研制海底浅地层剖面仪的某些声学问题

近十年来,探测海底几十米至几百米松散沉积层分层结构的“海底浅地层剖面仪”已逐步发展定型,并广泛用于海底工程施工和海洋地质研究方面。这种浅地层剖面仪主要采用以下几种声源装置：电致伸缩器件、磁致伸缩器件、电磁脉冲声源、电火花放电器以及气枪。 浅层剖面仪实际上是一种以地层为探测目标的主动声纳,本文给出了有关的声纳方程式,它将有助于这类仪器的工程设计和性能预报。 从探层声纳方程式出发,采用电磁脉冲声源研制了浅层剖面仪,获得了穿透地层几十米的较高分辨率的记录。对此,本文也作了简单的介绍。     

浅地层剖面仪在大亚湾海底管道检测中的应用

浅地层剖面探测是海洋工程勘察的主要手段之一。阐述了浅地层剖面仪的工作原理,通过浅地层剖面仪在广州华德石化海底输油管道检测中的实际应用情况,分析浅地层剖面仪在工程区域内使用的优缺点,以期为今后该区域内工程勘察及管线检测工作起到一点参考作用。     

全海洋浅地层剖面仪及其应用

全海洋浅地层剖面仪(Topographic Parametric Sonar,TOPAS)PS 018系统是目前世界上最先进的浅地层剖面仪之一。该系统是全海洋宽带非线性差频浅地层剖面仪,可对海底地层进行全方位测量,同时还兼有测量水深的功能,最大地层穿透深度为150 m,最小分辨率为0.3 m。系统多种发射信号(Ricker波、Burst波和Chirp波)的选取方便了操作者使用,从理论上实现了全海洋测量功能。从实测剖面分析,该系统是中、深水地层测量的理想测量系统。     

浅地层剖面仪的测量模拟

为获取声传播环境数据,实验中开展了水文调查和浅地层剖面仪的观测.由于声传播实验发射信号频率与接收船上的浅地层剖面仪信号频率接近,因此声传播实验信号在浅地层剖面仪测量图中产生了斜条纹.利用实验中水听器测量的信号模拟浅地层剖面仪的测量,解释了浅地层剖面仪测量图像中斜条纹的形成,并通过控制声传播实验信号的发射周期和时间模拟条...     

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。     

浅地层剖面记录地质解释的若干问题

本文从浅地层剖面仪的简单原理入手,结合多年来的实践经验,对地质解释时的声脉冲传播速度选择问题、各种干扰源的识别问题以及识别若干地质现象等,作了深入浅出的论述。     

浅地层剖面仪在港池探测中的应用

介绍了3200XS型浅地层剖面仪工作原理及其数据处理过程,在港池开挖前进行浅地层剖面测量可以详细了解港池内各地层单元的分布和埋深,并对区内的灾害地质体或者障碍物进行有效识别,以保障施工安全和节约工程支出;结合海南某港池的浅剖探测实例,分析了该港池的地层单元划分及地层内物质识别,针对浅地层剖面测量前发射参数的选择和测量中的多次回波、调头区变形等问题等进行了探讨。     

侧扫声纳和浅地层剖面仪在杭州湾海底管线检测中的应用

首先介绍了杭州湾油管检测工程概况,引出了海底油管检测的必要性。其次,介绍了该工程中运用的两种重要仪器——侧扫声纳和浅地层剖面仪的原理及影响因素。最后,通过两种仪器的数据分析、图像判读,提出了综合利用两种仪器可增强两种数据的互补性并提高工程质量。     

浅地层剖面仪在海岸工程上的应用

现代海湾的迅速沉积其物源来自河流入海泥量的猛增。浅地层剖面仪以灵敏度和分辨率高，连续性好且能快速地探测不同沉积层的特征及其分布。在海湾工程中，无论是航道整治还是码头选址和施工勘探都可以应用浅地层剖面仪作为先头“侦察兵”而获得良好的结果。其优越性是节省投资、加快建设进度，又提高勘探质量，帮助设计和施工部门快捷地解决那些需要解决的而常规方法又难以完成的问题。     

浅地层剖面仪在近海航道工程中的应用

采用浅地层剖面仪在中国黄海近海航道工程中进行声学剖面探测,可以有效界定工程区域地质构造,尤其是识别坚硬礁岩及灾害性浅层气。根据工程实例进行了典型的地层剖面解析分析并对层内物质成分及其沉积环境作了简单的说明。     

浅地层剖面仪垂直测量性能分析

针对海道测量中浅地层剖面仪垂直测量指标模糊问题,根据声纳方程,讨论了浅地层剖面仪探测水底沉积层厚度的预报方法。分析了浅剖仪垂直地层分辨率的影响因素,并给出了垂直地层探测误差的改正方法。其结论对浅地层剖面仪实际测量作业具有指导价值。     

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。     

参量阵浅地层剖面技术在海底管道检测中的应用

简要介绍了参量阵浅地层剖面技术——SES 2000型浅剖仪的原理及其在海底管道路由检测中的应用。对掩埋管道赋存的空间状态进行了综合分析研究,并对悬空管道沙包回填后的状态进行了有效辨识,为下一步的管道维护提供了科学依据。     

浅地层剖面系统在福建沿海海底沉船调查中的应用

海底沉船是水下文化遗产的一种重要类型和存在形式,利用综合地球物理手段对福建平潭、莆田及福州海域的海底沉船进行了探测研究,并重点探讨了不同浅地层剖面系统及不同探测频率在不同埋藏状态的水下文物调查中的应用。结果表明:浅地层剖面探测能够有效识别处于不同埋藏状态的沉船,尤其对探测埋藏海底面以下的沉船具有其他探测手段无法比拟的优势,但是探测频率的调节对目标物探测结果存在较大差异,对于埋藏式的海底沉船低频信号探测效果较理想。     

海洋采砂区监测监管中浅地层剖面仪的应用

以温州瓯江口外B采砂区为例,应用浅地层剖面仪探测采砂区邻近海域浅部底质空间分布状况,可以了解和评价海砂资源分布、资源量、开采现状和影响、未来开采方向和适宜性,为海洋采砂区科学选划、动态监测、环境影响评价和监视监管提供科学依据。     

脉冲压缩式浅地层剖面仪（PCSBP）

我所研制成功了具有当今国际先进水平的脉冲压缩式浅地层剖面仪（ＰＣＳＢＰ），又称Ｃｈｒｉｐ浅地层剖面仪。又称Ｃｈｉｒｐ浅地层剖面仪。它能同时提高地层穿透深度和地层分辨率，其定量化测量特性特别适合于定量研究海底介质的各种特性。本文介绍该仪器的工作原理、结构、性能、特点和使用结果。     

浅地层剖面仪噪声特征分析及采集参数优选

浅地层剖面仪具有配置灵活、作业方便、经济高效、分辨率高等优点,在海洋地质研究和海洋工程调查中得到了广泛应用,但易受到噪声干扰。在分析浅地层剖面仪运行时干扰噪声形成机理的基础上,设计噪声采集方案,采集设备运行时的背景噪声和其他声学设备干扰,分析干扰噪声特征,为现场数据采集以及室内数据处理提供依据。通过分析浅地层剖面仪的噪声特征,提出控制激发频率范围,将激发能量集中在优势频带内,并在采集时设置合理滤波参数,滤除其他声学设备干扰噪声。以"向阳红01"科考船浅地层剖面仪为例,设置激发子波频带:1.0～6.0 kHz,脉冲长度设置为10 ms,信号接收时设置滤波门限为1.0-2.0-6.0-10.0 kHz,去除其他声学设备对剖面的干扰,最终取得非常理想的浅地层剖面。     

浅地层剖面仪声图研究通过专家鉴定

海军司令部航海保证部于1993年5月28日在天津塘沽主持召开了“浅地层剖面仪声图研究”鉴定会。与会代表听取了海军大连舰艇学院关于“浅地层剖面仪声图研究和声图集编辑”的报告,认真审阅了“浅地层剖面仪声图集”。经过认真讨论,鉴定委员会意见如下:1.“浅地层剖面仪声图集”是声图理论研究与实践相结合的成果。概论部分理论系统正确,实用性强;每幅声图均有简要文字说明,用以指导判读地质声图,形成新颖、直观形象、通俗易懂;图集编辑、分类合理、规律性强、是一创新突破。     

一种新型浅地层剖面仪试验平台的设计与应用

为探讨浅地层剖面声学影像形成原理,探索不同类型沉积物声学影像特征,厘清不同沉积物厚度的识别算法,采用模块化设计理念研发一套新型浅地层剖面仪室内试验平台。综合室内定位技术、浅剖试验平台尺寸合理性分析技术、直线轨道与换能器之间的固定连接技术和海底声学参数反演技术,形成一个试验高效的新型平台。通过铺设沉积物和布设障碍物,利用浅地层剖面仪进行走航测试,精确识别了沉积物的厚度和障碍物的位置。该平台可为开展理想环境下沉积物厚度和障碍物识别提供较好的测试环境,为声学海洋设备性能检测提供测试平台,也为高校学生和技术人员提供设备使用培训场所。