海洋地球物理探測(cè)技術(shù)及其在近海工程中應(yīng)用

MarineGeophysicalTechniquesandTheirApplicationsinOffshoreEngineering

第1頁(yè)引言

Introduction

近海是人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用海洋活動(dòng)最早、最頻繁地帶。我國(guó)是一個(gè)海洋大國(guó)，擁有18000公里大陸海岸線和300萬(wàn)平方公里管轄藍(lán)色國(guó)土，海岸線地域人口稠密，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，油氣資源豐富，這里又有豐富海上交通資源和旅游資源，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中含有舉足輕重地位。所以，合理開(kāi)發(fā)利用近海資源和保護(hù)海洋環(huán)境已成為我國(guó)可連續(xù)發(fā)展尤其關(guān)注領(lǐng)域。近海工程是人們開(kāi)發(fā)利用海洋活動(dòng)詳細(xì)表達(dá)，需要處理工程問(wèn)題包含海洋工程環(huán)境勘查、監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)，海底地震、淺層氣和不穩(wěn)定性致災(zāi)檢測(cè)和評(píng)價(jià)，海洋環(huán)境考古調(diào)查以及軍事海洋學(xué)應(yīng)用等。

第2頁(yè)近年來(lái)，伴隨電子、材料和計(jì)算機(jī)科學(xué)發(fā)展，海洋地球物理探測(cè)技術(shù)取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，儀器靈敏度和探測(cè)精度不停提升，海洋地球物理探測(cè)技術(shù)在近海工程中得到了新應(yīng)用，取得了一些成功經(jīng)驗(yàn)。這里簡(jiǎn)單介紹多波束測(cè)深、側(cè)掃聲納、淺地層剖面、高分辨率地震和海洋磁力、海洋重力等6項(xiàng)海洋地球物理探測(cè)技術(shù)工作原理，給出了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外廣泛使用主要技術(shù)產(chǎn)品型號(hào)以及主要參數(shù)和性能。介紹了這些技術(shù)近年來(lái)在國(guó)內(nèi)外近海工程，比如海纜（海底光纜、電纜和管線等）路由調(diào)查、跨海大橋和海底隧道工程地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)、工程災(zāi)害原因分析、目標(biāo)物尋找和考古等方面應(yīng)用實(shí)例。

第3頁(yè)(海洋)地球物理是利用巖石物理性質(zhì)差異，處理地責(zé)問(wèn)題方法。巖石物理性質(zhì)差異包含密度差異、磁性差異、聲阻抗差異、電性差異和放射性差異等。所以，地球物理方法又可分為重力方法、磁力方法、地震方法、電法和放射性方法等。第4頁(yè)1.多波束測(cè)深技術(shù)

MultibeamSounding

多波束測(cè)深技術(shù)，是在回聲測(cè)深技術(shù)基礎(chǔ)上，在20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)。20世紀(jì)80-90年代，伴隨技術(shù)成熟，先后出現(xiàn)了產(chǎn)品化淺、中、深水多波束系統(tǒng)。顧名思義，多波束測(cè)深系統(tǒng)在與航跡垂直平面內(nèi)一次能夠給出幾十個(gè)甚至上百個(gè)深度，取得一定寬度全覆蓋水深條帶，所以它能準(zhǔn)確快速地測(cè)出沿航線一定寬度水下目標(biāo)大小、形狀和高低改變，從而比較可靠描繪出海底地形地貌精細(xì)特征。與單波束回聲測(cè)深儀相比，多波束測(cè)深系統(tǒng)含有測(cè)量范圍大、速度快、精度和效率高、統(tǒng)計(jì)數(shù)字化和實(shí)時(shí)自動(dòng)繪圖等優(yōu)點(diǎn)。第5頁(yè)1.多波束測(cè)深技術(shù)

MultibeamSounding

多波束測(cè)深技術(shù)，是在回聲測(cè)深技術(shù)基礎(chǔ)上，在20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)。20世紀(jì)80-90年代，伴隨技術(shù)成熟，先后出現(xiàn)了產(chǎn)品化淺、中、深水多波束系統(tǒng)。顧名思義，多波束測(cè)深系統(tǒng)在與航跡垂直平面內(nèi)一次能夠給出幾十個(gè)甚至上百個(gè)深度，取得一定寬度全覆蓋水深條帶，所以它能準(zhǔn)確快速地測(cè)出沿航線一定寬度水下目標(biāo)大小、形狀和高低改變，從而比較可靠描繪出海底地形地貌精細(xì)特征。與單波束回聲測(cè)深儀相比，多波束測(cè)深系統(tǒng)含有測(cè)量范圍大、速度快、精度和效率高、統(tǒng)計(jì)數(shù)字化和實(shí)時(shí)自動(dòng)繪圖等優(yōu)點(diǎn)。第6頁(yè)多波束系統(tǒng)以一定頻率發(fā)射沿航跡方向開(kāi)角窄（θT）而垂直航跡方向開(kāi)角寬波束，形成一個(gè)扇形聲傳輸區(qū)。多個(gè)接收波束橫跨與船龍骨垂直發(fā)射扇區(qū)，接收波束垂直航跡方向窄（θR），而沿航跡方向波束寬度取決于使用縱搖穩(wěn)定方法。單個(gè)發(fā)射波束與接收波束交叉區(qū)域稱為足印（Footprint）。一個(gè)發(fā)射和接收循環(huán)通常稱為一個(gè)聲脈沖（Ping）。一個(gè)Ping取得全部足印覆蓋寬度稱為一個(gè)測(cè)幅（Swath），每個(gè)Ping中包含數(shù)十個(gè)波束，這些波束對(duì)應(yīng)測(cè)量點(diǎn)水深值就組成了垂直于航跡水深條帶（Swath）。條帶中每個(gè)波束測(cè)點(diǎn)位置計(jì)算原理如圖1所表示。將波束實(shí)際傳輸路徑進(jìn)行微分，則波束腳印在船體坐標(biāo)系下點(diǎn)位(x，

y，z)可表示為：1.1多波束系統(tǒng)工作原理介紹

Principle

第7頁(yè)1.1多波束系統(tǒng)工作原理介紹

Principle

zx換能器

式中（x，

y）為位置信息，z為水深信息。依據(jù)該原理，能夠得到整個(gè)測(cè)深條帶內(nèi)全部波束對(duì)應(yīng)位置

x和水深數(shù)據(jù)。第8頁(yè)生產(chǎn)廠家型號(hào)頻率(kHz)波束數(shù)波束寬度測(cè)深范圍(m)掃描寬度(倍水深)L-3ELACSeabeam11851801261.5o×1.5o1~300m8Seabeam1050501261.5o×1.5o5~3000m7.4Seabeam2120201491o×1o50~8000m

RESONSeabat9001455601.5o×1.5o1~140m2~4Seabat81111001011.5o×1.5o3~700m3.5Seabat815012－24可變1o×1o－4o×4o20~1200m4KongsbergSimradEM3000D3002541.5o×1.5o0.5~250m10EM1002951112o×2o2~1000m7.4EM120121911o×1o~2o×4o20~11000m61.2多波束測(cè)深系統(tǒng)主要產(chǎn)品

ProductsofMultibeamSystem第9頁(yè)1.2多波束測(cè)深系統(tǒng)主要產(chǎn)品

ProductsofMultibeamSystem第10頁(yè)1.2多波束測(cè)深系統(tǒng)主要產(chǎn)品

ProductsofMultibeamSystem第11頁(yè)1.2多波束測(cè)深系統(tǒng)主要產(chǎn)品

ProductsofMultibeamSystem第12頁(yè)1.3多波束測(cè)深技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

（1）在海纜路由調(diào)查中應(yīng)用亞歐光纜路由調(diào)查（1997年）是我國(guó)首次在海洋工程中應(yīng)用多波束測(cè)深技術(shù)。右圖是調(diào)查中利用SimradEM950多波束測(cè)深系統(tǒng)測(cè)得海底地形圖。圖中藍(lán)線為計(jì)劃路由，不過(guò)實(shí)際勘測(cè)表明，原計(jì)劃路由區(qū)存在一條較深海溝，不適合海底光纜鋪設(shè)，所以改為黃線作為光纜路由。第13頁(yè)1.3多波束測(cè)深技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

（2）多波束測(cè)深技術(shù)在考古調(diào)查中應(yīng)用

為了探測(cè)千島湖水下古城－獅城確實(shí)切位置、建筑物現(xiàn)實(shí)狀況以及地形地貌，年7月利用SimradEM3000多波束測(cè)深系統(tǒng)對(duì)水下古城所在湖域進(jìn)行了為期一周外業(yè)勘查，取得了古城三維影像圖。從圖中能夠看出古城墻、街道和建筑物都有清楚顯示，為古城開(kāi)發(fā)、研究和保護(hù)提供了基礎(chǔ)資料和數(shù)據(jù)。

第14頁(yè)（3）在海底隧道工程中應(yīng)用1.3多波束測(cè)深技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

第15頁(yè)（3）在海底隧道工程中應(yīng)用1.3多波束測(cè)深技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

第16頁(yè)（3）在海底隧道工程中應(yīng)用1.3多波束測(cè)深技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

第17頁(yè)（3）在海底隧道工程中應(yīng)用1.3多波束測(cè)深技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

第18頁(yè)（3）在海底隧道工程中應(yīng)用1.3多波束測(cè)深技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

第19頁(yè)（4）在管線路由調(diào)查中應(yīng)用1.3多波束測(cè)深技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

第20頁(yè)2.側(cè)掃聲納探測(cè)技術(shù)

Side-scanSonarSystem

側(cè)掃聲納探測(cè)技術(shù)起源于二十世紀(jì)六十年代，它是經(jīng)過(guò)發(fā)射聲波信號(hào)，并接收海底反射回波信號(hào)形成聲學(xué)圖像，以反應(yīng)海底情況，包含目標(biāo)物位置、現(xiàn)實(shí)狀況、高度等。與其它海底探測(cè)技術(shù)相比，側(cè)掃聲納系統(tǒng)含有形象直觀、分辨率高和覆蓋范圍大等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于航道疏浚、海圖繪制、目標(biāo)物體探測(cè)、海纜路由調(diào)查、水下考古、海洋生物數(shù)量調(diào)查等眾多領(lǐng)域。第21頁(yè)2.1側(cè)掃聲納系統(tǒng)工作原理介紹

Principle

側(cè)掃聲納系統(tǒng)能夠分為兩個(gè)部分：換能器和主機(jī)。換能器普通安裝在活動(dòng)載體上，如可拖曳拖魚(yú)、水下機(jī)器人等，也能夠固定安裝在船殼上或工作船側(cè)邊其它固定儀器(如測(cè)深儀或多波束)上，但以拖魚(yú)為主。而主機(jī)則固定在工作船上，用于統(tǒng)計(jì)、處理和輸出聲學(xué)圖像。伴隨技術(shù)進(jìn)步，側(cè)掃聲鈉系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方式已經(jīng)由原來(lái)模擬信號(hào)發(fā)展為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字圖像處理技術(shù)得到應(yīng)用并開(kāi)發(fā)出對(duì)應(yīng)處理軟件。第22頁(yè)生產(chǎn)廠家型號(hào)頻率(kHz)最大測(cè)幅(m)工作水深(m)KleinKlein100/500雙頻7501000Klein3000100/500雙頻5001500Klein5000455100-30010000BenthosSIS-1500190-210500SIS-300090-1107503000EdgeTech4200100-10550010004200-FS120/410雙頻50010002.2側(cè)掃聲納設(shè)備主要產(chǎn)品

ProductsofSidescanSonar

第23頁(yè)2.2側(cè)掃聲納設(shè)備主要產(chǎn)品

ProductsofSidescanSonar

EdgeTechModel272-T第24頁(yè)2.2側(cè)掃聲納設(shè)備主要產(chǎn)品

ProductsofSidescanSonar

L-3ModelKlein3000第25頁(yè)2.2側(cè)掃聲納設(shè)備主要產(chǎn)品

ProductsofSidescanSonar

BenthosModelSIS-1500第26頁(yè)2.3側(cè)掃聲納探測(cè)技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

（1）在海底管線探查中應(yīng)用圖4為勝利埕島油田某石油平臺(tái)附近海底管道探測(cè)中，利用Klein型雙頻側(cè)掃聲納系統(tǒng)取得海底聲學(xué)圖像。從圖像中不但能夠清楚地看出懸空管道及其陰影，而且能夠依據(jù)陰影位置計(jì)算出管道懸空高度。第27頁(yè)（2）在沉船調(diào)查中應(yīng)用“理查蒙德船長(zhǎng)”號(hào)是一艘整裝貨船，船長(zhǎng)238英尺，寬35英尺，吃水14英尺，總噸位1250噸。1893年11月15日因遇風(fēng)暴淹沒(méi)于大西洋。圖5為Klein取得該沉船殘骸聲納圖像，從圖像中能夠看出沉船船底向上，左側(cè)為兩個(gè)推進(jìn)器軸和葉片，船體上有一大洞，殘片散落在船體周?chē)?.3側(cè)掃聲納探測(cè)技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

第28頁(yè)2.3側(cè)掃聲納探測(cè)技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

第29頁(yè)2.3側(cè)掃聲納探測(cè)技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

（3）在管線路由調(diào)查中應(yīng)用第30頁(yè)淺地層剖面測(cè)量是一個(gè)基于水聲學(xué)原理連續(xù)走航式探測(cè)水下淺部地層結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)地球物理方法。應(yīng)用聲學(xué)方法作為海洋工程、海上地層物性勘探伎倆已經(jīng)廣為接收，實(shí)踐表明適于探測(cè)海底沉積結(jié)構(gòu)和地層改變界面信息。其應(yīng)用范圍包括到水上工程勘察和海洋地質(zhì)研究很多領(lǐng)域。

3.淺地層剖面探測(cè)技術(shù)

SubbottomProfileSystem

第31頁(yè)淺地層探測(cè)儀器工作原理，主要是經(jīng)過(guò)換能器將控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為不一樣頻率（普通在100Hz～10kHz之間）聲波脈沖向海底發(fā)射，該聲波在海水和沉積層傳輸過(guò)程中碰到聲阻抗界面，經(jīng)反射返回?fù)Q能器轉(zhuǎn)換為模擬或數(shù)字信號(hào)后統(tǒng)計(jì)下來(lái)，并輸出為能夠反應(yīng)地層聲學(xué)特征統(tǒng)計(jì)剖面。

3.1淺地層剖面探測(cè)工作原理介紹

Principle

第32頁(yè)3.1淺地層剖面探測(cè)工作原理介紹

Principle

第33頁(yè)生產(chǎn)廠家型號(hào)頻率(kHz)分辨率(cm)穿透深度(m)工作水深(m)InnomarSES-9696和108差頻3100SES-3.5-12和100差頻5<503-1500EdgeTech3100-G4-244-82-4030033002-166-106-803000BenthosSIS-10002和7Chirp2050SIS-30002和7Chirp10503000C-ProductsC-Boom0.5-330800GeoAcouticsGeoChirpII0.5和13Chirp6依據(jù)巖性定3000GeoPulse2-1210-20依據(jù)巖性定03.2淺地層剖面設(shè)備主要產(chǎn)品

ProductsofSubbottomProfile

第34頁(yè)3.2淺地層剖面設(shè)備主要產(chǎn)品

ProductsofSubbottomProfile

BenthosSIS-1000第35頁(yè)3.2淺地層剖面設(shè)備主要產(chǎn)品

ProductsofSubbottomProfile

InnomarSES第36頁(yè)3.2淺地層剖面設(shè)備主要產(chǎn)品

ProductsofSubbottomProfile

EdgeTechSB-424第37頁(yè)3.2淺地層剖面設(shè)備主要產(chǎn)品

ProductsofSubbottomProfile

EdgeTechDT-1第38頁(yè)3.2淺地層剖面設(shè)備主要產(chǎn)品

ProductsofSubbottomProfile

GeoAcousticsChirpII第39頁(yè)（1）在海底管線調(diào)查中應(yīng)用下列圖為勝利油田某海上石油平臺(tái)附近海底管線調(diào)查中取得淺地層剖面。調(diào)查使用Innomar企業(yè)生產(chǎn)SES-96參量陣極淺剖系統(tǒng)。該資料清楚地反應(yīng)出管道埋設(shè)狀態(tài)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算能夠得到管線埋深和懸空高度。3.3淺地層剖面探測(cè)技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

第40頁(yè)（2）在光纜路由調(diào)查中應(yīng)用下列圖是某海上光纜路由調(diào)查中取得淺地層剖面。調(diào)查中使用C-Products企業(yè)生產(chǎn)C-Boom淺地層剖面儀，震源能量100焦耳，采樣率0Hz，發(fā)射頻率4次/秒，剖面統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)度80毫秒。剖面很好地揭示了海底基巖面深度，清楚反應(yīng)了基巖面以上沉積地層結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)。3.3淺地層剖面探測(cè)技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

第41頁(yè)4.海洋重力探測(cè)技術(shù)

MarineGravitySurvey海洋重力勘探是海洋地球物理調(diào)查一項(xiàng)傳統(tǒng)內(nèi)容，在海洋油氣勘探、海底結(jié)構(gòu)研究等方面曾發(fā)揮了主要作用。近年來(lái)，伴隨海洋重力儀探測(cè)精度提升，海底重力儀在海洋工程中開(kāi)始得到應(yīng)用，比如在跨海大橋工程等。

第42頁(yè)4.1海洋重力儀工作原理介紹

Principle

海洋重力儀分為船載重力儀和海底重力儀兩類(lèi)。按測(cè)量方式分為直線型和擺桿型。原理：

f=-kx第43頁(yè)4.2海洋重力儀主要產(chǎn)品

ProductsofMarineGravitymeter

類(lèi)型生產(chǎn)廠家儀器型號(hào)靈敏度(mGal)精度(mGal)漂移測(cè)量范圍海洋重力儀BodenseeKSS-310.011-2<3mGal/月全球

LaCoste/RombergSystemII0.011-2<3mGal/月全球海底重力儀

0.001

0.005

0.02mGal/天

800mGal第44頁(yè)LaCoste/Rumberg生產(chǎn)Air/SeaSystemⅡ海洋重力儀4.2海洋重力儀主要產(chǎn)品

ProductsofMarineGravitymeter

第45頁(yè)在跨海大橋工程地質(zhì)勘查中應(yīng)用

4.3海洋重力探測(cè)技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

第46頁(yè)5.海洋磁法探測(cè)技術(shù)

MarineMagneticSurvey海洋磁法勘探是海洋地球物理調(diào)查一項(xiàng)傳統(tǒng)內(nèi)容，在海洋油氣勘探、海底結(jié)構(gòu)研究等方面曾發(fā)揮了主要作用。近年來(lái)，伴隨海洋磁力儀靈敏度和探測(cè)精度提升，海洋磁法探測(cè)技術(shù)在海洋工程中得到了新應(yīng)用，比如在光纜路由調(diào)查、海底油氣管線調(diào)查，海灣大橋、海底隧道工程可行性研究，找尋海底磁性物體等，并取得了一些成功經(jīng)驗(yàn)。另外，磁法勘察在海洋污染防治方面也有應(yīng)用潛力，國(guó)外已經(jīng)有相關(guān)報(bào)道。

第47頁(yè)5.1海洋磁力儀工作原理介紹

Principle

當(dāng)代海洋磁力儀按工作原理能夠分為質(zhì)子旋進(jìn)式、歐弗豪塞（Overhauser）式和光泵式等三種不一樣類(lèi)型。質(zhì)子旋進(jìn)式磁力儀工作原理是利用質(zhì)子旋進(jìn)頻率和地磁場(chǎng)關(guān)系來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)。依據(jù)地磁場(chǎng)與質(zhì)子旋進(jìn)頻率關(guān)系T=23.4874f，只要測(cè)量出質(zhì)子旋進(jìn)頻率f，就能夠得到地磁場(chǎng)T大小。Overhauser磁力儀是在質(zhì)子旋進(jìn)式磁力儀基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，盡管它仍基于質(zhì)子自旋共振原理，但在多方面與標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子旋進(jìn)式磁力儀相比有很大改進(jìn)，其帶寬更大，耗電更少，靈敏度比標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)子磁力儀高一個(gè)數(shù)量級(jí)。光泵磁力儀基本原理是建立在塞曼效應(yīng)基礎(chǔ)之上，利用拉莫爾頻率與環(huán)境磁場(chǎng)間準(zhǔn)確百分比關(guān)系來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)。

第48頁(yè)生產(chǎn)廠家型號(hào)工作原理靈敏度(nT)精

度(nT)采樣率(Hz)方向誤差(nT)最大工作水深(m)MarineMagneticsSeaSPYOverhause0.010.24無(wú)6000GEOMETRICSG-880光泵式0.010.310+/-0.51000G-882光泵式0.020.310

9000中船重工七一五所GB-5光泵式0.010.110+/-0.510GB-6光泵式0.010.110+/-0.530GeomagSARLSMM-III光泵式0.0030.510無(wú)60005.2海洋磁力儀主要產(chǎn)品

ProductsofMarineMagnetometer

第49頁(yè)Marinemagnetics生產(chǎn)SeaSPY海洋磁力儀5.2海洋磁力儀主要產(chǎn)品

ProductsofMarineMagnetometers

第50頁(yè)Geometrics企業(yè)生產(chǎn)G880海洋磁力梯度儀5.2海洋磁力儀主要產(chǎn)品

ProductsofMarineMagnetometer

第51頁(yè)Geometrics企業(yè)生產(chǎn)G882小型海洋磁力儀5.2海洋磁力儀主要產(chǎn)品

ProductsofMarineMagnetometer

第52頁(yè)（1）在光纜路由調(diào)查中應(yīng)用

因?yàn)楹５坠饫|路由海域存在著已經(jīng)敷設(shè)過(guò)海纜（包含海底通訊電纜、電力電纜和光纜等），經(jīng)過(guò)了歲月變遷，這些海纜在海域中坐標(biāo)有了改變，有是否還存在也不明確；另外，過(guò)去敷設(shè)海纜時(shí)定位儀存在較大誤差，為了探明光纜路由線交匯海底電纜準(zhǔn)確位置，必須對(duì)光纜路由進(jìn)行探測(cè)。在C2C歐亞光纜路由調(diào)查中，使用加拿大MarineMagnetics企業(yè)生產(chǎn)SeaSPY海洋磁力儀進(jìn)行勘察。圖10是當(dāng)磁力儀探頭穿過(guò)海纜時(shí)測(cè)得磁異常曲線，磁異常幅值普通可達(dá)幾十到上百nT。

5.3海洋磁法探測(cè)技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

第53頁(yè)（2）在海底隧道工程地質(zhì)環(huán)境評(píng)價(jià)中應(yīng)用海底隧道工程可行性研究階段面臨首要問(wèn)題之一就是區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，重點(diǎn)了解工程區(qū)域內(nèi)斷裂分布及其活動(dòng)性。圖11為青島膠州灣隧道工程勘測(cè)區(qū)取得磁異常（△T）平面等值線圖，能夠看出有一條線性磁異常帶縱貫測(cè)區(qū)，依據(jù)與單道地震及多波束資料對(duì)比分析，能夠確定這是一條較大規(guī)模斷裂帶，后經(jīng)鉆探得到驗(yàn)證。5.3海洋磁法探測(cè)技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

第54頁(yè)（3）在污染防治方面應(yīng)用污染沉積物磁化率要比未受污染沉積物磁化率高1到2個(gè)數(shù)量級(jí)。加拿大在安大略湖漢密爾頓港治理過(guò)程中，應(yīng)用海洋磁法探測(cè)，結(jié)合取樣結(jié)果，給出了污染沉積物范圍和厚度信息。左圖所表示剩下磁異常圖揭示了漢密爾頓港南部強(qiáng)正磁異常區(qū)和北部負(fù)磁異常區(qū)均為污染沉積物所致，沿海港軸線線形異常區(qū)可能與沿一條拗陷分布第四紀(jì)沉積相關(guān)。5.3海洋磁法探測(cè)技術(shù)在近海工程中應(yīng)用

ApplicationsinOffshoreEngineering

加拿大漢密爾頓港剩下磁場(chǎng)暈渲圖第55頁(yè)6、淺層高分辨率地震探測(cè)技術(shù)

HighresolutionSeismicSystem

近年來(lái)，伴隨震源技術(shù)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)發(fā)展，海洋工程地震探測(cè)儀器日趨變小，而分辨率則不停提升，當(dāng)前已成為海上工程地質(zhì)調(diào)查與評(píng)價(jià)慣用地球物理調(diào)查伎倆之一，是查明晚第四系（從數(shù)十米到上百米）沉積結(jié)構(gòu)與厚度、判斷晚第四紀(jì)（甚至第四紀(jì)）斷層存在及其活動(dòng)性有效方法，也是了解工程區(qū)潛在災(zāi)害地質(zhì)原因主要路徑。第56頁(yè)6.1淺層高分辨率地震探測(cè)工作原理介紹

Principle

高分辨率海上淺層地震探測(cè)技術(shù)能夠分成單道地震和多道地震，同油氣地震勘探勘探技術(shù)含有相同工作原理。即人工激發(fā)地震波，在傳輸過(guò)程中碰到地層界面將產(chǎn)生反射，地震儀接收并統(tǒng)計(jì)反射波旅行時(shí)間（假設(shè)為t）。假如已知或經(jīng)過(guò)計(jì)算得到該反射界面以上地層反射波傳輸速度（v），則反射界面埋深（h）能夠計(jì)算出來(lái)：h=1/2*vt。地震探測(cè)系統(tǒng)主要有三個(gè)部分組成：震源系統(tǒng)、接收系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。與油氣地震勘探技術(shù)不一樣是，海上淺層地震探測(cè)技術(shù)中震源能量小、頻帶寬（幾十赫茲到幾千赫茲）、主頻高（幾百赫茲到上千赫茲），普通選取電火花作為震源，能量從幾十焦耳到幾千焦耳，地層穿透深度從幾十米到數(shù)百米。第57頁(yè)6.2慣用地震儀產(chǎn)品型號(hào)

ProductsofSeismicAcquisitionSystem

生產(chǎn)廠家型號(hào)地震道數(shù)A/D轉(zhuǎn)換動(dòng)態(tài)范圍帶寬采樣間隔(ms)前放增益統(tǒng)計(jì)長(zhǎng)度GeopenGeopen24241221.75Hz-20kHz0.05-50

2048msGeoresourcesGeo-Traces24241441.75Hz-20kHz0.01-915and25dB16000采樣點(diǎn)GeometricsStrataVisosNZ24－96241441.75Hz-20kHz0.02-612and24dB16384采樣點(diǎn)IXSEADelphseimic1241441.75Hz-20kHz0.0538dB16000采樣點(diǎn)第58頁(yè)6.2慣用地震儀產(chǎn)品型號(hào)

ProductsofSeismicAcquisitionSystem

GeopenSeismmograph第59頁(yè)6.2慣用地震儀產(chǎn)品型號(hào)

ProductsofSeismicAcquisitionSystem

GeoResourcesGeo-Traces第60頁(yè)6.2慣用地震儀產(chǎn)品型號(hào)

ProductsofSeismicAcquisitionSystem

GeometricsStrataVisorNXSeismograph第61頁(yè)6.2慣用地震儀產(chǎn)品型號(hào)

ProductsofSeismicAcquisitionSystem

Triton-ElicsDelphWIN采集系統(tǒng)第62頁(yè)生產(chǎn)廠家型

號(hào)能量(Joules)主頻(Hz)最小激發(fā)間隔(秒)最大穿透深度(m)GEO-RESOURCESGEO-SPARK1000100—10001000左右0.5150-200GEO-SPARK5KJ2500-50008002200-500SIGSIG100J10015000.5100SIG15