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*
2021-12-02刘晓磊马路宽陈安铎张淑玉
中国海洋大学学报(自然科学版) 2021年1期
刘晓磊, 马路宽, 张 红, 陆 杨, 陈安铎, 张淑玉
(1. 中国海洋大学 山东省海洋环境地质工程重点实验室,山东 青岛 266100;2. 青岛海洋科学与技术试点国家实验室 海洋地质过程与环境功能实验室,山东 青岛 266237)
海底浮泥层是一种高浓度沉积物流体层,广泛存在于海底表面,主要由细颗粒沉积物(黏土和粉土)与水混合而成,与上层含沙水体与下层固结海床之间具有相对明显的分界面。浮泥层沉积物浓度较高,在重力作用下形成的重力流是细颗粒沉积物跨大陆架输运的重要机制[1-2]。此外,风暴作用会诱发大范围浮泥层形成[3],其沿斜坡运动对海底工程设施威胁巨大。因此,研究浮泥层的形成与运动过程,对了解泥沙输运过程、海底地形地貌演变过程以及工程选址等具有重大意义。由于真实海洋环境复杂多变,对海底浮泥层动态变化过程进行研究,主要依赖现场原位观测方法。
在进行海底浮泥层判定时,国际上普遍将悬浮泥沙浓度10 g/L定义为浮泥层的浓度下限,将悬浮泥沙浓度达到10 g/L的水体定义为浮泥层上界面,海床位置处为浮泥层下界面[4-5]。自1980年代以来,随着声学和光学传感器技术的快速发展,国内外学者陆续针对浮泥层动态变化开展了现场原位观测。Ogston等[6]使用了搭载光学后向散射传感器OBS的观测系统,于1996年冬季风暴期间在加利福尼亚北部陆架观测到了浮泥层形成,并在重力作用下形成重力流向海运动的过程。Hale等[3]使用声学后向散射传感器ABS于2010年在新西兰Waipaoa河沿岸陆架测得浮泥层的悬浮泥沙浓度剖面,并测得近底悬浮泥沙浓度达到50 g/L。……
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