2025年大学《海洋技术》专业题库- 海洋地质灾害监测与防治技术

2025年大学《海洋技术》专业题库——海洋地质灾害监测与防治技术考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、名词解释（每题3分，共15分）1.海底滑坡2.海啸预警系统3.InSAR技术4.风暴潮风险评估5.海岸防护工程二、判断题（每题1分，共10分，请在括号内打√或×）1.海洋地质灾害的发生主要受自然因素影响，人类活动几乎不会引发新的灾害类型。（）2.GPS技术是监测海平面上升和海岸侵蚀变形的高精度手段之一。（）3.海底地震仪主要用于监测海底地壳运动，是海啸预警的重要前提。（）4.咸化是沿海地区因海平面上升导致地下淡水资源被海水污染的现象。（）5.海岸防护工程的主要目的是完全阻止所有海洋灾害对海岸线造成影响。（）6.海洋地质灾害风险评估旨在确定特定区域发生灾害的可能性及其造成的潜在损失。（）7.海啸浮标主要部署在深海，用于实时监测海面波动高度。（）8.水下声学探测技术可以穿透海水较深，常用于海底地形测绘和滑坡前兆监测。（）9.海洋地质灾害的应急响应计划应在灾害发生前制定完成，并定期演练更新。（）10.海底稳定措施主要针对海底滑坡，常采用压重、固化或安装防滑结构等方法。（）三、简答题（每题5分，共30分）1.简述海啸的主要成因及其与普通地震的区别。2.比较GPS技术和InSAR技术在监测海岸线变化方面的优缺点。3.描述一下风暴潮灾害风险评估的主要步骤。4.列举三种常见的海岸防护工程类型，并简述其基本原理。5.说明海洋地质灾害监测系统应具备哪些基本功能。6.简述海底滑坡灾害的应急响应过程中，监测信息发挥的作用。四、论述题（每题10分，共20分）1.论述多源信息融合在海洋地质灾害监测与防治中的重要性。2.结合实例，论述一项海洋地质灾害防治技术的原理、应用及其面临的挑战。五、计算题（共15分）假设某海域发生了一次海底滑坡事件，监测数据显示滑坡体体积约为50立方千米，滑坡运行时间约为30分钟。该滑坡体主要沿斜坡向下运动，最终进入较浅水区域。请简述利用这些数据可以分析哪些方面的信息，并说明分析思路。（注意：无需进行具体数值计算，只需阐述分析方法和目的）试卷答案一、名词解释1.海底滑坡：指发生在海底斜坡上的大规模岩土体突然或缓慢地沿着一定的滑动面整体向下滑动的现象，常由地震、海啸、风暴潮、海底侵蚀等触发。**解析思路：*考察对海底滑坡基本概念的理解，需包含触发因素和运动特征。2.海啸预警系统：指利用地震监测、海面波动观测等技术手段，实时监测可能引发海啸的海洋地质活动或海面变化，通过快速评估、信息发布等环节，为沿海地区提供预警信息的综合系统。**解析思路：*考察对预警系统构成要素（监测、评估、发布）和目标（提供预警信息）的理解。3.InSAR技术：即合成孔径雷达干涉测量技术，利用两幅或多幅从不同位置获取的同一地表目标的雷达影像，通过干涉处理来精确测量地表微小形变或位移的高精度对地观测技术。**解析思路：*考察对InSAR技术基本原理（利用雷达影像干涉）、功能（测量形变位移）和特点（高精度）的理解。4.风暴潮风险评估：指综合分析区域内风暴潮（由热带气旋等天气系统引起的海面异常增水）的发生频率、强度分布、可能影响范围以及可能造成的灾害损失，从而评估其风险水平的过程。**解析思路：*考察对风险评估要素（频率、强度、范围、损失）在风暴潮情境下的理解。5.海岸防护工程：指为抵御海水入侵、海岸侵蚀、风暴潮等海洋动力作用对沿海地区造成危害，而修建的各种工程设施，如海堤、护岸、防波堤等。**解析思路：*考察对海岸防护工程定义和主要类型（具体设施名称）的掌握。二、判断题1.×**解析思路：*人类活动如过度抽取地下水、海岸工程建设、活动诱发的地壳变动等也可能引发或加剧海洋地质灾害。2.√**解析思路：*GPS通过监测地面点位的垂直位移变化，能有效反映海平面上升和海岸侵蚀引起的地表形变。3.√**解析思路：*海底地震是许多海啸的触发源，因此监测海底地震活动是海啸预警的关键第一步。4.√**解析思路：*海平面上升导致海水下渗，与地下淡水资源混合，造成水质咸化。5.×**解析思路：*海岸防护工程的主要目的是降低灾害风险和减轻灾害损失，而非完全阻止所有影响，且可能带来其他环境或社会问题。6.√**解析思路：*风险评估的核心定义就是评估可能性和潜在损失。7.√**解析思路：*海啸浮标是部署在海啸可能影响的海域（包括深海）用于实时测量海面波动（特别是高度变化）的设备。8.√**解析思路：*水下声学波的传播特性使得声学探测技术适用于深海环境，且可用于探测地壳结构变化，与滑坡等地质灾害前兆有关。9.√**解析思路：*应急响应计划必须在灾害发生前制定，并需通过演练保持其有效性和时效性。10.√**解析思路：*海底稳定措施旨在减缓或阻止滑坡的发生或扩大，常见的工程方法包括增加坡体重量、改善坡体性质（固化）、设置防滑结构等。三、简答题1.海啸的主要成因有海底地震（特别是板块俯冲带的大地震）、海底火山爆发、海底滑坡以及人造因素（如水下爆炸）。与普通地震的区别在于：普通地震主要表现为地壳的震动，影响范围相对局地；而海啸是由水体扰动产生的长波、长周期的海面波动，可以传播到很远的海域，对广阔的海岸线造成巨大破坏。**解析思路：*需答出主要成因种类，并抓住海啸与普通地震在本质（水体扰动vs地壳震动）、影响范围（局域vs全球性）上的核心区别。2.GPS技术通过全球导航卫星系统实时定位地面接收机，精度高，适用于监测地表点的绝对位移和速率变化，尤其擅长监测较大范围、较快的形变（如海岸侵蚀、地裂缝）。其优点是覆盖范围广、操作相对简单、可提供高精度绝对定位。缺点是成本较高、易受遮挡影响（如植被覆盖、水下无法使用）、无法直接监测介质内部或水下位移、数据是点状的，难以反映面状精细变化。InSAR技术利用两景或多景雷达影像的相位干涉来测量地表微小形变，可以覆盖较大区域，提供面状形变场信息，尤其适合监测缓慢的形变（如地面沉降、冻土融沉）。其优点是覆盖范围大、可全天候工作、可监测微小形变、成本相对较低（单景雷达）。缺点是受大气影响较大（特别是水汽）、几何分辨率相对较低、对地表纹理有要求、需要特定的卫星过境几何条件。**解析思路：*需分别阐述两种技术的原理和主要应用场景，并清晰列出各自的优缺点，进行比较。3.风暴潮风险评估的主要步骤通常包括：①数据收集与准备，收集历史风暴潮记录、气象数据、地形地貌数据、水文数据、潮汐数据等；②风暴潮动力学模型构建，选择或建立合适的数值模型，输入边界条件（如风速、气压场）和初始条件（如初始海面）；③模拟与结果分析，运行模型模拟不同强度和路径风暴下的潮位分布，分析最大潮位、淹没范围等；④风险区划，根据模拟结果和灾害损失评估，将区域划分为不同风险等级；⑤风险信息发布与应用，将风险评估结果转化为易于理解的信息，用于制定防护标准、规划和管理。**解析思路：*需按逻辑顺序列出风险评估的主要环节，并简要说明每个环节的核心内容。4.常见的海岸防护工程类型及其基本原理：①海堤（Seawall）：沿海岸线修建的坚固墙体，主要原理是利用其结构强度阻挡波浪和潮水漫滩，保护陆地。②护岸（Revetment）：铺设在岸坡表面的保护层，通常用于防止岸坡冲刷，原理是耗散波浪能量或防止淘刷，常用材料有块石、混凝土等。③防波堤（Breakwater）：伸入水中的屏障，主要原理是拦截、反射或破碎传入港内的波浪，保护港口或海岸免受直接冲击。④筑坝围堤（Embankment/Dike）：沿低洼海岸线修建的堤坝，主要原理是围护土地，防止海水倒灌和海岸侵蚀。**解析思路：*需列举至少三种典型工程，说出其名称，并解释其核心防护原理。5.海洋地质灾害监测系统应具备的基本功能：①实时/近实时监测：能够对关键参数（如地壳运动、海面变化、海流、海底地形等）进行持续或定期监测，并快速获取数据；②数据处理与融合：能够对多源、多尺度的监测数据进行采集、处理、校准、融合，提取有效信息；③事件识别与报警：能够基于监测数据变化，识别异常事件（如地震、滑坡、海啸征兆），并触发报警；④风险评估与预警：能够结合模型和实时数据，进行灾害风险评估，发布预警信息；⑤信息存储与共享：能够安全存储监测数据和评估结果，并支持授权用户访问和共享；⑥可视化与决策支持：能够将监测数据和评估结果进行可视化展示，为防灾减灾决策提供支持。**解析思路：*需从数据获取、处理、分析、预警、存储、应用等多个环节，列出监测系统应具备的核心功能。6.海底滑坡灾害的应急响应过程中，监测信息发挥着关键作用：①提供预警信息：实时监测到的异常数据（如地震活动增强、海底形变加速、异常海流/海啸波）是判断滑坡可能发生或正在发生的直接依据，为提前疏散人员、转移财产提供宝贵时间；②确定灾害影响范围和强度：滑坡发生后，持续监测（如地震、海啸波监测、地形变化监测）有助于快速评估滑坡的规模、运行路径、引发的次生灾害（如海啸）范围和强度，为应急指挥和救援行动提供关键信息；③指导救援和防护：监测数据可以揭示滑坡体的后续稳定性、潜在滑动方向等，帮助救援人员避开危险区域，指导制定后续的工程抢险方案（如进行稳定性加固）；④评估灾后风险：监测灾后的地形地貌变化、残余滑动体的稳定性等，有助于评估长期风险，指导灾后重建和区域规划。**解析思路：*需阐述监测信息在应急响应不同阶段（预警、响应、救援、评估）的具体作用和意义。四、论述题1.多源信息融合在海洋地质灾害监测与防治中的重要性体现在多个方面。首先，单一监测手段往往只能获取灾害信息的一个侧面或某个特定参数，存在局限性。例如，GPS主要监测地表位移，而InSAR可监测小范围形变场，声学监测可探测水下活动，将它们融合可以获取更全面、立体的灾害信息。其次，融合不同类型的数据（如地震波数据、海面波动数据、海底地形数据、气象数据等）可以相互印证、补充，提高灾害识别的准确性和可靠性，减少误报和漏报。例如，结合地震监测和海面波动监测可以更准确地判断是否发生海啸及其来源。再次，多源信息融合有助于构建更精确的灾害动力学模型，提高风险评估的科学性和精细化水平。通过融合多时相的遥感影像、InSAR数据、地形测量数据，可以反演滑坡、海岸侵蚀等灾害的演化过程和速率，为制定更有效的防治措施提供依据。最后，融合后的信息可以生成更直观、全面的灾害风险图和预警产品，便于政府、相关部门和公众理解和应用，提升整体防灾减灾能力。总之，多源信息融合是实现海洋地质灾害监测由单一向综合、由被动向主动、由定性向定量转变的关键技术途径，对于提升灾害预警能力、风险评估精度和防治效果具有不可替代的重要性。**解析思路：*需从弥补单一手段局限、提高准确性可靠性、支持模型构建与风险评估、提升信息应用价值等多个角度，深入论述多源信息融合的重要性。2.以海底滑坡防治技术为例。其原理主要是通过工程措施增强滑坡体的稳定性，或阻止其发生滑动，或减轻其滑动破坏效应。常见的防治技术包括：①坡脚压重抗滑：在滑坡体坡脚堆放重物（如土石方、废石），增加下滑面上的正压力，提高抗滑力，降低下滑稳定性系数。原理是基于力学平衡，增大摩擦力或减小下滑力。②坡面减载卸压：在滑坡体坡面上削去部分土石，减小滑坡体的总重量，从而降低下滑力。原理是减轻重量，简化力学模型。③抗滑桩/锚杆支护：在滑坡体内或坡脚打设抗滑桩或安装锚杆，将滑坡体中的部分滑体或整个滑体锚固在稳定地层上，提供额外的抗滑力。原理是利用桩/杆与地层的锚固力来抵抗滑动力。④改善坡体性质：通过注浆、加筋、固化等手段，提高滑坡体土体的强度、降低其孔隙水压力，从而增强其自身稳定性。原理是改变土体物理力学性质。⑤水平防渗/排水：在滑坡体坡脚或内部设置水平防渗帷幕（如土工膜），阻止水分从坡脚渗入；或在坡体内部设置排水通道（如排水孔、排水盲沟），疏干坡体内部积水，降低孔隙水压力。原理是减少水对土体强度的不利影响（降低有效应力）。应用实例：在已知或潜在不稳定的海底slope区域，可结合地质勘察结果选择合适的组合技术，如在坡脚设置压重墙并打设抗滑桩，同时布设排水系统。面临的挑战包括：①海底环境复杂，勘察难度大，施工困难且成本高昂；②难以精确预测滑坡的发生时间和规模；③防治措施的有效性和耐久性受海水环境（腐蚀、冲刷）影响大；④某些措施可能对海洋生态环境产生不利影响。以风暴潮防治为例，其原理主要是通过构筑人工屏障（如海堤、防波堤）或调整海岸形态来阻挡、削减或引导风暴潮水，保护内陆地区。常见技术包括：海堤（原理是直接阻挡潮水漫