2020海底沉積物聲學(xué)特性原位測量方法

海底沉積物聲學(xué)特性原位測量方法PAGEPAGE1海底沉積物聲學(xué)特性原位測量方法范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了海底沉積物中縱波聲速和聲衰減系數(shù)的原位測量原理、測量內(nèi)容、測量步驟和測量報(bào)告。本標(biāo)準(zhǔn)適用于海洋調(diào)查中的海底沉積物聲學(xué)縱波特性原位測量。下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T12763.1海洋調(diào)查規(guī)范第1部分：總則GB/T12763.212763.7GB/T12763.8海洋調(diào)查規(guī)范第8部分：海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查下列術(shù)語和定義適用于本文件。3.1沉積物聲學(xué)特性acousticpropertiesinmarinesediments縱波聲波在沉積物中的傳播速度與聲衰減系數(shù)。3.2原位測量in-situmeasurement將儀器放置海底，周圍環(huán)境未發(fā)生變化，最大程度保持沉積物在海底的溫度、壓力以及土工等狀態(tài)，避免沉積物樣品取樣和搬運(yùn)過程中對(duì)沉積物造成的擾動(dòng)，直接測量沉積物特性的方法。3.3沉積物聲速soundvelocityinsedimentsVs(f)縱波在沉積物中對(duì)應(yīng)頻率f的傳播速度。注：沉積物聲速單位用米每秒表示。3.4海水聲速soundvelocityinseawaterVw(f)縱波在海水中對(duì)應(yīng)頻率f的傳播速度。注：海水聲速單位用米每秒表示。3.5沉積物聲衰減系數(shù)soundattenuationcoefficientinsediments(f)聲波在沉積物中傳播時(shí)，對(duì)應(yīng)頻率f的聲能在單位距離上的衰減分貝數(shù)。注：沉積物聲衰減系數(shù)的單位用分貝每米表示。通過測量發(fā)射與接收換能器之間的沉積物中聲波旅行時(shí)間，計(jì)算獲得聲速，其中發(fā)射與接收換能器之間的距離，使用水中聲速計(jì)算。沉積物聲速計(jì)算見公式（1）。sV(f)Vw(f)Tw （1）sTsVwfVsffTw——海水中聲波從發(fā)射至接收換能器的旅行時(shí)間，單位為秒（s）；Ts——沉積物中聲波從發(fā)射至接收換能器的旅行時(shí)間，單位為秒（s）。聲衰減系數(shù)計(jì)算使用沉積物中近遠(yuǎn)兩通道接收換能器的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，聲衰減系數(shù)可采取如下兩種方法計(jì)算，對(duì)于波形清晰，易于提取起跳點(diǎn)，可使用振幅法計(jì)算聲衰減系數(shù),見公式（2）；對(duì)于波形變異，可以針對(duì)信號(hào)包絡(luò)，使用功率譜法計(jì)算聲衰減系數(shù)，見公式（3）。振幅法(f)20) （2）d 式中：(f)——聲波在沉積物中對(duì)應(yīng)頻率f的衰減系數(shù)，單位為分貝/米（dB/m）；Asnear、Asfar——沉積物中近、遠(yuǎn)接收換能器所接收到的振幅，單位為伏特（V）； d（m）

(f)10) （3）d 式中：(f)——聲波在沉積物中對(duì)應(yīng)頻率f的衰減系數(shù)，單位為分貝每米（dB/m）；Psnear、Psfar——沉積物中近、遠(yuǎn)接收換能器所接收到的功率，單位為瓦特（W）； d（m）。測量包括以下內(nèi)容：沉積物的聲學(xué)特性原位測量使用聲學(xué)原位測量儀器開展測量，測量儀器應(yīng)滿足如下技術(shù)要求：200kHz200kHz1MHz2（2dB5°；50°～501°；100m0.1m；0.2m/s要求測量要求如下：GB/T12763.7GB/T12763.2；GB/T12763.1GB/T12763.8A.1；水中測量完成后，繼續(xù)下放沉積物聲學(xué)原位測量儀器，使得儀器貫入海底沉積物中，開始A.1步驟如下：A.1；(6.3a(6.3b)（B.1）以沉積物中測量的若干聲速值(6.3c))為樣本，按照公式（B.2）以沉積物中測量的若干聲衰減系數(shù)值(6.4)為樣本，按照公式（B.3）進(jìn)行內(nèi)符合聲衰減系數(shù)誤差計(jì)算。測量報(bào)告應(yīng)包括如下內(nèi)容：C.1；C.255附錄AA.1

（資料性附錄）沉積物聲學(xué)特性原位測量記錄表表A.1沉積物聲學(xué)特性原位測量記錄表測量船： 測量設(shè)備：海況：風(fēng)速：天氣：工區(qū)：日期：海況：測量員：站號(hào)：時(shí)間：水深：審核員：緯度（N/S）ddd°mm.mmm′換能器聲程/延時(shí)1234567……經(jīng)度（E/W）ddd°mm.mmm′聲學(xué)測量文件名頻率（kHz）采樣率采樣長度激勵(lì)周期控制幅度發(fā)射電壓各通道增益控制備注1234567……操作： 記錄： 審核： 第頁共頁P(yáng)AGEPAGE6附錄B（資料性附錄）聲速和聲衰減系數(shù)測量誤差計(jì)算公式x1,x2,…xi…xnv為聲速儀在水中測量獲得的聲速，xi為聲學(xué)原位測量儀器在水中測量的聲速，水中聲速測量誤差vrB.。vr

ii1 nn( v)x2i x為聲學(xué)原位測量儀器在沉積物中測量的聲速值的平均值，沉積物中聲速測量誤差verror計(jì)算公式見公式（B.2）。vrr

nn2i1 n(xix)x為聲學(xué)原位測量儀器在沉積物中測量的聲衰減系數(shù)值的平均值，沉積物中聲衰減系數(shù)測量誤差or（B3r

…………（B.3