海洋工程地質(zhì)研究概況

1、海洋工程地質(zhì)研究概況第6組 焦鵬飛 李漢英第一部分 以采修一體化平臺地形測量及地質(zhì)勘察為例報(bào)告人：焦鵬飛（國家海洋局第一海洋研究所）目錄 1.發(fā)展簡史 2.調(diào)查目的 3.調(diào)查內(nèi)容與方 4.研究方向發(fā)展簡史海洋工程地質(zhì)的發(fā)展經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)，它起始于1947年美國著手開采墨西哥灣海洋石油。海洋工程事故造成的巨大經(jīng)濟(jì)損失促使其產(chǎn)生和發(fā)展。主要工作圍繞鉆井災(zāi)害和海洋結(jié)構(gòu)物場地進(jìn)行的，例如港口工程（碼頭，防波堤等）和石油鉆井平臺等的場地調(diào)查。調(diào)查的目的是要確定形象鉆井平臺和海底管線等工程結(jié)構(gòu)物的設(shè)計(jì)、布局、施工以及安全操作的工程地質(zhì)條件。我國的海洋石油開發(fā)工作較晚，直到80年代初，才真正開始，由于其充

2、分吸收了國外的經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展也相對迅速。結(jié)合結(jié)構(gòu)物場地鉆井災(zāi)害和區(qū)域性的工程地質(zhì)調(diào)查和評價(jià)工作才相繼發(fā)展起來。調(diào)查目的通過對工程區(qū)進(jìn)行水深地形測量、地球物理勘測、工程地質(zhì)鉆探、海流和潮流觀測，為平臺設(shè)計(jì)提供水深地形、地貌及淺地層結(jié)構(gòu)資料，為平臺設(shè)計(jì)提供地層剖面和各土層的工程設(shè)計(jì)參數(shù)及平臺海域海流、潮位特征值。調(diào)查內(nèi)容及設(shè)備（以鉆井平臺為例）1.水深測量儀器：回聲測深儀（單波束、多波束等）本次水深測量使用100馬力船工作。使用測深儀型號為美國Odom公司生產(chǎn)的Hydrotrac型雙頻測回聲測深儀。2.海底地貌探測儀器：側(cè)掃聲納系統(tǒng)（美國的Edgetech4200MP全數(shù)字雙頻），3.淺地層剖面勘察儀

3、器：英國的CSP-D 2400 & AA300極板式中地層剖面系統(tǒng)、德國SES 2000極淺地層剖面系統(tǒng)。4.海流、潮汐、波浪 觀測儀器：剖面海流計(jì)（挪威諾泰克公司產(chǎn)的“闊龍”）、驗(yàn)潮儀、波浪儀。5.工程地質(zhì)原位及室內(nèi)土工試驗(yàn)，包括含水量試驗(yàn)、容重試驗(yàn)、液塑限試驗(yàn)、粒度分析試驗(yàn)、土粒比重試驗(yàn)、直剪試驗(yàn)、三軸壓縮試驗(yàn)、固結(jié)試驗(yàn)等測試內(nèi)容，并對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而進(jìn)行樁基分析計(jì)算。通過對平臺場址現(xiàn)場地質(zhì)鉆探及土工測試結(jié)果的進(jìn)一步分析，獲取平臺場址地基土的土層分布特征及物理力學(xué)性質(zhì)，查明擬建平臺場址的工程地質(zhì)條件，為平臺的設(shè)計(jì)施工提供必要的依據(jù)。6.執(zhí)行規(guī)范“CB6G采修一體化平臺地形測量及地

4、質(zhì)勘察”技術(shù)要求；海洋調(diào)查規(guī)范總則（GB12763.1-2007）；海洋調(diào)查規(guī)范海洋地質(zhì)地球物理調(diào)查（GB-13909-2007）；海洋調(diào)查規(guī)范海洋調(diào)查資料處理（GB-12763.7-2007）；海洋調(diào)查規(guī)范海洋水文觀測（GB 12763.2-2007）海洋工程地形測量規(guī)范（GB175011998）； 土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50123-1999）； 海上平臺場址工程地質(zhì)勘察規(guī)范（GB 17503-2009）； 巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）； 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50007-2011）； .4 4，研究方向（導(dǎo)師給定的）海底土體穩(wěn)定性分析（砂土液化、土體滑移等）海岸地貌

5、演變以及海底沉積等方面第二部分以裂流為例報(bào)告人：李漢英（中科院南海所）44% 計(jì)劃海灘度假計(jì)劃海灘度假72% 度暑假最佳選擇度暑假最佳選擇40% 度法定假期度法定假期52% 計(jì)劃未來一年內(nèi)去計(jì)劃未來一年內(nèi)去海灘旅游美國美國“旅行顧問旅行顧問”調(diào)查發(fā)現(xiàn)：調(diào)查發(fā)現(xiàn)：邁阿密海灘的旅游稅邁阿密海灘的旅游稅收比黃石公園、大峽收比黃石公園、大峽谷和約賽米帝國家公谷和約賽米帝國家公園之和園之和還多還多2012年我國濱海旅游業(yè)年我國濱海旅游業(yè)占海洋經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的占海洋經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的33.9%（國家海洋局，（國家海洋局，2013）與裂流有與裂流有關(guān)的海灘關(guān)的海灘溺水事件溺水事件澳大利亞 89%美國 80%巴西 90

6、%英國 67%海灘潛在殺手 裂流裂流 李漢英李漢英南海海洋研究所南海海洋研究所海灘：一種松散沉積物的堆積體。在波浪，潮汐，潮流，海灘：一種松散沉積物的堆積體。在波浪，潮汐，潮流，地質(zhì)地貌等諸多因素的作用下，呈現(xiàn)出復(fù)雜的地形動(dòng)力狀地質(zhì)地貌等諸多因素的作用下，呈現(xiàn)出復(fù)雜的地形動(dòng)力狀態(tài)組合，給旅游和旅游管理者帶來諸多安全隱患，其中裂態(tài)組合，給旅游和旅游管理者帶來諸多安全隱患，其中裂流是造成海濱旅游安全事故的最重要因素流是造成海濱旅游安全事故的最重要因素裂流（裂流（rip current）：一種較強(qiáng)的，狹窄的，向海的流。一種較強(qiáng)的，狹窄的，向海的流。裂流的結(jié)構(gòu)：裂流頭、裂流頸、補(bǔ)償流、向岸流、裂流槽等

7、裂流的結(jié)構(gòu)：裂流頭、裂流頸、補(bǔ)償流、向岸流、裂流槽等裂流速度裂流速度 多為多為 0.31 m/s 有的超過有的超過2m/s，甚至達(dá)，甚至達(dá)3m/s裂流的形成：一定的海灘地形組合和動(dòng)力條件裂流的形成：一定的海灘地形組合和動(dòng)力條件 礁石或建筑物引起礁石或建筑物引起裂流的作用：將破波帶內(nèi)物質(zhì)輸送到破波帶外裂流的作用：將破波帶內(nèi)物質(zhì)輸送到破波帶外裂流危險(xiǎn)性評價(jià)方法裂流危險(xiǎn)性評價(jià)方法 以三亞大東海為例以三亞大東海為例海灘地形動(dòng)力學(xué)模型與裂流風(fēng)險(xiǎn)無維沉降速率參數(shù)（）模型： 破波波高 泥沙沉降速率 波浪周期TWHsb/bHsWT海灘狀態(tài)3 3種基本類型6 消散型海灘16 過渡性海灘1 反射型 海灘低潮臺地低

8、潮臺地橫向沙壩和裂流橫向沙壩和裂流韻律沙壩和海灘韻律沙壩和海灘沿岸沙壩槽谷沿岸沙壩槽谷在無維沉降速率基礎(chǔ)上引入相對潮差（RTR)RTR) 大潮平均潮差2, 3 7 低潮臺地海灘 （LTTR類） 有裂流2 5, 5, 3 沙壩消散型海灘（BD類） 有裂流bHTRTRT/TRRTRRTRRTRRTR海灘裂流風(fēng)險(xiǎn)等級LTBR類 和 B類海灘出現(xiàn)裂流的機(jī)率最大，對海灘游泳者的威脅也最大，為高危險(xiǎn)海灘BD類 和 LTTR類海灘有可能出現(xiàn)裂流，海灘裂流風(fēng)險(xiǎn)中等其它型如LTT、NBD、UD、 R裂流出現(xiàn)有可能性很小，為低風(fēng)險(xiǎn)性海灘 奪命海灘奪命海灘 大東海大東海海灘概況 大東海多年平均波高大東海多年平均波高

9、0.5 m，平均波周期為，平均波周期為3.5 s。全年以風(fēng)浪占。全年以風(fēng)浪占優(yōu)勢，年出現(xiàn)頻率占優(yōu)勢，年出現(xiàn)頻率占80%，涌浪出現(xiàn)頻率為，涌浪出現(xiàn)頻率為41%。強(qiáng)浪向?yàn)?。?qiáng)浪向?yàn)镾SW，最大波高為最大波高為4.6 m,出現(xiàn)在出現(xiàn)在9月份月份;次強(qiáng)浪向次強(qiáng)浪向SW，最大波高為，最大波高為4.3 m,出現(xiàn)出現(xiàn)在在8月份。月份。 根據(jù)相關(guān)理論與數(shù)據(jù)計(jì)算得，大東海根據(jù)相關(guān)理論與數(shù)據(jù)計(jì)算得，大東海11，12月份屬于超消散海月份屬于超消散海灘（灘（UD類），出現(xiàn)裂流的可能性較小；類），出現(xiàn)裂流的可能性較小；1-2，4-6，10月以低潮沙壩月以低潮沙壩/裂流海灘（裂流海灘（LTBR類）為主，而旅游旺季的類）為主，而旅游旺季的7-9月均屬于沙壩海灘月均屬于沙壩海灘。這兩種類型都是這兩種類型都是裂流出現(xiàn)概率大，危險(xiǎn)性非常最高裂流出現(xiàn)概率大，危險(xiǎn)性非常最高的海灘類型的海灘類型結(jié)論：參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：李志強(qiáng)