浅地层剖面仪在障碍物探测中的应用

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单波束及浅地层剖面测量技术的应用

单波束及浅地层剖面测量技术的应用刘晓建【摘要】文章结合上海芦潮港至小洋山码头液化天然气海底管线施工工程实例,简单叙述了单波束测量系统和浅地层剖面仪在项目施工中的综合探测技术及相关工艺流程,通过对两种技术所获得的测量数据、图像信息进行综合分析,提出:利用单波束系统与浅地层剖面仪相结合的方式进行海底管线探测,可有效提高海底探测的精度,确保天然气管道的施工质量.【期刊名称】《上海煤气》【年(卷),期】2010(000)002【总页数】5页(P20-24)【关键词】单波束测深系统;浅底层剖面仪;海底管线;测量;图形【作者】刘晓建【作者单位】上海液化天然气有限责任公司【正文语种】中文0 前言上海液化天然气项目海底输气管道口径为914.4 mm(36英寸)，总长度为35.86 km，是目前为止国内口径最大的海底管线。

该项目海底管线施工采用专用铺管船进行铺设，然后用挖沟施工船采用高压冲水方式挖出满足设计深度的管沟，使管道在重力的作用下沉到沟里，继而自然回填。

管沟的深度是否达到设计要求将直接影响海底管道的稳定性与安全性，因此如何准确探测出海底管线的铺设状态显得非常重要。

由于探测作业和挖沟作业的不同步性，由于海流的作用，不同的区段就会出现管道在管沟内裸露和被淤泥掩埋同时并存的情况。

因此，对于管道在沟内的不同情况必须采用不同的探测方法。

在本次工程探测中，对裸露的管线采用单波束测深仪测量海床面和管顶的水深得出管线埋深；对埋藏在海底的管线采用浅地层剖面仪探测得出管线位置和埋深，或者浅地层剖面仪与单波束测深仪结合使用来探测管线掩埋状态。

1 单波束及浅地层剖面测量技术原理1.1 单波束测深仪进行管线探测的原理单波束测深系统通常包括单波束测深仪和数据采集系统等。

早在上世纪30年代，单波束测深仪就已经出现，但是当时主要的水深测量方法还是以钢线垂直测量为主，直到上世纪50、60年代经过二次世界大战军事科技的推波助澜才逐渐成熟。

其原理为：由换能器向水中发射一个具有一定空间指向性的短脉冲声渡(波束)，声波在水中传播，遇到海底后，发生反射、透射和散射.反射回来的回波被换能器接收，已知换能器发射和接收到回波的时间间隔ΔT与声波在水体中的平均传播速度v，就可以按照下式计算出声波的单程旅行距离：式中：D—换能器到海底的距离水深，m；v—声波在水体中的平均传播速度，m/s；∆T—声波往返两次穿过水层的时间，s。

SES-2000浅地层剖面仪在管线探测中的应用

SES-2000浅地层剖面仪在管线探测中的应用作者：何庆来源：《居业》2019年第08期[摘要]海底管线探测的方法有很多，包括侧扫声呐，磁力仪，测深仪等。

本文所用的方法是经过工程实践之后认为比较实用、直观、简单且行之有效的方式。

将会对探测的原理和一些发展过程，注意事项做一些说明。

[关键词]浅地层剖面仪;管线探测;测量文章编号：2095—4085（2019）08—0013—031前言在经济发展越来越快的今天，我国对海岛的开发利用也越来越多，中间会用到很多的管线。

而由于管线在保护，埋设等各种原因所致下，会直接或间接污染海洋，而且还会带来经济损失。

这不是我们的初衷。

怎么检查管线在海底的埋设状况，掌握海底管线的状态，及时排除解决隐患，也成为了一个新的课题。

2浅地层剖面仪的发展声波在水和底部物质中传播并通过不同的介质时，由于介质声阻抗的差异，会产生不同强度的回波信号，从而在输出记录上形成不同级别的地层结构图。

浅地层剖面仪是利用声波原理设计的。

起初，使用连续波技术，但是如果你想获得高分辨率，你必须使用相对窄的发射脉冲，这减少了发射的能量和目标探测深度。

但是，如果想要获得更大的检测深度，必须增加发射脉冲的宽度以增加发射能量，这反过来又会降低分辨率。

因此，连续波技术中穿透深度与高分辨率之间存在技术矛盾。

在实践过程中，人们慢慢发现，线性调频技术可以解决利用连续波探测海底浅层结构的问题。

然而，由于现线性调频技术工作机理的限制，为了产生具有足够穿透功率的低频，其换能器必须做得又大又重，这不便于使用和安装。

此外，由于其发射的光束角很大，地层分辨率相对较低。

随着技术的不断发展进步，非线性调频技术（即参量阵差频SES技术）也在不断提高。

换能器发射的主频附近的两组频率采用略有不同的高频声波。

由于声波在高声压下传播的非线性，两组声波相互作用，与甚低频（称为子频率）产生一种新的声波，高频的光束角保持不变。

因此，利用该技术的浅地层剖面仪具有穿透性强，分辨率高，光束角发射量小的特点，能够探测海底浅层的细节。

浅地层剖面仪介绍

浅地层剖面仪介绍朋友！今天咱聊聊浅地层剖面仪这玩意儿。

嘿，一提到浅地层剖面仪，我脑海里顿时就浮现出那深不可测的大地秘密，觉得特神秘、特酷。

我第一次遇见浅地层剖面仪是在一个野外地质勘探项目上。

那个项目组的老李头，他那套设备用得那叫一个娴熟。

我当时就纳闷，这机器咋就这么神奇呢？就像科幻电影里的那种探测仪器似的，小巧玲珑，却能“透视”大地，揭开地下的层层秘密。

你知道吗？浅地层剖面仪操作起来特带劲，就像是拿着一把钥匙，能打开大自然的宝藏箱。

你只需要拖着它在地面上走一圈，没多久，电脑屏幕上就会“噗”地一下显现出各种地层曲线、层与层之间的结构，还能识别各种地下宝藏，简直是探险家的福音。

我记得有一次，忍不住想试试老李头的设备，想探探自己家的底。

老李头却笑着说：“你这小崽子，不经过培训就想乱搞！”我当时那个无奈啊，只好乖乖在旁边看着。

不过，等真正上手操作那一刻，啧啧啧，那感觉，就像在和大地对话。

我觉得这设备是科技对我们最大的馈赠，让我们能窥见地下的奥秘，而不再只是凭空想象。

在我们这个行当里，有个传说。

有个著名的地质学家，就是靠着一台浅地层剖面仪，发现了一个惊天秘密。

我也想呢，可我这水平，啧…自己心里有数。

我总是好奇这好奇那，就像我对浅地层剖面仪的兴趣，一会儿琢磨技术细节，一会儿又想象地下宝藏。

我这又扯远了。

我刚上手这设备的时候，可纠结了。

就像面对一盘未曾谋面的美食，不知道从哪儿下口。

我总想着把所有功能全都试一遍，结果可把我折腾够呛。

后来才明白，有时候简单的探索就好，像欣赏一幅画，不必深究每一个笔触怎么来的。

现在市场上的浅地层剖面仪啊，款式越来越丰富。

一些先进型号的简直高科技得不可思议，我就琢磨，这不会是外星科技吧？不过也有经典款，像老李头用的，可靠性那叫一个高。

我还听说，在一些大型工程项目中，浅地层剖面仪可以用于预测地质灾害呢。

什么地下水探测啦，还有隧道建设前的地层分析啦。

这就让我好奇，这不就是地球的“CT机”嘛，特厉害。

浅层地震在建筑场地的第四系覆盖层厚度探测中的应用

浅层地震在建筑场地的第四系覆盖层厚度探测中的应用引言覆盖层厚度勘查是建筑岩土工程地质勘查中的工作之一，对高层建筑来说，岩土工程勘查的分析与评价尤为重要，覆盖层厚度直接影响桩基工程的方案设计的合理性。

覆盖层的波速通常比基岩低，地下水面通常是一个良好的速度界面，且基岩顶界面一般为一个良好的折射界面，这样就为运用浅层地震的折射波法划分覆盖层，确定其厚度及其深度提供了有利的物性条件。

技术原理折射波法是接收并研究在一类特殊弹性分界面(下伏岩层比上覆岩层的地震波速度大) 上滑行运动的波所引起的振动。

当地震波以临界角入射到这类界面时，在下伏岩层中会产生一种界面滑行波，它也会引起上覆岩层质点振动，并返回地面。

折射波法能从折射信息中提取下伏界面的界面速度，这是折射波法不同于其它方法的一大特点。

利用这个特点，折射波法可以用于寻找覆盖层下不同岩性的分界面。

设地下有任一水平折射层，其深度为z，下伏介质速度v2大于上覆介质波速v1，入射波以临界角i投射到界面R上，在平坦的地面观测，激发点O至某一接收点D的距离为x，如图1。

根据波的传播路径，可得时距曲线方程为：t=xv2+2zcosiv1（1）图1单一水平折射层折射波时距曲线图时距曲线在轴上t的截距时间为：t0=2zcosiv1=2z v2−v122v1v2（2）则z=t0v12cosi =0212v22−v12（3）根据直达波和折射波时距权限的斜率可求出v1，v2和t0时间，按式（3）则可计算出震源点下方的界面深度z0。

野外工作方法在折射波法野外工作中，必须了解工区的地质、地形、地层地质条件及速度参数等情况。

根据工作目的及场地情况，设计试验和施工方案。

从试验结果取得适合工区具体条件的最佳工作方法，如激发条件，接收条件，观测系统，检波距，测线长度等。

一般可按下列原则布置测线：（1）测线力求为直线，尽量垂直岩层或构造的走向，便于最大限度地控制构造形态，以利于资料的整理和分析；（2）测线要尽可能与其他物探测线或钻探的勘探线一致，便于结合地质资料进行分析解释；（3）测线要均匀地分布在全测区，以利于资料的对比和综合分析；（4）当地层倾角较大时，应注意改变测线方向，避免盲区过大或接收不到折射波。

浅地层剖面探测综述

浅地层剖面探测综述李平;杜军【摘要】Marine geophysical survey technique plays an important role in marine geology investigations, in which Sub-bottom Profiler Probe with the low-cost and high-efficiency characteristic has broad application prospects in the marine geological investigation and research. Sub-bottom Profiler Probe is to use the transmission and reflection of sound waves in the water and underwater sediment to detect the shallow stratum structure under the seabed. In this paper, the development process of Sub-bottom Profile system and its main influencing factors and suppression methods are analyzed. The main audio diagram types and their characteristics are discussed.%海洋地球物理技术在海洋地质调查中起重要作用,其中浅地层剖面探测因其成本低、效率高,在海洋地质调查研究中具有广阔的应用前景.浅地层剖面探测是利用声波在水中和水下沉积物内传播和反射的特性来探测海底浅部地层结构和构造的.本文阐述了浅地层剖面仪发展历程,针对浅地层剖面探测,分析了其主要影响因素和压制方法,并对主要剖面声图类型及其特征进行了探讨.【期刊名称】《海洋通报》【年(卷),期】2011(030)003【总页数】7页(P344-350)【关键词】地球物理技术;浅地层剖面探测;综述【作者】李平;杜军【作者单位】国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛266061;国家海洋局第一海洋研究所,山东青岛266061【正文语种】中文【中图分类】P631.5浅地层剖面探测是一种基于水声学原理的连续走航式探测水下浅部地层结构和构造的地球物理方法[1-3]。

海缆路由探测中浅地层剖面仪的现状及应用

ｌｓ，ｈｅｓａｅｏ — ｈｅａｔｏｆｔｅｓｔｍａｓｂｅｎｓｗｎｂｙｌｇｅｏｆｉｅｔｇａｉｎｕｒｅｙ，ｉａｔｔｔｔ — ｆｔ — ｒｈｙｓｅｈｅｈｏａｒｎｖｓｉｔｏｎａｄｓｖｎｗｈｉｈｔｃｈｅＣｈｉｐａｎｒｄ
浅地层剖面仪以其高效和经济性成为了海底地质情况和海缆路由的有力勘查手段。本文在介绍浅地层剖面
仪工作原理及其技术发展历程的基础上，以实例展现了浅地层剖面仪的应用效果；过调研阐述了国内外浅地层通剖面仪的发展现状，重论述了国外各大厂家的商品化Ｃｉ着ｈｒｐ和ＳＳ型浅地层剖面仪及其关键技术指标，浅地Ｅ对层剖面仪在海缆探测中存在的问题进行了分析和讨论。
工程、洋地质勘查、海海矿开采及疏浚测量、梁工桥
海缆的维护是电网顺利运行的关键，内外的国实践充分证明，海缆埋设于海床是保护海缆安全将
２１年６０１月
物探装备
第２卷１
第３期
海缆路由探测中浅地层剖面仪的现状及应用
王艳
（东省电力设计研究院，广东广州５０６） Fra bibliotek １６３
摘
要
王艳．海缆路由探测中浅地层剖面仪的现状及应用．探装备，０１２（）４～１９物２１，１３：１５４

浅地层剖面仪在内陆浅水域淤积探测中的应用r—以河、湖为例

浅地层剖面仪在内陆浅水域淤积探测中的应用r—以河、湖为例张杰;张坤军;李京兵;陈尚州【摘要】随着浙江省"五水共治"工作进入全面开展河湖库塘清污(淤)阶段,有效实施淤积情况调查,科学指导制定清污(淤)工作计划显得至关重要.地球物理探测技术在海洋勘探中发挥着重要作用,其中浅地层剖面探测以效率高、成本低的优势在近岸工程中得到广泛应用,但其在河湖库塘等内陆浅水域应用较少.运用浅地层剖面仪进行淤积探测,并同步结合柱状样物理、化学和生物性质分析的技术手段在浅水区域的淤泥勘探实例,证明该技术在内陆浅水域淤积探测中的实用性.【期刊名称】《浙江水利科技》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】3页(P56-58)【关键词】浅地层剖面仪;五水共治;淤积探测;义南横河;莲泗荡湖【作者】张杰;张坤军;李京兵;陈尚州【作者单位】浙江省河海测绘院,浙江杭州 310008;浙江省河口海岸重点实验室,浙江杭州 310020;浙江省河海测绘院,浙江杭州 310008;浙江省河口海岸重点实验室,浙江杭州 310020;浙江省河海测绘院,浙江杭州 310008;浙江省河口海岸重点实验室,浙江杭州 310020;浙江省河海测绘院,浙江杭州 310008;浙江省河口海岸重点实验室,浙江杭州 310020【正文语种】中文【中图分类】P716+.71 问题的提出浅地层剖面探测是利用声波的传播和反射特性来探测底床浅部地层结构和构造[1]。

浅地层剖面仪的应用领域主要包括：近岸海域泥砂资源[2 - 3]和浅层气调查[4 - 5]，地质环境调查，工程地质调查，海底管道检测等。

由此可知目前该技术手段主要应用于近海、航道以及河口区域，而在内陆浅水域（如河道、湖泊、水库与山塘等）鲜有较全面的工程应用。

近几年浙江省打响治污泥歼灭战，全面清除河湖库塘污泥，有效清除存量淤泥，恢复水域原有功能，实现河湖库塘淤疏动态平衡。

这其中首要工作就是开展河湖库塘淤积情况调查，在此基础上制定清污（淤）工作计划和方案，督促指导各地因地制宜开展清污（淤）和淤泥处置，建立健全平原河网淤积监测和轮疏工作机制。

SeaKing SBP浅层剖面仪在水域工程勘察中的应用

SeaKing SBP浅层剖面仪在水域工程勘察中的应用摘要：水下工程勘察通常需要探明以下几个方面：水下地质构造、水下地层分布、淤泥厚度及水下障碍物分布等。

由于水域条件复杂，常规地质勘察手段难以满足日益增长的工程地质勘查要求。

由此，各种水上物探设备和方法被逐渐引入到工程勘察中来。

浅地层剖面法作为一种新兴的勘察手段，在我国近年来逐渐被重视起来。

该方法的原理是向水下发射声波信号，并接收水底及水底下方地层的反射信号，从而确定水深及水下地层反射界面。

相对于其他水域勘察中常用的地震勘探方法，浅地层剖面法具有精度高，仪器便携，数据实时成像等优点。

本文主要介绍了SeaKing SBP浅地层剖面仪在水域工程勘察中的应用。

关键词：SeaKing SBP浅地层剖面仪；水域工程勘察港口、航道区域内水下浅点对于船舶的航行安全构成严重的威胁，浅点碍航水域的整治是港口航道维护的一项重要的工作，其中尤为重要的是获取浅点碍航区域海底底质资料，并对其进行判别和分析。

一、工作原理介绍目前，海底底质分类的主要方法有：一是浅地层剖面仪+ 测深仪法；二是侧扫法；三是多波束法。

其中，浅地层剖面仪探测是重要的海上勘探方法，这种方法通过发射声波来记录声波穿过不同介质面的地层时的反射波的信号，该方法对海底地层的构造、基岩的埋深、海底障碍物等地质情况的分析都很直观，在海洋工程中发挥重要作用。

采用的是第一种方法。

测深仪获取高精度的水深信息，浅地层剖面仪获取高精度的海底地层分层情况及各层底质特征数据信息。

水深测量采用单频测深仪，定位采用中海达H32 海星达三星型接收机定位。

软件同时记录GPS定位数据以及中海达HD-310单频测深仪水深数据。

单频测深仪的工作原理：发射器向海底发射信号，信号在碰到海底后反射回来，接收器接收到信号后，通常在描述振幅较小，能量较低的声学现象时，忽略声波在流体中传播时振幅声波的强度关系。

而在声波的实际传播过程中，由于运动的非线性及介质的非线性，单频声波就会产生它的谐波、分频波、频波、差频波。

浅地层剖面仪在港池探测中的应用

复杂程度，在对浅剖获取的数据进行解释前，必须经
浅地层剖面仪具备先进的声纳发射接收系统，通过沉积物岩性、积层结构和构造变化形成的反沉
过相应的前期处理，如滤波、叠加、校正等。
浅地层剖面测量的地质解译采用从已知到未
３浅地层剖面仪的数据处理
浅地层剖面探测是近年来海洋工程野外勘察的主要观测手段之一，依赖声纳技术对海底地质情它况（层层序、质结构与构造）行连续走航式测地地进
量，与其他的浅海地质调查方法相比，有操作简具单、高效且经济的特点，因此在浅海工程中的应用也
浅地层剖面激发的声波辐射到海底地质体后，
经地质体反射的声波就携带了地质体的信息。由于
声波在这一传播与接收过程中会受到外部扰动的影
程提供详尽的前期地质资料。
２浅地层剖面仪的工作原理
响，同时受限于仪器本身的设计工艺和地质情况的
中图分类号：７４．Ｐ１６文献标识码：Ｂ文章编号：６１３４（０００ —０６０１７０４２１）４０７ —３
地层散射后被接收端滤波、大，以数字形式存入放并计算机，通过适当的数据处理或识别算法，以输出可在进行海洋开发和工程建设之前，须对地区必的海底地貌特征和工程地质状况做出详细的调查研究，就工程项目实施过程中可能遇到的困难地质并

用浅层地震剖面研究大城东断裂的活动性

用浅层地震剖面研究大城东断裂的活动性温超;周月玲;彭远黔;孟立朋;冉志杰;王燕【摘要】The paper uses shallow seismic reflection detecting techniques to identify the distribution conditions of the fracture of the eastern Dacheng Fault.The results show the characteristics of shallow structure and the activity of the fault.The detection finds a steep fault with a sharp dip in the eastern Dacheng Fault.This shows the eastern Dacheng Fault consists of two fault belts.%地震方法是针对厚覆盖区断裂的一种不可替代的探测技术,在大城东断裂上采用浅层地震探测方法,获得了2条高质量叠加时间剖面图以及深度剖面图,这些图像清晰地显示了大城东断裂的浅部构造特征以及活动特征.本次探测工作中,在大城东断裂的东侧发现了1条倾角较陡的断裂,表明大城东断裂是由2条断裂组成的断裂带.【期刊名称】《中国地震》【年(卷),期】2016(032)004【总页数】7页(P695-701)【关键词】大城东断裂;高分辨率地震勘探;活动特征【作者】温超;周月玲;彭远黔;孟立朋;冉志杰;王燕【作者单位】河北省地震局,石家庄市槐中路262号050021;河北省地震局,石家庄市槐中路262号050021;河北省地震局,石家庄市槐中路262号050021;河北省地震局,石家庄市槐中路262号050021;河北省地震局,石家庄市槐中路262号050021;河北省地震局,石家庄市槐中路262号050021【正文语种】中文【中图分类】P3150 引言大城东断裂是发育在沧县隆起部位的1条NE-NNE向断裂，是古近纪里坦凹陷西缘的主控构造，控制着东侧里坦断陷盆地的发育。

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浅地层剖面仪在障碍物探测中的应用杨仁辉（中交广州航道局有限公司广州 510220）内容摘要：目前有多种障碍物的探测手段，包括多波束、侧扫声纳、海洋磁力、浅地层剖面法、拖底扫海和人工探摸等。

浅地层剖面法可以对浅地层埋藏障碍物进行探测，选择窄脉冲、高频率并采用匹配滤波技术（Chirp）的浅地层剖面仪，采取一些必要的方法和条件，可以取得比较满意的探测结果。

关键词：障碍物；浅地层剖面仪；反射系数；分辨率；天然气管线；扫测；沉船1前言在石油天然气开采、管线铺设、航道开挖、码头、桥梁等海洋工程项目施工区域内，经常存在诸如沉船、礁石、管线、残留物体等影响设计施工的障碍物。

这些障碍物需要在设计施工前进行探测，摸清障碍物的类型和分布，采取有效的措施进行规避或清除。

目前，有多种障碍物探测的手段，包括多波束、侧扫声纳、海洋磁力、浅地层剖面法、拖底扫海和人工探摸等。

每一种探测方法都存在优点和不足，单纯依靠一种方法无法对障碍物进行全面的探测，通常做法是根据区域特点综合多种手段实施作业的。

但前述这些手段中大多数都是针对表层障碍物，只有浅地层剖面法可以开展浅地层内的障碍物探测。

基于原理和目标的不同，浅地层剖面法对障碍物的探测有着相对特殊的应用方法。

2浅地层剖面仪原理浅地层剖面仪（以下简称浅剖仪）又称次海底剖面仪，它是研究海底各层形态构造和其厚度的有效工具，其工作原理与回声测深仪相同[1]。

浅剖仪一般由收发机、换能器、电源等组成，换能器周期性向海底发射低频声波信号，声波遇到海底地层界面时产生反射信号，经收发机接收处理绘制成海底地层剖面图像。

浅地层剖面法优点是在同一剖面上能快速不间断地进行扫描探测，对于有一定规模的障碍物的探测，无论其是否有掩护，探测效果都较好，一般常用浅地层剖面法探测障碍物以提供准确的平面位置及埋深[2]。

图2-1 浅剖仪工作示意图2.1反射系数由于声波的海底反射能量大小由反射系数（R ）决定，反射系数R 为：R =ρ2v 2-ρ1v 1 ρ2v 2+ρ1v 1 [3]ρ1 V1，ρ2 V2分别表示一、二层介质的密度和声速, ρV 称为声阻率，简单地说，海底相邻两层存在一定声阻率量差，就能在剖面仪显示器上反映两相邻的界面线，并能分别显示两层沉积物的性质图像特性差异。

2.2分辨率浅剖仪的分辨率分为垂直分辨率和水平分辨率，垂直分辨率指在纵向上能分辨岩层的最小厚度，横向分辨率指在横向上确定地质体（如断层点、尖灭点）位置和边界的精确程度[4]。

垂直分辨率与反射脉冲宽度相关：垂直分辨率=12C τ式中： C ：声速τ：脉冲宽度在特定区域内地层的声速是固定的，所以要获得高垂直分辨率就要使用窄的脉冲宽度，而脉冲宽度过窄会影响穿透深度。

所以目前多数浅剖仪都采用匹配滤波技术（Chirp ），既获得较窄的脉冲宽度保证垂直分辨率又能穿透较深的地层。

水平分辨率取决于第一菲涅尔带的宽度。

第一菲涅尔带对水平分辨率影响因素是这个带的半径大小，其半径R可由下式表示：R=1 2v（t f）1 2式中：t：到达反射体的时间（s）V：声源与反射体之间介质的平均速度（m/s）f: 声波信号的频率（Hz）菲涅尔带是一个圆弧带，中心距这个带的边缘是1/4λ，R小，剖面声图能反映探测反射界面的小隆起和凹陷形态；R大，剖面声图不能反映出所探测反射界面的小隆起和小凹陷地貌形态。

3应用分析使用浅剖仪探测障碍物主要关注问题在于两点，一是对障碍物图像识别；二是对障碍物位置确定。

根据浅剖仪的原理，障碍物的成像首先取决于障碍物与周围地层的声阻率，声阻率越大图像界限就越明显；其次取决于仪器分辨率，分辨率越好能识别的障碍物的尺寸越小。

障碍物的位置确定主要取决于水平分辨率，由于定位仪器的精度是相对稳定的，所以水平分辨率越高定位半径越小，位置越准确。

所以在浅剖仪的选择上应偏重于窄脉冲、高频率并采用匹配滤波技术（Chirp）的仪器。

比如TELEDYNE 公司的ChirpⅢ浅地层剖面仪，采用匹配滤波技术（Chirp），有两种换能器选择，2-7kHz和10-20kHz，表3-1为计算得到的参数。

图3-1 ChirpⅢ浅地层剖面仪ChirpⅢ浅地层剖面仪计算参数表3-1另外在使用浅剖仪进行探测时还应该注意以下几点：⑴采用旁挂式安装，避免拖曳式安装带来的位置误差；⑵采用高平潮时段进行作业，保证天气状况良好，换能器远离发动机，船速保持在4节以下，避免作业船姿态和混响影响；⑶在对特定障碍物探测时，应尽量横切障碍物。

对作业区域扫测时，应垂直潮流方向作业；⑷判图时定位点应选择在绕射图像顶点位置。

4案例分析4.1天燃气管线探测航道疏浚、码头施工等水运工程建设项目经常会遭遇管线路由这类障碍物，管线经常会横贯整个施工区域。

油气管线、海底电缆等具有非常重要的社会经济价值，一旦破坏必然造成十分严重的经济损失和安全事故。

所以设计施工前对管线路由的探测就显得很重要，其中部分管线是埋藏于海底以下，这就需要使用到浅剖仪。

珠江口某航道需要进行疏浚维护，某天燃气管线与该航道相交，为了避免疏浚施工过程中对天燃气管线造成破坏，施工单位组织对该管线进行探测。

4.1.1探测设备浅剖仪采用Syqwest 公司的StrataBox3510，这是是一款便携式的水下地层成像系统，系统包括主机、换能器和数据采集计算机，它能以6cm 的分辨率穿透水下地层40m 深度。

定位DGPS采用天宝DSM232，测深采用HY1600单频测深仪。

图4-1-1 STRATABOX 系统组成浅剖仪器支架固定安装在船舷，DGPS 天线固定在安装支架上，与Stratabox 换能器处在相同的平面位置上。

图4-1-2物探仪器安装位置图4.1.2调查过程调查方式是走航式，按照规范要求50m 的间隔垂直管道布设了21 条长度500m 的测线。

船速一般控制在4 节左右，在跨越管道时，船速不大于 1 节， HY1600 数字测深仪进行了同步测深。

由于调查期间的海况较差，调查船很难沿计划测线测量，同时也不能够很好地控制船速，第一航次测量的结果不是十分理想。

为了准确地探明海管跨越航道的状况，安排了第 2 航次地质勘察，采用高平潮时段施测，取得了较好的效果。

图4-1-3天然气管线探测测线布设图4.1.3分析浅地层剖面仪探测时，由于石块和碎石层对声波的强反射，直径达330cm—380cm、厚度约1m 的石块层对地震探测的声波有屏蔽作用（声波无法穿透石块），因此，用地震探测海底管线具体位置的难度较大，地震只能够探测到石块的顶面，此外在声学图像上可以清晰辨别人工开挖面、海底面、流泥及淤泥底面、粉质粘土的底面等。

几乎所有的浅地层剖面中，都可以清晰地分辨出管线埋设时代人工开挖面及管线埋设后的保护层顶面的声学反射界面，根据人工开挖面和保护层顶面确定海底管线埋设的位置，包括平面位置和埋设状况。

图4-1-4天然气管线剖面图像经过对本次天然气管线的探测，摸清了施工区域内管线的具体位置和埋设深度。

设计和施工单位根据探测资料明确了设计和施工方案，避免了存在的风险。

4.2航道障碍物扫测水运工程建设项目在设计施工前一般都会对项目区域内进行大面积的障碍物探测，尤其是在设计论证阶段。

这种探测不同于对特定障碍物的探测，往往无法确定障碍物的类型、埋藏状态和大致范围，所以只能对整个区域按照较小比例布线施测。

然后对疑似障碍物进行加密探测，最后通过人工探摸、挖掘等方式进行验证。

江苏某航道工程位于出海口，由于常年淤积早年间该区域存在的沉船、回填石等物体都已经被埋藏，无法确定具体位置，海事部门也没有这些障碍物的资料。

业主、设计单位会同施工单位组织进行了航道障碍物的扫测。

4.2.1探测设备浅剖仪采用TELEDYNE 公司的ChirpⅢ，定位DGPS采用天宝DSM232，测深采用ODOM单频测深仪。

图4-2-1 物探仪器安装位置图浅地层剖面仪托鱼安装在调查船的右舷，单波束测深仪的探头安装在调查船的左舷，DGPS天线固定在安装支架上，与单波束测深仪探头平面位置相同。

4.2.2调查过程调查分两个步骤，首先根据调查区域水域特点此次调查采用沿航道方向施测，共布设35条测线，测线间隔10m。

经过初步分析，筛选疑似障碍物，然后对疑似障碍物所在位置进行加密探测，以便进一步确定。

调查过程中船速保持在4节以下，进行加密施测时船速控制在1-2节，施测时间都选择在高平潮时段。

图4-2-2 扫测布线图4.2.3分析与对地层反射图像分析类似，对于障碍物的分析也是根据反射特征进行判断的。

有所不同的是前者主要关注的是连续反射，后者要关注的是孤立的反射特征。

障碍物与自然地层是不整合的，所以在图像上就会形成较明显的灰度反应，有些孤立的障碍物还会存在绕射波。

但并不是判断障碍物的绝对依据，有时断层棱点、地层尖灭点、自然不整合面和噪声在剖面图上也会有这样的表现。

因此在初步分析后还要进行加密探测，用来排除假图像。

这是与特定障碍物探测在图像判别的最大不同点。

图4-2-4 沉船反射图像图4-2-5 孤立石块反射图像在本次探测中发现了4个疑似障碍物，经过加密探测排除了其中一个噪声干扰，后经施工船挖掘验证有两个为沉船，另外一个为孤立石块。

5总结海洋工程中对障碍物探测的手段比较多，通常都是采用几种方式综合应用的。

浅地层剖面法是相对比较特殊的，这是因为它除了可以对海底表面障碍物进行探测外，还可以探测埋藏障碍物，在这一点上是其他探测手段无法达到的。

虽然浅剖仪设计研制的初衷并不是针对这项工作，但是随着应用方向的不断扩展和实际使用的不断积累，浅剖仪在障碍物探测方面的应用必然会越来越频繁。

当然现阶段浅剖仪对障碍物的探测还存在许多的不足，一是图像干扰较多，许多自然地质现象和噪声会造成误判；二是剖面图像反应不直观，多数情况下只能定量的判断，无法确定障碍物属性，特别是形状、类型，还需要进行人工验证。

未来随着技术进步和应用的积累，特别是规范整个探测流程和标准，浅地层剖面法在探测障碍物的应用势必会更加准确，更加广泛。

参考文献：[1]赵建虎.现代海洋测绘[M].武汉：武汉大学出版社，2007：212.[2] 柴海滨等. 海底障碍物探测技术[J]. 水运工程，2013 (7): 105.[3][4]孙家振.李兰斌.地震地质综合解释教程[M].武汉：中国地质大学出版社，2002：1-15.。