参量阵浅地层剖面探测技术研究

参量阵浅地层剖面仪原理
参量阵浅地层剖面仪是一种地球物理探测仪器，用于测量和分析地下浅层地质情况。

其工作原理如下：
1. 发射电极阵列：仪器通过一组电极阵列将电流传输到地下。

这些电极通常由独立的电极对组成，可以在地面或浅入地下一定深度的钻孔中安装。

2. 收集电极阵列：在发射电极阵列周围安装了一组收集电极阵列，用于接收通过地下介质传播的电流信号。

接收电极阵列也可以在地面上或钻孔中安装。

3. 电流传输：通过发射电极阵列施加电流信号，这些信号将通过地下的不同介质传输。

这些介质包括土壤、岩石、水层和其他地质层。

地下介质的电导率和电阻率将影响电流的传输。

4. 信号接收和测量：通过收集电极阵列测量接收到的电流信号。

这些信号可以被记录下来，并且可以通过计算、图形化或进一步处理来分析地下浅层地质情况。

5. 数据分析：通过对接收到的电流信号进行各种分析方法，可以获得地下浅层地质特征的信息。

这些特征包括地下介质的电导率、岩石层的分布、水层的位置和级别等。

通过以上原理，参量阵浅地层剖面仪可以提供有关地下浅层地质情况的定量和定性信息。

它在地质勘探、工程土壤测量、环境地质监测等领域具有广泛的应用。

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]。

参量阵浅地层剖面测量技术在近岸海洋工程的应用效果褚宏宪;赵铁虎;史慧杰;张晓波;杨源【摘要】介绍了海底浅地层声学探测技术的发展情况,简述了新型参量阵声纳探测的原理和特点,通过SES-96参量阵测深或浅地层剖面系统在山东半岛海区的应用实例,对此新型参量阵声纳技术的应用效果进行了分析评价.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2005(029)006【总页数】5页(P526-529,532)【关键词】参量阵声纳;声学探测;地层剖面仪;SES-96系统【作者】褚宏宪;赵铁虎;史慧杰;张晓波;杨源【作者单位】青岛海洋地质工程勘察院,山东,青岛,266071;青岛海洋地质工程勘察院,山东,青岛,266071;青岛海洋地质工程勘察院,山东,青岛,266071;青岛海洋地质工程勘察院,山东,青岛,266071;青岛海洋地质工程勘察院,山东,青岛,266071【正文语种】中文【中图分类】P631.4进入21世纪海洋开发活动日益增多，近岸海洋工程建设需要对海底沉积物的结构和属性探测。

对于浅海沉积物的结构探测和属性识别最为常用有效的方法是声学探测与识别。

浅地层剖面测量技术是利用声波在海水和海底沉积物中的传播和反射特性对海底沉积物分层结构进行连续探测，从而获得直观的浅地层剖面的一种海底声学探测技术方法。

它采用走航式测量，工作效率高，是进行浅海沉积层探测的常用有效手段。

在对海底沉积物的探测更有价值的是地质属性的探测。

在沉积物结构探测中一般只利用声波的时间特征，声波的幅度、频率等其他特征不大被考虑，而这些特征变化也和沉积物属性有关，国内很多学者也提出了海底沉积物声学识别和分类方法。

赵铁虎等在地质调查中对泥质和砂质地层的声学特征进行了对比分析[1] ，基本相同的仪器采集参数在不同的底质条件下取得的浅地层剖面记录面貌截然不同，泥质底质沉积区记录面貌呈细线条清晰反射，具有较高的分辨率，水体部分噪声小，砂质底质沉积区记录面貌呈粗线条模糊反射，水体部分噪声较大，因为砂质地层对声波高频成分的吸收作用比较明显。

Chirp 型浅地层剖面仪和参量阵浅地层剖面仪的对比分析万芃;牟泽霖【摘要】Marine sub-bottom profile technology which is currently the most important high resolution ma-rine geophysical survey method in shallow stratum structure,is widely used in marine hydrate investiga-tion,marine wells investigation and marine engineering survey project.At present,two kinds of shallow profile technology are the most commonly used Chirp technology and parametric array technology.This paper firstly introduces the basic principle of resolution and penetration of the sub-bottom profile,then the working principle of two kinds of subbottom profiler,finally analysis of their technical characteristics by comparing the technical parameters and the profile of the typical equipment.%海洋浅地层剖面技术是目前最主要的海洋高分辨率浅地层结构地球物理调查方法，广泛应用于天然气水合物调查、海洋井位调查和海洋工程调查等项目中。

目前，最常用的两种浅地层剖面技术是Chirp 技术和参量阵技术。

泥沙下沉船沉物水下探测技术初探作者：***来源：《中国水运》2021年第01期摘要：由于長江中下游为砂质河床，泥沙下淤埋的沉船沉物难以被探测。

本文介绍了多种不同探测技术在泥沙下沉船沉物水下探测中应用的情况，分析了不同技术应用的效果及优缺点。

关键词：历史沉船;磁探仪;浅地层剖面仪;多频三维合成孔径声呐;三维高分辨率多道缆地层剖面系统中图分类号：TB52 文献标识码：A 文章编号：1006—7973（2021）01-0075-041引言在整个地球上，陆地仅占地球表面积的29%，而海洋却覆盖着整个地球面积的71%，它蕴藏着极其丰富的资源可供人类使用。

但早期由于科学条件的限制，人们对于海洋的认识是相当不够的，无法对其进行大规模的开发利用。

随着社会经济的发展、人口的膨胀和陆地资源的逐渐匾乏，人类已将资源的勘探、开发和利用深入到海洋领域。

二十一世纪，开发和利用海洋的这一使命变得越来越迫切，人们有一个普遍的共识，本世纪是人类开发和利用海洋的世纪，而海洋测绘是一切海洋开发活动的基础[1]。

海洋测绘是海洋测量和海图绘制的总称，其任务是对海洋及其邻近陆地和江河湖泊进行测量和调查，获取海洋基础地理信息，编制各种海图和航海资料，为航海、国防建设、海洋开发、管理和海洋研究服务、海洋测绘的主要内容有海洋大地测量、水深测量、海洋工程测量、海底地形测量、障碍物探测、水文要素调查、海洋重磁探测量，各种海洋专题测量和海区资料调查，以及各种海图、海图集、海洋资料的编制和出版，海洋地理信息的分析、处理及应用。

从信息的角度出发，囊括了海洋基础信息的获取、管理和应用。

近20年来，随着科学技术的发展，海洋测绘在仪器、技术和理论方面均取得了飞速的发展，尤其是现代高精度卫星定位技术和水下GPS定位技术、船载扫测技术（如多波束、高精度高分辨率测深侧扫声呐）、海洋遥感技术、ADCP技术和目前的研究热点水下自治机器人（AUV）集成海洋测绘系统、电子海图技术和海洋GIS技术，这些现代海洋测控技术极大地推进了海洋测绘的发展，使现代海洋测绘呈现空间立体信息获取、信息自动存储和快速准确应用的态势，基本满足了海洋调查、开发和研究的需求[2]。

科技成果——深海、浅海浅地层剖面仪技术开发单位中国船舶重工集团公司第七一五研究所技术简介浅地层剖面仪（sub-bottom profiler）是利用声波探测水底浅层剖面地质结构的仪器，能够对海洋、江河、湖泊底部地层进行剖面显示，结合地质解释，可以探测到水底以下地质构造情况。

该仪器在地层分辨率和地层穿透深度方面有较高的性能，并可以任意选择扫频信号组合，现场实时地设计调整工作参量，可以在航道勘测中测量河（海）底的浮泥厚度，也可以测量在海上油田钻井中的基岩深度和厚度。

因而是一种在海洋地质调查，地球物理勘探和海洋工程，海洋观测、海底资源勘探开发，航道港湾工程，海底管线铺设广泛应用的仪器。

技术指标（1）工作频率：1-16kHz；（2）频带划分：1-5.5kHz，5-16kHz两个子带和一个全频带；（3）地层分辨率：7.5cm；（4）地层穿透深度：≥50m（泥沙）；（5）拖体航速：≤4kn；（6）拖体工作深度：≤300m。

技术特点该仪器在地层分辨率和地层穿透深度方面有较高的性能，并可以任意选择扫频信号组合，现场实时地设计调整工作参量，可以在航道勘测中测量河（海）底的浮泥厚度，也可以测量在海上油田钻井中的基岩深度和厚度。

因而是一种在海洋地质调查，地球物理勘探和海洋工程，海洋观测、海底资源勘探开发，航道港湾工程，海底管线铺设广泛应用的仪器。

技术水平国内领先可应用领域和范围海洋地质调查，地球物理勘探和海洋工程，海底资源勘探，水库、河道清淤，海底路由调查、管道铺设，河道、水库清淤。

专利状态已取得专利1项技术状态小批量生产、工程应用阶段合作方式合作开发、技术服务、融资需求投入需求500万元转化周期1年预期效益预期效益可观。

河南科技Henan Science and Technology 矿业与水利总767期第三十三期2021年11月浅地层剖面技术在长江三角洲调查中的应用研究冀应斌（江苏联合职业技术学院南京工程分院，江苏南京211135）摘要：浅地层剖面技术广泛应用于浅海灾害地质调查、大陆架第四纪地质调查，也是海洋地质调查的主要手段。

海底几千米水深下50～100m的地层采用浅地层剖面仪可以有效穿透,从而可以探知海底底质情况，比声呐技术测量更具优势。

本文通过阐述浅层剖面技术在长江三角洲地层层序划分、沉积过程分析、地质现象分析方面的实践应用，为长江三角洲调查提供技术支撑。

关键词：浅地层剖面技术；长江三角洲；层序划分；地质现象中图分类号：P714文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）33-0066-03Application of Sub-bottom Profiler in Yangtze River Delta SurveyJI Yingbin(Nanjing Engineering Branch of Jiangsu Union Technical Institute,Nanjing Jiangsu211135)Abstract:Sub-Bottom Profiler survey is an important means for the research of quaternary geology of continental shelf,disaster geology of shallow sea and engineering geology.The Sub-bottom profiler is an important equipment for Marine geological survey at present.The Marine shallow stratigraphic profiler can effectively penetrate the strata of 50~100m in a depth of thousands of meters,or even deeper,overcoming the limitation of the submarine video sys⁃tem that can only observe the situation of the bottom surface but cannot detect the bottom material below the bottom surface.In this paper,the practical application of sub-bottom profiler in stratigraphic sequence division、sedimentary process analysis and geological phenomenon analysis of the Yangtze River Delta is described,which provides techni⁃cal support for the investigation of the Yangtze River Delta.Keywords:sub-bottom profiler;yangtze river delta;sequence division;geological phenomenon1区域地质概况长江三角洲是在潮流和径流的共同作用下，沙洲、沙岛、沙嘴和水下沙体在河口堆积形成，另外在径流量大、泥沙丰富、潮流强特定环境下形成的典型的分叉型河口，大量的泥沙每年从流域内以不同的运动形式输送到河口，口外还会被塑造成水下三角洲。

参量阵浅剖探测技术在海底管缆探测中的应用摘要：海底管缆的空间分布特征及其埋藏状态是海底管缆探测工作研究的重点。

如何快速、高效地对侧扫声呐系统、海洋磁力仪、管缆地层剖面仪及浅水高精度多波束系统等海洋测量设备获取的原始数据进行精准处理及图像解译，生成海底管缆的平面位置图、埋藏状态统计表、埋深信息表及埋设状况图等探测成果，并分析海底管缆安全隐患的位置及提出合理的治理建议一直是业界关注的焦点。

关键词：参量阵浅剖探测技术；海底管缆探测；应用1、海底管道探测技术分类1.1工程物探法1.1.1测深仪探测测深仪的工作原理是由换能器向水中发射单波束或多波束具有一定空间指向性的短脉冲声波（波束），波束到达海底后，发生反射、透射和散射，回波被换能器接收，根据声速和传播时长可计算换能器到海底的距离。

重复这一过程就可对水深进行连续测量，利用这一特点，可实现对海底管道的探测。

与单波束相比，多波束测深具有直观、高效和高分辨率等特点。

当海底管道裸露或悬空时，可通过测量管道与海底面的相对高差判断管道的状况：相对高差大于管径时为悬空，等于或小于管径时为裸露。

1.1.2侧扫声呐探测侧扫声呐俗称海底扫描，主要根据声波发射和返回时间的长短，用不同的灰度加以显示，形成海底探测带的声学图谱图像，可清楚地看到海底的特征和位于海底面的目标物。

根据侧扫声呐的几何关系，运用相似三角形原理，可计算出目标物的高度；侧扫声呐还可以探测海底目标物（包括海底管道）的位置、状态、规模等。

在出现管道的侧扫声呐图像中，可根据管道两侧的阴影判断其状态。

基于侧扫声呐的原理，可以得出结论：对于裸露的管道，特别是有一定长度规模或有水泥压块防护等辅助设施的管道，侧扫声呐探测效果显著、精度高、可靠性强，能够达到事半功倍的效果；对于掩埋的管道，其探测效果较差，仅可对掩埋状态进行确认，对掩埋位置只能根据管道埋设留下的痕迹做出大致判断，探测埋深还需结合其他技术。

1.1.3扫描声呐探测扫描声呐相当于一种定点可旋转式的侧扫声呐，其原理为：换能器发射声脉冲，遇到海底或物体时反射回波，回波被声呐接收后，根据信号时延和强度形成图像，然后旋转声呐探头，再次重复发射和接收过程，最后旋转360°形成一幅完整的海底图像。