海底探测技术教学大纲-曹立华

本科生课程大纲课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修一、课程介绍1.课程描述：利用地球物理技术和方法进行海洋探测有助于我们深刻理解地球及其演化的过程，海洋物探测量系统介绍了海洋地球物理测量的各种方法和原理。

本课程包括海洋定位技术、海底地形地貌测量、海洋地震勘探、海洋重力场、海洋磁力场、海洋电法勘探、热流测量等。

通过该课程的学习，要求学生掌握各种海洋物探测量手段的原理和方法，并着重介绍各种地球物理测量数据的获取、整理与处理流程，本课程不注重教学过程中的原理方法的公式推导，尽量做到深入浅出。

该课程是海洋物探测量课程的实践课程，该课程是将海洋物探测量课程中讲授的理论知识部分结合学校现有的装备开展室内观摩、演示以及水槽试验等，使学生能直观认识海洋物探测量的工作。

2.设计思路：本课程以海洋不同深度层面的测量方法和目标为主线，结合大量实例和观摩的方式进行，使同学们掌握海洋地球物理测量的各种方法和原理，并能够在后续的海洋物探测量实践和海洋学实习中得到应用，使学生具备解决复杂工程问题的能力。

3. 课程与其他课程的关系：该课程是海洋物探测量课程的实践课程。

二、课程目标本课程的目标是培养学生的工程观点和工程设计能力，达到华盛顿公约规定的国- 1 -际工程师认证的标准，培养符合国家经济发展需要的工程技术人才。

（1）了解海洋物探测量的各种不同目的和要求，并能够针对工程目的和要求提出对应的测量方法和流程；（2）掌握各种不同方法的工作原理和方法，并能够通过查阅文献等及时追踪各种方法的发展动态和前沿领域；（3）培养学生运算、整理数据、绘图等工程师的基本能力，通过训练，力求达到工程教育认证标准。

三、学习要求海洋物探测量是一门涉及到国家安全、工程和技术等诸多内容综合性的课程。

作为具有海洋背景的地球物理工程师，要求学生不仅要掌握扎实的基础理论知识和工程技术方法，更要求学生要对本专业在国家安全尤其是海洋国家安全等领域的应用有着一定的认识。

海洋探测与调查课程教学大纲课程代码：69121070课程中文名称：海洋探测与调查课程英文名称：Ocean Exploration and Survey学分：3.0 周学时：2.5-1.0面向对象：预修要求：大学物理、高等数学、海洋技术导论、海洋实验技术一、课程介绍（一）中文简介本课程旨在介绍在海洋探测与调查中常用仪器及方法。

课程内容主要由四部分组成：（1）传感与测量基础知识和基本概念，（2）多种传感器的原理、信号转换及应用，（3）海洋调查的主要原理方法、仪器设备，（4）海洋调查数据的处理和分析方法。

（二）英文简介The purpose of this course is to introduce knowledge on target detection and survey in ocean. The curriculum mainly consists of four parts: (1) basic knowledge and basic concepts on sensors and measurement, (2) working principles of different sensors, signal conversion and the applications, (3) main principles, apparatus, equipment for ocean hydrographic survey, (4) marine survey data processing and analysis.二、教学目标（一）学习目标海洋探测与调查技术是海洋技术的重要组成部分，主要包括传感与检测技术、海洋调查方法两大方面内容。

传感与检测技术是自动化学科的重要组成部分。

通过相关内容的学习，学生应该掌握工程检测中常用的传感器、以及运用这些传感器测量诸如压力、温度、位移、物位、转速和振动等参数的方法。

横剖面呈不对称的“V”形，一般是陆侧坡陡而洋侧坡缓。 长数百至数千千米，宽数千米至数十千米， 全球已识别的海沟有20多条，绝大多数分布在太平洋周缘。
三、大洋盆地
大洋盆地是海洋的主体
---深海盆地：是大洋盆地的主要部分，是深度4000-5000m的 开阔水域，它约占海洋总面积的45%。 ---深海平原：是深海盆地中最平坦的部分。它的坡度小于 1/1000，平均深度4877m。 ---海底山：深海平原中地形比较突出、范围又不太大的孤立高地。
总面积约1900万平方公里， 占海洋总面积的5%以上。
Ⅱ：活动型大陆边缘
最大特征是具有强烈而频繁的地震和火山活动；集中分布在 太平洋东西两侧，又称太平洋型大陆边缘；
活动型大陆边缘与现代板块的汇聚型边界相一致，是全球最 强烈的构造活动带。
特征：都以深邃的海沟与大洋底分界。
海沟：由板块的俯冲作用形成，位于深水（大于6000m）的狭长 洼地；可作为俯冲带的标志；
加利福尼亚湾
红海
印
阿拉伯海 安达曼海
度
蒂文海 阿拉弗拉海
洋
波斯湾 大澳大利亚湾
孟加拉湾
波罗的海
北海
大
地中海
西
黑海 加勒比海
洋
墨西哥海 比斯开湾
几内亚海
格陵兰海
北
楚科奇海
东西伯利亚海
冰
拉普贴夫海
喀拉海
洋
巴伦支海
挪威海
面积
(104km2)
230.4 159.0 77.0 101.0 360.0 40.0 48.0 34.8 43.5 69.5 479.1 230.0 132.7
大陆
海洋
海平面
大陆架 大陆坡 大陆隆 大陆边缘

海洋地质勘探方法实验教学大纲一、制定本大纲的依据根据2006级海洋技术专业（遥感与信息处理）培养计划和“海洋地质勘探方法”课程教学大纲制订本实验教学大纲二、本实验课程的具体安排实验项目的设置及学时分配三、本实验课在该课程体系中的地位与作用海洋沉积物粒度分析实验是海洋地质勘探方法课程的重要组成部分，属于专业实验范畴。

作为与相关教学内容配合的实践性教学环节，应在海洋地质勘探方法理论课教学过程中开设。

学生应具有大学物理、无机化学、有机化学和海洋地质学的基础知识。

四、学生应达到的实验能力与标准通过实验学生应加深对课堂讲授理论知识的理解，进一步认识海洋沉积物特征，学会正确进行沉积物的粒度分析的方法。

五、讲授实验的基本理论与实验技术知识：实验一筛析法1. 实验的基本内容（1）原样搅拌均匀，按四分法取样，取样质量参照粒度分析取样量估算表。

（2）分析样烘干后移入烘箱，于105℃恒温3h，再置于干燥器15-20min，然后在感量0.001g的天平上称量。

（3）将样品移入玻璃杯后加蒸馏水，加20cm3的0.5mol／dm3的六偏磷酸钠([NaP03]6)，浸泡12h使样品充分分散。

（4）将分析样倒入孔径为0.063mm的小筛中，用蒸馏水反复冲洗，使小于0.063mm的物质充分冲洗入量筒中，把大于0.063mm的物质烘干称量后做筛析分析；（5）用孔径间隔为φ／2的筛子由粗到细振筛15min，将各粒级样品烘干后在感量0.0001g的天平上称量；求出各粒级的质量百分数。

2. 实验的基本要求（1）要求学生熟悉筛分法的实验方法、原理，掌握实验步骤、操作程序使用以及数据处理与结果分析方法。

（2）使学生对沉积物的颗粒组成有一个感性认识，并能用正确的语言来描述。

（3）学生应掌握实验所需的基本仪器设备和耗材。

蒸馏水、实验筛子、感量0.0001g的天平、烘箱、玻璃杯、六偏磷酸钠([NaP03]6)、量筒、沉积物样品。

实验二沉析法1．实验的基本内容（1）将筛析法冲入量筒中小于0.063mm的物质稀释至1000cm3，在吸液前读取悬液温度；（2）用搅拌器匀速搅拌lmin(60r／min)，在最后ls内轻轻提出搅拌器，沉降时间由此起算；（3）吸液前15s将吸管轻轻置广悬液的特定深度，按照规定沉降时间和深度吸液，应在20s内匀速准确地吸取25cm3悬液；（4）将吸取的悬液置于小烧杯烘干后称量，求出各级粒级质量百分数。

中国海洋大学本科生课程大纲一、课程介绍1.课程描述（中英文）：本课程为地球信息科学与技术专业的专业知识课程，主要讲授水深测量、海底地貌探测、海底浅部地层探测等海底声学探测数据的处理、资料解译及成图方法。

通过该课程的学习和训练，要求学生能够结合地质环境背景，进行海底探测数据资料的地质解释和综合分析，培养学生的数据处理能力和综合研究能力。

This course will introduce the processing, mapping and interpretation methods of seabed acoustic detection data such as water depth, seabed geomorphology, and sub-bottom stratum. Through the study and practice of this course, students can perform data processing, analysis and geological interpretation of seabed exploration data based on geological environment, the comprehensive capabilities of data analysis and scientific research will also be promoted.2.设计思路：本课程以海底探测数据处理方法为主线，结合实测的样例数据，辅以大量的训练和实训，使学生掌握海底探测数据处理、成果成图、资料解译的方法和流程，并能够结合地质环境资料进行海底探测结果的地质解译。

课程内容主要包括：导航定位、侧扫声呐探测、单波束及多波束测深、浅地层剖面探测及地震勘探的数据处理、资料解- 1 -译以及海底探测案例分析与综合解译。

3.课程与其他课程的关系：先修课程：海底探测技术、海洋地质学、地理信息系统。

（二）侧扫声纳
• 又称“旁视声纳”或“海底地貌仪” • 侧扫声纳的水平波束角极窄 , 般只 有 1.5°-2.5°, 垂直波束角为 10° - 30° • 组成：拖曳体 、拖缆、绞车收放装 置、发 射接收系统及终端记录装 置组成。
侧扫声纳拖曳体
侧扫声纳示意图
• 发射机与换能器基阵相对应，分左右两个 发射机，统一于主控同步触发脉冲，产生 的振荡脉冲分别送入左右换能器阵列，转 换成声波脉冲向两侧海底辐射 。 • 为补偿回波随时间（距离）增大引起的声 波衰减，接收机设有时间增益控制，放大 倍数随着声波传播时间变化。
• 拖鱼上的两个换能器, 在与船迹垂直方向上 分别发射一个扇形声 波束,在水平面中波束 宽度一般是1° -2 °, 在垂直面内一般为 20 °-30°, 并且相对水 平面倾斜 10 °
• 侧扫声呐换能器收到海底 各点回波的时间有先后之 分,故记录器在将一次声 波脉冲发射过程中的各点 回波记录时,是按先后次 序依次记录在一条横线上 的。 • 如图所示,0 为零位线,M 为海面线, 它是从海面M 反射回来的回波信号记录 线,OM为换能器吃水深度; A为海底回波信号记录 线,OA(Hf)为换能器至海 底的深度;c为礁顶。
• 颠倒温度计测温记录的整理 • (1) 利用颠倒温度计测标准层水温时, 温度 计读数须作器差订正。 • 闭端温度计还原订正值
• T--经器差订正后的主温表读数;t 经器差订正后的 補温温表读数 , Vo --闭端颠倒温度计的主温表自 接受泡至刻度0℃处的水银容积 , 以温度度数表示。
• （2） 开端颠倒温度计还原订正值 K'
d海底地貌的起伏、海底底 质的性质等有关外,还与传播路径的远近有关。 • 海底有一障碍物 (如暗礁、沉船等)：从a至b 这一段海底基本是平坦的,由于接收机时间增益控 制电路的补偿作用,α至b线的黑度是均匀的。而 隆起物正面b至c一段海底,由于声波的掠射角增大, 反向散射回波强,记录bc段的黑度就加深了。过了 C点以后,由于Oc和Od的斜距有一个突变,因而就有 一段时间内没有回波信号, 直到d点为止,cd 段在 记录纸上就没有记录。再向前,de 段又是平坦海 底。回波记录与 ab 段又一样。

来反映海底状态 , 灰度与海底反射强度有关 。对于
垂直入射的声波来说 , 反射强度可用海底反射系数 R 表示[ 4] :
R
=ρρ22 ··vv22
-ρ1 ·v1 +ρ1 ·v1
式 中 :ρ为 底 质 密 度 ;v 为 波 速 ;ρv 为 声 阻 抗 。
由混凝土典型砂质沉积物的垂
通常情况下 , 海底管道的管径是已知的 , 这样就 可以通过测量管道顶部和平均海底面的距离来判断 管道的掩埋状态或悬跨状态(图 2)。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道 位置和出露状况 ;但对完全掩埋的管道则无效 , 需要 配合浅地层剖面仪探测管道的埋藏状态 。
1 .3 浅地层剖面仪
第 5 期
徐继尚 , 等 :海底管道综合探测技术及东方 1-1 管道不稳定 因素
45
Tc 为有效脉冲宽度 ;λ为波长 ;H 为水深与声波穿透 深度总和 。 受浅 剖分 辨率 的限 制 , 对 于直 径大 于 0.3 m 的管道较易判别 ;对于直径 0.2 ～ 0.3 m 的海 底管道在海况较好 、图像清晰时也能判别 ;对于直径 小于 0.2 m 管道和电缆来说 , 在浅剖图像上很难或 无法识别[ 7] 。
图 2 多波束调查显示的海底地形图(a)和管道出露高度(b)及悬跨高度测量示意图(c) 注 :剖面图(b)和(c)的位置已在图(a)中标出 。 图(a)中由于滤波处理时冲坑上方的管道数据被滤掉 , 造成了管道在冲 坑处中断的假 相 。 图(b)中由于波束角的存在 , 使管道宽度失真 , 但管道高度是真实 的[ 6] 。 图(c)中悬跨管 道位置通 过冲坑两 侧管道位 置内插获 得 。 图(b)和(c)中纵向和垂向比例尺均不同 。
收稿日期 :2009-04-30 ;改回日期 :2009-06-28 . 文凤英编辑

东海北部中陆架水下暗礁新探
龚良平;曹立华;庄振业;张林
【期刊名称】《海洋湖沼通报》
【年(卷),期】2010()3
【摘要】利用现代海底探测技术手段,对东海陆架区域进行调查研究,通过对多波束和浅地层剖面系统所采集数据资料的处理,分析浅地层剖面探测成果图,发现原在东海海图上标注的三处水下暗礁并不存在,并探讨分析暗礁不存在的原因。

此新发现对我国进行海区区域调查和航海有重要的现实意义。

【总页数】5页(P137-141)
【关键词】陆架;水下暗礁;多波束;浅地层剖面
【作者】龚良平;曹立华;庄振业;张林
【作者单位】中国海洋大学海洋地球科学学院
【正文语种】中文
【中图分类】P714.6
【相关文献】
1.台湾东北部黑潮表层水入侵东海陆架的季节变化规律 [J], 赵瑞祥;刘志亮
2.东海北部陆架柱样中底栖有孔虫组合及其古环境研究 [J], 石丰登;程振波;石学法;吴永华;李小艳;刘东生;鞠小华
3.东海北部外陆架及邻区灾害地质体特征及成因研究 [J], 陈珊珊;王中波;张勇;张志珣;赵维娜;钟伟杰
4.东海陆架盆地西湖凹陷中北部花港组储层致密化过程分析 [J], 张武;蒋一鸣;肖晓光;陈浩;苗清;徐志星
5.东海北部外陆架MIS 6以来的沉积地层格架及古环境演化 [J], 陈珊珊;王中波;陆凯;祁江豪;赵钊;张志珣
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