CN111664887B - 基于电阻率探杆的海底浮泥层动态变化原位观测方法 - Google Patents

基于电阻率探杆的海底浮泥层动态变化原位观测方法 Download PDF

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Abstract

基于电阻率探杆的海底浮泥层动态变化原位观测方法，包括（Ⅰ）数据采集和预处理步骤，（Ⅱ）判定海床界面位置步骤，（Ⅲ）建立海水悬浮泥沙浓度计算公式步骤，（IV）悬浮泥沙浓度剖面观测步骤，（V）悬浮泥沙浮泥层的计算步骤。本发明通过含沙水体电阻率的实时变化曲线直观研究浮泥层动态演化过程，具有直观性、连续性和实时性，且悬浮泥沙浓度与电阻率具有良好相关关系，因而观测结果具有准确性，且采用技术成熟的电阻率探杆为基本原件，具有成本低、可靠性高的特点。因此本发明对于海底浮泥层原位观测尤为适用。

Description

基于电阻率探杆的海底浮泥层动态变化原位观测方法
技术领域
本发明涉及一种海底浮泥层动态变化原位观测方法，具体涉及一种基于电阻率探杆的海底浮泥层动态变化原位观测方法，用于对海床界面位置(即浮泥层下界面)判定和海水悬浮泥沙浓度(即浮泥层上界面)的原位观测，以实现对海底浮泥层的厚度、浓度的动态变化进行原位观测，属于海洋观测技术领域。
背景技术
海底浮泥层是细颗粒沉积物在海床表面聚集形成的一种特殊沉积形态，具有颗粒浓度高、流动性大的特点。它的本质是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，与上层悬沙水体与下层固结海床之间具有相对明显的分界面。重力驱动的沉积物流是许多大陆架环境中向海运输的重要机制，其中浮泥层则是一种特殊类型的重力流，波浪导致沉积物的重新悬浮，以及保持沉积物的悬浮状态。
浮泥层按密度与黏度的增大又可分划为流动态和稳定态，具有一定的力学性质，但剪切强度较低，用常规的土工试验仪器如直剪、三轴试验都很难测得。受沉积物颗粒体积浓度与粒度的影响，其流变性质与状态在时空上存在较高的差异性，且在复杂的海洋流场环境下，浮泥层时刻处于动态变化过程中，且其动态转化过程的规律性难以通过室内试验进行确定。浮泥层物理力学性质较为特殊，其形成与海床沉积物在波浪、潮流作用下的动力学过程密切相关。精确定义海底浮泥层及其工程特性在理论上较为困难，需对特定海域开展针对性测试分析，且由于真实海洋环境复杂多变，该问题的研究主要依赖于现场原位观测，并且因为浮泥层形成机制的不可预测性，浮泥层的原位观测研究困难程度较高。
海底浮泥层的研究主要针对于它的厚度、密度或者悬浮沉积物浓度的垂向分布。目前针对海底浮泥层厚度的原位观测主要依靠双频测深仪、声学后向散射传感器、声学/光学悬沙剖面仪等设备，对海底浮泥层密度的观测主要依靠HSDM密度计、ADCP、声学后向散射传感器、声学/光学悬沙剖面仪等。这些设备各有优点，但它们的缺点也十分明显。如双频测深仪根据高、低频反射所得的水深之差得到浮泥层的厚度，但在复杂海况下，不能简单地将高、低频最大声学反射面定义为浮泥层的上、下界面。声学/光学悬沙剖面仪有量程限制，超过其量程便无法得到浮泥层的相关数据。因此在目前现有技术的基础上，准确对浮泥层的动态演化进行原位观测是十分困难的，对于浮泥层的动态演化不能有明确的、全面的认识。
发明内容
本发明的目的首先是提供一种基于电阻率探杆的海床界面位置判定方法，以实现利用电阻率探杆对海床界面位置进行判断；
基于上述方法，本发明的另一目的是提供一种基于电阻率探杆的海床界面位置实时监测方法，以实现全时刻的海床界面位置监测。
本发明又一个目的是提供一种基于电阻率探杆的海底悬浮泥沙浓度剖面原位测量方法，以实现利用电阻率探杆对海底悬浮泥沙浓度剖面进行原位测量。
基于上述方法，本发明的另一目的是提供一种基于电阻率探杆的海底悬浮泥沙浓度剖面原位实时测量方法，以得到随时间变化的海水悬浮泥沙浓度剖面。
本发明还有一个目的是提供一种基于电阻率探杆观测的海底浮泥层原位观测方法，以实现利用电阻率探杆对海底浮泥层浓度分布进行原位观测。
基于上述方法，本发明的另一目的是基于电阻率探杆观测的海底浮泥层动态变化原位观测方法，以得到随时间变化的海底浮泥层浓度分布。
本发明的技术构思是通过使用电阻率探杆，原位、实时、自动地测量一定范围内的电阻率值，在海水层与沉积层的过渡层提取数据特征、判定海床界面位置；在海水层通过测量盐度与温度，建立悬浮泥沙浓度与电阻率的对应关系，获取悬浮泥沙浓度剖面。根据电阻率的实时变动得到海床以上水体悬浮泥沙浓度的变化，得到悬浮泥沙浓度沿水深的垂向分布，进而观测浮泥层的动态变化，实现海底浮泥层动态演化的原位观测，并通过实时、连续、自动测量电阻率值，获得海水-浮泥层界面变化。
(一)基于电阻率探杆的海床界面位置判定方法，包括以下步骤：
(Ⅰ)数据采集和预处理
(a)将电阻率探杆贯入海底浮泥层发育区，并借助三脚架或四脚架进行固定，以Wenner方法为基础，依次采集电阻率探杆垂向剖面每个测量点的电阻率值；
(b)判定数值坏点；
(c)对于被剔除的坏点所遗留的空位进行插值；
其特征是还包括(II)基于电阻率探杆判定海床界面位置的步骤：
将上一步的全时刻预处理结果记为X(i)，对于其中某一时刻t的数据预处理结果记为X(t,i)，发生电阻率突变的电极环所处位置即海床界面，将该电极环记为m，m∈1,…,n；n为基于Wenner方法的电极环数；
设在某一位置j处电极环测得的均值变化量：
Figure BDA0002477827100000021
其中，j＝1,…,n，参数d决定了用于求均值的j位置前和j位置后的两部分长度，需要事先假定d的取值，d为自然数且满足d+1≤j≤n-d+1，当j处于过渡带，即临近海床界面位置时，海水与沉积物的电性差会使Yj增大，
所以max|Yj|所对应的j即为发生突变的电极环m，
此外还需验证d的取值与m的关系是否满足公式(2)的要求，
Figure BDA0002477827100000031
当d同时满足公式(2)时，所得的m值对应的位置即为海床界面位置；
如果d不满足公式(2)的要求，则需要重新在上述条件下假定d的取值，重复上述计算得到m并验证d，直至d满足公式(2)的要求，此时的m对应的位置即为t时刻的海床界面位置。
本申请上述方法的合理性在于，按照现实情况参数d上下两部分相减必定会有一个最大值，也就是说一定会存在一个d让两部分相减存在最大值，从而判断此时j对应的m。
此外，根据具体实践，只要确定一个对应于最大差值且同时符合公式2的参数d，即可得确定海床界面。因为按照现实情况，同样在海水或者同样在海床界面下的电阻率是类似的，改变d即改变上下两部分的范围，在相同介质的情况下得到的结果均未出现太大出入，且经反复实验也证实了上述方案的可靠性。
(二)基于电阻率探杆的海床界面位置实时监测方法，其特征在于该方法是以上所述的海床界面位置判定方法，对对全时刻预处理结果记X(i)中每一个时刻t均进行海床界面位置的判定，从而实现对海床界面位置实时监测。
(三)基于电阻率探杆的海底悬浮泥沙浓度剖面原位测量方法，其特征在于包括以上所述的基于电阻率探杆的海床界面位置判定方法，还包括步骤(Ⅲ)和(IV)，其中：
(Ⅲ)建立海水悬浮泥沙浓度计算公式：
首先，在盐度为S、温度为t、压力为常压p的条件下，电导率γ(或电阻率ρ＝1/γ)与悬浮泥沙浓度C呈现出良好的线性趋势，若悬浮泥沙浓度为未知浓度C，则它们存在如下关系：
γ(S,t,p,C)＝k(S,t,p)·C+b(S,t,p) (3)
式中，k(S,t,p)为确定盐度S、温度T和压力p情况下，电导率γ随悬沙浓度C的变化率；
而若悬浮泥沙浓度为C＝0时，存在如下关系：
γ(S,t,p,0)＝b(S,t,p) (4)
式中，γ(S,t,p,0)＝b(S,t,p)为确定盐度S、温度t、压力p(常压环境)且悬浮泥沙浓度C＝0的条件下的电导率，可根据实测盐度、温度及压力，查表计算得到；
式(3)与(4)联立，可得
γ(S,t,p,C)﹣γ(S,t,p,0)＝k(S,t,p)·C (5)
因此，在常压下进行常规室内试验，在确定盐度S、温度t的条件下，对不同悬浮泥沙浓度的电导率进行测定；
之后改变盐度S、温度t，再次对不同悬浮泥沙浓度的电导率进行测定，重复多次，可通过该常规室内实验将电导率的悬沙浓度变化率k(S,t,p)与盐度S(‰)、温度t(℃)建立关系，通过多元线性回归分析可得：
k(S,t,p)＝d0+d1S+d2t (6)
式中，d0、d1、d2为多元线性回归分析得到的系数；
将式(6)带入式(5)可得
γ(S,t,p,C)﹣γ(S,t,p,0)＝(d0+d1S+d2t)·C (7)
因此步骤Ⅰ中的海底浮泥层发育区的实测电阻率值与悬浮泥沙浓度C、盐度S、温度t的关系可用式(7)表示；
而对于实测中的海底浮泥层发育区，其γ(S,t,p,0)可通过查表计算所得，海水盐度S(‰)、海水温度t(℃)、标准大气压p0(bar)均为已知量，只需将现场观测的盐度、温度带入式(7)，即可获得电阻率与悬沙浓度C之间的对应关系，从而建立起关于电阻率的海水悬浮泥沙浓度计算公式；因此在获得电阻率探杆的实测电阻率数据后，可获得海水悬浮泥沙浓度C；
(IV)悬浮泥沙浓度剖面的观测：
利用步骤(II)的结论识别出t时刻对应于海床界面的电极环m，对于m+1至n-2范围内的电极环所测得的电阻率数值，按照步骤(III)所述的方法分别获得悬沙浓度，从而获得t时刻的海床界面以上的悬浮泥沙浓度剖面。
这是因为m测得的电阻率为海床界面的电阻率，m以上算为悬沙浓度剖面，因此从m+1算起，而wenner方法可测量到第n-2个电极环的数据，故可得[m+1,n-2]范围内的悬浮泥沙浓度剖面。
(四)基于电阻率探杆的海底悬浮泥沙浓度剖面原位实时测量方法，其特征在于该方法是利用以上所述的海水悬浮泥沙浓度剖面测量方法，对对全时刻预处理结果记X(i)中每一时刻t均获得其海床界面以上的悬浮泥沙浓度剖面，从而得到随时间变化的海水悬浮泥沙浓度剖面。
(五)基于电阻率探杆观测的海底浮泥层原位观测方法，其特征在于包括以上所述的海水悬浮泥沙浓度剖面测量方法，还包括
(V)悬浮泥沙浮泥层的计算：
按照浮泥层定义，若悬浮泥沙浓度大于10g/L，则将满足该浓度的悬浮泥沙层定为海底浮泥层；
将浮泥层上界定义为所测得的海水悬浮泥沙浓度最接近10g/L的电极环所对应的位置，下界定义为步骤(II)中所得的海床界面位置，
上下界面的高度差为海底浮泥层的厚度，该范围内悬浮沉积物浓度的分布即为浮泥层浓度分布。
(六)基于电阻率探杆观测的海底浮泥层动态变化原位观测方法，其特征在于该方法是利用以上所述的海底浮泥层原位观测方法，对对全时刻预处理结果记X(i)中每一时刻t均获得其对应的浮泥层浓度分布，从而得到随时间变化的海底浮泥层浓度分布。
所述步骤(b)判定数值坏点如下：根据数据比值插值法，对垂向剖面每个测量点的电阻率值进行预处理，设某一时刻垂向剖面相邻两点的视电阻率实测值分别为ρi+1和ρi，两者比值为Bi，则有
Bi＝ρ(i+1)/ρi (8)
由于使用高密度电阻率探杆，观测数据相对密集且平缓，因此选取[0.5，2]作为Bi的取值范围，即当Bi∈[0.5，2]时，则ρ(i+1)为正常值，予以保留；反之，则ρ(i+1)为异常突变点，予以剔除；
(c)对于被剔除的坏点所遗留的空位进行插值，是对被剔除的坏点进行向前、向后或中心插值，
向前插值：
ρi＝3ρi+1-3ρi+2+ρi+3 (9)
向后插值：
ρi＝ρi-3-3ρi-2+3ρi-1 (10)
中心插值：
Figure BDA0002477827100000051
其中，i为测量位置，ρi为该时刻i位置处的观测数据；
若B1在正常取值范围之外，B2与B3在正常取值范围之内，则需对第一个测点进行向前插值，即ρ1＝3ρ2-3ρ3+ρ4，若B1与B2同时在正常取值范围之外，则需要对第二个测点进行校正，对其进行中心插值，即
Figure BDA0002477827100000052
如果是连续三个及以上的坏点，就需要用向前或者向后插值，用这三个坏点之前或者之后的数据来进行差值替换，如数据若前面良好，后面突然有三个以上的连续坏点，那么可以用向后差值，使用坏点外的三个数据进行插值，得到第一个替换数据，然后再对第二个坏点数据进行插值…以此类推。
本发明通过含沙水体电阻率的实时变化曲线直观研究浮泥层动态演化过程，具有直观性、连续性和实时性，且悬浮泥沙浓度与电阻率具有良好相关关系，因而观测结果具有准确性，且采用技术成熟的电阻率探杆为基本原件，具有成本低、可靠性高的特点。因此本发明对于海底浮泥层原位观测尤为适用。
附图说明
图1为本发明的海底浮泥层动态变化原位观测流程图。
具体实施方式
基于电阻率探杆观测的海底浮泥层动态变化原位观测方法，该方法囊括了(一)基于电阻率探杆的海床界面位置判定方法、(二)基于电阻率探杆的海床界面位置实时监测方法、(三)基于电阻率探杆的海底悬浮泥沙浓度剖面原位测量方法、(四)基于电阻率探杆的海底悬浮泥沙浓度剖面原位实时测量方法、(五)基于电阻率探杆观测的海底浮泥层原位观测方法；该方法完整方案如图1所示，具体如下：
(Ⅰ)数据采集和预处理，包括如下步骤：
(a)将电阻率探杆贯入海底浮泥层发育区，并借助三脚架或四脚架进行固定，以Wenner方法为基础，依次采集电阻率探杆垂向剖面每个测量点的电阻率值；
(b)判定数值坏点；
根据数据比值插值法，对垂向剖面每个测量点的电阻率值进行预处理，设某一时刻垂向剖面相邻两点的视电阻率实测值分别为ρi+1和ρi，两者比值为Bi，则有
Bi＝ρ(i+1)/ρi
由于使用高密度电阻率探杆，观测数据相对密集且平缓，因此选取[0.5，2]作为Bi的取值范围，即当Bi∈[0.5，2]时，则ρ(i+1)为正常值，予以保留；反之，则ρ(i+1)为异常突变点，予以剔除；
(c)对于被剔除的坏点所遗留的空位进行插值：对被剔除的坏点进行向前、向后或中心插值，
向前插值：
ρi＝3ρi+1-3ρi+2+ρi+3 (9)
向后插值：
ρi＝ρi-3-3ρi-2+3ρi-1 (10)
中心插值：
Figure BDA0002477827100000061
其中，i为测量位置，ρi为该时刻i位置处的观测数据；
若B1在正常取值范围之外，B2与B3在正常取值范围之内，则需对第一个测点进行向前插值，即ρ1＝3ρ2-3ρ3+ρ4，若B1与B2同时在正常取值范围之外，则需要对第二个测点进行校正，对其进行中心插值，即
Figure BDA0002477827100000062
如果是连续三个及以上的坏点，就需要用向前或者向后插值，用这三个坏点之前或者之后的数据来进行差值替换。如数据若前面良好，后面突然有三个以上的连续坏点，那么可以用向后差值，使用坏点外的三个数据进行插值，得到第一个替换数据，然后再对第二个坏点数据进行插值…以此类推。
(II)判定海床界面位置，包括如下步骤：
将上一步的全时刻预处理结果记为X(i)，对于其中某一时刻t的数据预处理结果记为X(t,i)，发生电阻率突变的电极环所处位置即海床界面，将该电极环记为m，m∈1,…,n；n为基于Wenner方法的电极环数；
在某一位置j处的电阻率均值变化量：
Figure BDA0002477827100000071
其中，j＝1,…,n，参数d决定了用于求均值的j位置前和j位置后的两部分长度，需要事先假定d的取值，d为自然数且满足d+1≤j≤n-d+1，当j处于过渡带，即临近海床界面位置时，海水与沉积物的电性差会使Yj增大，
所以max|Yj|所对应的j即为发生突变的电极环m，即海床界面位置，
此外还需验证其中的d取值与m的关系是否满足公式(2)的要求，
Figure BDA0002477827100000072
当d满足公式(2)时，所得的m值对应的位置即为正确的海床界面位置；
如果d不满足公式(2)的要求，则需要重新假定d的取值，重复上述计算得到m并验证d，直至d满足公式(2)的要求，此时的m值对应位置即为海床界面位置；
(Ⅲ)计算海水悬浮泥沙浓度，包括如下步骤：
首先，在盐度为S、温度为t、压力为常压p的条件下，电导率γ(或电阻率ρ＝1/γ)与悬浮泥沙浓度C呈现出很好的线性趋势，若悬浮泥沙浓度为未知浓度C，则它们存在如下关系：
γ(S,t,p,C)＝k(S,t,p)·C+b(S,t,p) (3)
式中，k(S,t,p)为确定盐度S、温度T和压力p情况下的电导率的悬沙浓度变化率；
而若悬浮泥沙浓度为C＝0时，存在如下关系：
γ(S,t,p,0)＝b(S,t,p) (4)
式中，γ(S,t,p,0)＝b(S,t,p)为在盐度S、温度t、压力p(常压环境)确定且悬浮泥沙浓度C＝0的条件下的电导率，可根据实测盐度、温度及压力，查表计算所得；
式(3)与(4)联立，可得
γ(S,t,p,C)﹣γ(S,t,p,0)＝k(S,t,p)·C (5)
因此，在常压下，进行室内试验，在确定盐度S、温度t的条件下，对不同悬浮泥沙浓度的电导率进行测定；
之后改变盐度S、温度t，再次对不同悬浮泥沙浓度的电导率进行测定，重复多次，可通过该实验将电导率的悬沙浓度变化率k(S,t,p)与盐度S(‰)、温度t(℃)建立关系，通过多元线性回归分析可得：
k(S,t,p)＝d0+d1S+d2t (6)
式中，d0、d1、d2为多元线性回归分析得到的系数；
将式(6)带入式(5)可得
γ(S,t,p,C)﹣γ(S,t,p,0)＝(d0+d1S+d2t)·C (7)
因此步骤Ⅰ中的海底浮泥层发育区的实测电阻率值与悬浮泥沙浓度C、盐度S、温度t的关系可用式(7)表示，
而对于实测中的海底浮泥层发育区，其γ(S,t,p,0)可通过查表计算所得，海水盐度S(‰)、海水温度t(℃)、标准大气压p0(bar)均为已知量，只需将现场观测的盐度、温度带入式(7)，即可获得电阻率与悬沙浓度C之间的对应关系，从而建立起关于电阻率的海水悬浮泥沙浓度计算公式；因此在获得电阻率探杆的实测电阻率数据后，可获得海水悬沙浓度C；
(IV)悬浮泥沙浓度剖面的观测结果输出：
利用步骤(II)的结论识别出t时刻对应于海床界面的电极环m，对于m+1至n-2范围内的电极环所测得的电阻率数值，按照步骤(III)所述的方法分别获得悬沙浓度，从而获得t时刻的海床界面以上的悬浮泥沙浓度剖面。
(V)悬浮泥沙浮泥层的观测结果输出：
按照定义，若悬浮泥沙浓度大于10g/L，则将满足该要求的悬浮泥沙层定为海底浮泥层；
将浮泥层上界定义为t时刻测得的海水悬浮泥沙浓度最接近10g/L的电极环所在位置，下界定义为步骤(II)中所得的海床界面位置，上下界面的高度差为海底浮泥层的厚度，该范围内悬浮沉积物浓度的分布即为浮泥层浓度分布，
对全时刻预处理结果记为X(i)中每一时刻t均测得其浮泥层浓度分布，从而实现对海底浮泥层的动态变化进行原位观测。

Claims (2)

1.基于电阻率探杆观测的海底浮泥层动态变化原位观测方法，其特征在于包括以下步骤：
(Ⅰ)数据采集和预处理
(a)将电阻率探杆贯入海底浮泥层发育区，并借助三脚架或四脚架进行固定，以Wenner方法为基础，依次采集电阻率探杆垂向剖面每个测量点的电阻率值；
(b)判定数值坏点；
(c)对于被剔除的坏点所遗留的空位进行插值；
其特征是还包括(II)基于电阻率探杆判定海床界面位置的步骤：
将上一步的全时刻预处理结果记为X(i)，对于其中某一时刻t的数据预处理结果记为X(t,i)，发生电阻率突变的电极环所处位置即海床界面，将该电极环记为m，m∈1,…,n；n为基于Wenner方法的电极环数；
设在某一位置j处电极环测得的均值变化量：
Figure FDA0003134990030000011
其中，j＝1,…,n，参数d决定了用于求均值的j位置前和j位置后的两部分长度，需要事先假定d的取值，d为自然数且满足d+1≤j≤n-d+1，当j处于过渡带，即临近海床界面位置时，海水与沉积物的电性差会使Yj增大，
所以max|Yj|所对应的j即为发生突变的电极环m，
此外还需验证d的取值与m的关系是否满足公式(2)的要求，
Figure FDA0003134990030000012
当d同时满足公式(2)时，所得的m值对应的位置即为海床界面位置；
如果d不满足公式(2)的要求，则需要在上述条件下重新假定d的取值，重复上述计算得到m并验证d，直至d满足公式(2)的要求，此时的m对应的位置即为t时刻的海床界面位置；
(III)建立海水悬浮泥沙浓度计算公式：
首先，在盐度为S、温度为t、压力为常压p的条件下，电导率γ(或电阻率ρ＝1/γ)与悬浮泥沙浓度C呈现出良好的线性趋势，若悬浮泥沙浓度为未知浓度C，则它们存在如下关系：
γ(S,t,p,C)＝k(S,t,p)·C+b(S,t,p) (3)
式中，k(S,t,p)为确定盐度S、温度T和压力p情况下，电导率γ随悬沙浓度C的变化率；
而若悬浮泥沙浓度为C＝0时，存在如下关系：
γ(S,t,p,0)＝b(S,t,p) (4)
式中，γ(S,t,p,0)＝b(S,t,p)为确定盐度S、温度t、压力p(常压环境)且悬浮泥沙浓度C＝0的条件下的电导率，可根据实测盐度、温度及压力，查表计算得到；
式(3)与(4)联立，可得
γ(S,t,p,C)-γ(S,t,p,0)＝k(S,t,p)·C (5)
因此，在常压下进行常规室内试验，在确定盐度S、温度t的条件下，对不同悬浮泥沙浓度的电导率进行测定；
之后改变盐度S、温度t，再次对不同悬浮泥沙浓度的电导率进行测定，重复多次，可通过该常规室内实验将电导率的悬沙浓度变化率k(S,t,p)与盐度S(‰)、温度t(℃)建立关系，通过多元线性回归分析可得：
k(S,t,p)＝d0+d1S+d2t (6)
式中，d0、d1、d2为多元线性回归分析得到的系数；
将式(6)带入式(5)可得
γ(S,t,p,C)-γ(S,t,p,0)＝(d0+d1S+d2t)·C (7)
因此步骤Ⅰ中的海底浮泥层发育区的实测电阻率值与悬浮泥沙浓度C、盐度S、温度t的关系可用式(7)表示；
而对于实测中的海底浮泥层发育区，其γ(S,t,p,0)可通过查表计算所得，海水盐度S(‰)、海水温度t(℃)、标准大气压p0(bar)均为已知量，只需将现场观测的盐度、温度带入式(7)，即可获得电阻率与悬沙浓度C之间的对应关系，从而建立起关于电阻率的海水悬浮泥沙浓度计算公式；因此在获得电阻率探杆的实测电阻率数据后，可获得海水悬沙浓度C；
(IV)悬浮泥沙浓度剖面的观测：
利用步骤(II)的结论识别出t时刻对应于海床界面的电极环m，对于m+1至n-2范围内的电极环所测得的电阻率数值，按照步骤(III)所述的方法分别获得悬沙浓度，从而获得t时刻的海床界面以上的悬浮泥沙浓度剖面；
(V)悬浮泥沙浮泥层的计算：
按照浮泥层定义，若悬浮泥沙浓度大于10g/L，则将满足该浓度的悬浮泥沙层定为海底浮泥层；
将浮泥层上界定义为所测得的海水悬浮泥沙浓度最接近10g/L的电极环所对应的位置，下界定义为步骤(II)中所得的海床界面位置，
上下界面的高度差为海底浮泥层的厚度，该范围内悬浮沉积物浓度的分布即为浮泥层浓度分布；
利用上述步骤对全时刻预处理结果记X(i)中每一时刻t均获得其对应的浮泥层浓度分布，从而得到随时间变化的海底浮泥层浓度分布。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(b)判定数值坏点如下：根据数据比值插值法，对垂向剖面每个测量点的电阻率值进行预处理，设某一时刻垂向剖面相邻两点的视电阻率实测值分别为ρi+1和ρi，两者比值为Bi，则有
Bi＝ρ(i+1)/ρi (8)
由于使用高密度电阻率探杆，观测数据相对密集且平缓，因此选取[0.5，2]作为Bi的取值范围，即当Bi∈[0.5，2]时，则ρ(i+1)为正常值，予以保留；反之，则ρ(i+1)为异常突变点，予以剔除；
(c)对于被剔除的坏点所遗留的空位进行插值，是对被剔除的坏点进行向前、向后或中心插值，
向前插值：
ρi＝3ρi+1-3ρi+2+ρi+3 (9)
向后插值：
ρi＝ρi-3-3ρi-2+3ρi-1 (10)
中心插值：
Figure FDA0003134990030000031
其中，i为测量位置，ρi为该时刻i位置处的观测数据；
若B1在正常取值范围之外，B2与B3在正常取值范围之内，则需对第一个测点进行向前插值，即ρ1＝3ρ2-3ρ3+ρ4，若B1与B2同时在正常取值范围之外，则需要对第二个测点进行校正，对其进行中心插值，即
Figure FDA0003134990030000032
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