JP2020510566A - 深海内部波による海底堆積物の再浮遊量の観測システム及びその方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1〜3の通り、海底堆積物の深海内部波による再浮遊量の観測システムは、システム底部に位置する海底観測プラットフォームフレーム2、海底観測プラットフォームフレーム2の下方に位置する錨泊係留カウンターウェイト1、及び垂直に配置される係留索10を含み、錨泊係留カウンターウェイト1は上表面の中央に固定リング16が設けられた長方体のアンカーウェイトであり、海底観測プラットフォームフレーム2の頂部にはフロート材料8が設けられており、海底観測プラットフォームフレーム2にはさらに濁度計4、堆積物捕集装置5、高精度電気伝導度水温水深計6、シングルポイント式流速計7、及び並列させた2つの音響切離装置3が搭載されており、2つの音響切離装置3の上端はいずれも海底観測プラットフォームフレーム2に接続され、2つの音響切離装置3の下端はロープ18で互いに接続され、且つロープ18は固定リング16に通されており、係留索10の下端は海底観測プラットフォームフレーム2に接続され、頂端は第1ガラスフロートセット14に接続され、係留索10の下端から頂端の第1ガラスフロートセット14までの間には順に第2ガラスフロートセット9、リリースリング15、メインフロート11が設けられており、さらに2つ又は2つ以上のサブフロート13が係留索10の異なる位置に取り付けられており、そのうちのメインフロート11は係留索10の中間部に位置し、且つ超音波流速計12が2台搭載されており、それぞれは上方に向けられた超音波流速計及び下方に向けられた超音波流速計であり、上向きの超音波流速計12はメインフロート11上部の流場を観測し、下向きの超音波流速計12はメインフロート11下部の流場を観測し、これにより表層から海底までの全深度における測流を実現し、測流層厚は8〜24mであり、同時にサブフロート13には濁度計4が1台及び高精度電気伝導度水温水深計6が1台搭載されており、隣り合うサブフロート13は等間隔であり、且つ間隔は20m以下であることを特徴とする。
2 海底観測プラットフォームフレーム
3 音響切離装置
4 濁度計
5 堆積物捕集装置
6 高精度電気伝導度水温水深計
7 シングルポイント式流速計
8 フロート材料
9 第2ガラスフロートセット
10 係留索
11 メインフロート
12 超音波流速計
13 サブフロート
14 第1ガラスフロートセット
15 リリースリング
16 固定リング
17 四角フレーム形状固定溝
18 ロープ
Claims (3)
- システム底部に位置する海底観測プラットフォームフレーム(2)、前記海底観測プラットフォームフレーム(2)の下方に位置する錨泊係留カウンターウェイト(1)、及び垂直に配置される係留索(10)を含み、前記錨泊係留カウンターウェイト(1)は上表面の中央に固定リング(16)が設けられた長方体のアンカーウェイトであり、前記海底観測プラットフォームフレーム(2)の頂部にはフロート材料(8)が設けられており、前記海底観測プラットフォームフレーム(2)にはさらに濁度計(4)、堆積物捕集装置(5)、高精度電気伝導度水温水深計(6)、シングルポイント式流速計(7)、及び並列させた2つの音響切離装置(3)が搭載されており、前記2つの音響切離装置(3)の上端はいずれも前記海底観測プラットフォームフレーム(2)に接続され、前記2つの音響切離装置(3)の両下端はロープ(18)で互いに接続され、且つ前記ロープ(18)は前記固定リング(16)に通されており、前記係留索(10)の下端は前記海底観測プラットフォームフレーム(2)に接続され、頂端は第1ガラスフロートセット(14)に接続され、前記係留索(10)の下端から頂端の前記第1ガラスフロートセット(14)までの間には順に第2ガラスフロートセット(9)、リリースリング(15)、メインフロート(11)が設けられており、さらに2つ又は2つ以上のサブフロート(13)が前記係留索(10)の異なる位置に取り付けられており、前記メインフロート(11)は前記係留索(10)の中間部に位置し、且つ超音波流速計(12)が2台搭載されており、そのうちの1つは上方に向けられ、前記メインフロート(11)上部の流場を観測するためのものであり、もう1つは下方に向けられ、前記メインフロート(11)下部の流場を観測するためのものであり、これにより表層から海底までの全深度における測流を実現し、測流層厚は8〜24mであり、同時に前記サブフロート(13)には前記濁度計(4)が1台及び前記高精度電気伝導度水温水深計(6)が1台搭載されていることを特徴とする深海内部波による海底堆積物の再浮遊量の観測システム。
- 前記サブフロート(13)の間の間隔は等しく、且つサブフロート(13)の間の間隔は20m以下であることを特徴とする、請求項1に記載の深海内部波による海底堆積物の再浮遊量の観測システム。
- 請求項1に記載の観測システムを用いて深海内部波による海底堆積物の再浮遊量を取得する方法であって、
前記観測システムに搭載された各計器の校正を行い、且つ各計器の作動パラメータを設定する第1のステップと、
支援船及びGPS位置確定システムを用いて前記観測システムを目標位置まで輸送し、船上に設置された吊り上げ装置及び敷設用ロープを用意した後、最初に前記観測システムの前記係留索及びその固定計器を敷設し、前記リリースリング(15)によって前記海底観測プラットフォームフレーム(2)を降ろす第2のステップと、
敷設完了後に、前記観測システム上の各計器が設定されたパラメータに基づいて自己容量方式の観測を開始する第3のステップと、
観測完了後に、支援船を用いて前記観測システムを回収するが、最初に並列させた前記2つの音響切離装置(3)によって前記錨泊係留カウンターウェイト(1)をリリースし、前記海底観測プラットフォームフレーム(2)を前記錨泊係留カウンターウェイト(1)から離脱させ、前記係留索(10)全体及び前記海底観測プラットフォームフレーム(2)が各フロートの作用下で海面に浮上した後に、前記リリースリング(15)によって海面に浮上した前記海底観測プラットフォームフレーム(2)を回収し、最後に前記係留索(10)及びその固定計器を回収する第4のステップと、
各観測計器はいずれも自己容量方式であり、観測計器のデータを読み取り、前記堆積物捕集装置が捕集した浮遊物を収集する第5のステップと、
H2O2を用いて前記堆積物捕集装置(5)が捕集した浮遊物部分の有機成分を除去し、下記の数式1に基づいて全浮遊物中の堆積物の百分率を計算し、
その中で、fは浮遊物中の堆積物の百分率であり、msは浮遊物の有機成分を除去した後の質量であり、mは浮遊物の総質量であり、
次に、マルバーンの粒度分布測定装置を用いて残りの堆積物の粒径を決定し、最後に浮遊物を用いた懸濁液を調製して各前記濁度計の標定を行い、濁度データから浮遊物濃度を得る第6のステップと、
流速データ及び温度・塩分濃度の横断面データの解析によって内部波を決定する第7のステップと、
前記第6のステップの標定結果及び前記第7のステップで得た内部波の結果に基づき、内部波による堆積物の再浮遊を決定し、
再浮遊量の計算式は数式2の通りであり、
その中で、Tは内部波による堆積物の再浮遊量であり、fは浮遊物中の堆積物の百分率であり、本観測システムがn−1個のフロートを搭載する場合には、各前記サブフロートは1つの前記濁度計を含み、前記海底プラットフォームの1つの濁度計を加えて合計でn個のサブフロートを含み、下から上まで順に第1、第2、・・・、第n濁度計となり、L1、L2、・・・、Lnはそれぞれ各前記濁度計から海底までの高度であり、SSC1は海底から1つ目の濁度計までの間の浮遊物平均濃度であり、SSC2は1つ目から2つ目の濁度計までの間の浮遊物平均濃度であり、・・・、とこのように類推し、u1は前記超音波流速計がSSC1と対応する高度の流場を測定したものであり、u2は前記超音波流速計がSSC2と対応する高度の流場を測定したものであり、・・・、とこのように類推する第8のステップと、を含むことを特徴とする深海内部波による海底堆積物の再浮遊量を取得する方法。
数式1:
数式2:
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