悬沙对盐度测量的影响及修正

摘要

盐度是海洋学和海岸动力学的基本参数，主要通过电导率测量。然而，悬沙的存在影响电导率，从而影响基于电导率的盐度测量。研究悬沙对盐度测量的影响，对提高盐度测量的精度、丰富海岸动力学理论等方面具有重要意义。本文通过室内试验的方法研究了悬沙浓度、粒径及附着于悬沙的有机质对盐度测量的影响，分析了悬沙对基于电导率盐度测量的影响机理，主要成果如下:
　　(1)试验研究了悬沙浓度对电导率及盐度测量的影响。结果表明:悬沙影响水体电导率，进而影响基于电导率的盐度测量。有悬沙时的盐度测量值均低于无悬沙时的值。当盐水浓度一定，悬沙浓度越大，盐度测量的偏离越多，在盐水浓度为30g/kg、悬沙浓度为5g/L和70g/L条件下，测量盐度分别降低0.076和1.698PSU。当盐水浓度一定，测量盐度随悬沙浓度的增大而减小，且两者之间具有良好的线性关系。试验中当悬沙浓度一定、盐水浓度为10g/kg时，基于电导率的盐度测量相对偏离最多，最大相对偏离达6.31％。
　　(2)悬沙粒径及附着有机质影响盐度测量的试验显示:当参考盐度和悬沙浓度一定时，泥沙颗粒越细，悬沙引起的测量盐度偏离越多。盐水浓度为30g/kg、悬沙浓度为70g/L时，中值粒径为50μm、37μm和23μm的泥沙引起的测量盐度分别降低1.285、1.654和1.882PSU。泥沙颗粒表面往往附着有机质，从而影响颗粒表面的理化特性。含有机质沙样的测量盐度比去有机质的略低。
　　(3)试验研究了悬沙浓度、粒径以及附着有机质对吸附的影响。试验表明，悬沙浓度越大，泥沙颗粒越细，吸附作用越强，测量盐度偏离越多;泥沙颗粒表面附着有机质后，吸附作用增强。吸附盐度占总盐度差值的2.5％～10％。
　　(4)结合上述试验，分析了悬沙的阻碍、占有、吸附和絮凝作用对盐度测量的影响。阻碍作用表现在悬沙阻碍电离子的运动，引起电离子定向移动速率减小，使水体电导率及测量盐度降低。泥沙颗粒占有盐水空间，这种占有作用使单位体积内电离子数减少，从而导致电导率减小，测量盐度降低。泥沙可吸附盐水中的电离子，使测量单元内自由活动的电离子数减少，因而吸附作用降低水体的电导率及测量盐度。絮凝形成过程中吸附水中盐离子，絮凝形成后絮凝体内封闭水的电离子不参与定向移动，因此絮凝作用可降低电导率和测量盐度。上述四种作用引起的电离子定向移动的速率减小和数量减少是悬沙造成基于电导率的测量盐度值降低的根本原因。
　　(5)基于试验数据，提出了基于两次线性拟合的悬沙浓度对盐度测量影响的修正公式，该公式具有计算精度高、形式简单且量纲和谐等优点。引入可调参数以考虑泥沙级配等其他因素对盐度测量的影响，进一步拓宽公式的应用范围。基于Python语言，开发了考虑悬沙影响的盐度修正系统。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 研究现状

1．3 问题的提出

1．4 研究内容

2 基本原理及前期准备

2．1 基本原理

2．2 实验仪器

2．3 沙样制备

2．4 盐水制备

3 悬沙浓度对盐度测量的影响

3．1 沙样1特性分析

3．2 试验装置及步骤

3．3 悬沙浓度对电导率的影响

3．4 悬沙浓度对盐度测量的影响

3．5 悬沙浓度对吸附的影响

4 悬沙粒径对盐度测量的影响

4．1 沙样2特性分析

4．2 粒径对盐度测量的影响

4．3 粒径对吸附的影响

5 悬沙有机质对盐度测量的影响

5．1 沙样3特性分析

5．2 有机质对盐度测量的影响

5．3 有机质对吸附的影响

6 悬沙对盐度测量的影响机理

6．1 阻碍作用

6．2 占有作用

6．3 吸附作用

6．4 絮凝作用

6．5 综合分析

7 悬沙影响的测量盐度修正

7．1 基于两次线性拟合的修正公式

7．2 基于平面拟合的修正公式

7．3 两种修正公式的比较

7．4 修正公式的扩展

7．5 盐度修正系统

8 结论与展望

8．1 结论

8．2 创新点

参考文献

附录：盐度注释表

作者简介