海洋工程地质研究概况

1、海洋工程地质研究概况第6组 焦鹏飞 李汉英第一部分 以采修一体化平台地形测量及地质勘察为例报告人：焦鹏飞（国家海洋局第一海洋研究所）目录 1.发展简史 2.调查目的 3.调查内容与方 4.研究方向发展简史海洋工程地质的发展经历了半个多世纪，它起始于1947年美国着手开采墨西哥湾海洋石油。海洋工程事故造成的巨大经济损失促使其产生和发展。主要工作围绕钻井灾害和海洋结构物场地进行的，例如港口工程（码头，防波堤等）和石油钻井平台等的场地调查。调查的目的是要确定形象钻井平台和海底管线等工程结构物的设计、布局、施工以及安全操作的工程地质条件。我国的海洋石油开发工作较晚，直到80年代初，才真正开始，由于其充

2、分吸收了国外的经验，发展也相对迅速。结合结构物场地钻井灾害和区域性的工程地质调查和评价工作才相继发展起来。调查目的通过对工程区进行水深地形测量、地球物理勘测、工程地质钻探、海流和潮流观测，为平台设计提供水深地形、地貌及浅地层结构资料，为平台设计提供地层剖面和各土层的工程设计参数及平台海域海流、潮位特征值。调查内容及设备（以钻井平台为例）1.水深测量仪器：回声测深仪（单波束、多波束等）本次水深测量使用100马力船工作。使用测深仪型号为美国Odom公司生产的Hydrotrac型双频测回声测深仪。2.海底地貌探测仪器：侧扫声纳系统（美国的Edgetech4200MP全数字双频），3.浅地层剖面勘察仪

3、器：英国的CSP-D 2400 & AA300极板式中地层剖面系统、德国SES 2000极浅地层剖面系统。4.海流、潮汐、波浪 观测仪器：剖面海流计（挪威诺泰克公司产的“阔龙”）、验潮仪、波浪仪。5.工程地质原位及室内土工试验，包括含水量试验、容重试验、液塑限试验、粒度分析试验、土粒比重试验、直剪试验、三轴压缩试验、固结试验等测试内容，并对试验数据进行分析统计，进而进行桩基分析计算。通过对平台场址现场地质钻探及土工测试结果的进一步分析，获取平台场址地基土的土层分布特征及物理力学性质，查明拟建平台场址的工程地质条件，为平台的设计施工提供必要的依据。6.执行规范“CB6G采修一体化平台地形测量及地

4、质勘察”技术要求；海洋调查规范总则（GB12763.1-2007）；海洋调查规范海洋地质地球物理调查（GB-13909-2007）；海洋调查规范海洋调查资料处理（GB-12763.7-2007）；海洋调查规范海洋水文观测（GB 12763.2-2007）海洋工程地形测量规范（GB175011998）； 土工试验方法标准（GB/T50123-1999）； 海上平台场址工程地质勘察规范（GB 17503-2009）； 岩土工程勘察规范（GB50021-2001）； 建筑地基基础设计规范（GB50007-2011）； .4 4，研究方向（导师给定的）海底土体稳定性分析（砂土液化、土体滑移等）海岸地貌

5、演变以及海底沉积等方面第二部分以裂流为例报告人：李汉英（中科院南海所）44% 计划海滩度假计划海滩度假72% 度暑假最佳选择度暑假最佳选择40% 度法定假期度法定假期52% 计划未来一年内去计划未来一年内去海滩旅游美国美国“旅行顾问旅行顾问”调查发现：调查发现：迈阿密海滩的旅游税迈阿密海滩的旅游税收比黄石公园、大峡收比黄石公园、大峡谷和约赛米帝国家公谷和约赛米帝国家公园之和园之和还多还多2012年我国滨海旅游业年我国滨海旅游业占海洋经济总产值的占海洋经济总产值的33.9%（国家海洋局，（国家海洋局，2013）与裂流有与裂流有关的海滩关的海滩溺水事件溺水事件澳大利亚 89%美国 80%巴西 90

6、%英国 67%海滩潜在杀手 裂流裂流 李汉英李汉英南海海洋研究所南海海洋研究所海滩：一种松散沉积物的堆积体。在波浪，潮汐，潮流，海滩：一种松散沉积物的堆积体。在波浪，潮汐，潮流，地质地貌等诸多因素的作用下，呈现出复杂的地形动力状地质地貌等诸多因素的作用下，呈现出复杂的地形动力状态组合，给旅游和旅游管理者带来诸多安全隐患，其中裂态组合，给旅游和旅游管理者带来诸多安全隐患，其中裂流是造成海滨旅游安全事故的最重要因素流是造成海滨旅游安全事故的最重要因素裂流（裂流（rip current）：一种较强的，狭窄的，向海的流。一种较强的，狭窄的，向海的流。裂流的结构：裂流头、裂流颈、补偿流、向岸流、裂流槽等

7、裂流的结构：裂流头、裂流颈、补偿流、向岸流、裂流槽等裂流速度裂流速度 多为多为 0.31 m/s 有的超过有的超过2m/s，甚至达，甚至达3m/s裂流的形成：一定的海滩地形组合和动力条件裂流的形成：一定的海滩地形组合和动力条件 礁石或建筑物引起礁石或建筑物引起裂流的作用：将破波带内物质输送到破波带外裂流的作用：将破波带内物质输送到破波带外裂流危险性评价方法裂流危险性评价方法 以三亚大东海为例以三亚大东海为例海滩地形动力学模型与裂流风险无维沉降速率参数（）模型： 破波波高 泥沙沉降速率 波浪周期TWHsb/bHsWT海滩状态3 3种基本类型6 消散型海滩16 过渡性海滩1 反射型 海滩低潮台地低

8、潮台地横向沙坝和裂流横向沙坝和裂流韵律沙坝和海滩韵律沙坝和海滩沿岸沙坝槽谷沿岸沙坝槽谷在无维沉降速率基础上引入相对潮差（RTR)RTR) 大潮平均潮差2, 3 7 低潮台地海滩 （LTTR类） 有裂流2 5, 5, 3 沙坝消散型海滩（BD类） 有裂流bHTRTRT/TRRTRRTRRTRRTR海滩裂流风险等级LTBR类 和 B类海滩出现裂流的机率最大，对海滩游泳者的威胁也最大，为高危险海滩BD类 和 LTTR类海滩有可能出现裂流，海滩裂流风险中等其它型如LTT、NBD、UD、 R裂流出现有可能性很小，为低风险性海滩 夺命海滩夺命海滩 大东海大东海海滩概况 大东海多年平均波高大东海多年平均波高

9、0.5 m，平均波周期为，平均波周期为3.5 s。全年以风浪占。全年以风浪占优势，年出现频率占优势，年出现频率占80%，涌浪出现频率为，涌浪出现频率为41%。强浪向为。强浪向为SSW，最大波高为最大波高为4.6 m,出现在出现在9月份月份;次强浪向次强浪向SW，最大波高为，最大波高为4.3 m,出现出现在在8月份。月份。 根据相关理论与数据计算得，大东海根据相关理论与数据计算得，大东海11，12月份属于超消散海月份属于超消散海滩（滩（UD类），出现裂流的可能性较小；类），出现裂流的可能性较小；1-2，4-6，10月以低潮沙坝月以低潮沙坝/裂流海滩（裂流海滩（LTBR类）为主，而旅游旺季的类）为主，而旅游旺季的7-9月均属于沙坝海滩月均属于沙坝海滩。这两种类型都是这两种类型都是裂流出现概率大，危险性非常最高裂流出现概率大，危险性非常最高的海滩类型的海滩类型结论：参考文献：参考文献：李志强