Forskere udforsker den potentielle undervandsbevægelse af ueksploderet ammunition

Arven fra to verdenskrige, øvelser i levende ild og den målrettede bortskaffelse af ammunition i kystfarvande af militære i USA og nationer over hele kloden har vakt bekymring, når nogle af disse områder bruges til rekreative og kommercielle aktiviteter, såsom offshore energiinitiativer.

Ueksploderet ammunition har skyllet op på strandene i årevis, med en overrasket fisker, der rullede i en flåderaket fra Rock Harbor, Massachusetts i april 2018. Yderligere bekymring er, at kemikalier fra disse ammunition potentielt kan udvaskes og forurene grundvandet.

Mens der har været mange undersøgelser af, hvordan bølger og strømme flytter ammunition i sandede omgivelser, mange af de steder, hvor disse bekymringsfulde ammunition blev dumpet, er placeret i silt, mudrede indstillinger.

På grund af dette, University of Delawares Art Trembanis og doktorgradskandidat Carter DuVal ønskede at lære, hvordan ueksploderet ammunition bevæger sig i disse mudrede, flodmundingsmiljøer.

Projektet er finansieret af forsvarsministeriet under det strategiske miljøforskningsudviklingsprogram (SERDP) og er et af de første til at undersøge, hvordan ueksploderet ammunition bevæger sig i disse typer miljøer.

"Vi ønskede at finde ud af, om vores antagelser og modeller for, hvordan vi ser ud til at se ueksploderet ammunition bevæge sig i sandede omgivelser, hvis vi kunne bruge de samme antagelser i mudrede omgivelser, sagde Trembanis, lektor ved UD's College of Earth, Hav og miljø (CEOE). "Hvis ikke, er vi nødt til at ændre, hvordan vi nærmer os og modellerer og forudsiger, hvordan disse kan bevæge sig rundt?"

Fra 1917 til 1970, USA bortskaffede aktivt ammunition i havet, indtil kongressen satte en stopper for praksis.

UD-forskere var i stand til at identificere mere end 100 tidligere brugte forsvarssteder, der havde en del af deres grænser i tidevandsdrevne, overfladisk, mudrede flodmundinger.

"Det overordnede mål er at forsøge at hjælpe med at informere den effektive og sikre forvaltning af disse kendte websteder, "Trembanis sagde om, hvorfor forskningen betyder noget.

Delaware Bay teststed

Fordi Delaware Bay er en af ​​de største flodmundinger på østkysten, det fungerede som et perfekt teststed for deres undersøgelse.

"Delaware Bay er en flodmunding, der har lavvandet, mudrede steder i det, så vi ønskede at bruge det som en proxy for at få en bedre forståelse af den dynamik, der er involveret i eksplosiver af bekymring i mudrede omgivelser, " sagde DuVal, en ph.d.-studerende på School of Marine Science and Policy i CEOE.

Siden 2017 har forskergruppen har foretaget tre indsættelser i de lavvandede områder i Delaware Bay.

De fremstillede ammunitionssurrogater, der i egenskaber lignede faktisk ammunition, indstiller sig på tre forskellige størrelser. Den fremstillede ammunition var baseret på input fra forsvarsministeriet og direktører for tidligere brugte forsvarssteder, som identificerede mere almindeligt brugt ammunition:60-millimeter og 81-millimeter morterer og 155-millimeter haubitsgranater.

Disse ammunition spændte fra de meget små, hånd-bærbar størrelse, til en medium ammunition til en, der vejede næsten 100 pund.

Forskerne tilføjede sensorer til den fremstillede ammunition svarende til sensorer fundet i mobiltelefoner - som registrerer, når de bevæger sig ved hjælp af en datalogger.

De udstyrede også den fremstillede ammunition med VEMCO positioneringssystemer (VPS), som gjorde det muligt for dem at opsætte et gitter af akustiske modtagere, sætte akustiske mærker på deres ammunition, og spor dem over tid i høj frekvens og høj kvalitet. Disse akustiske mærker tillod dem at få nøjagtigheder ned til 20 centimeters positionering.

Udsender surrogaterne

I 2017 med hjælp fra Delaware State Police Scuba Team, ledet af Corp. Brian Greene, de tabte surrogaterne i fire meter vand og lod dem blive der i en måned. Ingen storme skete, men de var i stand til at undersøge systemet og se, at det fungerede godt, da de fik nøjagtige tagplaceringer til surrogaterne.

I foråret 2018, der var fire intense Nor'easters, der ramte studiestedet. Da dykkerne fandt surrogaterne, de bemærkede overfor DuVal, at de to mindre ammunition stort set var, hvis ikke helt, begravet, mens den større ammunition sad udsat i store skuregrave. (En skuregrav er et hul, der skabes, når vandet bevæger sig hurtigt forbi et stort objekt.) DuVal sagde, at forskerne også var i stand til at verificere dette med deres data.

De havde også været heldige, da vindhastighederne var hændelser på øverste niveau og afvigende i forhold til de sidste to eller tre årtiers tilgængelige vinddata.

På trods af begravelse på plads eller ender i en skuregrav, ammunitionen bevægede sig ikke vandret.

"Det, vi så, var omtrent lige så høj energi af storme, som vi forventer ville ske i denne region på den tid af året, og vi så ingen vandret bevægelse, " sagde DuVal.

Da de så nærmere på nogle af de akustiske sporingsdata fra et af de mindre surrogater, de så, at energien fra en af ​​stormene var høj nok til, at den vuggede frem og tilbage på plads, men stadig, den bevægede sig knap.

Da gruppen gik tilbage i efteråret 2018, de blev igen ramt af et par store storme, hvoraf den ene væltede sensorer og flyttede en stor instrumentramme, der rummede deres hydroakustiske sensorer 316 meter mod sydøst, helt ude af studiestedet.

"Vi var nødt til at samle det op og genindstille tingene på webstedet, " sagde DuVal. "Da vi gjorde det, vi downloadede dataene og fandt ud af, at selvom instrumentrammen bevægede sig, surrogaterne bevægede sig ikke. De begyndte at begrave."

Gruppens forskning har vist, at i løbet af fire måneders indsættelser, der fangede seks nordøstlige begivenheder, de ammunitionssurrogater, de har sat ud, har ikke flyttet sig. De har kun skuret og begravet.

"Det giver stadig et interessant resultat mht. hvordan finder du dem, når de har skuret og begravet?" sagde DuVal.

Ud over undersøgelsen ledet af Trembanis og DuVal, Jack Puleo, professor og lektor i UD's Institut for Byggeri og Miljø, udfører en lignende SERDP-finansieret undersøgelse for ammunitionsmobilitet i swash-zonen, zonen med bølgehandling på stranden, på sandede steder.