摘要
本研究为开发一套基于电阻率方法的海床沉积物再悬浮运移通量自动观测记录系统，实现风暴过程中海洋沉积物－水界面沉积物通量原位监测。研究内容包括如下5项。 1. 贯入探头电极阵列的结构设计研究：在一个插入海床的圆柱体上，设计布设多层电极结构，通过实时监测圆柱体各部分电阻率的变化，实现海洋沉积物－水界面位置、沉积物孔隙度、泥沙浓度的同步实时观测。电阻率发生跃变处可以确定为海床平面（土和海水的电阻率差别很大），海床平面以下电极电阻率可以反映沉积物孔隙度变化，而海床以上电极电阻率可以反映海水泥沙浓度的变化。需要通过测试，并结合相关理论，确定每一层需要的电极个数和需要的电极层数。 2. 电阻率观测控制部分设计研究：观测控制部分设计能够实现电阻率的测量和实时自容式存储。电路设计中的几个特别需要解决的问题：放大倍数的自动调整：由于电路拟测量的电阻率变化范围较大，为了保证在被测电阻率很小的时候能够有足够高的测量分辨率，及保证在电阻率比较大的时候不至于超过测量的量程，故电路中的放大器的放大倍数需要不断的调整以适应不同阶段的测试要求，这需要根据实验室和现场调试确定具体方案；多路转换：电极阵列中有很多对输出电极需要测量，这需要一个多路系统，选择当前测试的电极对，对所有的电极对进行分时测量；数据的海量存储：测得的数据，需要在阶段测试后送入计算机中的相应软件中进行处理分析，一个测试阶段往往是一个月以上，而且由于测量范围的宽泛，材料精确度相应的要求就较高，因而数据量很大，普通存储技术不能满足，需要海量存储技术来达到要求。 3. 电阻率与海底边界层附近物理参数定量对应关系研究：通过实验室测量，得出电阻率和沉积物孔隙度、海水泥沙浓度等海底边界层附近物理参数的关系，给出电阻率和参数转换公式。电路中实际测得的结果是电极间的电压差，这一转换实际上是先把测得的电极电压转换为电阻率，然后再转换为物理参数值。其中，电压差—>电阻率，这一转换是与所用测试设备有关的；而电阻率—>沉积物参数，这一转换应该是根据实验得出的经验转换关系，与设备无关，而与测试的沉积物性质相关。4 现场测试和调试系统：现场测试和实验室测试可能会有一些差异，需要根据现场测试的结果，调整系统；5 对测试结果进行分析，并编制相应的分析处理软件：根据实验室测得的转换关系,和现场若干个观测点同步观测结果，对测试数据给以波形和三维显示，计算打印输出与时间或海况对应的海洋沉积物－水界面沉积物通量结果。
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