海洋多波束测深技术应用研究
多波束在水深测量中的实际应用

多波束技术在水深测量中有广泛的实际应用。
以下是几个常见的实际应用场景:
1. 海洋测绘:多波束技术可以用于海洋测绘,获取海底地形和水深信息。
通过将多个声纳波束同时发射,接收反射回来的信号,并分析这些信号的时间延迟、幅度和方向,可以精确测量水深和绘制海底地形图。
2. 港口和航道维护:多波束技术可用于港口和航道的维护工作。
通过定期的水深测量,可以检测出港口和航道中可能存在的浅滩、障碍物或沉积物,并进行及时清理和维护,以确保船只的安全通行。
3. 水文调查和河流管理:多波束技术也可用于水文调查和河流管理。
通过测量河流、湖泊和水库等水体的水深和底质特征,可以帮助评估水资源的利用和管理,监测泥沙运移,预测洪水风险等。
4. 水下建筑和管线巡检:多波束技术可应用于水下建筑和管线的巡检和检测。
通过获取水深数据和底质信息,可以帮助寻找并评估水下建筑物、海底管道和电缆等的状态和完整性。
5. 潜水运动和水下探险:多波束技术也被应用于潜水运动和水下探险中。
通过测量水深和探测水下地形,探险者可以更好地了解水下环境,规划路线和活动,并确保安全进行潜水活动。
多波束技术的实际应用不仅限于以上几个领域,随着技术的不断发展,它在水深测量和水下探测领域将有更广泛的应用前景。
海洋测绘服务中的多波束测深技术在海底地貌研究中的应用

海洋测绘服务中的多波束测深技术在海底地貌研究中的应用海洋是地球表面上广阔的一片领域,而深不见底的海底世界更是人类探索的终极目标之一。
海底地貌研究作为海洋科学的重要分支,关注海底地貌的形成机制、演化过程以及对海洋环境的影响,对于揭示地球和人类未知领域的奥秘具有重要意义。
在海洋测绘服务中,多波束测深技术在海底地貌研究中具有重要的应用价值。
多波束测深技术是一种高分辨率、高精度的海底测深技术,通过多个波束同时发射和接收回波数据,可以精确测量水深以及海底地形的变化,并生成精确的三维地形模型。
多波束测深技术在海底地貌研究中的应用主要体现在以下几个方面:1. 海底地貌调查与识别多波束测深技术可以提供高分辨率的水深数据,通过对测量数据进行处理,可以重建出海底地形的三维模型。
这些三维模型可以用于海底地貌的调查与识别,帮助科学家们解读海底地貌的形成过程及其与海洋环境的关系。
海底地貌的观测和特征分析对于海洋地质、海洋生物学、海洋地球物理等领域的研究都具有重要意义。
2. 海底障碍物探测与定位海洋中存在着各种各样的海底障碍物,例如岩石、礁石、沉船等,这些障碍物对于海洋资源开发和航行安全都具有重要影响。
多波束测深技术可以提供高精度的海底地貌信息,通过分析海底地形数据,可以有效地发现和定位海底障碍物,帮助海洋工程、航海、港口建设等部门做出科学决策,确保海洋资源的有效开发和航行的安全。
3. 海底沉积物研究海底沉积物是海洋环境中的重要组成部分,其分布和特征与海洋生态环境、污染物扩散等问题密切相关。
多波束测深技术可以提供高精度的水深和地形信息,通过对测量数据中的回波信号进行分析,可以推测出海底沉积物的类型和分布。
这对于海洋环境保护、气候变化研究等领域都具有重要意义。
4. 海底地质构造研究海洋地质构造研究是海底地貌研究的重要内容之一。
通过多波束测深技术获取的高分辨率海底地形数据,可以帮助科学家们研究海底的地壳构造、断裂带、构造线aments等地质结构特征,探索海底地壳演化的规律与机制,对于理解地球内部的运动和变化具有重要价值。
海洋资源勘探中多波束测深技术的使用教程与数据解析

海洋资源勘探中多波束测深技术的使用教程与数据解析多波束测深技术是一种常用于海洋资源勘探的技术手段,它能够获取水深信息及海底地形的详细数据。
在海洋资源开发中,多波束测深技术的使用对于确定合适的海洋资源勘探区域、制定勘探策略以及评估资源储量具有重要意义。
本文将介绍多波束测深技术的使用教程,并对采集得到的数据进行解析,帮助读者更好地理解和应用该技术。
一、多波束测深技术的使用教程1. 系统组成和工作原理多波束测深系统由船舶上的测深设备和水下激光和声波传感器组成。
其工作原理是通过水下传感器发射声波或激光束,然后接收反射回来的信号。
根据声波或激光束的传播时间和反射信号的强度,系统可以计算出水深和海底地形的数据。
2. 数据采集与处理首先,需要确定好勘探区域,并安装好多波束测深系统。
然后,船舶将沿着预定航线行驶,将水下传感器降入水中,并开始采集数据。
数据采集完成后,将数据传输到上层计算机或处理设备进行处理和分析。
3. 数据处理和解析在数据处理过程中,需要注意以下几个关键步骤:(1)数据预处理:将原始数据进行校正和处理,消除噪声和干扰。
(2)波束角和波束间距校正:根据传感器的参数,对波束角和波束间距进行校正,以确保准确的水深测量。
(3)水深计算:利用声速、传播时间和反射信号强度等参数,计算出每个波束的水深。
(4)海底地形重建:通过对水深数据的空间插值和拟合,可以重建出海底地形的模型。
(5)数据分析和应用:根据海底地形模型,可以进行资源储量评估、选址规划和勘探策略制定等工作。
二、多波束测深数据的解析多波束测深数据包含了丰富的水深和地形信息,通过对数据的解析,可以获取更多有用的信息。
1. 水深信息水深是多波束测深数据中最基本的信息,可以直接用于绘制海图、制定航线和进行港口测量等工作。
在数据解析中,需要注意水深的精确性和可靠性,对数据进行有效的预处理和校正。
2. 海底地形信息通过对多波束测深数据的地形重建,可以获得详细的海底地形模型。
多波束测深系统在现代海洋测绘中的应用研究

多波束测深系统在现代海洋测绘中的应用研究发表时间:2020-12-31T15:04:15.590Z 来源:《科学与技术》2020年第26期作者:李行徐俊洲[导读] 海洋测量是所有海洋开发活动的基础,海底地形测量是海洋测量中最重李行1 徐俊洲2交通运输部东海航海保障中心上海海事测绘中心上海市杨浦区200090摘要:海洋测量是所有海洋开发活动的基础,海底地形测量是海洋测量中最重要的基础任务之一,在现代科学技术的介入和基础上,海底地形测量技术迅速发展,目前世界各地海洋国家与海洋测量有关成为重要的研究领域,前所未闻的高科技测量手段相继出现,多束侧心就是当今世界测量海底地形最先进技术手段的杰出代表。
关键词:多波束测深系统;现代海洋测绘;应用;前言:多波束测深系统是一个复杂的海底地形系统,由多个传感器组成,目前通常是,在动力水文测量船上进行的多波束探测比其他测量复杂得多。
多波束探测的结果取决于各种因素和限制,影响多波束点深度和平面位置的主要测量方法。
一、技术原理多波束测深系统的工作原理是声波,利用发射极变换器阵列向海底广泛发射的声波,利用接收模块接收窄波束的声波,一次探测后,通过发射、向各部门发出正交信号和适当处理这些痕迹,可以探测到海底的辐射痕迹。
可以在垂直平面上设定100%的上限,以精确快速测量尺寸的变化,海底目标的形状和位置定宽,更可靠地描述海底地形的三维特征。
在分析了多波束测深可能造成的各种重大和系统性差异之后质量控制方案。
包括多波束测深数据的收集处理、取得结果、接收和评价,以便尽可能查明。
考虑到多波束探测的全部范围的特点,在检查过程中还可以合理地确定深度误差。
以地形变化指标为基础的具体深度,对多波束探测结果的质量控制和检查在基本单位是很难解决的。
与单波束相比,多波束数据的严重和系统性偏转问题,但另一方面,可以解决单射线探测的质量问题,如果与多波束探测有关的各种定性问题得到解决,那么这些质量问题只有在以下情况下才能有系统地解决,将查明和查明多波束测深可能产生的许多严重和系统性的偏差。
海洋多波束测深技术应用研究

测 量很 不 安 全 , 但 利 用 多 波 束 系统 宽覆 盖 、
4 】陈学 辉 . 水 下 测量 G P S — RT K技 术 应 用 术 是 通 过 测 量 管 道 与 海 底 面 的 相 对 高 差 【 来 检 测 海 底 管 道 掩 埋 状 况 的 , 对 尚 未 完 [ J ] . 中国高 新技 术企 业 , 2 0 1 0 ( 4 ) : 4 4 — 4 5 . 高分辨率 的特点对 油田进行调查 , 在 距 离 [ 5 ]邵士 林 . 谱 写 航 道 疏 浚 事 业 新 篇 章[ J 】 . 平 台一 定 范 围就 可 以 准确 测 出平 台 的位 置 全 掩 埋 的 海 底 管 道 , 可 以 使 用 多 波 束 测
以及平 台下方和 周围的地形 , 再 通过对 多
上 油 田 采 油 平 台调 查 中 测 绘 的地 形 图 , 该 侧 扫 声 呐 等 物 探 设 备 进 行 综 合 检 测 , 才
息化 , 2 01 0 ( 3 ) : 4 8 .
[ 7 】胡大 根 , 杨世坤, 冯 雪辉 . 积 极 发 展江 西 图 清 晰 地 显 示 了 平 台 周 围 及 平 台下 方 的地 能 获 得 较 好 的 效 果 。 随 着多波 束技 术的发 展 , 浅 水 多 波 束 水 上 运 力[ J 】 . 中 国水 运 , 2 0 0 5 ( 1 0 ) : 2 8 — 形特征、 管 道走 向及 状 态 , 并 且 可 以 明显 看 出 平 台 桩 柱 的 位 置 以 及 平 台 安 置后 形成 的
至 不能定位 。 另 外 平 台 桩 柱 附 近 的水 深 及 平 台下方 的水深很难 测到 , 而 且 靠 近 平 台
2 0 1 1 ( 3 ) : 1 3 l 一1 3 2.
海底地震勘探中多波束测深技术的研究及应用

海底地震勘探中多波束测深技术的研究及应用随着社会发展和国家对海洋资源的重视,海洋地质勘探受到了前所未有的重视。
其中,海底地震勘探作为开展海洋地质勘探的首要步骤之一,其精度和效率成为了勘探成败的核心因素之一。
而多波束测深技术因为其高精度、高效率、多参数的优势,成为了海底地震勘探中的重要技术手段。
一、多波束测深技术概述多波束测深技术是利用成象声纳设备在海底中进行精确深度测量的技术,采用的是多余一个水平波束的声纳进行水深测量。
该技术可在短时间内快速采集大量海底数据,实现对海底的快速成像和高精度的水深测量。
二、多波束测深技术的应用多波束测深技术是目前海底地震勘探中最为常用的一种技术手段。
它可以在高精度的海底地形成像和水深测量的基础上,提供多种海底地质信息,包括海底地貌、沉积物分布、海底构造等。
多波束测深技术已广泛应用于大洋、海湾、沿海、内陆水域等各种水深测量工作中,并取得了广泛的应用和推广。
三、多波束测深技术的发展多波束测深技术中国始于上世纪90年代初,经过20多年的发展和完善,现已能满足目前大部分海底地震勘探的需求。
当前多波束测深技术正向着高精度、高效率、多参数等方向发展,成为海底地震勘探中必不可少的一种技术手段。
四、多波束测深技术存在的问题和解决方案多波束测深技术在海底地震勘探中虽然取得了一定的成效,但与国际先进水平相比,还存在一些问题,如航线设计不够科学、海底地形获取精度不够等。
为了解决这些问题,需要加强土壤和地形的探测精度,改进航线设计方法,增加测量数据质量等。
五、总结多波束测深技术是当前海底地震勘探中最为常用的一种技术手段,它的高精度、高效率、多参数等优点,为海底地球物理探测、资源勘探、海洋环境监测等方面的工作提供了强有力的技术支持。
在未来的发展中,多波束测深技术将继续发挥重要作用,并有望实现更高的精度和效率,为海洋开发和保护做出更大的贡献。
多波束测深系统在海洋工程测量中的应用研究
多波束测深系统在海洋工程测量中的应用研究在时代和科学快速发展的情况下,大部分海洋航道测试都使用了具有创新性和实际性的测量技术,在这种情况下多波束系统得到了非常广泛的应用,并且取得了非常好的效果。
基于此,本文首先对多波束系统进行介绍,之后对多波束系统的实际应用和应用实例进行深入研究,希望可以通过这种方式确保海洋航道测试的准确性。
标签:多波束系统;海洋工程;相关研究多波束系统中主要利用了条带类型的测量方法,这个系统可以对海底的实际情况进行测量,而且还能精准得出海底地貌数据。
若是可以有效对这种系统进行应用,那么就能加快地形测量技术发展的速度,而且还能提升海底测量的精准程度。
1 多波束系统概述多波束与传统的单波束相比具有一定的优势,特别是在海底构造测量的准确性和实际性方面,整体提升了海底测量的实际效果,而且也节省了工程开展的时间。
2 多波束测深系统的在海洋工程测量中的应用2.1在油田调查中的应用在一般情况下进行海上油田调查时,使用的测量设备都是单波测量设备,实际的测量过程中会受到遮挡物的影响,所以整体降低了GPS的精度,而且有时也无法进行定位。
除此之外,使用这种设备很难对桩柱附近的水深进行测量,所以在进行施工时不具有安全性。
但是在进行测量的过程中使用多波束测量系统,不光具有非常高的清晰度,而且也能在一定的距离内对油井的实际情况进行了解,准确得出实际的作业情况。
目前国内大部分油田工程采用EM3000系统,这种系统能够准确测出地图实际的阴影情况,而且还能非常清楚地看出安装后的地形状态,若是在进行施工的过程中使用单波束系统根本无法达到这种效果。
采油平台阴影地形图实际情况如图1所示。
图1 采油平台阴影地形图2.2 在锚地测量中的应用锚地测量的实际内容是,利用对海底测量得出此部分施工是否可以使用锚地操作进行。
在一般情况下,锚地施工都是依靠单波束系统进行,通过这种方式得出测量区域的深度、地貌以及地质情况,但是这种方法工作量大、耗能高以及施工时间长。
海底地形探测技术及应用
海底地形探测技术及应用近年来,随着科技的不断发展,探索海底地形的技术也越来越先进。
海底地形是指海洋底部的地形特征,包括海底山脉、海沟、盆地等。
了解海底地形对于海洋科学研究、海洋资源开发以及海洋地质灾害预警具有重要意义。
本文将探讨一些目前广泛应用的海底地形探测技术和相关应用。
一、多波束测深技术多波束测深技术是一种通过多个声纳波束同时向下发射,在接收时记录不同角度的回波,以获取更详细的海底地形数据。
这项技术的主要原理是利用声波在海水中传播时发生折射的特性,通过计算回波的传播时间和强度,可以精确测量出海底的高程和形态。
多波束测深技术具有测量速度快、精度高、覆盖范围广等优点,因此在海洋勘测、渔业资源调查以及海底管线敷设等领域得到广泛应用。
二、声纳侧扫技术声纳侧扫技术是一种通过声纳系统在船舶两侧作水平扫描,获取海底地形图像的方法。
这项技术基于声纳的回波原理,通过计算声波在不同方向上的回波强度和时间延迟,可以生成一个清晰的海底地形图像。
声纳侧扫技术不仅可以获取海底地形的高程信息,还可以获取地形细节、底质成分等重要数据。
因其高分辨率的特点,声纳侧扫技术在深海勘探、海洋环境监测以及搜寻失踪物体等方面具有广泛的应用前景。
三、卫星遥感技术卫星遥感技术是一种通过使用卫星搭载的传感器来获取地表或海洋表面的信息的技术。
对于海洋领域,卫星遥感技术可以获取大范围的海洋地形数据,包括海洋表面高度、海流变动、海洋溢油等重要参数。
通过分析和处理卫星遥感数据,科学家可以揭示海底地形变化、海洋生态系统演变以及岛屿地质演化等方面的规律,为海洋资源开发、环境保护等提供科学依据。
四、声纳成像技术声纳成像技术是一种通过声纳发射器和接收器之间的距离、角度以及回波信号的强度和时延,生成海底地形图像的方法。
声纳成像技术相对于传统的测深技术来说,具有更强的细节展示能力。
通过将多个声纳成像图像叠加起来,可以获得更加清晰、准确的海底地形图像。
在深海考古、海洋地质研究以及水下导航等领域,声纳成像技术发挥着重要的作用。
海洋测绘水深实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在通过实际操作,掌握海洋测绘水深测量的基本原理和方法,熟悉使用多波束测深系统进行水下地形测量的操作流程,并了解水深测量归算的相关知识。
二、实验时间与地点实验时间:2023年11月20日实验地点:某沿海水域三、实验器材1. 多波束测深系统2. 测深仪3. 控制船4. 辅助船只5. 实验记录表四、实验原理水深测量是海洋测绘中的重要内容,主要采用声波测量原理。
声波在水中传播时,由于水的密度和声速的变化,能够准确测量出水深。
多波束测深系统通过发射声波,接收反射回来的声波信号,根据声波往返时间计算出精确的水深数据。
五、实验步骤1. 准备工作- 检查多波束测深系统是否正常运行。
- 确认测深仪的校准状态。
- 准备实验记录表。
2. 定位与布设- 使用GPS定位系统确定实验区域的坐标。
- 在预定区域布设测线,并标记起点和终点。
3. 测深操作- 将多波束测深系统放置在控制船上,启动系统。
- 通过船上的导航系统控制测深系统沿预定测线进行测量。
- 在测量过程中,实时记录水深数据。
4. 数据处理- 将测得的水深数据导入计算机,进行初步处理。
- 根据声速、水温、盐度等参数对水深数据进行修正。
- 将修正后的水深数据绘制成水下地形图。
5. 归算- 确定平均海水面和深度基准面。
- 对水深数据进行归算,得到实际水深。
六、实验结果与分析1. 水深数据- 通过多波束测深系统,成功获取了实验区域的水深数据。
- 数据显示,该区域水深变化较大,部分区域水深超过30米。
2. 水下地形图- 根据测得的水深数据,绘制了实验区域的水下地形图。
- 地形图清晰地展示了海底地貌特征,如浅滩、深沟等。
3. 归算结果- 通过归算,得到了实验区域的实际水深数据。
- 实际水深与测得水深基本吻合,说明实验结果可靠。
七、实验总结1. 通过本次实验,掌握了海洋测绘水深测量的基本原理和方法。
2. 熟悉了多波束测深系统的操作流程,提高了实际操作能力。
海洋多波束测深技术应用研究
海洋多波束测深技术应用研究作者:廖剑波来源:《科技资讯》 2013年第27期廖剑波(交通运输部南海航海保障中心广州海事测绘中心测量队广东广州 510320)摘要:本文以海洋多波束测深技术在海底管道探测中的应用为研究对象,论文首先分析了多波束测深系统及其校准方法,进而探讨了其在珠江三角洲地区海底输油管道探测中的应用思路,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
关键词:多波束测深技术管道探测校正中图分类号:P204文献标识码:A文章编号:1672-3791(2013)09(c)-0000-000 引言多波束测深系统通过声波发射与接收换能器阵进行声波广角度定向发射、接收,在与航向垂直的垂面内形成条幅式高密度水深数据,能精确、快速地测出沿航线一定宽度条带内水下目标的大小、形状和高低变化,从而精确可靠地描绘出海底地形地貌的精细特征。
采用多波束测深仪对海底管道路由区进行水深测量,水深数据是分析海底管道沉降变化的基本信息之一,也是分析路由区地形冲刷变化的基础数据。
通过技术处理,可以直观看到海底管线弯曲走向、状态、管线抛沙维护以及插桩扰动等信息,科学准确地为海底管道维护提供技术数据。
1 多波束测量系统及其校准完整的多波束系统除了具有复杂的多阵列发射接收换能器和用于信号控制、处理的电子柜外,还需要高精度的运动传感器、定位系统、声速剖面仪和计算机软、硬件及其显示输出设备。
典型多波束系统应包括 3 个子系统:①多波束声学子系统,包括多波束发射接收换能器阵和多波束信号控制处理电子柜。
②波束空间位置传感器子系统,包括电罗经等运动传感器、DGPS 差分卫星定位系统和 SVP 声速剖面仪。
运动传感器将船只测量时的摇摆等姿态数据发送给多波束信号处理系统,进行误差补偿。
卫星定位系统为多波束系统提供精确的位置信息。
声速剖面仪为准确计算水深提供精确的现场水中声速剖面数据。
③数据采集、处理子系统,包括多波束实时采集、后处理计算机及相关软件和数据显示、输出、储存设备。
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海洋多波束测深技术应用研究
摘要:本文以海洋多波束测深技术在海底管道探测中的应用为研究对象,论文首先分析了多波束测深系统及其校准方法,进而探讨了其在珠江三角洲地区海底输油管道探测中的应用思路,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。
关键词:多波束测深技术管道探测校正
0 引言
多波束测深系统通过声波发射与接收换能器阵进行声波广角度定向发射、接收,在与航向垂直的垂面内形成条幅式高密度水深数据,能精确、快速地测出沿航线一定宽度条带内水下目标的大小、形状和高低变化,从而精确可靠地描绘出海底地形地貌的精细特征。
采用多波束测深仪对海底管道路由区进行水深测量,水深数据是分析海底管道沉降变化的基本信息之一,也是分析路由区地形冲刷变化的基础数据。
通过技术处理,可以直观看到海底管线弯曲走向、状态、管线抛沙维护以及插桩扰动等信息,科学准确地为海底管道维护提供技术数据。
1 多波束测量系统及其校准
完整的多波束系统除了具有复杂的多阵列发射接收换能器和用
于信号控制、处理的电子柜外,还需要高精度的运动传感器、定位系统、声速剖面仪和计算机软、硬件及其显示输出设备。
典型多波束系统应包括3 个子系统:①多波束声学子系统,包括多波束发射接收换能器阵和多波束信号控制处理电子柜。
②波束空间位置传感器子系统,包括电罗经等运动传感器、DGPS 差分卫星定位系统和SVP 声速剖面仪。
运动传感器将船只测量时的摇摆等姿态数据发送给多波束信号处理系统,进行误差补偿。
卫星定位系统为多波束系统提供精确的位置信息。
声速剖面仪为准确计算水深提供精确的现场水中声速剖面数据。
③数据采集、处理子系统,包括多波束实时采集、后处理计算机及相关软件和数据显示、输出、储存设备。
多波束换能器阵在安装时应严格垂直,如果发生横向偏移,纵向俯仰或者左右旋转,会使同一位置在不同航向测量时造成测量误差,所以在多波束系统安装后应进行横摇(Roll)、纵摇(Pitch)和航向(Yawing)校正。
1.1 横摇偏差校正
横摇(Roll)校正和航向(Yawing)校正应选择在海底平坦区,确定一条较短的试验测线往返测量。
选择符合要求(主要是航迹较直、重复性好)的纪录经后处理进行对比,确定横摇校正参数。
1.2 纵摇偏差校正
纵摇(Pitch)校正应选择在一个斜坡上进行,试验测线垂直斜坡
布设,往返测量。
选择符合要求的纪录经后处理进行对比,确定纵摇校正参数。
1.3 电罗经偏差校正
电罗经安装后应进行电罗经指向与船首向的一致性校正。
因多波束测深系统发射的扇形声波及接收阵的排列是与船首向垂直的,如果点罗经与船首向不一致,将影响换能器阵的发射、接受角度,导致覆盖宽度减少。
电罗经校正应在船只靠泊码头或船坞上进行,精确测定船首向与点罗经进行对比,确定电罗经的校正值。
1.4 导航延迟校正
导航延迟与船只航行速度有关,它引起测点位置沿航迹方向的前后位移。
因此,进行导航延迟校正的合适目标是突起岩石、疏浚海穴、管道线、尖角等。
以相同的测线来回穿过目标几次,选择最高的可能船速(要求船速不变),以减小电罗经和纵摇偏差效应。
测量结束后,叠加2 个方向的所有测线,标出 2 个不同方向测线测得的目标。
如果多波束系统存在导航延迟,则两个方向测线测得的同一目标是分离,确定延迟值。
2 多波束测深在海底管道探测中的应用
测区位于新、老珠江口之间,属于珠江三角洲水下岸坡坡脚部分。
由于受改道后珠江输沙的影响,在珠江改道后的十几年间测区海域基
本表现为淤积,但由于近年来珠江断流及流量的减少,导致测区海域泥沙来源减少,其淤积逐步弱化,并逐步呈现出侵蚀特征。
防潮海堤的建设,防止了侵蚀导致的海岸线的进一步后退,但海堤建成后,导致近岸流场改变,从而使得海域冲刷侵蚀加剧。
油田海底管道大部分位于这个区域,通过先进多波束测深调查手段来检测海底管线运行状态,评估风险,势在必行。
2012 年5 月,在某油田海区进行了多波束勘测,希望通过测量,准确地确定海底管道的位置及状态,为以后海油安全运输等工作提供可靠的基础资料。
2.1 测线布设
因多波束属于全覆盖测量,与单波束相比可以有效地提高测量效率。
在进行海底管道探测时,单波束测线一般沿着垂直管道的方向布设,测线的间距通常为20~100 m ,测线数量巨大。
如在胜利油田某管线探测过程中,就基本间距20 m 布设单波束测线,工作量很大。
多波束测线只需要沿管线两侧一定距离平行布设两条测线。
有时甚至是沿管道路由布设一条测线就足够了,这样就大大提高了测量效率,而且完全满足要求。
2.2 声速控制
声速剖面导致的声传播路径的弯曲,如图 1 所示,由于声速随深度的改变,多波束换能器发射的声束将不会按原定角度以直线路径传播,而是走一条曲线。
这在多波束测深系统声速校正时已作校正。
产生了设计覆盖区与实际覆盖区的差别,容易造成漏测。
因此在测线设计前应收集测区的声速资料,大致计算由于声传播路径的弯曲导致的覆盖范围的改变,提供设计测线时参考。
2.3 多波束施测及成果分析
传统的海上油田调查一般使用单波束测深仪靠近平台测量,测量过程中受平台及井架的遮挡,GPS 定位精度大大降低,甚至不能定位。
另外平台桩柱附近的水深及平台下方的水深很难测到,而且靠近平台测量很不安全,但利用多波束系统宽覆盖、高分辨率的特点对油田进行调查,在距离平台一定范围就可以准确测出平台的位置以及平台下方和周围的地形,再通过对多波束数据的精细处理,可以确定管道的位置和掩埋状态。
图 1 是利用多波束系统在海上油田采油平台调查中测绘的地形图,该图清晰地显示了平台周围及平台下方的地形特征、管道走向及状态,并且可以明显看出平台桩柱的位置以及平台安置后形成的地形扰动。
多波束测深系统不仅为我们提供水深地形数据,而且还能提供声照射区的反向影像图。
多波束海底声像图的形成及应用研究,通过数据处理和图像镶嵌,输出类似侧扫声呐的海底声像图,悬空和裸露段的多波束海底声像图和声呐影像互相镶嵌拼接,能够立体反映出整条海底管道的悬空、裸露及埋藏状况,对已经出现悬空和出露的管道及
时提出风险预警和解决方案,避免事故发生,降低了风险,为安全采油和海洋环境保护提供了科学保障。
4 总结与讨论
因多波束的波束角的存在,对管道的探测能力会随着水深的增加而线性降低,解决水深因素限制的方法之一就是使测量系统尽量贴近海底,如将多波束系统安装在ROV 中施测。
多波束测深技术是通过测量管道与海底面的相对高差来检测海底管道掩埋状况的,对尚未完全掩埋的海底管道,可以使用多波束测深技术确定管线位置和掩埋状况,对完全掩饰埋的海底管道无效。
全面分析海底管道的状况,要配合浅地层剖面仪和侧扫声呐等物探设备进行综合检测,才能获得较好的效果。
随着多波束技术的发展,浅水多波束系统在海洋工程项目中的应用会越来越广泛。
目前的实践主要是多波束系统在海底地形上的应用,多波束测量系统可以准确地得出某点的水深,精确得到海底管道的高度和位置,具有高效、直观和高分辨率等特点,通过DTM 网格插值可以获得较为直观的彩色晕渲图。
这些技术在我国还有深入研究和普遍应用的空间,随着多波束技术更广泛的发展和应用,它在海底管道探测中所占的地位会越来越明显。
参考文献
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