VoyagerII海底泥沙原位測試平臺是目前用于研究海洋和河流現(xiàn)場水底泥沙的原位測試平臺，彌補(bǔ)了泥沙研究領(lǐng)域原位測量。與實(shí)驗(yàn)室水槽實(shí)驗(yàn)獲得數(shù)據(jù)相比，Voyager II Sea Flume采集的數(shù)據(jù)是原位數(shù)據(jù)，是直接、真實(shí)的現(xiàn)場數(shù)據(jù)。 海流（混合著潮位變化、波浪等）會造成海床泥沙的懸浮和輸運(yùn)，輸沙現(xiàn)象在河流、河口、海岸等研究和工程中，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。水底泥沙的懸浮、移動、輸送直接影響著港口的疏浚、近岸工程設(shè)施根基的沖刷、季節(jié)性海灘變化、河床的穩(wěn)定性等。泥沙輸送還造成了水底沉積物和水體之間的營養(yǎng)鹽的交換，以及底泥污染物的再懸浮并回到水體中。因此，對現(xiàn)場的水底泥沙進(jìn)行原位研究，意義重大。水底泥沙是否容易被水流侵蝕（erodibility）VoyagerII提供的十多種數(shù)據(jù)來回答這個(gè)問題：泥沙懸浮臨界流速、侵蝕速度和動態(tài)侵蝕過程等。

應(yīng)用領(lǐng)域： 海底穩(wěn)定性、港口疏浚、水底污染物再懸浮、河堤和河床的穩(wěn)定性、河口淤積變化、航道疏浚、近岸工程設(shè)施根基的沖刷、季節(jié)性海灘變化、海底生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性。

Partrac 提供兩種型號的海底泥沙原位測試平臺：

第一種是自容式，自帶電池艙，數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)部，回收后再下載數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

第二種是通過電纜從船上供電，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)酱系墓P記本電腦。

工作原理：

將Voyager II 測試平臺靜置在海床上，平臺主體是一個(gè)環(huán)形水槽，倒扣在海底，底部與海底相通，水槽內(nèi)部的水循環(huán)驅(qū)動系統(tǒng)可讓水槽內(nèi)的海水產(chǎn)生單向或往復(fù)循環(huán)流動（可以對海底產(chǎn)生往復(fù)振蕩式?jīng)_刷），流速從低到高逐級加速，模擬真實(shí)海洋環(huán)境中的流速變化。安裝在水槽內(nèi)部的傳感器包括流速儀和濁度儀等，可監(jiān)測不同流速下的海底泥沙的懸浮和沉降（侵蝕與淤積）。平臺自動進(jìn)行測試并采集數(shù)據(jù)，一般連續(xù)工作1-2 小時(shí)。

VoyagerII 海底泥沙原位測試平臺提供下列科學(xué)數(shù)據(jù)：

1. 泥沙再懸浮臨界力Critical entrainment stress (?0crit)

2. 靜水質(zhì)量沉積速率Stillwater mass deposition rate (M)

3. 侵蝕率—應(yīng)力關(guān)系Form of the erosion rate – stress relationship(??-?0)

4. 侵蝕沙粒粒徑(通過水樣采集分析) Eroded particle size versus ?0 (via water sampling)

5. 推移質(zhì)輸沙率Bedload transport rate (qb)

6. 污染物和營養(yǎng)物交換(通過采集的水樣測試) Contaminant and nutrient flux (via water sampling)

7. 中值沉降速度Median settling velocity ((?s)

8. 波浪侵蝕速率(雙向水槽驅(qū)動系統(tǒng)) Wave erosion rates (reversing drive train)

9. 臨界沉降力(通過摩擦力計(jì)算) Critical deposition stress (by fraction) (?d)

10. 海床粗糙度&生物特性Bed roughness & biological attributes

        VoyagerII 海底泥沙原位測試平臺即將布放入水

         VoyagerII 海底泥沙原位測試平臺側(cè)視結(jié)構(gòu)圖

應(yīng)用案例

Seabed Mobility Assessment, Aggregate Levy Sustainability Fund海底穩(wěn)定性分析（客戶Aggregate Levy Sustainability Fund）沿英國海岸線的很多地方增加了很多近海岸采礦業(yè)。采礦業(yè)向附近海床排放了大量的粒徑細(xì)微的沉積物，改變了原有的海床環(huán)境，導(dǎo)致海床更容易被海水侵蝕。英國UK Defra Aggregate LeveySutainability Reseach Fund (ALSF)資助研發(fā)了在原位定量測量海床穩(wěn)定性的海洋儀器。Nutrient Exchange, Southern North Sea (CEFAS/Defra)營養(yǎng)鹽交換，北海南部在此項(xiàng)目中，VoyagerII 被布放在歐洲北海3 個(gè)地點(diǎn)，用于測量泥沙和營養(yǎng)鹽動力傳輸和交換。目前該海域的泥沙和營養(yǎng)鹽輸送和交換關(guān)系和數(shù)量尚不明確。三個(gè)測量點(diǎn)的海床沉積物，兩個(gè)是泥質(zhì)（muddy），一個(gè)是沙質(zhì)（Sandy)。VoyagerII 測量了泥沙侵蝕速率和侵蝕深度，還有營養(yǎng)鹽的交換。在Dogger 海域，VoyagerII 在淤泥海床的布放深度打破記錄，達(dá)到83m。這項(xiàng)工作成功發(fā)表了一篇論文：Thompson et al., Estuarine, Coastal and Shelf Science 94 (2011) 77-88.。Wetland Peat Erosion, Florida Everglades泥煤濕地的侵蝕，美國佛羅里達(dá)Everglades濕地（美國南佛羅里達(dá)水管理局）作為美國佛羅里達(dá) Everglades 濕地綜合恢復(fù)計(jì)劃（Comprhensive Everglades Restoration Plan ，CERP)的一部分，濕地內(nèi)的水流流速將被恢復(fù)到一個(gè)歷史的高位，但很多人擔(dān)心這樣將導(dǎo)致濕地底部的泥煤和富含有機(jī)質(zhì)的底部沉積物將被再懸浮，進(jìn)入水體中，并流失或輸送到其他地方。VoyagerII 平臺被委以重任，在多個(gè)地點(diǎn)進(jìn)行了原位測試后，提供臨界再懸浮流速及其引起的底層絮狀體的侵蝕速率。數(shù)據(jù)顯示濕地底部極不穩(wěn)定，對水流速度變化非常敏感，不穩(wěn)定性隨流速呈指數(shù)性增加。

平臺部件及集成的設(shè)備及功能如下：

1. 平臺尺寸：直接2200mm，高1100mm，重量210Kg（空氣中）。

2. 環(huán)形水槽：外直徑：200.8cm ，內(nèi)直徑：196.2cm，寬度150mm，高度：300mm，內(nèi)部安裝了24V 直流齒輪馬達(dá)（轉(zhuǎn)速可調(diào)）和8 個(gè)槳片，驅(qū)    動水流單向或往復(fù)循環(huán)流動，對海底產(chǎn)生的最大剪切力為3Pa。

3. 點(diǎn)式流速儀：測量水槽內(nèi)部的流速。

4. 濁度傳感器：測量水槽內(nèi)部不同高度的水體的泥沙含量。

5. 水下沉積物剖面照相機(jī)：采用沉積物剖面照相技術(shù)（Sediment Profile Imaging ，SPI)），安裝在水槽內(nèi)部側(cè)壁，用于記錄垂向0.05m 的剖面及侵蝕過程。水下照相機(jī)型號GoPro4（60 米）。LED 光源：750 lumen; 6 hour run-time。

6. 柱狀樣采樣器：當(dāng)測試平臺落在海底是，采集0.5m 的海底泥沙沉積物巖芯（柱狀樣）。

7. 自動采水器：12 個(gè)60ml 的注射器抽吸式采水器。自動采集不同時(shí)間、距底不同高度的水體的水樣?？删幊?。

8. 最大工作耐深：200m。

9. 材料：鍍鋅鋼。配重（8 x 5 kg 鉛塊）。

10. 自容式電池艙：3 x 174 AH 可充電鋰電池

11. 電源供應(yīng)：22-24V

12. 對水底施加的最大力量：3 N m-2

13. 通訊：USB2.0/RS232/485

14. 可選配的傳感器：CTD, 傾斜儀、高度計(jì)、電極法溶解氧傳感器。