海底沉積物聲學特性測量技術與應用

目錄
上篇 海底沉積物地聲屬性測量技術及應用
第1章 海底沉積物地聲屬性基本概念及研究現(xiàn)狀 3
1.1 海底沉積物地聲屬性參數(shù) 3
1.1.1 聲速和聲衰減系數(shù) 3
1.1.2 剪切波速度和剪切波衰減系數(shù) 3
1.1.3 聲阻抗 3
1.1.4 與地聲屬性關系密切的物理力學性質(zhì)參數(shù) 4
1.2 海底沉積物地聲屬性主要測量技術 6
1.2.1 取樣測量技術 6
1.2.2 原位測量技術 6
1.2.3 地聲反演技術 6
1.3 海底沉積物聲波傳播理論和模型 7
1.4 海底沉積物地聲屬性測量技術國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 7
第2章 海底沉積物地聲屬性預測模型 10
2.1 流體模型 10
2.2 彈性模型 10
2.3 Wood模型 11
2.4 Gassmann模型 12
2.5 Biot-Stoll模型 12
2.6 EDF模型 14
2.7 BISQ模型 15
2.8 GS模型 17
第3章 海底沉積物地聲屬性取樣測量技術 19
3.1 聲速和聲衰減系數(shù)的取樣測量技術 19
3.1.1 縱向測量法 20
3.1.2 橫向測量法 23
3.2 剪切波速度和衰減系數(shù)取樣測量技術 25
3.3 數(shù)據(jù)處理方法 27
3.3.1 沉積物中聲波傳播時間計算 27
3.3.2 沉積物中聲波傳播振幅衰減計算 32
3.4 海底沉積物樣品地聲屬性取樣測量儀器 33
3.4.1 取樣樣品聲速和聲衰減系數(shù)測量儀器 33
3.4.2 取樣樣品剪切波特性測量儀器 36
第4章 海底沉積物地聲屬性原位測量設備介紹 38
4.1 聲速和聲衰減系數(shù)原位測量技術 38
4.1.1 橫向測量方式 38
4.1.2 垂向測量方式 44
4.1.3 斜向測量方式 49
4.2 剪切波速度和衰減系數(shù)原位測量技術 50
第5章 液壓式海底沉積聲學原位測量系統(tǒng) 56
5.1 系統(tǒng)工作原理 56
5.2 系統(tǒng)功能特點及主要技術指標 57
5.2.1 功能特點 57
5.2.2 主要技術指標 58
5.3 系統(tǒng)結構組成 58
5.3.1 機械液壓子系統(tǒng) 58
5.3.2 控制通信子系統(tǒng) 61
5.3.3 聲學換能器子系統(tǒng) 68
5.3.4 聲波發(fā)射與采集子系統(tǒng) 74
5.4 壓載式海底沉積聲學原位測量系統(tǒng) 80
第6章 地聲反演技術 82
6.1 概述 82
6.2 地聲反演主要步驟 83
6.2.1 海洋環(huán)境參數(shù)及搜索范圍的確定 83
6.2.2 海洋環(huán)境參數(shù)模型的選取 84
6.2.3 代價函數(shù)的構建 85
6.2.4 地聲反演中的聲場計算方法確定 86
6.2.5 地聲反演中的優(yōu)化算法確定 88
6.2.6 反演結果的檢驗 88
6.3 海底地聲參數(shù)反演方法實例 89
6.3.1 基于脈沖波形和傳播損失的海底地聲參數(shù)反演 89
6.3.2 基于海底反射特性的海底地聲參數(shù)反演 90
6.3.3 基于貝葉斯統(tǒng)計反演理論的海底地聲參數(shù)反演 92
6.3.4 基于多步優(yōu)化策略的寬帶匹配場反演 93
第7章 海底沉積物地聲屬性測量技術應用 96
7.1 渤海和北黃海 96
7.1.1 沉積物樣品地聲屬性測量及聲速分布 96
7.1.2 聲速與物理性質(zhì)關系 98
7.2 南黃海 101
7.2.1 海底沉積物地聲屬性測量 101
7.2.2 原位聲速及其與物理性質(zhì)的相關關系 102
7.2.3 原位聲衰減系數(shù)及其與物理性質(zhì)的相關關系 106
7.2.4 聲阻抗及其與物理性質(zhì)的相關關系 109
7.2.5 剪切波速度及其與物理性質(zhì)的相關關系 114
7.3 東海 118
7.4 南海北部 121
7.4.1 原位測量聲速和聲衰減系數(shù)及其與物理性質(zhì)的相關關系 122
7.4.2 取樣測量聲速和剪切波速度與物理性質(zhì)關系 124
7.5 菲律賓海 125
7.6 沉積物聲速和聲衰減系數(shù)的頻率相關性 127
7.6.1 理論模型對地聲屬性的頻率相關性的預測 127
7.6.2 海底沉積物地聲屬性頻率相關性分析 129
下篇 海底聲散射特性測量技術及應用
第8章 海底聲散射特性基本概念及研究現(xiàn)狀 139
8.1 海底聲散射特性基本概念 139
8.1.1 海底聲散射強度 139
8.1.2 反向散射和前向散射 140
8.1.3 海底界面粗糙散射和體積散射 140
8.1.4 海底聲散射模型 140
8.2 海底聲散射特性國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 141
8.2.1 海底聲散射測量技術 141
8.2.2 海底聲散射特性及機理研究 142
8.2.3 海底聲散射模型研究 144
8.3 未來發(fā)展趨勢 146
第9章 海底聲散射特性測量技術 148
9.1 海底聲散射強度測量方法 148
9.1.1 指向性發(fā)射-接收系統(tǒng) 149
9.1.2 無指向性發(fā)射-接收系統(tǒng) 152
9.2 海底聲散射測量儀器設備 154
第10章 海底聲散射測量技術應用 161
10.1 黃海海域海底反向聲散射特性測量實驗 161
10.1.1 研究區(qū)概況和海底環(huán)境測量 161
10.1.2 研究區(qū)海底反向聲散射測量 164
10.2 黃海海底反向聲散射特性研究 166
10.2.1 砂質(zhì)海底區(qū)海底反向聲散射特性 166
10.2.2 泥質(zhì)海底區(qū)海底反向聲散射特性 170
參考文獻 174