如今,人类已不满足于陆地资源的开采,随着技术的进步,海底多金属结核矿产已经从调查研究阶段进入到试验开采阶段,以便为未来的商业开采提供技术依据,这其中采矿对海底环境造成的扰动要进行环境影响评估,因此采矿扰动环境影响监测非常重要。海底锰结核开采对海洋环境造成扰动,使得沉积物悬浮,改变海底环境参数,最直观的影响是浊度值的改变,甚至可达到浑浊级别,监测海底浊度值的变化对评估锰结核开采对海底生态系统的影响有着重大意义。本文分析了海底浊度监测的要求,基于传统光学浊度计量程小,抗干扰能力差,成本较高等缺点,提出利用超声波衰减测浊度值的方法,用来实现海底水的大浊度、自清洁、实时测量。研究了超声波衰减理论模型,利用其物理性质参数结合三种声衰减模型进行理论仿真,建立了超声衰减和频率关系、衰减和颗粒物浓度关系。因为采矿机扰动导致海底沉积物悬浮来源单一,选择EACH声衰减模型用于海底悬浮物浓度变化的监测方法设计,超声频率范围2MHz以下。根据理论分析结果,建立了利用超声衰减检测固液混合物浊度值的测量实验系统。基于NI虚拟仪器平台,选择了超声波换能器,设计了激励信号发射模块,超声波信号采集与处理模块,开发了虚拟仪器程序,设计了被测对象模型。通过软、硬件结合,完成了利用超声波衰减测浊度值的系统搭建,实现了超声信号发生、超声信号采集、信号处理与声衰减计算等功能。确定了实验所选用的超声波频率,根据声传播特性确定了收发探头的中心距离。利用搭建好的实验系统设计实验,根据多金属结核矿区海底沉积物特性,选取泥沙作为实验对象,通过控制泥沙浓度的改变探究超声波声衰减的变化规律,建立了37 kHz、700 kHz、1.5 MHz三个频率下的声衰减值与浓度模型,两者高度相关。利用XZ-0101光学浊度计进行测试,建立了颗粒物浓度与浊度模型,二者在2000NTU光学浊度量程范围内高度相关。最终得到超声波衰减系数与浊度值关系模型,据此模型,计算不同超声波频率下浊度值测量量程都大于5000NTU,证明利用超声波衰减法可以测量可以用于监测采矿扰动。