体(1)的底座支架(2)和若干侧壁支撑杆(4)，所述本体底部设有托板(11)，所述托板(11)上面设有电池仓(7)和声学多普勒流速剖面仪(8)，所述侧壁支撑杆(4)设有光学后向散射浊度仪(9)和温盐深仪(10)和三维高频点式流速仪(12)。

6.根据权利要求5所述的海水悬浮颗粒物沉降临界应力的原位观测装置，其特征是：声学多普勒流速剖面仪的安装位置为距底1m，光学后向散射浊度仪安装高于声学多普勒流速剖面仪。

7.根据权利要求5所述的海水悬浮颗粒物沉降临界应力的原位观测装置，其特征是：所述本体(1)为不锈钢圆柱体框架结构，所述侧壁支撑杆(4)为不锈钢管。

8.根据权利要求5所述的海水悬浮颗粒物沉降临界应力的原位观测装置，其特征是：所述底座支架设置三个支点，每个支点都设有一个防沉降地脚圆盘(5)，所述防沉降地脚圆盘(5)下面均设有等重量和大小的铅块(6)，所述铅块(6)下端的尖脚长10cm，直径2cm。

9.根据权利要求5所述的海水悬浮颗粒物沉降临界应力的原位观测装置，其特征是：所述托板(11)上设有一端固定，另一端为活动式仪器夹子。

10.根据权利要求5所述的海水悬浮颗粒物沉降临界应力的原位观测装置，其特征是：所述本体(1)上设有吊环(3)。