MUD: Die nächste Generation bei Messungen der akustischen Rückstreuung

Bute Inlet Bathymetrie. Bild: ASL

Echogramme der akustischen Rückstreuung, die den Trübungsfluss zeigen. Bild: ASL

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Ein neues Instrument zur Messung der Sedimentkonzentration und der Sedimentgröße wird von ASL Environmental Sciences Inc. (ASL) entwickelt. Das Mehrfrequenz-Ultraschallgerät (MUD) basiert auf dem Acoustic Zooplankton Fish Profiler (AZFP) von ASL. Die MUD- und AZFP-Echolote können mit bis zu vier Frequenzen im Bereich von 38 kHz bis 2 MHz konfiguriert werden. Der MUD-Prototyp basiert auf einem Satz höherer Frequenzen (200 kHz, 769 kHz, 1,2 MHz und 2,0 MHz), die einen breiten Bereich der Partikelgrößenunterscheidung ermöglichen. Während der AZFP ein Gerät mit hoher Verstärkung für niedrige Streuungsbedingungen und den größtmöglichen Bereich ist, ist der MUD-Echolot ein System mit niedrigerer Verstärkung, das auf höhere Rückstreuungsbedingungen wie Bodenbildung oder hohe Konzentrationen von suspendiertem Sediment eingestellt ist. Die Echolot von ASL sind für autonome Einsätze mit geringer Größe und geringem Stromverbrauch konzipiert.

Im Mai 2018 setzte Dr. Gwyn Lintern von NRCan in Zusammenarbeit mit Universitätsforschern einen MUD mit drei Frequenzen (200 kHz, 769 kHz, 1250 kHz) in Bute Inlet ein, einem der wichtigsten Einlässe der Küste von British Columbia. Dieser Standort wurde aufgrund seiner großen Anzahl von saisonalen Trübungsströmungen ausgewählt. Der Zeitpunkt der Entfaltung fiel mit dem Frühlingsfrischen zusammen, einer Zeit, in der eine turbulente Suspension von Sedimenten wahrscheinlich war. Am 15. Mai wurde vom MUD ein Trübungsströmungsereignis festgestellt. Alle drei Frequenzen zeichneten eindeutig die Eigenschaften der Trübungsströmung auf, ohne zu sättigen. Diese Daten aus der Praxis sowie weitere In-situ- und Laborkalibrierungen bieten eine Methode zur Entwicklung von Inversionsverfahren mit mehreren Frequenzen zur Auflösung der Sedimentkonzentration.