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1、海底探测技术,第一章 绪论,第二章 定位导航技术,第三章 声波探测的基本原理,第四章 声学海底探测设备的组成及分类,第六章 侧扫声呐工作原理及探测资料分析,第七章 多波束测深系统的工作原理及数据处理分析,第九章 综合探测的实施原则及水下声学定位系统,第十章 探测实例分析,第五章 单波束测深设备的组成及工作程序,第八章 浅地层探测系统的工作原理及资料分析,定义:,海面,震源,水听器,海底,A层,B层,探知介质垂向结构的声学设备。,2017/11/19,4,设备构成,工作频率3.0KHZ,主机、拖体、连接电缆、记录仪及后处理设备,震源、水听器在一起法线入射,2017/11/19,5,工作频率3.0
2、kHz（压电换能器震源）中地层剖面仪 3.0kHz几百Hz（电磁脉冲或微型电火花）较深地层剖面仪 小于几百Hz（电火花震源或气枪震源）,2017/11/19,图谱的获得,震源水听器信号处理记录系统,发射声波脉冲,接受声波,滤波,显示调整,剔除不需要的频率,通过GAIN、TVG进行灰度补偿,数字记录,记录的是最原始的声波信号,模拟记录,打印的是显示调整后的记录,滤波范围05kHz,滤波范围15kHz,滤波范围2.55kHz,2017/11/19,9,剖面记录的内容和最佳图谱,2017/11/19,10,图谱的识别,1、图谱内容,记录声波返回时间和强度,距离0时间线的远近,灰度，越强的就越“黑”，
3、无反射的就没有灰度。,震源与水听器,海面,海底,A层,B层,C层,D层,距离,传播时间,零时间,1,1,波的强度,2,3,4,n,2,3,4,n,距离,传播时间,零时间,1,波的强度,2,3,4,n,反射界面（同相轴），反射界面的强度可分为强、中等、弱,直达波,反射界面之间的声学地层极为均匀，则无声波反射，称为声学透明层,反射界面之间的声学地层不均匀，则出现声波杂乱反射。如果这种杂乱反射是由众多方向不定的小同相轴组成则称为嘈杂反射,用于地层结构分析,用于某套地层成因分析,2017/11/19,14,2、图谱的分析,层系的定义：地质上 成因类似或形成环境相互关联的一套连续地层组合。其顶界面和底界
4、面可为整合或不整合界面。物探上 具有相同反射特征的声阻抗界面组合。,2017/11/19,15,层系间的关系及代表意义,2017/11/19,16,地震相1)、Sheriff(1982将地震相定义为:“由沉积环境(如海相和陆相)所形成的地震特征”.Vail(1977)认为地震相分析是根据地震资料来解释环境背景和岩相；2)、地震相是指具有一定分布范围的三维地震反射单元,代表产生反射的一定岩性组合及沉积特征.在划分地震层序后,就可以在任一层序或亚层序组内,根据各种地震反射参数进行地震相划分；3)、“在一个地震层序中,具有相似地震特征参数的地质单元称为地震相.它是能反映由岩相因素引起的反射几何特征和
5、波形特征的总和。,3、图谱中的假波,海面,海底,阻抗界面1,阻抗界面2,拖体,现场示意,探测理想结果示意,同相轴2海面反射,同相轴3（海底）,同相轴1（直达波）零时间,同相轴4（阻抗界面1）,同相轴5（阻抗界面2）,海面,海底,阻抗界面1,阻抗界面2,拖体,现场示意,探测结果示意,同相轴2海面反射,同相轴3（海底）,同相轴1（直达波）零时间,同相轴4（阻抗界面1）,同相轴5（阻抗界面2）,同相轴31（海面回波）,同相轴41（海面回波）,同相轴51（海面回波）,同相轴42（层间多次）,同相轴43（层间多次）,同相轴44（层间多次）,海面多次反射,剖面探测中的假波极为复杂探测设备的工作频率越低、能
6、量越大则假波越多；声阻抗界面反射的能量越大，假波越多；地层中声阻抗界面越多，假波越多；由于假波在传播过程中能量损失较大，其反射强度越来越小；层间反射出现清晰记录的概率较小，海面多次清晰出现的情况较为普遍；单道声学探测设备，地震处理的手段较少，假波剔除较为困难；多道地震剔除假波的手段较为成熟。,4、声阻抗界面反射的变形,波的偏移造成的斜坡变形,海面,海底,阻抗界面1,阻抗界面2,拖体,现场示意,探测理想结果示意,同相轴2海面反射,同相轴3（海底）,同相轴1（直达波）零时间,同相轴4（阻抗界面1）,同相轴5（阻抗界面2）,探测角度x,地层真角度y,关系？,20,简单的几何法得到：,Sin ytan
7、 x,因此，斜坡、地层的坡度不能由探测结果直接得出，还需进行角度换算！,2017/11/19,21,点反射造成的界面变形,海底,海面,地层,断层,探测结果,下凹地形或层面造成的界面变形,1,2,3,1,2,3,凹坑变浅,反射杂乱,2017/11/19,23,探测设备距下凹层面的高度越大，探测变形就越大，下凹深度就越小。,2017/11/19,24,剖面资料分析举例,一、水深地形测量,实质：水底以上水体的厚度,设备均为法线入射且工作频率较高，,大洋型:12-33kHz,浅海型:100-200kHz,为适应不同的水深情况，设备可有多个工作频率。这样的测深设备被称为双频、多频测深设备。,并非单一根据
8、水深情况使用设备，水体较为混浊的河流、浅海区，也需使用频率较低的测深设备。另外，低频测深仪，可当极浅地层剖面仪使用。,双频测深仪,200kHz,33kHz,测深仪换能器,海底,界面,直达波吃水线,海面零时间,吃水深度，需现场测量并记录,根据现场吃水测量值，进行调节或设置,水面为测量时水面，要根据水面高度有否变化、资料要求的基面等进行后校正。,这被称为单波束测深仪，只能测量仪器下方的水深，效率低。,声呐工作思想,测深工作思想,多波束测深系统,二、地层探测分析,电火花记录（0.310kHz）,直达波,海底,海底二次,海底三次,假波识别层系划分地震相分析,剖面设备的安装方式,固定安装侧拖尾拖,参照声呐,剖面探测的工作步骤,1、根据工作目的选取剖面设备；2、根据水深条件选择拖曳方式；3、根据地质体走向决定测线方向；4、定位设备的连接及坐标系统、投影方式的选择并记录好定位天线与换能器的位置关系；5、做好测线记录、班报记录；6、调节设备：激发频率、脉冲长度、GAIN、TVG等；7、做好模拟记录、拖体入水深度及相关标注；8、数字记录；9、水体声速、地层声速；10、区域环境背景知识的获得；11、假波的识别及层系的划分；12、地震相分析；13、区域界面埋深图及等厚度图绘制；14、典型剖面图分析；15、成果报告（或工程评估）与分析研究。,谢谢！本章结束请指正！,
