磁异法探测海底缆线

1、磁异探测法探测海底缆线总纲1、引言2、磁异探测原理3、工程实例分析4、总结1、引言磁力测量很早就被应用于海洋工程地质调查当中，因为磁力是解决工程测量中探测含磁性物体的有效手段。近年来，由于人们对于海洋工程安全的重视，另外，随着磁力仪灵敏度和精确度的提高，其应用范围越来越广泛，磁力探测已成为海洋工程测量中的一种常规方法。在海管埋藏太深、水下覆盖层太厚、管径太细(小于15.24cm)或工作水深太浅(小于5m)的情况下,水声学探测技术可能无法发现海管的位置,这时一般采用磁力探测方法。2、磁异探测原理 磁异常产生的原因铁磁体磁化产生的磁场叠加在海底地磁背景场上，就会产生磁异常 。是基于铁磁性物体扰乱地

2、磁场磁力线均匀分布这一基本物理现象的。由于磁场的磁力线从水中进入空气几乎不改变传播方向，而且传播方式几乎一致，这样我们就能通过在空气中测量磁场的异常来确定水下目标。因此只要获取高精度区域海底磁场数据，利用铁磁体产生的磁异常特性，就可以对实际地磁场异常特性进行分析判断，从而对其进行识别和定位。2、磁异探测原理 基本原理 对于任一磁性物体v，它在空间一点P产生的磁位u可表示为：其中J为磁性体的磁化强度，r代表磁性体某一体积元到P点的距离。 对磁位u分别求x，y和z方向的偏导数，即得到磁场强度的垂直分量和水平分量： 式中 ， ， 和分别为r与3个坐标轴之夹角的余弦，为磁化强度在磁性体外法线上的投影。

3、dvrgradJuv)1(dszrrJzuZsna)cos(2dsxrrJxuHsnax)cos(2dsyrrJyuHsnay)cos(2cos, r zcos, r xcos, r y2、磁异探测原理海洋磁力仪测量的是地磁场总强度 ，然后减去正常的地磁场 的绝对值，求出 的值，称为总磁场异常，然后以磁场异常值成图，根据 的大小来判断电缆的位置。经推导， 和 ， ， 有以下关系：其中， 和 分别为磁倾角和磁偏角。因此，海洋磁力仪测量的总磁场异常即是磁性体总异常场个分量的综合反映。通常情况下，地磁总场为一平缓变化的场。所以，在工程测量中，我们即可以把这一平缓变化的场看作背景场，而由磁性物体引起的

4、场则为变化较剧烈的突变场，即所谓的“异常场”。准确地确定引起这一异常场的“磁源”位置，也就是我们要在工程调查中要解决的问题。0TTTT0TTTTAIHAIHIZTaYaxasincoscoscossinaxHayHaZIA3、工程实例分析 探测前的准备工作探测前的准备工作 确定作业区域的精确水深，判断海底的地貌情况，了解海底缆线的存在状态（埋藏、暴露），分析管线区的地表地质灾害情况。这些资料时进行探测的依据，也是以后缆线的维护时的参考。3、工程实例分析 测线布设测线布设 测线的布设与已知海缆的走向垂直，一般布设测线3-5条。探测过程中的船速较慢，确保拖鱼接近海底。3、工程实例分析 图像分析图像

5、分析管道的出现,改变了地层序列,使正常的磁场分布发生了变化,从而产生了磁异常,就可以利用磁力仪探测出这些磁异常的分布。对整个区域的磁场观测表明,凡有管道存在的地段,其T磁异常均出现尖峰状或低谷状。绘制已经改正的T磁异常平面特征图，根据磁异常曲线的平面特征和剖面特征可以确定管道的走向。从图中可以看出,有管道存在的地段,其T磁异常呈现尖峰状或低谷状,尖峰或低谷的中心正好位于管道的中心。3、工程实例分析 实例分析在某项海地磁场探测过程中，为了使拖鱼探测位置稳定,工作时将船上的测深仪打开,与磁力仪的深度传感仪所显示的水深进行比较,通过控制船速,始终保持拖鱼与海底的距离约2 m。为了使拖鱼尽可能靠近电缆

6、,在拖鱼前8 m处加一铅锤(12.5 kg),拖缆长度约为3倍船长。由于整个测量时段比较短(约为2 h),地磁日变化的影响非常小,在进行数据处理时不需要进行日变改正一般拖缆长度约为测量船长的3倍。此外,由于海底电缆的埋深大约在0.81 m左右,因此无需确定海底电缆的埋深。 点号经度（）纬度（）磁异常值（nT）157.9032151.6003910258.0495651.5879610358.2002351.585619458.3405551.583388558.5038551.581557658.6457251.579977758.7825651.5765980858.9200651.5733

7、86959.063555157058610591896851.5679751159.3207651.564575表中是一条测线上的观测值，从数据中可以明显看出测线局部存在明显的磁异常，说明在7号点处有铁磁性物体存在。在测量结果中，有的测线不存在明显的磁力异常点，分析其原因可能是由于当时海区的浪大流急，船速又控制不好，导致拖鱼离海底距离较远，从而探测不到磁异常点。点号磁异常值（nT）18021132046551186367408229321014表中数据是所有测线中出现磁异常的点，对探测数据进行分析后，发现存在明显磁异常点的测线数是10条。磁异常最大值为118nT,最小值为11nT。根据分析结果，将存在明显有规律的磁异常点项链，连线的方向 就 是 海 底 电 缆 的 走 向 。4、总结 随着磁力仪灵敏度和磁法勘察精度的提高,磁法勘察作为一项传统的海洋调查方法,近年来在海洋工程方面得到了新的应用。调查时根据工程项目实际情况和要求布设测线或测网,工作中适当控制磁力仪探头的深度和调查船的速度,尽量获取高精度的磁测资料。 海洋磁力探测海