海洋工程地质环境探测技术集成

本项目进行在浅海海洋环境的高分辨率工程多道地震、超宽频海底剖面仪、浅水高分辨率侧身侧扫声纳等仪器设备的研发与改进,各项工程地质环境探测技术指标如下:高分辨率工程多道地震探测技术,采用小能量电火花震     

九州-帕劳海脊两侧深海盆地浅部地层结构特征与分析

由于欧亚板块、澳大利亚板块与太平洋板块运动的作用,菲律宾海盆形成了全球最为复杂的海底地形地貌。以九州-帕劳海脊为界,西菲律宾海盆与帕里西维拉海盆呈现不同的构造走向与地形特征,海脊两侧发育丰富的深海地质现象与地貌特征。参量阵浅地层剖面仪因其差频窄波束的发射特点,能够获得深海海底浅地层的高分辨率剖面。本文利用参量阵浅地层剖面仪在九州-帕劳海脊获取的高分辨率浅地层剖面,分析了横跨海脊东西走向的海底滑坡发育特点、丘状起伏沉积差异、浅层气以及海底流体运移等地质特征,并结合构造与地形地貌特点对上述特征的成因机制进行了探讨,在垂向小时间尺度上完成了对研究区浅部地层结构的特征研究,为该区域的沉积学和地质学研究提供了思路。     

灵山湾浅地层探测

使用地层剖面仪对浅海陆架区浅地层探测,借助测区少量钻孔资料进行地层解析,是调研海底地层结构、构造、沉积物类型及其分布,为生产建设和科学研究提供依据的有效手段。在本海区,使用日产SP-3型浅地层剖面仪,对该测区地层进行了走航探测。最后绘制出5幅浅地层剖面图。     

海域高分辨率24道地震采集技术在渤海海峡跨海通道项目中的应用

为满足渤海海峡跨海通道地壳稳定性调查评价项目的调查要求,在渤海海峡海域进行了小道距高分辨率多道地震探测。外业采集系统主要由电火花震源、24道数字固体缆及采集系统组成,通过外业系统的试验、数据采集和外业质量监控,获得了高分辨率的地震数据,分辨率可达2.5m。结果证明,本次使用的24道高分辨率多道地震测量技术是一种适用于海域浅部地层调查和构造调查的有效的调查技术方法手段,可广泛应用于浅海工程高分辨率勘测。     

黄河三角洲埕岛海域浅地层剖面结构与灾害地质

通过钻孔和高分辨率浅地层剖面的综合对比,对黄河三角洲北部与埕岛油田海底工程密切相关的浅地层剖面结构进行细分,划分出末次冰期低海面以来的5套沉积相层和6个地震相层.分析表明,本区广泛分布的地质灾害是由其特殊的沉积结构和复杂的动力环境造成的,尤其是工程软弱层的存在造成三角洲前缘的不稳定性.     

海洋地球物理探测技术及其在近海工程中的应用

介绍了多波束测深、侧扫声纳测深、浅地层剖面测量、高分辨率地震测量和海洋磁力测量等五项海洋地球物理探测技术的最新进展和简单工作原理,给出了目前国内外广泛使用的主要技术产品型号以及主要参数和性能和展示了这些技术近年来在近海工程,例如海缆（海底光缆、电缆和管线等）路由调查、跨海大桥和海底隧道工程地质环境评价、工程灾害因素分析、海底目标物寻找和水下考古等方面的应用实例。     

黄河口水下底坡微地貌及其成因探讨

高分辨率的回声测深、旁侧声纳及浅地层剖面记录首次直观地揭示了黄河口水下底坡上发育有大量形态不同的微地貌类型。据其形态特征和规模的差异,将它们划分为平滑海底、凹坑与洼地、冲沟、残留岗丘及扰动复合海底等五种类型。这些微地貌分布在不同水深条件下的不同水下三角洲单元上,并存在着相互联系和相互转化。黄河口海域特殊的沉积环境和复杂的动力条件是导致水下底坡微地貌形成发育的主要机制。     

浅地层剖面探测技术及应用

浅地层剖面技术是应用声学原理高效获取海底面之下浅部地质地球物理信息的探测技术,主要应用于海底浅地层信息探测和海底特殊目标调查等方面。以往研究者主要集中在浅地层剖面的具体应用,未对不同类型的浅剖应用效果进行综合对比分析,本文比较4种不同类型浅地层剖面系统的组成、工作方式和探测技术参数,认为不同尺度的探测目标需要应用不同类型的浅地层剖面系统。分析和对比不同震源类型浅剖的应用案例,发现电火花震源穿透能力最强,分辨率随工作频率的增大而提高;电磁式震源穿透深度与分辨率适中;压电换能器震源分辨率较高,穿透能力弱;参量阵震源利用差频原理,信号中包含高频与低频两部分,能够同时得到较高的分辨率与较大的穿透深度。未来浅地层剖面探测技术向深穿透、高分辨率、高效率、二维向三维甚至高维探测方面发展。     

南海北部白云凹陷-东沙岛西南海区的浅地层探测与深水沉积特点

采用新引进的海洋深水浅层剖面仪,从珠江口外陆架进入白云凹陷-东沙岛西南海区中陆坡区,进行了浅地层探测,获得了高分辨率反射记录.分析发现,白云凹陷上陆坡段沉积连续性较好,海底反射强度侧向变化平缓,显示了比较均一的沉积底质和微弱的海底水动力条件;在白云凹陷-东沙岛西南海区中陆坡区,海底滑坡严重,局部存在强烈的、平行陆坡的海底洋流冲蚀,海底地形崎岖不平,反射强度侧向变化大,表明海底底质不均匀,海底水动力强.浅地层记录还显示中陆坡海底山丘有海底气体泄露现象,结合常规反射地震识别的海底泥底辟特征,确定海底山丘为泥火山.气体泄露和海底反射振幅的变化代表了海底浅层聚有丰富的气体以及嗜甲烷生物链活动的钙化,因而推断该区不仅是油气的聚集区,也是水合物的聚集带.     

近海海底不规则堆积体体积高精度量算技术与应用

海底堆积体(充填体)体积量算技术在航道疏浚等海洋工程成本核算以及海洋执法方面有着广泛的应用。基于高精度多波束和参量阵极浅地层测量,总结了一种高精度计算海底堆积体体积的方法:提取海底堆积物表面多波束(地形)数据以及堆积体浅地层剖面(厚度)数据,通过GIS叠加及三维分析,可获得高精度海底堆积体体积数据。该方法原理简单、易于实现且精度高,基于日照海洋调查工程数据进行了实际测量与计算,证明了方法的可行性和准确性。该方法也可应用于海底以下地层中发育的特殊充填的自然沉积体相关参数的识别与量算。     

海底沉积物声速研究的意义、方法及展望

总结和分析了20世纪50年代以来的国内外有关海底沉积物声速研究的主要文献,详细阐述了海底沉积物声速研究的科学意义、工程意义和军事意义。将海底沉积物声速的主要研究方法进行了归纳和分类,分为理论研究、室内声学试验和海底原位声学试验3个大类,并论述和分析了各类方法的代表性观点及取得的主要研究成果。最后对目前海底沉积物声速的研究方法存在的主要问题进行了讨论,展望了基于高分辨率声学浅地层剖面资料与钻孔岩心对比研究方法的发展前景。     

高频浅地层剖面技术在海底管道探测中的应用

在海底管道的探测中,为获知海管在海底的真实赋存状态,确定其埋藏深度或悬跨高度,多使用高频浅地层剖面仪等传统声学设备。但在海底斜坡、凹坑、凸起等不平整地层处,由于设备自身原理造成的地层探测界面偏移、图像失真及资料多解性问题仍困扰着工程人员。通过正演模拟的方法探究高频浅地层剖面仪在海底特殊地层处海管检测的波场传播特征,探讨资料的解释陷阱,并提出了解决方案。研究结果表明,利用浅地层剖面仪探测管道在海底的赋存状态,应将探测图像与海底地形、地貌、沉积物运移等因素结合起来综合考虑,把探测图像回归到真实海底环境中,以准确评价海底管道的安全状态。     

基于浅地层剖面数据和改进地声模型的底质反演方法

浅地层剖面仪发射的声脉冲能够穿透海底面进入沉积层内部,其回波中携带了丰富的底质信息。地声模型是底质声学与物理性质关系的数学描述,广泛用于海底声学与地声反演研究。本文通过对浅地层剖面数据的处理、解译得到海底反射系数,与考虑底质松密影响的改进Biot-Stoll模型相结合,提出底质反演新方法并开展实例验证。研究结果表明：通过对浅地层剖面原始记录的读取、解译,提取反射波振幅,并结合设备声源级,可有效求取海底反射系数。通过引入相对密度改进孔隙度计算公式,进而在基于Biot-Stoll模型构建海底反射系数和底质平均粒径关系过程中进一步考虑了底质松密的影响。基于山东威海某海域及文献的算例均显示,本文提出的改进地声模型可缩小底质反演与实测结果之间的相对误差、提升基于浅地层剖面数据的海底底质地声反演精度。     

SES-2000浅地层剖面仪在福建LNG海底管道检测中的应用

利用声学浅地层剖面仪对海底管道在海底的赋存状态检测是确保海底输油气管道安全运行的重要措施之一。介绍了新型参量阵浅地层剖面仪SES-2000的基本原理及其特点,通过对福建湄洲湾LNG海底管道检测实际应用,有效识别出了埋藏、裸露和悬空等3类海底管道赋存状态,尤其对沙包回填治理后的管道埋深能有效探测识别。检测结果表明,该设备具有高分辨率和强穿透的特点,稳定性好,能获取高品质的管道检测数据,应用效果良好。获取的基础数据为海底管道日常维护提供了科学依据和技术支持。     

辽东湾北部浅海区海洋工程地质特征

通过对浅地层剖面仪、侧扫声纳和海底取样等实测资料的详细分析,揭示了辽东湾北部浅海区的自然地质状况和复杂的海洋工程地质特征。该海区海底地形地貌较为复杂,存在海底冲刷深槽、埋藏古河道、浅层气、潮流沙脊与潮沟、埋藏古陡坡、软弱土层及可能的砂土液化层等潜在灾害地质因素,对海上构筑物存在直接或潜在的危险性,应引起高度重视。     

辽东湾中部浅地层沉积结构与沉积环境初探

本文以辽东湾中部高分辨率浅地层地震资料及工程地质钻孔资料为依据,运用地震地层学理论及方法,通过研究浅地层的沉积结构,并将它们转换为对应沉积现象,如:河口扇体、埋藏古河道、底辟等。通过分析研究,试图探讨这一区域的浅地层沉积环境。     

渤海辽东湾海域海底底形特征及控制因素

基于我国海洋区域地质调查项目获取的水深、侧扫声呐、单道地震和浅地层剖面数据,结合前人的研究成果,对渤海辽东湾海区的海底底形的类型及分布特征进行了系统分析。研究发现,辽东湾海底底形类型丰富,有潮流沙脊、潮流沙席、潮流冲刷槽、古河谷、古湖泊洼地等多种类型。海底底形的发育形态是构造和古地貌、沉积物供给、海平面变化及环境变迁、水动力塑造等多种因素综合作用的结果。     

浅地层剖面仪GeoChirp Ⅱ图像中风浪变形效应的校正方法初探

当海面风浪较大时,测量船的摇摆会引起浅地层剖面图像的畸变,因此有必要研究风浪对浅地层剖面图像的影响及图像中风浪效应的校正方法,其中的关键问题是区分风浪效应和真实的沙波等海底床面形态。本文利用浅地层剖面仪GeoChirpⅡ在长江口所获得的浅剖图像对校正方法进行了研究。在所研究的实例中,海底周期性起伏的地形不是沙波,而是风浪效应引起的,用带阻滤波的方法可有效消除浅剖图像中的风浪效应,从而恢复真实的海底地形和地层形态。     

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。     

南海北部陆坡神狐海域浅地层与单道地震剖面联合解释——水合物区沉积地层特征

本文通过南海北部陆坡神狐海域浅地层、单道地震剖面联合解释,发现了一系列与天然气水合物密切相关的海底异常地貌、地层结构.在精细浅地层剖面上发现了陆坡丘状体、浅部断层以及由连续强反射层、声空白补丁、局部增强反射和声空白带构成的海底浅部含气带.浅部含气带位于海底之下34-82m,通过其空间分布位置判断,认为气体来源于深部天然气水合物的分解.在单道地震剖面上识别出麻坑、气体渗漏柱、褶皱、模拟海底反射(BSR,bottom simulating reflector)等结构.BSR位于我国首次钻取的天然气水合物样品深度之下,判断其为该区水合物稳定带底界.依据ODP1148站深海钻井的地层厚度、沉积速率、测年等资料进行地层划分,识别出渐新世、中新世等地层界面,初步建立了神狐海域水合物区沉积地层年代标尺.地层年代划分结果表明BSR、褶皱、首次钻取的水合物样品位于晚中新世至上新世地层内,以上地层成为南海北部神狐海域天然气水合物勘探重点目标层位.