聲學(xué)的應(yīng)用涉及多個領(lǐng)域,尤其是在水下環(huán)境對于數(shù)據(jù)通信、礦產(chǎn)勘探、能源開發(fā)、水文監(jiān)測等至關(guān)重要。水下環(huán)境復(fù)雜多變,聲波在傳輸過程中受多種因素影響,分析聲波的特性可以得知介質(zhì)參數(shù),因此對于聲波在水下介質(zhì)的傳輸時間、傳輸路徑、傳輸損失、聲能分布等的測量具有重要意義。河流生態(tài)的監(jiān)測包含各方各面,本文側(cè)重于河口水溫、流速、入�？偭康谋O(jiān)控。首先查閱了河道水文監(jiān)控的相關(guān)資料,介紹并整理了已有的溫度、流速、通量的測量方法,其次,確定了基于聲學(xué)探測手段的溫流反演技術(shù),通過本課題組已有的理論、設(shè)備基礎(chǔ)進行完善、實驗,提出了將海洋高頻聲層析技術(shù)應(yīng)用于河道水文監(jiān)測,在福建省九龍江北溪的江東庫區(qū)進行考察、試驗,并設(shè)立聲學(xué)觀測站,之后對當(dāng)?shù)氐膶嶋H環(huán)境參數(shù)進行收集、分析,包括河道三維地形的測量,實時水位、溫度的監(jiān)測。基于現(xiàn)場的實際情況,本文在已有的理論、模型、設(shè)備基礎(chǔ)上,對海洋聲層析理論進行了完善,對聲信號進行了偽隨機編碼以及混沌編碼,提高其性噪比和抗多途能力。根據(jù)地形,基于bellhop對聲線仿進行了模擬、仿真分析。研發(fā)了河口 60 kHz高頻聲層析觀測儀器,采用工控機、水聲探頭等硬件設(shè)備,基于LabVIEW編寫的用戶界面程序,以及AWDT遠程數(shù)據(jù)傳輸軟件,實現(xiàn)聲學(xué)信號的實時發(fā)送、采樣、分析等,由其反演得到的溫度、流速數(shù)據(jù)實現(xiàn)了實時傳輸與發(fā)布。在實驗期間,福建漳州地區(qū)多次出現(xiàn)臺風(fēng)、暴雨等特殊天氣,其帶來的水量、溫度驟變都由本設(shè)備所監(jiān)測到,通過實際情況分析和與ADCP等測流設(shè)備進行對比,其監(jiān)測結(jié)果較為準(zhǔn)確,聲學(xué)信號的變化與仿真模型相似,水文數(shù)據(jù)變化趨勢合理。
【學(xué)位單位】：廈門大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：P332
【部分圖文】：

邐第一章緒論邐逡逑高之后，對系統(tǒng)的采樣率、授時精度、數(shù)據(jù)處理速度提出了更高的要求。小尺度逡逑水域的水體中存在不均勻分布特性，對于中小尺度的測量結(jié)果影響較大，不容忽逡逑視，而且由于深度較淺，存在著復(fù)雜的邊界因素的影響，水面、水底的邊界對聲逡逑波存在反射、折射的現(xiàn)象。因此根據(jù)這些因素，廣島大學(xué)設(shè)計了沿海聲層析系統(tǒng)，逡逑如圖１．３．１，并于１９９６年在日本的瀨戶內(nèi)海［１９］，建立兩個聲學(xué)站點，站點間距逡逑５．７邋ｋｍ，用聲波互易傳輸?shù)姆椒y得潮流的變化。逡逑

圖１．３．２廣島大學(xué)聲層析實驗逡逑Ｆｉｇ．邋１．３．２邋Ａｃｏｕｓｔｉｃ邋ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ邋ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ邋ｉｎ邋Ｈｉｒｏｓｈｉｍａ邋Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ逡逑國內(nèi)學(xué)者在這一領(lǐng)域也己經(jīng)展開相關(guān)的研究工作，國家海洋二所朱小華研發(fā)逡逑了頻率為５邋ｋＨｚ的中頻沿海聲層析儀，如圖１．３．３邋（插入儀器圖），并在舟山群島、逡逑三門灣、錢塘江、瓊州海峽等進行了相關(guān)實驗，根據(jù)地形進行聲場模擬，如圖逡逑１．３．４，測出潮流的動態(tài)，并在錢塘江測算出了流量的變化過程［２Ｕ２，２３’２４１。逡逑

圖１．３．３中頻沿海聲層析儀逡逑Ｆｉｇ．邋１．３．３邋Ｍｉｄｄｌｅ邋ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ邋ｃｏａｓｔａｌ邋ａｃｏｕｓｔｉｃ邋ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ邋ｓｙｓｔｅｍ逡逑３２0：Ｒ＾￥￣ｌ３１０Ｎ邐．逡逑３０１逡逑３０°Ｎ邋＾邋Ｈａｎｇ７：ｌｔｏｔｒ＂逡逑３０＊逡逑押９°Ｅ邋１２。�！赍澹保玻�°Ｅ邋１２２ｅＥ邋１邋文Ｅ逡逑ＧＰＳ邋ｓａｔｅｌｌｉｔｅ逡逑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 薛冰;;淺析近、現(xiàn)代河流流量測驗技術(shù)[J];河南科技;2014年08期

2 張宇;徐曉輝;;海底反射對水聲射線混沌行為的影響[J];聲學(xué)學(xué)報;2011年02期

3 廖光洪;朱小華;林巨;鄭紅;梁楚進;陶劍鋒;楊成浩;;海洋聲層析觀測技術(shù)和方法[J];海洋學(xué)報(中文版);2010年03期

4 林智慧;陳綏陽;王元一;;m序列及其在通信中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2009年09期

5 廖光洪;朱小華;林巨;鄭紅;梁楚進;;海洋聲層析應(yīng)用與觀測研究綜述[J];地球物理學(xué)進展;2008年06期

6 陳東升;許肖梅;;八階連續(xù)時間濾波器MAX274在淺海水聲跳頻通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];廈門大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年02期

7 王會華;李寶平;;m序列發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)[J];北京電子科技學(xué)院學(xué)報;2007年02期

8 陳能汪,張珞平,洪華生,劉建昌;九龍江流域農(nóng)村生活污水污染定量研究[J];廈門大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2004年S1期

9 王暉;淮河干流水質(zhì)斷面污染物年通量估算[J];水資源保護;2004年06期

10 林輝勇;聲學(xué)多普勒流速剖面儀在河流水文測驗中的應(yīng)用[J];中國水利;2003年18期

相關(guān)會議論文 前2條

1 楊家軒;何琳;帥長庚;王占友;;基于Bellhop模型的不同海山地形水下聲學(xué)仿真[A];中國聲學(xué)學(xué)會第十一屆青年學(xué)術(shù)會議會議論文集[C];2015年

2 林巨;金子新;;利用淺海聲層析數(shù)據(jù)重建廣島灣三維潮流場[A];中國聲學(xué)學(xué)會2006年全國聲學(xué)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 王曉梅;基于嵌入式技術(shù)的河流水位流量遠程監(jiān)測系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D];北方工業(yè)大學(xué);2014年

2 趙宗曦;河口海岸區(qū)域的高頻聲層析研究[D];廈門大學(xué);2014年

3 周昱;流量測量的相關(guān)算法的分析與仿真[D];華中科技大學(xué);2008年

4 夏斌;2005年夏季環(huán)渤海16條主要河流的污染狀況及入海通量[D];中國海洋大學(xué);2007年

5 楊倬;基于擴頻技術(shù)的水下通信技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2006年

6 周三文;水聲擴頻通信系統(tǒng)仿真研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2003年

本文編號：2828288