海底输油气管线对海洋环境影响性分析

我国近海海底有超过3 000km的输油气管线,定期对海底输油气管线进行检测是保障海底输油气管线安全和海洋环境安全的重要手段。为保护海洋环境和海底油气管线安全,对广东近海某段海底输油气管线进行了安全检测,采用浅层剖面测量、侧扫声呐测量和多波束测量手段,对管线路由区域进行了勘测。勘测结果表明:检测区域油气管线路由没有裸露和悬空,路由周边地层较稳定,根据侧扫声呐和多波束测量结果,发现在路由区海底存在影响管道安全的因素,路由区海底拖锚等痕迹较多,距离路由大约950m处有人工采沙坑存在。建议相关部门对该区域应加以重视,加大海上巡逻执法力度,加强宣传工作,增强大众的海底管道保护意识。     

起伏地形条件下侧扫声呐探测存在的问题及改进方法——以海底管道检测为例

基于海底管道的检测数据,讨论了起伏地形对传统侧扫声呐探测结果的影响,为起伏地形条件下应用侧扫声呐探测海底管道的调查方案设计、探测精度优化提供参考。研究表明:海底管道周边存在的冲刷槽以及堆积体等复杂地形对侧扫声呐探测有遮挡效应,测量过程中需控制拖体与目标物的相对位置,保证有效覆盖,避免漏测;根据区域地形分布特征,海底跟踪时通过手动设置符合整体地形走势的水深值,忽略小规模起伏地形对拖体高度取值的影响,可有效降低斜距改正后平面位置偏离及目标物的形态畸变;分析了地形起伏的影响因素(k)对海底管道出露及悬空高度计算结果的影响,通过几何近似和简化,提出了海底管道出露及悬空高度计算结果改进方法,并应用该方法对已知管径的海底管道进行了验证,修正后管径反演值的绝均差和均方差都减小为原来的10%左右,可供侧扫声呐数据解释借鉴。     

太平洋海底光缆中国段路由条件及评价

根据在太平洋海底光缆中国段路由勘察中所获得的多波束、侧扫声呐、浅地层剖面、海洋磁力、柱状取样等资料,结合勘察区的自然环境特征,对路由区的自然环境条件、海底工程地质条件进行了详细的分析,并对该段路由条件进行了综合评价。研究发现,此段路由在大陆架路由区海底地形平缓,平均坡度小于2°,其中发现沙波、麻坑、冲刷沟等轻微不良地貌因素,跨越了黏土/粉砂、砂砾、砾/固结砂海底,地震活动少,地壳稳定性好,适合海底光缆铺设;在大陆架与大陆坡结合带地形起伏大,最大落差达500 m,发育有海底峡谷、海槽、陡坎等海底地形,路由条件相对较差,综合所获资料,针对路由不良区域进行了适当调整,并提出应对措施。调整后的路由基本适合海底光缆的铺设。     

三维侧扫声呐技术在海洋测绘中的探测性能评估及应用分析

当前,海洋的价值越来越被人类重视,海洋开发活动对于国家发展日益重要,其中海底地形测量在海洋开发中有着举足轻重的地位.相较于应用多波束测深系统或侧扫声呐系统测量海底地形的传统方式,三维侧扫声呐将多波束测深系统与传统侧扫声呐系统的特点融为一体应用于海洋测绘生产,极大地提高了作业效率,减小了作业成本.本文以3DSS-iDX-450三维侧扫声呐为例,介绍了其系统组成及功能参数,通过多项性能测试及在外业生产中的测量效果分析比较了三维侧扫声呐技术在海底地形测量中的性能参数及优势特点,根据生产中的经验提出了使用建议,并对未来三维侧扫声呐的应用进行了分析及展望.     

檀头山海底电缆路由工程地质条件及评价

在浙江象山檀头山海底电缆路由勘察中获得的地形测量、侧扫声纳和浅地层剖面探测、工程地质钻探等资料基础上,结合其他自然环境资料对路由勘察区工程地质条件进行了详尽的分析和研究。结果表明,该区域工程环境较适合海缆的铺设,海缆可铺设于勘察区的南部,登陆点附近基岩裸露区和砾石应进行清理、开挖和采取防护措施,海底和冲刷槽边坡稳定,檀头山附近水下浅滩地层中浅层气上冲至海底面以下最浅不足5m,对海底电缆影响不大,但要在开挖施工时引起注意。     

海南岛南部近海海底输气管道检测和安全性评价

文章采用磁力测量和侧扫声呐测量方法,对海南岛南部近海海底输气管道进行检测,并根据检测结果开展管道安全性评价。研究表明,研究区海底地形较平坦;检测范围完全覆盖预计区域;小部分管道呈现半裸露状态但未危及安全,管道整体状态良好。定期或不定期对海底输气管道进行检测,可保证管道安全,避免天然气泄漏造成海洋环境污染。     

一种海底浅层声学探测数据综合可视化方法

提出了一种基于Open GL可编程管线的海底浅层声学探测数据三维综合可视化方法。通过处理,将侧扫声呐影像、多波束数据和浅地层剖面在同一视图下显示,可以方便的对海底地质环境多种信息进行综合判读并进行多维数据的交互式提取。利用纹理缓冲区处理侧扫声呐影像数据,具有数据加载量大的优点,避免了实际应用中纹理数据反复切换带来的延迟;并且探讨了侧扫声呐影像和多波束数据分辨率不一致引起的纹理贴图问题。该方法在南海海底峡谷区域的海底地质环境综合显示和分析中进行了应用,结果表明,该方法能处理多种格式的侧扫声呐影像,不受侧扫声呐影像和多波束测深数据分辨率不一致的限制,数据加载量大、绘制速度快。     

侧扫声呐探测原理及其在海管悬空治理检测中的应用

根据悬空海底管线治理后的水下结构特点,主要可分为非透空式和透空式两类,其在侧扫声呐探测图像上有着各自不同的反射特征,据此原理可采用侧扫声呐探测方法进行悬空海管治理效果的检测与评估。通过对实际工程中不同治理方式下悬空海管的声呐探测图谱进行总结与分析,揭示了采用侧扫声呐进行悬空海管治理检测的声学解译方法及应用效果。悬空海管在治理前,管线下方与海底面之间的空隙反映到声呐图谱上,表现为管线强反射与声学阴影区之间存在海底面透空反射。如果采用"拋填砂袋结合覆盖层"等非透空式方法治理,由于空隙被填充,声呐图谱上的透空反射会消失,且管线强反射图像会粗化,呈现颗粒状;如果采用"水下短桩支撑"等透空式方法治理,在声呐图谱上只是增加了水下短桩的反射特征,而声学透空反射仍然存在。     

亚洲快线海底光缆香港段路由条件及评价

根据在亚洲快线海底光缆香港段(水深小于300m区域)开展的路由勘察中获取的浅地层剖面、侧扫声纳、柱状取样、多波束等数据,同时结合该区域的自然环境特征,对路由区的海底工程地质条件、自然环境条件等进行了详细的分析。通过分析发现,路由区海底地形无大的起伏,平均坡度小于0.3%;路由区跨越了淤泥/粘土质、砂质以及沙波区海底,其中发现的沙波最大波高达3~4m;路由区地震活动强度小,属于地壳稳定性较好的地区;路由区海底面存在沉船、抛弃物等海底障碍物。综合所有获取的数据和信息,在路由跨越大型沙波及距离障碍物太近的区域,对路由线路进行了适当调整,调整后的路由基本适合海底光缆的铺设,同时也提出了一些建议。     

珊瑚环礁区侧扫声呐图像中的目标物识别方法

为研究西沙宣德环礁海底地貌特征及珊瑚分布情况,采用舷挂侧扫拖鱼的方式对环礁区域海底进行地貌扫测,从采集的侧扫声呐图像上可以识别出环礁区域珊瑚分布情况及珊瑚礁区地貌特征,利用侧扫声呐图像识别方法结合实物样品比对可以圈定出珊瑚分布范围、暗礁区域及环礁区域底质类型分布,采用基本的数学处理方法定量分析了水下珊瑚礁体的海底高度及疑似沉船的大小,分析了侧扫声呐图像显示的调查船转向效应。     

多波束测深边缘波束误差的综合校正

边缘波束误差是影响多波束测深数据精度的主要因素,数据精度影响其可信度和使用范围,也是进行相关研究的基础.多波束勘测系统声呐参数的精确校正、勘测区声场模型的建立以及实时勘测海洋噪声的合理剔除是影响边缘波束数据质量的关键因素,严重时甚至导致勘测数据出现沿测线方向的条带状假地形或地形位置偏移.上述因素对多波束勘测数据的影响是一个综合作用的过程,靠单一的校正或编辑方法很难提高采集数据的精度.以多波束勘测原理和声学理论为指导,以多波束实测数据为研究基础和分析对象,运用GIS面向对象方法,全面分析造成多波束勘测大误差边缘波束的原因,并探寻改善已勘测多波束大误差数据、提高数据精度的综合处理方法,最终以可视化的方式实现人机交互处理.该项研究成果已初步应用于海洋项目总图编绘工作,并取得了预期效果.     

海底声学探测技术装备综述

先进的海底探测技术装备是快速和准确获取海底信息的关键,海底声学探测是目前最常用的方式之一。文章分别介绍多波束测深声呐、侧扫声呐、浅地层剖面仪和合成孔径声呐的研究现状、主流产品和发展趋势,分析我国相关技术装备存在研发较落后和产业化水平较低等问题,并提出加强军民融合,做好顶层设计以及推进产、学、研深度融合的建议。     

北极海缆路由工程地质勘察问题探析

跨北极海缆以其铺设成本低、海缆传输距离短、信息传输速率高等优点成为多个国家优先选择的海缆线路。文章简要介绍了环北极国家和我国的北极海缆建设现状。探讨了海冰对工程地质勘察区域的限制、海冰对工程地质调查取样的影响、海雾对工程地质勘察进度的影响和北极地缘政治对工程地质勘察的制约。提出增强调查船舶破冰性能、加速勘察技术革新、提升海冰气象预报能力和深化国际合作等建议,以提升我国北极区域海上综合勘察能力。     

埕岛油田复杂地形区地形变化趋势研究

位于1976年黄河口东侧的埕岛油田海底复杂地形区对海上石油开采、建立石油平台、铺设海底管线和电缆等造成了一定的困难和危害,通过1999年和2003年两次多波束测量资料对比,分析和研究了埕岛油田复杂地形区的地形变化趋势,为在该海域进行海上平台建设、海底管线和电缆的铺设提供决策依据。     

混凝土联锁排应用于海底电缆防护稳定性研究

海底电缆穿越底质坚硬海床时,覆盖混凝土联锁排可以有效保护海缆。根据国网舟山500 kV海底输电电缆所在海域实测水文数据,采用力学平衡公式和数值模拟两种计算方法,研究混凝土块在极端水流作用下的在位稳定性。基于推导出的力学平衡公式,对其进行函数分析后发现,当混凝土块底边固定时,存在一个极值高度,此时铺设在海床的混凝土块最为稳定,可以抵挡的水流流速最大。通过数值模拟,研究了混凝土联锁排在水流作用下的三维流态特征,对不同形状混凝土块的受力情况进行比较后发现,当混凝土块边缘为圆角时,可以改变边缘周边的水流结构,总体上加强混凝土块的稳定性。经计算,尽管国网舟山500 kV海底输电电缆所在的灰鳖洋海域潮流流速较大,但常规长、宽、高为0.4 m×0.4 m×0.3 m的块体组成的混凝土联锁排可以抵抗水流的冲击,保护海底电缆。     

海底三维可视化技术及应用

海底地形地貌能表现海洋世界重要的空间信息,也是常规光学和电磁手段难以探测的水下区域。应用侧扫声纳技术可以反演海底地貌,同时多波束测深技术得到的水深数据重建数字水深模型,二者结合创建三维海底空间景观。利用海洋探测技术和三维可视化技术进行海底地形地貌三维仿真和分析,并对其应用进行探讨。     

胜利油田孤东海堤外侧海底地形特征与变化分析

K10(总理台)~K16海堤是孤东海堤重点防护岸段。通过2004年5月、2005年5月以及2005年12月三次测量资料和资料比较分析,K10~K16海堤近岸,距堤百米内水深一般小于5m,有些地段受水动力作用形成冲刷凹坑及沟槽。但海底地形变化在不同的地段是不同的,且冲淤变化差异明显。从K13~K16之间水深地形变化较微弱,K14附近局部略有淤积。K12附近及沿堤以南地段出现强侵蚀岸段,距离岸堤20m左右处,顺堤形成水深7m左右的强侵蚀地形沟槽,严重威胁孤东海堤的安全。因此,分析研究该段地形变化,可以为该段海堤防护提供最佳对策。