2025年大学《海洋技术》专业题库- 海洋岸带地质勘察技术的应用与发展

2025年大学《海洋技术》专业题库——海洋岸带地质勘察技术的应用与发展考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后的括号内。）1.海洋岸带地区地质勘察工作面临的主要环境挑战不包括：A.高盐高湿度环境B.动力荷载（波浪、潮汐、风）影响C.深层地下结构复杂性D.腐蚀性介质2.下列哪种地球物理探测方法在探测浅层、细粒沉积物中的软弱夹层或古河道时效果通常最好？A.海底重力测量B.海底磁力测量C.海洋地震反射/折射profilingD.海底浅层剖面测量3.对于需要获取高质量、大体积原状土样或岩芯的海洋岸带地质勘察，最常用的方法是：A.回声测深B.地球物理测井C.钻探取样D.水下电视（ROV/TV）4.在进行海洋港口工程地基勘察时，评估砂土抗液化能力的主要依据是：A.岩石饱和度B.土的渗透系数C.粒度分布曲线D.地基动参数（如动剪切模量、阻尼比）5.适用于探测海岸带区域浅层地温场，为地热资源勘探提供依据的技术是：A.地震波速测井B.地热梯度测量C.海底磁力测量D.多波束测深6.利用无人机搭载传感器进行海岸带地质调查，其主要优势在于：A.获取极高层分辨率的三维地质结构B.实现对海底大范围、高精度地形测绘C.获取大范围、高分辨率的岸线和近岸地形地貌信息D.直接获取海底沉积物声学参数7.在评价海岸工程对海洋环境的影响时，需要进行地质勘察的主要目的是：A.确定工程场地的地基承载力B.识别潜在的地质灾害风险（如滑坡、地面沉降）C.查明工程活动可能引发的地层扰动范围和程度D.评估工程区域是否存在矿产资源8.下列哪项技术通常不作为常规海洋岸带地质灾害（如海岸侵蚀、崩塌）预警系统的一部分？A.潮位与波浪监测B.卫星遥感影像变化分析C.在岸基布设的强震监测台网D.近岸地形地貌定期测绘9.海洋岸带地质勘察中，将多种探测技术（如地震、电阻率、磁力）的数据进行融合处理，其主要目的是：A.提高单一手段的探测深度B.增强对复杂地质结构的识别能力C.降低野外勘察成本D.减少数据处理工作量10.海底浅地层剖面（SSP）技术的主要探测对象是：A.海水温度与盐度分布B.海底基岩的磁性特征C.砂土或沉积岩层之间的接触界面D.海底生物的活动痕迹二、填空题（每空2分，共20分。请将正确答案填在横线上。）1.海洋岸带地质勘察报告应包含详细的勘察依据、采用的______、获得的______、对勘察成果的______以及最终的______。2.物探方法在海洋岸带勘察中具有快速、覆盖范围广、受浅层干扰大、探测深度有限等特点，其成果通常需要通过______进行验证和修正。3.钻探取样是获取海洋岸带地质体______和______信息的直接方法，对于进行室内详细试验和建立地质模型至关重要。4.海洋工程地基勘察中，除了关注承载力，还需要评估地基的______、______以及液化可能性等工程特性。5.遥感技术（如光学、雷达）在海洋岸带地质勘察中可用于______、______、______等方面。6.随着技术的发展，海底观测网络系统（OOI）等______技术为获取海洋岸带地质环境长期、连续的动态数据提供了新的途径。7.海岸带资源开发（如砂矿开采）的地质勘察重点在于查明矿体的______、______、______等。8.海岸带环境保护地质勘察需关注污染物的______、______、______以及修复治理的可行性。三、名词解释（每小题3分，共15分。）1.地震反射profiling2.地球物理测井3.海岸侵蚀4.原位测试5.多波束测深四、简答题（每小题5分，共20分。）1.简述选择海洋岸带地质勘察方法时应考虑的主要因素。2.简述钻探取样在海洋岸带地质勘察中的作用。3.简述海洋地震勘探在海底地质结构探测中的基本原理。4.简述遥感技术（如卫星遥感）在海岸带地质灾害调查中的应用。五、论述题（10分。）结合海洋岸带环境的特殊性，论述在进行大型海洋工程（如深水港）地基勘察时，应如何综合运用多种勘察技术，并说明不同技术在勘察工作中的作用与配合关系。六、案例分析题（15分。）某滨海地区计划建设一批海上风电场，初步选址位于浅海大陆架边缘。为进行可行性研究，需开展地质勘察工作。请分析：1.该项目地质勘察的主要目的和关注重点有哪些？2.针对这些目的和重点，应推荐采用哪些主要的勘察技术组合？并简述选择理由。3.在勘察报告中，对于基础设计需要的关键地质参数（如地层剖面、土层物理力学性质、波速等），应如何表述其获取方式和可靠性评估？试卷答案一、选择题1.C解析思路：海洋岸带地质勘察的主要环境挑战是其特殊的地理和海洋环境，包括高盐高湿度（A）、波浪潮汐风等动力荷载（B）、以及岸滩或近岸地质结构的复杂性（C）。腐蚀性介质（D）虽然存在，但不是区别于陆地勘察的独特环境挑战。2.D解析思路：海底浅层剖面测量（SSP）利用声波反射原理，主要用于探测距离海底较近（通常几十米深度范围）的地层界面，如基岩顶面、不同沉积层之间的分界面、古河道、离岸堤等（C）。这对于评估浅层地基稳定性、寻找砂层等非常有效。海洋地震反射/折射profiling（B）探测深度较大，用于研究更深层结构。重力（A）和磁力（B）主要用于探测较大尺度、深部或具有特殊密度/磁性的地质体，对浅层细粒沉积物中的薄夹层分辨率不高。3.C解析思路：钻探取样（C）能够直接获取地下介质的原状样或岩芯，提供最直观、准确的地质结构、地层分布以及岩石/土体物理力学性质等信息，这是其他物探方法无法替代的。回声测深（A）测地形。地球物理测井（B）是在钻探过程中进行的，辅助获取参数。水下电视（D）主要用于直观观察海底地形和可见物。4.D解析思路：评估砂土抗液化能力需要了解其在动荷载作用下的表现，核心参数是动参数，如动剪切模量（反映骨架抵抗变形的能力）和阻尼比（反映能量耗散能力）（D）。岩石饱和度（A）、渗透系数（B）、粒度分布（C）对土的物理状态和静力特性有影响，但不是直接评估动力的主要依据。5.B解析思路：地热梯度测量（B）是直接测量岩土体垂直方向上的温度变化率，通过分析温度场分布来寻找地热资源，是地热勘察的核心技术。地震波速测井（A）主要用于了解地层结构和岩石性质。海底磁力测量（C）探测磁性异常。多波束测深（D）测地形。6.C解析思路：无人机（UAV）具有灵活、成本相对较低、可悬停作业等优点，搭载高分辨率相机或多光谱传感器，非常适合获取近岸区域（包括滩涂、岸坡）大范围、高精度的二维影像，用于地形测绘、地貌分析、植被覆盖监测等（C）。声学探测技术（如侧扫声呐）虽然能获取海底地形，但对近岸水域的上空和岸滩部分探测能力有限。7.C解析思路：海岸工程（如港口、防波堤）建设会改变近岸水流、泥沙运动，可能引发地基沉降、液化，甚至对岸滩形态造成扰动。因此，地质勘察需要重点查明工程建设区域的地层结构、土体性质、是否存在软弱夹层或不良地质现象（C），即地层扰动及其可能产生的后果。8.C解析思路：海岸地质灾害预警系统通常利用实时监测数据（A：潮位波浪）、遥感影像变化分析（B：如岸线侵蚀速率）和地面/近岸变形监测（如GNSS、InSAR）来识别和预警。在岸基布设的强震监测台网（C）主要用于地震灾害预警，与海岸带地质灾害（主要是动力地质灾害和环境变化）关系不大。9.B解析思路：单一物探方法往往受浅层干扰、分辨率限制或对特定岩性敏感度不高。融合多种物探方法（如地震、电阻率、磁力）的数据，可以利用不同方法的优势互补，提高对复杂地质结构（如不同岩性界面、断层、异常体）的识别能力和解译精度（B）。10.C解析思路：海底浅地层剖面（SSP）技术利用低频声源发射声波，探测声波从海底向下传播，遇到不同介质界面（如沉积层与基岩界面）发生反射，再被声呐接收器接收。它主要目的是探测这些反射界面，即沉积层之间的接触关系（C）。它对海水本身、基岩磁性（B）探测能力有限。回声测深（A）测的是水深。海底生物痕迹（D）属于信息，非探测对象。二、填空题1.方法/技术手段，数据/资料成果，解释/解译分析，结论/最终建议解析思路：一份完整的勘察报告应包含执行勘察工作的依据（如任务书、规范），采用的具体方法和仪器设备（方法），通过勘察获得的各类数据（如钻探记录、物探资料、样品测试结果等），对这些数据进行整理和分析解释的过程（解释），以及基于勘察结果得出的最终评价和建议（结论）。2.钻探取样/原位测试解析思路：物探方法（尤其是常规物探）受浅层地质结构和介质不均匀性影响较大，其结果往往是区域性的、平均性的或存在不确定性。钻探取样（获取直接地质信息）或原位测试（在原地测量参数）能够获得更准确、局部的地质参数，是验证和修正物探结果的有效手段。3.物理性质，化学性质/综合性质解析思路：钻探取样的核心价值在于能够获取地下岩石或土体的真实样品，从而测定其物理性质（如颜色、结构、粒度、密度、含水率等）和化学性质（如成分、矿物组成、有机质含量、离子化学成分等），这些信息对于理解地质背景和评估工程特性至关重要。4.变形模量/压缩模量，渗透固结特性解析思路：海洋工程地基除了需要承受上部荷载而不发生过大沉降（承载力问题），还关心地基在荷载作用下的变形行为（变形模量/压缩模量）和排水固结性能（渗透固结特性），以及在高水压和动荷载下是否会发生液化等。5.海岸线变迁监测，近岸地形地貌测绘与更新，海岸带地质灾害调查与评估解析思路：遥感技术能够快速获取大范围、长时间序列的岸带区域影像，适用于监测海岸线冲淤变化（A）、测绘和更新海图及海岸地形地貌图（B）、识别和评估如海岸侵蚀、崩塌、地裂缝等地质灾害（C）。6.自动化/长期/实时/网络化观测解析思路：海底观测网络系统（OOI）的特点是利用布放在海底的多种传感器（如地震、海流、温度、压力、浊度等）进行长期、连续、自动化的数据采集，并通过水下光电缆或水声通信传输到岸上，形成覆盖广阔区域的观测网络，提供动态环境信息。7.分布范围/勘探边界，赋存深度/埋藏深度，资源储量/储量估算解析思路：对于海岸带资源开发（如砂矿），地质勘察需要明确矿体（砂体）在平面上的延伸范围（分布范围/边界），在剖面上的垂直位置（赋存深度/埋藏深度），以及最终可以开采的资源总量（资源储量/储量估算）。8.污染物来源，迁移转化途径，污染程度与分布解析思路：海岸带环境保护地质勘察首先要查明污染物的来源（如工业排污口、农业面源污染等）（A），然后研究污染物在水体、沉积物中的迁移转化规律（B），最后评估当前污染的范围、程度和空间分布特征（C），这些是制定修复治理方案的基础。三、名词解释1.地震反射profiling：利用人工激发的地震波在海底以下不同地层界面（反射界面上）发生反射，接收器接收反射波信号，通过分析反射波的时间、振幅、相位等信息，绘制反映地下地层结构（尤其是基岩顶面深度和地形）的水平剖面图的一种海洋地球物理探测方法。2.地球物理测井：利用各类地球物理仪器（如电阻率仪、声波仪、密度仪、磁力仪等）随钻探的钻具（或电缆）下入钻孔中，在钻进过程中或钻完后，连续测量岩土体物理参数（如电阻率、声波速度、密度、孔隙度、磁性等）随深度的变化，从而研究剖面地层结构、岩性、物性变化及某些地质异常的一种勘察技术。3.海岸侵蚀：指在波浪、潮汐、海流、风、人类活动等因素作用下，导致海岸线向陆地方向后退、海滩宽度缩减、基岩或人工构筑物受到破坏的现象。4.原位测试：指在不扰动或微小扰动原位地质环境（或介质）的条件下，直接在现场测量岩石或土体所具有的某些物理力学性质（如强度、变形模量、渗透系数、孔隙压力等）的测试方法。5.多波束测深：利用安装在船底的多个声学发射和接收单元（波束），同时向海底发射扇形声波束，接收各波束返回的回波，精确测定声波传播时间，从而计算并绘制出覆盖船底下一定宽度海域的连续、高精度三维地形地貌（即水深）的一种海洋测绘技术。四、简答题1.选择海洋岸带地质勘察方法时应考虑的主要因素包括：*勘察目的：明确需要解决的具体地质问题（如地基承载力、工程稳定性、资源勘探、环境评价等）。*勘察对象：是土体还是岩石？是浅层还是深层？介质特性如何？*勘察环境：海域深度、水流、波浪、海床类型（泥底、沙底、岩石底）、有无障碍物等。*对勘察成果的要求：精度、深度、分辨率、时效性等。*技术的可操作性：设备可及性、成本效益、作业窗口期、对环境的扰动程度等。*地质条件的复杂性：是否存在特殊地层、不良地质现象等。解析思路：选择勘察方法是一个综合决策过程，需要平衡目的需求、对象特性、环境限制、成本效益和技术可行性等多方面因素。没有一种方法是万能的，必须根据具体情况选择最合适或最优的组合。2.钻探取样在海洋岸带地质勘察中的作用：*获取直接、可靠的地质信息：提供原状土（岩）样，可直接观察其颜色、结构、成分、层理等，这是其他物探方法无法替代的。*室内试验的基础：获取的样品可用于进行各种室内物理力学性质试验（如密度、含水率、压缩模量、强度试验等），为地基设计提供关键参数。*验证和解释物探结果：钻探结果可以验证物探资料的可靠性，帮助解释物探数据所反映的地质结构。*确定分层和界线：精确确定不同地层的顶底界线、软弱夹层的深度和厚度。*获取水下难以观察的地质细节：揭露水下基岩出露情况、是否存在隐伏断层或洞穴等。解析思路：钻探取样是获取地下“真实现场”信息的关键手段，其核心价值在于提供真实样品，用于直接观察、室内测试和验证其他探测方法。3.海洋地震勘探在海底地质结构探测中的基本原理：*利用人工震源（如空气枪、振动平台）在海底（或水面、船上）激发低频地震波。*这些地震波向下传播，遇到不同的地层界面（如沉积层与基岩界面、不同沉积层之间）时会发生反射和折射。*反射波携带了关于界面深度、位置以及上覆介质性质的信息，向上传播。*位于船底或海底的检波器（水听器或检波器）接收这些反射波信号。*通过记录反射波到达的时间（旅行时）、振幅、频率和相位等信息，进行数据处理和反演，最终获得反映地下地层结构、基岩起伏形态、沉积体分布等信息的地震剖面图。解析思路：该技术利用声波在介质中传播时在不同界面发生反射的物理现象，通过人工激发、接收和记录反射波，来推断地下结构的分布情况。4.遥感技术（如卫星遥感）在海岸带地质灾害调查中的应用：*监测海岸线变化：利用多时相卫星遥感影像，通过图像处理和变化检测技术，可定量监测海岸线的侵蚀、淤积状况，评估侵蚀速率和范围。*识别地质灾害体：通过分析影像特征（如纹理、颜色、形状、阴影），可识别海岸带区域存在的崩塌、滑坡、地裂缝、地面沉降等地质灾害的分布、形态和规模。*评估灾害影响范围：结合地形数据和影像分析，可评估地质灾害对周边环境（如植被、建筑物、基础设施）的影响范围。*大范围普查：遥感技术能够快速覆盖大范围的海岸带区域，进行地质灾害的初步普查和筛查，为后续详细调查提供依据。解析思路：遥感技术凭借其大范围、宏观、多时相的特点，在监测海岸动态变化和识别大范围、明显可见的地质灾害方面具有独特优势。五、论述题结合海洋岸带环境的特殊性，论述在进行大型海洋工程（如深水港）地基勘察时，应如何综合运用多种勘察技术，并说明不同技术在勘察工作中的作用与配合关系。在进行大型海洋工程（如深水港）地基勘察时，由于海洋岸带环境的复杂性（高盐雾、强腐蚀、动荷载、地质条件多变、水下作业困难等），单一勘察技术往往难以满足全面、准确获取地质信息的需求。因此，必须综合运用多种勘察技术，形成优势互补、相互验证的勘察体系。综合运用策略应遵循“点面结合、动静结合、多源融合”的原则：1.点调查与面探测相结合：以钻探取样（点调查）为核心，获取原状样品和深层精确信息，确定地层剖面、岩土物理力学性质。同时，广泛采用物探方法（面探测），如海底浅地层剖面（SSP）快速获取浅层地质结构和覆盖层厚度；海洋地震反射/折射profiling探测基岩顶面和深层结构；高精度多波束测深获取海底地形；电阻率测深/成像了解浅层电性结构。这样可以在宏观上快速勾勒地质轮廓，在微观上精确验证和细化。2.静力勘察与动力勘察相结合：钻探、物探测井等属于静力勘察，主要获取地层的静态结构和性质。对于评估港口工程在波浪、海流、地震等动力荷载作用下的地基响应，需要进行原位测试（如波速测试、静力触探CPT、标准贯入试验SPT）获取动态参数（如动模量、阻尼比），并可能需要进行模型试验或数值模拟。3.多源信息融合：将钻探的样品和测井数据、物探的剖面和图像、原位测试参数、遥感提供的岸线地貌信息、甚至历史工程资料等，进行综合整理和一体化解释。利用专业软件进行数据处理和反演，建立三维地质模型，更全面地反映场地的地质结构、土体性质的空间变异性和潜在风险。不同技术在勘察工作中的具体作用与配合关系：*钻探取样是基础和关键：提供真实样品，获取最直接的地质信息，是确定地层划分、获取物理力学参数、验证物探结果、进行详细设计的基础。*物探是快速和广域的补充：海底浅地层剖面和地震反射/折射主要用于快速查明覆盖层厚度、基岩起伏和深部结构，指导钻探布孔；多波束测深提供基础地形；电阻率成像有助于了解浅层电性异常。物探结果指导钻探，钻探结果验证和修正物探。*原位测试是深化和补充：在钻探孔内或孔外进行，获取难以通过室内试验或物探直接获得的参数（特别是动力参数和现场应力状态），用于更精确的地基评价和设计。*高精度测量（如GPS、惯性导航）是基础：为所有水下勘察工作（钻探、物探）提供精确的定位信息，确保数据的空间对应关系。六、案例分析题某滨海地区计划建设一批海上风电场，初步选址位于浅海大陆架边缘。为进行可行性研究，需开展地质勘察工作。请分析：1.该项目地质勘察的主要目的和关注重点有哪些？主要目的包括：为风电基础（如单桩基础、导管架基础）的设计提供可靠的地质参数；评估场址区域的地基承载能力和稳定性；预测和评估可能存在的地质灾害风险（如地层液化、冲刷、地震活动影响）；查明水文地质条件，特别是波浪、潮流、海流等对基础和运维的影响。关注重点包括：*地形地貌与水动力条件：浅海地形、水深、底质类型、波浪、潮流、海流特征及其时空变化。*地层结构与岩土性质：沉积层（如淤泥、粉砂、砂层）的厚度、分布、层序、物理力学性质（含水率、密度、强度、压缩性、灵敏度、液化势）；下伏基岩的埋深、起伏、岩性、强度和完整性。*地基承载力与变形特性：不同土层和基岩的承载力特征值，基础的沉降、差异沉降和水平位移预测。*液化可能性：潜在液化土层的分布、厚度、物理性质指标，评估地震作用下液化的可能性及其对基础的影响。*冲刷与防护：波流共同作用下的海底冲刷潜力评估，对基础稳定性的影响及防护措施建议。*地质灾害：区域地震烈度，潜在的地质灾害（如地面沉降、地裂缝）及其对风电场的影响。*环境地质问题：是否存在不良地质现象（如溶洞、软土囊），以及施工和运营可能产生的环境地质影响。2.针对这些目的和重点，应推荐采用哪些主要的勘察技术组合？并简述选择理由。应推荐采用以钻探取样为核心，结合海底浅地层剖面（SSP）、高精度多波束测深、地震反射/折射profiling（视深度需求）和原位测试（如波速测试）的勘察技术组合。选择理由：*钻探取样（点调查）：是获取原状土样和基岩样品，进行室内详细物理力学性质试验（确定承载力、变形模量等关键参数），查明地层剖面和界面深度的最可靠手段，是所有设计计算的基础。在浅海大陆架边缘，应适当布设钻探孔，覆盖不同水深和预期基础类型区域。*海底浅地层剖面（SSP）：适用于快速、连续地探测浅层（通常几十米）地层界面，能有效查明覆盖层厚度、基岩顶面起伏、砂层分布等，指导钻探孔位选择，是获取浅层地质信息的重要补充。*高精度多波束测深：用于精确、快速获取大范围的海底地形地貌数据，为风电基础布位提供基础，也是后续冲刷预测和海流模型建立的基础。