研究海底電纜工程使用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

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1海底電纜鋪設(shè)施工簡(jiǎn)介

海底電纜是鋪設(shè)于海底的線狀設(shè)施，其直徑在60mm左右，長(zhǎng)度取決于連接的兩端登陸點(diǎn)間的距離，單根無(wú)中繼段海底光纜最大距離已經(jīng)可達(dá)400km。海底電纜一般由外被層、鎧裝層、護(hù)層、抗壓管和光纖單元（導(dǎo)體）等部分組成，根據(jù)鋪設(shè)海區(qū)的深度分為淺海型（水深小于500m）和深海型（水深大于500m）。海底電纜的鋪設(shè)施工過(guò)程可分為以下幾個(gè)步驟：鋪設(shè)前掃海清障、鋪設(shè)作業(yè)、鋪后監(jiān)測(cè)與復(fù)埋。其中，鋪設(shè)作業(yè)分為埋設(shè)和敷設(shè)。在淺海區(qū)，由于易受到養(yǎng)殖、捕撈、拋錨等人為因素?fù)p壞，一般采用埋設(shè)方式；在深海區(qū)，受外界因素影響較小，一般采用敷設(shè)方式，即直接將海底光纜布放在海底。根據(jù)埋設(shè)區(qū)海底底質(zhì)的類型，埋設(shè)手段包括為犁式埋設(shè)、水噴式埋設(shè)與機(jī)械挖掘式埋設(shè)。當(dāng)埋設(shè)電纜交越其他在用海底管線時(shí)，在距離交越點(diǎn)500m以外，會(huì)將埋設(shè)犁回收至鋪纜船的甲板，將鋪設(shè)光纜用硬塑料套管進(jìn)行保護(hù)后敷設(shè)于現(xiàn)有光纜之上，交越的角度盡量控制在90°，且不低于45°，然后在離開交越點(diǎn)500m以外后，埋設(shè)犁重新下放工作。鋪后監(jiān)測(cè)與復(fù)埋，是在由于不利的地質(zhì)條件、水下設(shè)備故障等因素導(dǎo)致在鋪設(shè)施工中海底電纜未能達(dá)到埋設(shè)要求的區(qū)域，利用ROV（遙控水下機(jī)器人）進(jìn)行檢查，并利用ROV上高壓水槍沖埋的方式進(jìn)行埋復(fù)。

2動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容與目的

海洋管理必須依靠監(jiān)測(cè)的資料與數(shù)據(jù)才能產(chǎn)生正確的管理行為和較好的行為后果。海底電纜鋪設(shè)施工海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)是專業(yè)勘察監(jiān)測(cè)單位以相對(duì)獨(dú)立的第三者身份，依據(jù)相關(guān)法律規(guī)范、有關(guān)政策以及批復(fù)文件等，對(duì)發(fā)生在中華人民共和國(guó)內(nèi)水、領(lǐng)海和其他管轄海域內(nèi)的海底電纜鋪設(shè)施工時(shí)間、位置、工藝及對(duì)利益相關(guān)者解決方案的落實(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)監(jiān)控，并將監(jiān)測(cè)監(jiān)控的數(shù)據(jù)完整、安全和及時(shí)傳遞給海洋管理部門，為海域使用動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)與決策提供技術(shù)支撐。海底電纜鋪設(shè)海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，能夠促使海纜鋪設(shè)項(xiàng)目嚴(yán)格按照海域使用論證和環(huán)境影響評(píng)價(jià)及其批復(fù)文件的要求，進(jìn)行建設(shè)并落實(shí)到位，防止其隨意改變項(xiàng)目用海的方式、位置，預(yù)防對(duì)利益相關(guān)者造成重大損害，避免對(duì)海洋環(huán)境和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響。這種運(yùn)用專業(yè)、高效的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)手段，對(duì)海底電纜鋪設(shè)過(guò)程中用海行為進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，改進(jìn)管理的意見和建議的過(guò)程，是提高行政效能、保證涉海政府管理部門決策科學(xué)化的重要舉措。

3監(jiān)測(cè)方法及特點(diǎn)

根據(jù)海纜鋪設(shè)施工過(guò)程中不同的用海行為特點(diǎn)，采取人員監(jiān)督或設(shè)備探測(cè)等不同類型的監(jiān)測(cè)方法，選擇多元的監(jiān)測(cè)手段，可大幅提高海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的科學(xué)化、規(guī)范化的水平。

3.1施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督與監(jiān)測(cè)施工現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)與監(jiān)測(cè)是指監(jiān)測(cè)技術(shù)人員登臨海底電纜鋪設(shè)船，對(duì)整個(gè)施工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與監(jiān)督。深入現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施檢查、監(jiān)測(cè)海底電纜鋪設(shè)，是海域使用動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的不可或缺的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督與監(jiān)測(cè)方法主要包括人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督記錄與設(shè)備水上水下定位等。人員現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督記錄為監(jiān)測(cè)人員采用現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視、拍照、錄像等手段，對(duì)海纜鋪設(shè)所采用的施工設(shè)備、工藝與施工進(jìn)度進(jìn)行詳細(xì)記錄，并形成監(jiān)測(cè)檔案，以核實(shí)海纜鋪設(shè)是否落實(shí)用海方式控制要求，其施工工藝以及技術(shù)手段是否符合海域使用批復(fù)的要求，海纜鋪設(shè)船是否發(fā)生批復(fù)鋪設(shè)海纜以外的其他用海行為。若在現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)有違背批復(fù)的海域使用行為應(yīng)及時(shí)上報(bào)相關(guān)海洋管理部門。設(shè)備水上、水下定位為監(jiān)測(cè)技術(shù)人員利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)對(duì)海纜鋪設(shè)船的航跡進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控記錄，采用水下聲學(xué)定位系統(tǒng)對(duì)海纜鋪設(shè)的水下設(shè)備（如埋設(shè)犁）的水下活動(dòng)開展定位記錄，以監(jiān)督海纜船鋪設(shè)行為是否超出批復(fù)的用海海域。此外，由于水下聲學(xué)定位系統(tǒng)使用技術(shù)難度及經(jīng)濟(jì)成本都較高，可利用“主要因素分析管理”等方法，統(tǒng)籌整個(gè)施工全過(guò)程，抓住主要矛盾，在鋪設(shè)光纜與在用光纜管道交越等關(guān)鍵控制點(diǎn)采用，既不影響海纜鋪設(shè)項(xiàng)目的順利實(shí)施，同時(shí)滿足海域使用管理的需求。施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督與監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)與成果應(yīng)及時(shí)以航次簡(jiǎn)報(bào)的形式上報(bào)海洋管理部門，航次簡(jiǎn)報(bào)應(yīng)包括航次編號(hào)、項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目編號(hào)、施工單位、施工船只、監(jiān)測(cè)單位、測(cè)量時(shí)間、測(cè)量基準(zhǔn)、測(cè)量設(shè)備、測(cè)量人員、項(xiàng)目施工進(jìn)度、項(xiàng)目施工工藝及設(shè)備、施工船航行描述、施工船作業(yè)過(guò)程簡(jiǎn)述、相關(guān)照片、其他附件、結(jié)論與建議等內(nèi)容。在施工結(jié)束后應(yīng)編入項(xiàng)目動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)告中。

3.2綜合工程地球物理探測(cè)由于大型海纜工程的路由長(zhǎng)度普遍較長(zhǎng)，往往會(huì)達(dá)到幾千千米，因此可根據(jù)海纜鋪設(shè)施工進(jìn)度，分階段在完成鋪設(shè)的路由區(qū)，綜合采用水深測(cè)量（單波束、多波束）、側(cè)掃聲吶探測(cè)、淺地層剖面探測(cè)等工程地球物理技術(shù)手段，核實(shí)海底電纜的埋設(shè)位置、深度，了解和掌握海纜開挖、填埋施工后海底地貌變化狀況，以及對(duì)其交越的其他海底管線等構(gòu)筑物的影響。綜合工程地球物理探測(cè)的測(cè)線布設(shè)及實(shí)施過(guò)程可參照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。綜合工程地球物理探測(cè)的時(shí)效性應(yīng)予以保證，同時(shí)在內(nèi)水、領(lǐng)海及其他管轄海域內(nèi)可根據(jù)具體的施工工藝，采用不同的監(jiān)測(cè)方式（全程檢測(cè)與監(jiān)督抽查）、不同的監(jiān)測(cè)比例尺，但在內(nèi)水與領(lǐng)海范圍應(yīng)強(qiáng)制采用全程監(jiān)測(cè)的方式。同時(shí)，在綜合工程地球物理探測(cè)實(shí)施工程中，應(yīng)保證監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備滿足各監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的要求、計(jì)量設(shè)備應(yīng)經(jīng)過(guò)法定計(jì)量檢定部門的檢定后使用、監(jiān)測(cè)人員應(yīng)經(jīng)過(guò)行業(yè)管理部門的培訓(xùn)后持證上崗。綜合工程地球物理探測(cè)應(yīng)形成工程地球物理動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)告及相關(guān)圖件，編入項(xiàng)目動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)告中，并上報(bào)海洋行政主管部門。

3.3調(diào)查走訪該方法是利用實(shí)地走訪或征求意見函的手段，考察海域使用者對(duì)于海域使用協(xié)調(diào)方案與對(duì)策措施的落實(shí)情況，確定其是否對(duì)相關(guān)利益者造成不良影響。調(diào)查走訪的過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)重大問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)反饋給施工單位，并上報(bào)管理部門。調(diào)查走訪應(yīng)形成調(diào)查走訪監(jiān)測(cè)報(bào)告，并編入項(xiàng)目動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)告中，同時(shí)上報(bào)給海洋行政主管部門。

4結(jié)束語(yǔ)

在海底電纜鋪設(shè)用海行為管理中引入動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)工作，使動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)成為海纜海域使用管理的重要支撐，對(duì)工程實(shí)施的全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)測(cè)評(píng)估，是海域使用管理逐步制度化和規(guī)范化的必然要求。本文初步探討了我國(guó)海纜鋪設(shè)施工動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的目的與特點(diǎn)，提出了現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督與監(jiān)測(cè)綜合工程地球物理探測(cè)、調(diào)查走訪3種主要?jiǎng)討B(tài)監(jiān)測(cè)方法。3種監(jiān)測(cè)方法的綜合利用，可有力推動(dòng)海纜用海管理向科學(xué)化和規(guī)范化轉(zhuǎn)變。在未來(lái)海纜海域使用管理中，如何建立的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)組織管理機(jī)制、如何開展動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)評(píng)估工作、如何為動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)提供制度保障等將是研究的重點(diǎn)。

作者：魏巍馬媛蘇東甫李團(tuán)結(jié)張志強(qiáng)錢立兵 單位：國(guó)家海洋局南海工程勘察中心中國(guó)海洋大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院