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本文在理论和数值研究了四种海底沉积物物理模型(等效密度流体模型、Buckingham模型、Biot-Stoll模型和BICSQS模型)的物理机制和声速及衰减随频率变化特点的基础上，分别研究了各种模型海底平面或粗糙界面的声波反射或散射规律，数值考察了描述海底性质的主要参数对等效密度流体模型的反射和散射系数的影响，并在此基础上研究和讨论了根据经验公式和理论模型确定的声波反射系数和散射系数反演海底沉积物地声参数的有关方法。
本文的主要结论是：1、四种物理模型的速度和衰减规律有各自的特点：等效密度流体模型与Biot-Stoll模型的结果有很好的一致性，BICSQS模型有比Biot-Stoll模型更明显的速度频散特点，而Buckingham模型与其它三种模型的差别较大。
2、通过比较四种物理模型的反射、透射和散射系数得出：等效密度流体模型与Biot-Stoll模型有很好的一致性；在高频时BICSQS模型与Biot-Stoll模型差别较大；而Buckingham模型与前三者的差别较大。
3、渗透率、孔隙度和孔隙尺寸对等效密度流体模型的反射和反向散射系数的影响不同：渗透率主要影响中频小掠射角的反射和散射系数；孔隙度对各频率大于准临界角的反射系数影响很大，而对各频率中角度(准临界角附近)的散射系数影响较大；孔隙尺寸对中高频段各角度的反射系数影响较大，而对中频小角度的散射系数稍有影响。另外，除了谱强度是散射系数的增益外，谱指数对低和高频各角度的反向散射系数有很大影响。
4、由经验公式和理论模型确定的声波反射和反向散射系数可以实现海底沉积物的地质属性分类；利用全透射特征的沉积物地声参数反演方法只能用于声衰减较小的情况；根据各参数对系数的灵敏程度不同，可以选择适当的条件反演主要的地声参数。