海洋场地环境物探工作方案

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1、海洋场地环境综合物探工作方案0前言随着现代物探技术的迅猛发展，其在海洋领域所发挥的独特作用亦日益显现。海洋物探是地球物理学原理与技术在海洋条件下的具体应用，其服务行业是丁分广阔的。海洋物探是海域T程勘探的•个重要方而，具有快速、准确、无损害的特点，它对丁•勘探区域地层的宏观揭露，弥补了传统地质钻探的不足，在海洋现代大型重点工程的设计和施工中，发挥了越来越重要的作用。本方案拟综合使用多波束测深、侧扫声纳、单道反射地震以及磁测等海洋物探方法，对某场区海底及近岸的海域第四纪覆盖层、海域基岩面、海底障碍物进行勘探和探测。1方案的目的1・1、查明拟建场区海底地形地貌特

2、征。1.2.拟建场区海底底质的划分，各种出露于海底的管线、障碍物和沉积物的探测和定位。1.3、查明拟建场区的海底地质构造。2技术方案综合使用多波束测深、侧扫声纳、单道反射地震以及海洋磁测等多种海洋物探方法，并进行适当地质钻探对比验证。2.1多波束测深多波束测深技术是目前海测领域进行海洋地形地貌勘测的重耍手段，被广泛应用于港口和航道测量，以及水下物体探测定位等方面,具有测量精度高和全覆盖的特点。多波束测深是水声技术、计算机技术、导航定位技术和数字化传感器技术等多种技术的高度集成。测深时，载有多波束测深系统的船，每发射一个声脉冲，不仅可以获得船下方的垂直深度，而

3、且可以同时获得与船的航迹相垂直的面内的几十个水深值。多波束测深系统•般由窄波束凹声测深设备（换能器、测量船摇摆的传感装置、收发机等）和回声处理设备（计算机、数字磁带机、数字打印机、横向深度剖面显示器、实时等深线数字绘图仪、系统控制键盘等）两大部分组成。多波束测深系统同单个宽波束的冋声测深仪相比，具有横向覆盖范围大（为深度的几倍），波朿窄（约为3。〜5。），效率高等优点。适用于海上工程施工区和重要航道的较大面积的精确测量，也可以用于精确测定航行障碍物的位置、深度。它能绘山海底三维图形，有的系统还可在冰覆盖区使用。在测量屮，使用多波束系统配合GPSRTK定位仪器

4、进行。施工前，把仪器按要求固定安装到测量船只上后，在浪级小于1m的海况下，分别在平坦海底区域和海底已知目标物上，对该系统的横摇偏差、纵摇偏差、电罗经偏差和导航延迟等参数进行一系列校正，并在施工附近方圆10km内架设验潮站，每十分钟纪录一组潮水变化信息。施工期间，每3h〜4h监测一次海水声速变化，以确保测量的精度。在数据编辑和处理阶段，利用处理软件对海水深度数据进行编辑和滤波后，再釆用人工干预来剔除残余的噪声数据，并加入潮水和声速改正信息，最终输出工程用图或海图。2.2侧扫声纳侧扫声纳技术是一种利用声波背反射原理实时成像的方法。该系统水下测量设备俗称“拖鱼”，

5、外形酷似鱼雷，拖拽于船后，二侧装有声纳换能器，可按固定时间间隔向水底发射垂直于航向的扇形高频波朿，接收来自海底或水体内物体的背反射信号，并依据所接收的信号走吋信息和背反射强度来绘制直观的表征海底面貌的灰度或彩色图。这种方法具有分辨率高、覆盖面大和图像直观的优点，是目前海底地貌测量、海底底质划分，各种出露于海底的管线、障碍物和沉积物探测定位的重要手段。以某型双频侧扫声纳为例，该系统有二个发射频率，分别为100kHz和500kHz,水平面内的波束角宽为0.5。,垂直平面内的波束角宽为50°。使用500kHz的高频声纳信号进行测量，覆盖范围设定在测线二侧75m以内

6、时，分辨率能达分米级。野外测量时使用时间增益控制（TG）来补偿声波在传播过程中的损失，并利用自动增益控制（G）来补偿信号的随机变化，室内图像处理中利用手动增益控制（MGC）來使得输出的图像有最佳的显示效果。运用该系统对水底鱼礁、沉船和海底管线等各种出露于海底之上的物体进行调查研究，有较好的应用效果。2.3单道反射地震单道反射地震方法在浅海地质勘查领域具有较大的优势，可以为地质构造调查研究，海上基建项目选址，填海及航道疏通工程可行性研究等提供大量重耍的地质信息，也被用于海底管线、隧道和各种掩埋物等的调查研究。单道海上反射地震具有配置灵活、操作简单、高效且经济的

7、特点，作为一种基础物探方法，其应用领域不断扩展。单道海上反射地震系统由船载系统和拖曳系统构成。拖曳系统包括换能器、水听器和电缆构成；船载系统包括可控震源、数据采集和处理平台、GPS卫星导航定位系统，测深系统等。水听器海床・■■12m151反射地震剖面系统的组成和工作原理示意2.3.1单道反射地震在浅水条件下的应用在大区域、深水条件下，发射和接收设备（换能器和水听器）拖在船尾30-50m,以降低发动机、螺旋桨及船载设备对地震系统造成的音频干扰。而在近岸浅水区域，工程特点一是区域小，测线往往很短，很多丁区在海湾、避风塘等半封闭地区，发射和接收设备不能拖在船后足够

8、距离；二是水浅，水深大多在2〜10m,不利于野外作业