CN116182672A - 一种海洋沉积物厚度变化测定装置及测定方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种海洋沉积物厚度变化测定装置，涉及海洋环境监测技术领域，包括：水平架，呈方形结构设置，包括两个水平杆以及多个水平臂，且水平臂与水平杆垂直设置；支撑调节部，包括两个底部棒，两个底部棒上端分别设置有高度杆和支撑杆，高度杆上端与一个水平杆中部下表面连接，支撑杆上端与另一个水平杆中部下表面连接，高度杆侧壁上铰接有角度杆，角度杆另一端与水平杆铰接；指针系统，均布在多个水平臂上，任一组指针系统均包括与水平架所在平面垂直的参比针和测定针，且两针在竖直方向上高度可调。本申请还公开了一种利用上述测定装置实现的测定方法，该装置及该方法能够提供直观的测量结果，减少误差，提高精度，提升测量效率。

Description

一种海洋沉积物厚度变化测定装置及测定方法

技术领域

本申请涉及海洋环境监测技术领域，特别涉及一种海洋沉积物厚度变化测定装置。另外，本申请还提供一种利用上述测定装置实现的测定方法。

背景技术

海洋沉积物是指各种海洋沉积作用所形成的海底沉积物的总称。它是自然水域的重要组成部分，是当前生态地球化学及环境调查重要的监测对象之一。海洋生态系统中的有机碳大部分被固定和埋藏在沉积物中，系统总碳的50%~90%存储于地下沉积物中，且能长时间封存。海洋中沉积物积累的速率代表碳循环中“汇”的强度，海洋沉积物厚度变化是衡量碳汇能力的重要指标。除了在碳循环中的直接作用外，海洋沉积物还通过降低海底粗糙度等来改变海洋的水深，进而影响海洋温度、化学过程和环流。因此，测定海洋沉积物的厚度变化可为海洋沉积动力学在海底地貌演化、生态系统的维护和改造、人类活动对环境影响的评估、海洋资源开发和持续发展等方面的应用提供科学依据。

目前国内外最常见的测定海洋沉积物厚度变化的方法有标志桩法、地表高程测量仪。标志桩法是将一标志杆插进沉积物1m深以下，测量露出部分的初始长度，隔一定时间观测露出标志杆的长度并测量，这二次测定的差值就是这一定时间段的冲淤变化，若测得的数值为正值，表示沉淀淤积；负值表示沉积物被侵蚀。该方法成本低，操作简单易行、直观、技术要求低，并且一条断面上可以布设几十个点，一个岸段可布多条断面，目前仍然有较广的应用。但是此方法的标志桩不能触及坚固的沉淀物或岩石层，并且标志桩本身可能的沉降、埋设过程中及埋设后人为因素引起的升降而产生的测量误差以及标杆本身对冲淤的阻碍作用，降低了该测量方法的精度。

地表高程测量仪是由基准管、水平臂和测量杆组成的便携式机械水准测量设备组成的。它通过浇注水泥固定基座，调节水平臂处于水平状，手动放置水平臂上的测量杆上9个钢针垂直缓慢降至接触地表后固定，使用钢尺测量水平臂以上的钢针高度后记录读数。通过计算先后两次测量结果的差值，可获得该测定时期内每个玻璃钢针所对应点的海洋沉积物厚度变化。但该装置每次仅针对一个方位点进行测量，在一个测量单位内，需要多次测量不同方位点的数据，而每一个方位点均需要调节水平臂处于水平状，这大大增加工作量，耗时长，效率低。

综合上述可知，最常用的测定海洋沉积物厚度变化的装置仅实现了基于水平臂方位的测量，但若想提高测量精度或当玻璃钢针放置的位置不是均匀的地表时，需对其他方位点进行测定，则必须重新调整水平臂的位置并调至水平状，这将导致测定的耗费时间长，效率低下。且每次测定时数值不直观，使用钢尺测量不仅操作复杂使用不便，对位不准确等问题也易造成测量误差。

因此，针对上述技术问题，如何设计一种测量结果直观可靠、操作简便、效率高的测定装置是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种海洋沉积物厚度变化测定装置，该装置能够提供直观的测量结果，减少误差，提高精度，提升测量效率。

另外，本申请的另一目的是提供一种利用上述测定装置实现的测定方法。

为实现上述目的，本申请提供一种海洋沉积物厚度变化测定装置，包括：

水平架，呈方形结构设置，包括两个平行设置的水平杆以及位于两个所述水平杆之间并与之固定连接的多个水平臂，且任一所述水平臂均与所述水平杆垂直设置；

支撑调节部，包括两个埋入并固定在沉积物中的底部棒，一个所述底部棒上端设置有高度可调的高度杆，另一个所述底部棒上端设置有支撑杆，所述高度杆背离所述底部棒的端部与一个所述水平杆中部下表面连接，所述支撑杆背离所述底部棒的端部与另一个所述水平杆中部下表面连接，所述高度杆侧壁上铰接有长度可调的角度杆，所述角度杆另一端与位于所述高度杆一侧的所述水平杆铰接；

指针系统，其数量为多组，且均匀分布在多个所述水平臂上，任一组所述指针系统均包括与所述水平架所在平面垂直的参比针和测定针，且所述参比针和所述测定针两者在竖直方向上高度可调。

优选地，所述高度杆与所述水平杆转动连接，所述支撑杆与另一所述水平杆转动连接；

其中，所述高度杆的高度变化用于带动所述水平架，以位于所述支撑杆一侧的所述水平杆为轴心转动；

所述角度杆的长度变化用于带动所述水平架，以两个转动连接的连接点之间的直线为轴心转动。

优选地，所述高度杆上设置有用于调节其高度且在高度调节后用于锁紧的高度调节器，所述角度杆上设置有用于调节其长度且在长度调节后用于锁紧的角度调节器。

优选地，所述水平杆上设置有用于测量其水平度的第一水平仪，所述水平臂上设置有用于测量其水平度的第二水平仪。

优选地，多个所述水平臂相互平行设置在两个所述水平杆之间，且多个所述水平臂等间距设置。

优选地，所述高度杆和所述支撑杆两者之间设置有稳定杆，所述稳定杆两端分别与所述高度杆和所述支撑杆固定连接。

优选地，任一组所述指针系统还包括设置在所述水平臂上的调节定位夹，所述调节定位夹呈U形设置，所述参比针和所述测定针呈左右铺设在所述调节定位夹内，U形底边固定在所述水平臂上，U形的两个侧边上分别设置有贯穿的锁紧件，两个所述锁紧件用于调节所述参比针和所述测定针两者位于所述调节定位夹内的松紧度。

优选地，每个所述水平臂上至少设置两组所述指针系统，且任一个所述水平臂上的两组指针系统之间的间距相等。

优选地，所述参比针和所述测定针两者自上至下均设置有0-10cm的刻度，所述刻度的分度值为1mm。

本申请还提供一种利用上述任一项所述的海洋沉积物厚度变化测定装置实现的测定方法，包括以下步骤：

步骤1：固定，将两个所述底部棒埋入并固定在测量点沉积物中；

步骤2：调平，调节所述高度杆的高度，当设置在所述水平臂上的第二水平仪显示水平时，停止调节所述高度杆，此时所述水平臂处于水平；调节所述角度杆的长度，当设置在所述水平杆上的第一水平仪显示水平时，停止调节所述角度杆，此时所述水平杆处于水平；当所述水平杆与所述水平臂同时水平时，则所述水平架平面水平；

步骤3：测量，调节每组所述指针系统中的所述参比针和所述测定针的高度，当所述参比针和所述测定针两者的下端均刚刚触及沉积物表面时，将两者固定在所述水平臂上，此时两针的0刻度对齐；

隔一段时间后，当沉积物堆积时，所述参比针保持不动，所述测定针抬升至针的下端刚刚触及沉积物表面，此时两针0刻度线的高差为该点沉积物堆积的厚度，读出与所述参比针0刻度线平行的所述测定针的这一刻度，记为正值；

当沉积物侵蚀时，所述参比针保持不动，所述测定针下降至针的下端刚刚触及沉积物表面，此时两针0刻度线的高差为该点沉积物侵蚀的厚度，读出与所述测定针刻度线0刻度线平行的所述参比针的这一刻度，记为负值；

步骤4：计算，多组所述指针系统的测定结果分别为A₁~A_N，其中N为所述指针系统的数量，测量结果的差值的平均值D，即为该时间段内此观测点内海洋沉积物厚度变化，将差值除以这段时间T得到其地海洋沉积物厚度变化S，计算公式如下：

D=（A₁+A₂+······+A_N）/N

S=D/T。

相对于上述背景技术，本申请的测定装置是基于面的测量，即基于水平架所在平面的测量，通过高度杆调节水平臂的水平，通过角度杆调节水平杆的水平，当水平臂和水平杆同时水平时，两者构成的水平架所在的平面即为水平。并且只需调节一次水平架所在平面至水平状态后，便能够同时测定多个方位点的海洋沉积物厚度变化；另外，还设计带有毫米刻度的参比针与测定针为一组联合测定，通过比对两针使测定人员只需在第二次测定时直接读数得到测定结果，进而使结果直观，减少误差，提高精度，提升测量效率。

另外，本申请还提供一种利用上述测定装置实现的测定方法，该测定方法首先将两个底部棒固定在测量点沉积物中，以使该测定装置整体稳定；再通过高度杆和角度杆调节水平架至水平状态，将参比针和测定针下端触及沉积物表面，隔一段时间后，根据沉积物上升或下降程度，调节测定针的高度，使其下端再次触及沉积物表面，读出参比针和测定针之间的刻度差即为测量结果，最终通过测量结果的差值的平均值D，即为该时间段内此观测点内海洋沉积物厚度变化，将差值除以这段时间T得到其地海洋沉积物厚度变化S。该测定方法也具有测量结果直观，精度高，测量效率高的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的海洋沉积物厚度变化测定装置结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的海洋沉积物厚度变化测定装置的水平架与支撑调节部设置结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的海洋沉积物厚度变化测定装置初始状态下指针系统结构示意图；

图4为图3中沉积物堆积时指针系统变化结构示意图；

图5为图3中沉积物侵蚀时指针系统变化结构示意图。

图中：1-水平杆；2-水平臂；3-第一水平仪；4-第二水平仪；5-底部棒；6-高度杆；7-支撑杆；8-稳定杆；9-角度杆；10-高度调节器；11-角度调节器；12-参比针；13-测定针；14-调节定位夹；15-沉积物。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。

需要说明的是，在本实施例中，“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图1至图5所示，在本实施例中，提供一种海洋沉积物厚度变化测定装置，该装置主要包括水平架、支撑调节部和指针系统三部分，水平架呈方形结构，具体可以为长方形或正方形结构，该水平架包括两个平行设置的水平杆1，以及位于两个水平杆1之间并与之固定连接的多个水平臂2，如说明书附图1所示，这里可以将水平臂2的数量设置为五个，当然也可以设置为其他数量，在本实施例中以五个水平臂2为例，其他数量不再详述，确保位于水平臂2上的指针系统能够在一定范围内内的采集点位均匀分布即可。

需要说明的是，对于任意一个水平臂2而言，其均与水平杆1垂直设置，当然，水平臂2的两端需要与两个水平杆1固定连接，从而确保水平臂2能够位于水平架所在的平面内。当然，对于位于水平架内部的水平臂2的设置方式也可以与水平杆1倾斜设置，而位于水平架外侧的两个水平臂2需要与水平杆1垂直设置，从而确保水平架整体外观呈方形设置，从而确保指针系统能够在水平架的方形区域内均匀分布，指针系统的采集点位更具有代表性。

对于上述支撑调节部，它包括两个埋入并固定在沉积物15中的底部棒5，由说明书图1或图2可知，底部棒5的形状设计为上部宽，下部窄，上部受力面积大使得在固定装置时易于施力，下部阻力小易于进入沉积物15。其中一个底部棒5上端设置有高度可调的高度杆6，另一个底部棒5上端设置有支撑杆7，高度杆6背离底部棒5的端部与一个水平杆1中部下表面连接，支撑杆7背离底部棒5的端部与另一个水平杆1中部下表面连接。高度杆6侧壁上铰接有长度可调的角度杆9，角度杆9另一端与位于高度杆6一侧的水平杆1铰接。

具体地说，高度杆6的作用是调节位于其同侧水平杆1的高度，从而实现水平臂2的水平调节；也就是说，当水平架整体不是水平状时，首先通过高度杆6的伸出和缩回调节同侧水平杆1的高度，当然，另一侧的水平杆1的高度是不变的，但是另一侧的水平杆1需要与支撑杆7转动连接，从而为水平架水平调节提供条件。角度杆9的作用是调节位于其同侧水平臂2的高度，从而实现水平杆1的水平调节；也就是说，当水平架整体不是水平状时，通过角度杆9的伸出和缩回调节同侧水平臂2的高度，而另一侧水平臂2高度发生相反方向的变化，最终使水平杆1处于水平状态，当然，由于角度杆9在伸出或缩回过程中，其自身具有一定的旋转需求，因此角度杆9两端分别与高度杆6侧壁以及水平杆1下表面铰接，从而满足水平架水平调节的条件。而对高度杆6和角度杆9同时调节后，在某一时刻时，一定存在一个使水平杆1和水平臂2同时处于水平状态的一个点位，当两者均水平时，则水平架所在的平面则处于水平状态。

当然，对于水平杆1与高度杆6的连接方式以及水平杆1与支撑杆7的连接方式可以有多种，例如采用铰接方式连接，由于水平架需要进行两个方向上的水平调节，即水平杆1的水平调节和水平臂2的水平调节，因此铰接方式也至少需要包括上述两个方向上的调节。具体以水平杆1与高度杆6的铰接方式为例，水平杆1下表面可以设置第一铰接件，该第一铰接件能够满足在水平杆1高度调节时的转动效果；也就是说，当位于高度杆6一侧的水平杆1高度上升时，水平架所在平面与高度杆6之间的夹角会明显变小，因此在满足该夹角变小的情况下设置该第一铰接件，从而实现水平架与高度杆6的转动连接。

在上述实施例的基础上，对于位于支撑杆7一侧的水平杆1也通过与该第一铰接件类似的设置方式实现转动；具体地说，当高度杆6升高时，水平架所在平面与高度杆6之间的夹角会变小，而水平架所在平面与支撑杆7之间的夹角会变大，那么也需要设置第一铰接件满足其转动效果。

同理，在上述第一铰接件的基础上，还可以设置第二铰接件，以满足角度杆9对于水平架角度的调节；具体地说，第二铰接件需要分别铰接与第一铰接件下端和高度杆6上端，以满足角度杆9伸出或缩回带来的转动效果。当然，对于第一铰接件和第二铰接件来说，为了保证水平架位于高度杆6和支撑杆7的稳定效果，还可以在第一铰接件和第二铰接件外侧增加限制其转动角度的限位件，从而防止第一铰接件和第二铰接件转动幅度过大。

另外，角度杆9的设置一方面能够调节水平杆1的水平程度，另一方面还能够增加水平架的稳定性，由图1和图2可知，角度杆9、水平杆1和高度杆6能够组成三角形框架，在角度杆9锁紧的情况下，三角形框架便会形成稳定的三角形支撑，从而确保水平架平面的稳定性；当然，也可以在支撑杆7上设置另一个角度杆9，以满足水平架两者的稳定支撑效果。而通过铰接形式设置的角度杆9，还能够起到限制水平架沿水平臂2方向运动的作用，从而防止水平架在水平杆1方向以及水平臂2方向的晃动或移动。

需要说明的是，对于水平杆1与高度杆6的连接方式以及水平杆1与支撑杆7的连接方式还可以采用球形接头实现，即在高度杆6以及支撑杆7上端嵌入球状结构，球状结构上端设置一定长度的伸出杆，通过两个伸出杆分别与两个水平杆1连接，伸出杆使水平架与高度杆6之间、以及水平架与支撑杆7之间留有足够的活动空间，便于对水平架的调节，与从而实现水平杆1与高度杆6的多方向转动连接，以及水平杆1与支撑杆7的多方向转动连接。当然，由于角度杆9的存在，能够对水平架进行一定限位作用，使水平架仅在高度杆6伸出或缩回，以及角度杆9伸出或缩回时产生一定的角度变化，从而避免水平架整体在高度杆6和支撑杆7上的随意变动。

由上述实施例可知，高度杆6需要与水平杆1转动连接，支撑杆7同样也需要与另一水平杆1转动连接，那么为了实现水平杆1的水平调节和水平臂2的水平调节，高度杆6高度变化需要带动水平架以位于支撑杆7一侧的水平杆1为轴心转动；同理，角度杆9的长度变化需要带动水平架，以两个转动连接的连接点之间的直线为轴心转动，从而分别实现水平杆1和水平臂2的水平调节。

此外，该装置的指针系统数量为多组，且均匀分布在多个水平臂2上，任一组指针系统均包括与水平架所在平面垂直的参比针12和测定针13，且参比针12和测定针13两者在竖直方向上高度可调。具体地说，参比针12与测定针13为一组联合测定，通过两次测定的高度差，直接读数得到测定结果。

综合上述实施例，本申请的测定装置是基于面的测量，即基于水平架所在平面的测量，通过高度杆6调节水平臂2的水平，通过角度杆9调节水平杆1的水平，当水平臂2和水平杆1同时水平时，两者构成的水平架所在的平面即为水平。并且只需调节一次水平架所在平面至水平状态后，便能够同时测定多个方位点的海洋沉积物厚度变化；另外，还设计带有毫米刻度的参比针12与测定针13为一组联合测定，通过比对两针使测定人员只需在第二次测定时直接读数得到测定结果，进而使结果直观，减少误差，提高精度，提升测量效率。

另外，在高度杆6上设置有用于调节其高度且在高度调节后用于锁紧的高度调节器10，角度杆9上设置有用于调节其长度且在长度调节后用于锁紧的角度调节器11。总的来说，高度调节器10可以通过转动或其他形式实现对高度杆6高度的调节，当停止转动时，高度杆6自然锁紧。需要说明的是，由于水平架的水平差度可能较小，因此高度调节器10的调节精度可以较高，可以精确到毫米级别，也就是说，高度调节器10可以实现高度杆6以1mm为单位缓慢伸出或缩回，从而实现水平臂2的精确水平调节。当然，角度调节器11也可以如此设置，这里不再详述。

通常来说，在对沉积物厚度变化测定时，通常选择在地况较好的情况下设置该测定装置，那么该测定装置的水平架只需要调节较小角度便能够实现水平状态，对于较小的角度调节，转动后的水平架并不会对高度杆6以及角度杆9带来较大的偏移效果，也就不影响高度杆6以及角度杆9的正常使用。

需要说明的是，即使水平架转动能够对高度杆6以及角度杆9带来一定的偏移效果，那么也可以通过第一铰接件以及第二铰接件避免该偏移效果，从而确保高度杆6和角度杆9的稳定使用。同理，也可以通过球形接头以及伸出杆避免该偏移效果，也就是说，水平架转动带来的偏移效果会作用在伸出杆和球形接头上，并不会直接使高度杆6或角度杆9发生偏移。当然，角度杆9也可以通过设置第一铰接件和第二铰接件的方式与水平杆1转动连接，也可以采用球形接头的方式与水平杆1转动连接，具体设置方式可参照高度杆6上的设置方式，这里不再详述。

在水平臂2和水平杆1调节为水平时，为了便于直观显示，可以在水平杆1上设置有用于测量其水平度的第一水平仪3，在水平臂2上设置有用于测量其水平度的第二水平仪4。具体地说，第一水平仪3设在前侧水平杆1上表面，用于判断测定前侧水平杆1水平情况，以保证测定时前侧水平杆1处于水平状态；第二水平仪4设在最左侧水平臂2上表面，用于判断最左侧水平臂2水平情况，以保证测定时最左侧水平臂2处于水平状态；保证前侧水平杆1与最左侧水平臂2同时水平，则能使水平架平面水平。

另外，为了使指针系统的采集点位均匀分布，得到更加具有代表性的采集数据，这里将，多个水平臂2相互平行设置在两个水平杆1之间，且多个水平臂2等间距设置。同时，每个水平臂2上至少设置两组指针系统，且任一个水平臂2上的两组指针系统之间的间距相等。

为了进一步提升高度杆6、支撑杆7以及水平架设置的稳定性，在高度杆6和支撑杆7两者之间设置有稳定杆8，稳定杆8两端分别与高度杆6和支撑杆7固定连接，以提高该装置的整体稳定效果。

需要说明的是，上述任一组指针系统还包括设置在水平臂2上的调节定位夹14，参比针12、测定针13可在调节定位夹14内上下移动，同时调节定位夹14还能够对参比针12和测定针13起到锁紧作用。具体地说，调节定位夹14呈U形设置，且参比针12和测定针13呈左右铺设在调节定位夹14内，U形底边固定在水平臂2上，U形的两个侧边上分别设置有贯穿的锁紧件，两个锁紧件用于调节参比针12和测定针13两者位于调节定位夹14内的松紧度。通过松紧度调节，从而实现参比针12和测定针13的高度调节和锁紧。

进一步地，上述锁紧件可以是螺栓组件，通过与定位夹侧壁螺纹连接方式实现对参比针12和测定针13的松开和锁紧，当然，为了起到保护两针的目的，可以在螺栓组件端部设置橡胶垫，螺栓组件通过橡胶垫与参比针12和测定针13顶紧，防止螺栓组件损坏测定针13，同时能够增大螺栓组件与针体外表面的摩擦力，更进一步提升锁紧件的锁紧效果。当然，也可以采用其他方式进行锁紧和松开，这里不再一一详述，均落入本申请保护范围。

此外，参比针12和测定针13形状设计为上粗下细，每根针自上至下均设置有0-10cm的刻度，且刻度的分度值为1mm，便于直接读数；且由于参比针12、测定针13极细的下端之间距离极小，保证同一组测定同一点，也避免对冲淤的阻碍作用。

本申请还提供一种利用上述测定装置实现的测定方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：固定，选取合适的样点，尽量避免植物密集地，人为活动频繁等地。将两个底部棒5不断垂直钻入到沉积物15中，一直重复该动作直至底端接触到地下岩石层无法继续下沉便可以结束该操作；

步骤2：调平，缓慢调节高度调节器10调整水平杆1的高度，当设置在水平臂2上的第二水平仪4显示水平时，停止调节高度杆6，此时水平臂2处于水平；再缓慢调节角度杆9的长度，当设置在水平杆1上的第一水平仪3显示水平时，停止调节角度杆9，此时水平杆1处于水平；当水平杆1与水平臂2同时水平时，则水平架平面水平；

步骤3：测量，如图3所示，调节每组指针系统中的参比针12和测定针13的高度，当参比针12和测定针13两者的下端均刚刚触及沉积物15表面时，将两者固定在调节定位夹14上，由于两针底端极细，且距离极近，此时两针的零刻度对齐；

隔一段时间后，当沉积物15堆积时，如图4所示，参比针12保持不动，测定针13缓慢抬升至针的下端刚刚触及沉积物15表面，此时两针零刻度线的高差为该点沉积物15堆积的厚度，读出与参比针12零刻度线平行的测定针13的这一刻度，记为正值；

当沉积物15侵蚀时，如图5所示，参比针12保持不动，测定针13下降至针的下端刚刚触及沉积物15表面，此时两针零刻度线的高差为该点沉积物15侵蚀的厚度，读出与测定针13零刻度线平行的参比针12的这一刻度，记为负值；

步骤4：计算，多组指针系统的测定结果分别为A₁~A_N，其中N为指针系统的数量，测量结果的差值的平均值D，即为该时间段内此观测点内海洋沉积物15厚度变化，将差值除以这段时间T得到其地海洋沉积物15厚度变化S，计算公式如下：

D=（A₁+A₂+······+A_N）/N

S=D/T。

总的来说，本申请不同于国内外现有的海洋沉积物厚度变化测定装置使用一根水平臂2调平一次后只对一个方位点进行测定，本测定装置设置多条水平臂2以及两条水平杆1组成水平架，且只需要调节一次水平状态保证面的水平就能实现同时测定多个方位点的海洋沉积物厚度变化。同时，参比针12和测定针13形状设计为上粗下细，每根针上端刻有从上至下为0-10厘米的刻度，分度值为1mm，便于直接读数，避免使用钢尺测量造成使用不便以及对位不准确等问题引起的测量误差。互为一组的两根参比针12、测定针13极细的下端之间距离极小，既保证同一组测定同一点，也解决其他测定方法存在的对冲淤的阻碍问题。并且通过设置比对两针为一组使测定人员只需在第二次测定时读数记录测定结果，提高测量效率。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种海洋沉积物厚度变化测定装置，其特征在于，包括：

水平架，呈方形结构设置，包括两个平行设置的水平杆以及位于两个所述水平杆之间并与之固定连接的多个水平臂，且任一所述水平臂均与所述水平杆垂直设置；

支撑调节部，包括两个埋入并固定在沉积物中的底部棒，一个所述底部棒上端设置有高度可调的高度杆，另一个所述底部棒上端设置有支撑杆，所述高度杆背离所述底部棒的端部与一个所述水平杆中部下表面连接，所述支撑杆背离所述底部棒的端部与另一个所述水平杆中部下表面连接，所述高度杆侧壁上铰接有长度可调的角度杆，所述角度杆另一端与位于所述高度杆一侧的所述水平杆铰接；

指针系统，其数量为多组，且均匀分布在多个所述水平臂上，任一组所述指针系统均包括与所述水平架所在平面垂直的参比针和测定针，且所述参比针和所述测定针两者在竖直方向上高度可调。

2.根据权利要求1所述的海洋沉积物厚度变化测定装置，其特征在于，所述高度杆与所述水平杆转动连接，所述支撑杆与另一所述水平杆转动连接；

其中，所述高度杆的高度变化用于带动所述水平架，以位于所述支撑杆一侧的所述水平杆为轴心转动；

所述角度杆的长度变化用于带动所述水平架，以两个转动连接的连接点之间的直线为轴心转动。

3.根据权利要求2所述的海洋沉积物厚度变化测定装置，其特征在于，所述高度杆上设置有用于调节其高度且在高度调节后用于锁紧的高度调节器，所述角度杆上设置有用于调节其长度且在长度调节后用于锁紧的角度调节器。

4.根据权利要求3所述的海洋沉积物厚度变化测定装置，其特征在于，所述水平杆上设置有用于测量其水平度的第一水平仪，所述水平臂上设置有用于测量其水平度的第二水平仪。

5.根据权利要求4所述的海洋沉积物厚度变化测定装置，其特征在于，多个所述水平臂相互平行设置在两个所述水平杆之间，且多个所述水平臂等间距设置。

6.根据权利要求5所述的海洋沉积物厚度变化测定装置，其特征在于，所述高度杆和所述支撑杆两者之间设置有稳定杆，所述稳定杆两端分别与所述高度杆和所述支撑杆固定连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的海洋沉积物厚度变化测定装置，其特征在于，任一组所述指针系统还包括设置在所述水平臂上的调节定位夹，所述调节定位夹呈U形设置，所述参比针和所述测定针呈左右铺设在所述调节定位夹内，U形底边固定在所述水平臂上，U形的两个侧边上分别设置有贯穿的锁紧件，两个所述锁紧件用于调节所述参比针和所述测定针两者位于所述调节定位夹内的松紧度。

8.根据权利要求7所述的海洋沉积物厚度变化测定装置，其特征在于，每个所述水平臂上至少设置两组所述指针系统，且任一个所述水平臂上的两组指针系统之间的间距相等。

9.根据权利要求8所述的海洋沉积物厚度变化测定装置，其特征在于，所述参比针和所述测定针两者自上至下均设置有0-10cm的刻度，所述刻度的分度值为1mm。

10.一种利用上述权利要求1-9任一项所述的海洋沉积物厚度变化测定装置实现的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：固定，将两个所述底部棒埋入并固定在测量点沉积物中；

步骤2：调平，调节所述高度杆的高度，当第二水平仪显示水平时，停止调节所述高度杆，此时所述水平臂处于水平；调节所述角度杆的长度，当第一水平仪显示水平时，停止调节所述角度杆，此时所述水平杆处于水平；当所述水平杆与所述水平臂同时水平时，则所述水平架平面水平；

步骤3：测量，调节每组所述指针系统中的所述参比针和所述测定针的高度，当所述参比针和所述测定针两者的下端均刚刚触及沉积物表面时，将两者固定在所述水平臂上，此时两针的0刻度对齐；

隔一段时间后，当沉积物堆积时，所述参比针保持不动，所述测定针抬升至针的下端刚刚触及沉积物表面，此时两针0刻度线的高差为该点沉积物堆积的厚度，读出与所述参比针0刻度线平行的所述测定针的这一刻度，记为正值；

当沉积物侵蚀时，所述参比针保持不动，所述测定针下降至针的下端刚刚触及沉积物表面，此时两针0刻度线的高差为该点沉积物侵蚀的厚度，读出与所述测定针0刻度线平行的所述参比针的这一刻度，记为负值；

步骤4：计算，多组所述指针系统的测定结果分别为A₁~A_N，其中N为所述指针系统的数量，测量结果的差值的平均值D，即为该时间段内此观测点内海洋沉积物厚度变化，将差值除以这段时间T得到其地海洋沉积物厚度变化S，计算公式如下：

D=（A₁+A₂+······+A_N）/N

S=D/T。

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