卵石推移质运动规律的研究对于预测河床演变趋势、水库淤积变化及整治和维护河道都具有重要的意义。但现有原型卵石运动观测手段尚存在缺陷,难以获得天然卵石运动的动态过程、空间分布等数据,限制了相关推移质理论研究的开展,如何进行有效的卵石运动原型实时观测是亟待解决的难题,因此有进一步研发新型原型观测设备的必要。鉴于国内外学者已有将声学法用于卵石输移观测的先例,并取得了一些初步成果,且水下声波信号具有衰减小、传播速度快、可长时间连续采样等优点,作为卵石输移观测方法较为新颖,因此本文在前人的基础上尝试对声学法卵石观测作进一步研究。本文采用了理论分析、室内试验、野外测试等多手段,对基于声学原理的水下多目标跟踪技术、水面音频法及音频压力同步观测法进行试验研究,主要得到以下几点结论:(1)文中借鉴水下目标追踪理论,构建了一套天然卵石运动位置的追踪算法,并从理论上证明了该算法的合理性。但该方法对于设备的时间精度要求较高,同时发射器容易被卵石掩埋,造成回收困难,测量成本昂贵的问题。(2)提出针对水下声音记录仪测量方法的卵石运动声音识别技术,当一段音频信号的峰值频率在1400～4000Hz,基音频率在2000~3800Hz,能量特征向量的前三阶系数总能量占比达到0.8～1.0时,可认为其为卵石运动声音,利用该方法可从长时、复杂的音频信号中快速提取卵石运动声音。与常规原型观测手段相比,该方法可长时、连续观测,具有可回收、施工方便、且设备不会对卵石运动造成任何干扰的优点。但由于设备距离河床较远而离水面较近,卵石运动的微弱声音易被过往船舶航行声等噪音所淹没,造成分析困难,结果的准确度大大降低。(3)音频压力同步观测法(GPVS)集成了音频与压力两套观测系统,而当卵石来沙量很大导致设备被掩埋时,音频法失效,压力系统起主要的观测作用。与水下多目标跟踪方法和水面音频法相比,该方法解决了环境噪声干扰的问题,并引入压力系统克服了卵石掩埋难题,同时该方法具有可循环利用、成本低,在进行测量时可通过有线传输的方式同步传输数据,实现了卵石输移动态过程的实时监测。