中国东南近海海底沉积物声学物理性质及其相关关系

在获得的数据资料基础上,发现了中国东南近海海底沉积物声学物理参数的平面分布规律,通过对这些参数的回归分析以及对声速和沉积物密度的估计,建立了经验公式。结果显示,中国东南近海海底沉积物的基本声学物理特性如下:沉积物类型多样而且复杂,从黏土到砂砾有13个颗粒组分组合;沉积物物理力学参数变化范围较大;沉积物声学性质相对于附近海域的数据变化范围更大。这些都与海底沉积环境、沉积物来源、沉积条件和沉积作用过程有关。该项研究有助于建立海底地声模型及开展应用。     

由垂直入射脉冲和海底回波反演海底声参数

浅海海底声参数是影响声场传播的重要参量。文中根据信号的相位特性对反演稳定性的影响进行了数值模拟;并于2002年8月在黄海海区进行了海底声参数反演实验。利用垂直入射脉冲和海底回波数据进行海底声参数反演,由于海底回波信号随穿透深度增加而导致回波信号的信噪比降低,为了有效地增加海底声阻抗反演深度,提出平滑分段抽取冲激响应,重建声阻抗剖面的方法。结合Hamilton经验公式,分离海底声速、密度,反演结果与海底采样样本分析值、经验值吻合较好。     

海底沉积物声学特征定量分析及其智能分类研究

海底底质特性描述及分类是当今浅海声学的研究热点,海底沉积物的物理结构特性与其声学响应特征密切相关。在分析海底沉积物声传播特性的基础上,应用现代计算机信号分析技术手段,对海底沉积物声学响应波形提取了4个特征参数:声速、波幅指数、波形关联维分形指数和声波频谱的频率矩。以这4个特征参数作为输入向量,海底沉积物的结构类型作为输出向量,建立径向基概率神经网络模型。研究表明建立的神经网络模型具有较强的海底沉积物分类预报能力。     

东沙群岛海域沉积物及其物理学性质的研究

本文报道了南海北部东沙群岛附近海域沉积物的分布特征和沉积物理学方面的分析结果;着重阐述海底沉积物的物理-力学性质和声学特性.并与南海其他海域一些资料数据进行初步的对比研究.     

海底沉积物声学物理力学性质聚类分析研究

Stoll、Hamilton等分别从理论和实测方面出发研究海底沉积物声学与物理力学性质关系,这两类研究都是将声学性质作为独立性质从沉积物的物理性质中提取出来,以两者作为因果关系进行研究,割裂了其内在统一性.本文不试图建立声学与物理力学性质的经验方程,而是综合考虑海底沉积物声学、物理力学性质,对南海大陆坡和人陆架沉积物进行聚类研究,分析南海海底沉积物共有的性质.研究表明聚类分析方法为海底沉积物性质研究提供了一种有效的分类手段,通过聚类,得出如下结论:(1)声速与孔隙度、密度等物理力学性质存在着明显的单调相关性,可以通过某些物理力学参数来预报沉积物的声速,同时可以通过测量沉积物声速反演沉积物的某些物理力学参数;(2)海底沉积物的声速和地文单元、沉积物的颗粒成份组成有关;(3)火陆坡黏土质粉砂、粉砂、砂质粉砂和大陆架粉砂、砂质粉砂、粉砂质砂的压缩波速依次增大,切变波速依次减小;(4)海底沉积物声学与物理力学性质聚类分析研究,可以作为海底沉积物的声学探测的参考依据.     

SAPPA-新型的现场沉积物声学观测测量仪

沉积物声学物理特性装置(SAPPA:Sediment Acoustic & Physical Properties Apparatus)是由英国南安普顿海洋中心和英国Geotek公司两家共同研制的一种新型现场地震声学与土工技术观测两用的海底测量仪.     

海南岛东南外海海底沉积物特征及其声学物理性质研究

分析研究了南海北部大陆架西南缘的海南岛东南外海海底沉积物声学物理特性,在多个航次中进行了海底沉积层取样、海水CTD测量、浅地层及旁侧声呐扫测等工作.在实验室里对沉积物样品进行声学参数、沉积学基本参数、物理力学参数和14C年龄测试等分析.根据多尔特曼公式求解出弹性模量、体积弹性模量、压缩系数、切变模量、泊松比和拉梅常数等六项沉积物弹性参数.分析结果表明在该海区海底沉积物的压缩波速为1.474~1.700 m/s,在不同的海区内有高低声速两类性质的沉积物分布;沉积物的切变波速为150~600 m/s;沉积物在100 kHz的声衰减为35~260 dB/m;沉积物的密度为1.4~2.0 g/cm3;沉积物的孔隙度为42%~88%.     

地震作用下海缆路由的稳定性分析

通过野外勘察和室内试验分析,了解琼州海峡北海-临高段海缆路由区浅层沉积物分布和物理力学特征.同时,对调查区及其附近地区的地震资料进行分析.将地震作用与路由区海底土的特性结合起来,计算分析了地震作用下路由区3 m以浅海底土液化或滑移的可能性,从而,评价了路由区海底的稳定性.结果发现,在烈度为Ⅶ度的地震作用下,路由区海底稳定性良好;在烈度为Ⅷ度的地震作用下,路由区海底会发生失稳破坏.该结论可以用于指导海缆工程建设.     

海底沉积层声学讨论会在广州举行

中国科学院数理学部、中国声学学会和中国海洋物理学会为配合石油攻关,开展海洋油田勘探、开发和海洋工程工作于1983年3月1日至4日在广州召开海底沉积层声学讨论会.来自科学院、国家海洋局、高等院校、石油部和地质矿产部等30个单位的55名代表出席了会议.中国海洋学会理事长、国家海洋局局长罗钰如,中国科学员学部委员、声部研究所所长汪德昭教授等,在开幕式上讲了话.他们指出:近几年来海底沉积层声学的研究在国际上普遍受到重视,我国在这方面的工作也取得进展,这次召开海底沉积层声学讨论会,围绕着如何为海上石油开发中的科学技术问题开展讨论,是很适宜的.会议组织了个几个学术报告,探讨了有关海底沉积层的声遥测识别,海底沉积物声学与力学特性的关系、非线性声学在海底探测中的应用、海洋声学仪器设备在海洋工程中的应用等问题,并且交流了近几年对海底沉积层声速和衰减系数等方面取得的一些测量结果.会议归纳了以下一些意见和建议:     

埕岛油田海域海底沉积特征与工程地质特性

详细阐述了埕岛油田海域海底沉积和冲淤特征,介绍了沉积物的成分、类型和分布特征,并综合描述了埕岛海域海底地貌形态和海底沉积物的物理力学特性,上述研究对埕岛油田的进一步研究和开发有指导意义。     

南海三海区海底沉积物物理性质及声学特性

海底是影响海洋声场极其重要的环境因素。了解海底沉积物的物理特性以及它与声学参数的关系,对于海洋声场分析,声纳作用距离的预报,水声设备在海洋中检测和应用等等都是必不可少的。出于实用的需要,我们曾于夏季在二十天时间内对南海三个海区水声环境场进行考察,其中海底沉积物的物理特性和声学特性是主要内容之一。分别标称为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的三个海区同在一个海域,都处于纬度18°40N＇上下,距离海岸Ⅰ海区约5n mile,Ⅱ海区50n mile,Ⅲ海区110n mile左右,考察范围,每个海区约200     

海洋环境观测技术的产业化

海洋环境观测技术的产业化李允武（国家海洋局海洋技术研究所天津）１海洋观测技术与产业的关系密切海洋观测技术是指从位于空间、海面、水体、海底的观测平台上，利用各种传感器对海洋（包括气、水、岩石圈）的物理、气象、化学、生物、地球物理、地质等参量进行系统、经...     

基于跨航道抛锚作业的海底管道埋深研究

抛锚作业给跨航道海底管道带来的安全风险问题越来越引起人们的关注。为了加强海底管道防冲击能力、保障管道的安全运营,针对抛锚冲击作用下的管道埋深进行研究。通过建立小尺寸抛锚冲击管道实验平台,获得了冲击荷载作用下抛锚高度、管道埋深、堆石材质等参量对管道响应的影响。并基于正交实验原理,综合分析了不同参量对管道响应的敏感性。利用有限元法对抛锚冲击管道的过程进行瞬态动力分析,进一步研究了堆石材料力学特性对管道埋深的影响。结果表明:在冲击荷载作用下,堆石层的材料特性对冲击能量的耗散起着重要作用。通过将数值分析结果与实验数据作对比,并结合DNV规范中的能量计算方法,提出了抛锚冲击荷载作用下管道最小埋深的计算方法。研究成果为海底管道的安全铺设提供一定的理论指导。     

海底浅层介质切变波的初步研究

初步分析了中国沿海海底浅层介质切变波的传播特性,讨论了多种海底浅层介质切变波与压缩波、物理力学性质之间的关系,并与Hamilton和Chen等人的结果进行了比较。认为海底浅层介质存在切变模量,切变波可以被测量出来,切变波速为50—600m·s-1,测量频率在50—200kHz之间,用波速比可以评价海底浅层介质的应力 应变性质。研究工作有助于描述和评价中国沿海海底浅层介质声学物理性状,并为最终建立中国沿海海底地声模型提供依据。     

基于小波变换选择的海底沉积物声速分析技术

海底沉积物物理特性参数的研究对海洋资源开发、海底工程建设、海地测绘、海洋灾害预报、海底历史研究、航运国防等具有重要意义.它可由对出海采样的样品直接进行土工实验获取,或者经测量得到的声学特性参数表征.目前海底沉积物探测主要以声学测量为主,通过接收透射、反射、折射的声波后提取出声学特性而成,包括压缩波速、切变波速(液体不存在)、声波阻抗、声衰减.针对传统的走时法由于人工读取起跳点造成声速的精确度不高这一特点,引出小波分析方法读取起跳点,应用小波分解原始信号得到的细节信号的模极大值连线来确定原始信号的畸变点,从而确定为接收声信号的起跳点以计算声速.     

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...     

海底抛石声学探测方法——以渤海湾人工岛抛石检测为例

通过水深测量和参量阵浅地层剖面测量相结合方法,从声学探测角度对海底抛石的检测方法进行探讨,结合渤海某人工岛抛石检测项目中应用实例,解释了抛石的厚度和分布情况.得出海底抛石厚度的分析应结合人工岛的侵蚀和淤积的分布情况判断,位于冲刷区的海底抛石厚度可以直接利用海底地形变化量判断,位于淤积区海底抛石厚度应为海底地形变化量减去...     

参量阵浅剖及电火花震源浅剖互补性分析

参量阵浅剖和电火花震源浅剖均具有分辨率高的特性,通过对比探测原理以及分析实测剖面,发现电火花震源浅剖和参量阵浅剖频带范围互不干扰,电火花震源浅剖的鬼波效应造成海底以下10m范围内地层判读困难,而参量阵浅剖则在10m以浅地层内具有极高的分辨率,基于二者良好的互补性,提出在海洋区域地质调查中同步应用参量阵浅剖和电火花震源浅剖两种技术手段的设想,进而提高区域地质调查精度,丰富区域地质调查成果。     

多频海底声学原位测试系统研制和试用

海底沉积物的声学特性(最重要的是声速和声衰减)以及它们与物理(包括土力学)特性之间的关系是沉积物声学中两个重要的研究项目.介绍了新研制的实时监控多频海底声学原位测试系统.该系统可测量浅表层沉积物的声速.探测频率为8,10,12,15 kHz,可根据实际情况选择发射波形、接收增益和采样长度,采样率为0.5~2.0 MHz,工作水深为300 m.系统具有倾斜传感器、8通道扩充等功能.用该系统在杭州湾测得了四种频率的沉积物原位声速.     

深海沉积物声速对信号时-频特性的影响

声信号在海中传播时,海水介质下边界海底的声学特性对海中声信号的传播有着显著的影响。在声学研究领域及海洋学研究领域,国内外对浅海海底的物理参数及其声学特性已经获得了大量的研究结果。近年来国外对深海沉积物声学特性的研究日益重视。