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物探与化探  2023, Vol. 47 Issue (6): 1450-1455    DOI: 10.11720/wtyht.2023.0175
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海上航道地球物理勘查技术的应用
田培先(), 陈伟坚, 林启辉, 周伟斌
广东省广建设计集团有限公司,广东 广州 511453
Application of geophysical exploration technologies for channel at sea
TIAN Pei-Xian(), CHEN Wei-Jian, LIN Qi-Hui, ZHOU Wei-Bin
Guangdong Construction Engineering Design Institute Co., Ltd., Guangzhou 511453,China
全文: PDF(1980 KB)   HTML
输出: BibTeX | EndNote (RIS)      
摘要 

扩(新)建海上航道前需要获得航道水深、底质资料,以便确定疏浚设备和工艺等。基于已有验潮站、海上钻孔和不同勘查技术数据的相互检核,用多波束测深技术、浅地层剖面探测技术分别获得了航道精确的水深、海底地形和软土层、硬土层底质的厚度和展布。在此基础上,总结出海上航道勘查的关键技术处理措施以及底质软土层和硬土层的反演特征。上述应用结果有益于多波束测深技术、浅地层剖面探测技术在涌浪较大的海上开展经济、高效的航道勘查,而且能延拓到含有毒物质的水下沉积物勘查。

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田培先
陈伟坚
林启辉
周伟斌
关键词 航道多波束测深浅地层剖面探测海上钻孔底质    
Abstract

Prior to the construction of an offshore channel, it is necessary to acquire data on the water depth and seabed sediments within the channel, aiming to determine appropriate dredging equipment and processes. Based on the mutual verification of data from existing tidal stations, offshore boreholes, and different exploration technologies, this study determined accurate water depth, seabed topography, and the thicknesses and distributions of sediments in both soft and hard oil layers utilizing the multibeam sounding and sub-bottom profiling techniques. Accordingly, this study summarized the technical measures, as well as the inversion characteristics of soft and hard soil layers of sediments, for offshore channel exploration. The obtained results are beneficial for the economical and efficient offshore channel exploration in sea areas with large waves using the multibeam sounding and sub-bottom profiling techniques. Furthermore, these results can be promoted to the exploration of subsea sediments containing toxic substances.

Key wordsoffshore channel    multibeam sounding    sub-bottom profiling    offshore borehole    sediment
收稿日期: 2023-04-19      修回日期: 2023-08-30      出版日期: 2023-12-20
:  P631  
  U616  
作者简介: 田培先(1978-),男,高级工程师,长期从事岩土工程、工程物探等工作。Email:417509023@qq.com
引用本文:   
田培先, 陈伟坚, 林启辉, 周伟斌. 海上航道地球物理勘查技术的应用[J]. 物探与化探, 2023, 47(6): 1450-1455.
TIAN Pei-Xian, CHEN Wei-Jian, LIN Qi-Hui, ZHOU Wei-Bin. Application of geophysical exploration technologies for channel at sea. Geophysical and Geochemical Exploration, 2023, 47(6): 1450-1455.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2023.0175      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2023/V47/I6/1450
Fig.1  新航道位置
Fig.2  多波束测深技术原理示意
序号 名称 型号 产地 备注
1 Reson SeaBat多波束测深仪 T20-P 丹麦 频率:400~200 kHz;发射开角:>145°~>142°;
接收:1.1°±0.05°~2.2°±0.1°;深度:175~450 m
2 光纤罗经和三维传感器 Polaris FOG-200 英国 动态精度:±0.1°;分辨率:0.01°
3 声速剖面仪 HY1200 中国 分辨率:0.015 m/s
4 表面声速仪 Reson SVP70 丹麦 分辨率:0.01 m/s
5 多波束数据采集软件 PDS2000 丹麦
6 多波束数据后处理软件 Caris Hips/Caris Sips 美国
7 GPS接收机 华测i80 中国
Table 1  多波束测深系统主要部件
序号 名称 型号 产地 备注
1 甲板能量发射单元 CSP-D2400J 英国 能量输出:50~2 400 J;发射速率: 4次/s
2 电火花水下声源 Squid 2400 英国 水面拖曳作业,水下0.2~0.4 m发射声源;
穿透深度:80~200 m;分辨率:25~35 cm
3 宽间距拖曳式水听器阵列 20单元 英国
4 接收机 Geopulse 5210A型 英国 磁带记录
5 数据采集和处理工作站 SonarWiz 5 美国
6 GPS接收机 Trimble SPS351 美国
Table 2  浅地层剖面探测系统主要部件
Fig.3  多波束测深主要工作流程
Fig.4  多波束测深水位校正原理示意
Fig.5  K30+000至K31+100航道段实测水深等值线平面
Fig.6  K30+000至K31+100航道段浅地层剖面
序号 岩性 厚度/m 地层特征 备注
1 淤泥 1.50 灰黑色,流塑,土质不均匀,略有腐臭味,含贝壳碎屑 软土层
2 淤泥质粉
质黏土
2.50 灰黑色,流塑,土质不均匀,略有腐臭味
3 中砂 3.00 灰黑色,中密,分选性一般,级配不良,成分以石英、长石为主 硬土层
4 粉质黏土 1.90 灰黑色、灰黄色,可塑,土质不均匀,黏性较好,局部含少量砂粒
5 砾砂 1.40 灰黑色,中密,分选性一般,级配不良,成分以石英、长石为主
Table 3  ZK101钻孔底质地层
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