側(cè)掃聲納和淺地層剖面儀在海底管線檢測(cè)中的應(yīng)用

董玉娟，周浩杰，王正虎

（1.中交天津港航勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，天津300450；2.寧波上航測(cè)繪有限公司，寧波315200）

側(cè)掃聲納和淺地層剖面儀在海底管線檢測(cè)中的應(yīng)用

董玉娟1，周浩杰2，王正虎2

（1.中交天津港航勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，天津300450；2.寧波上航測(cè)繪有限公司，寧波315200）

介紹了側(cè)掃聲納和淺地層剖面儀的工作原理，并根據(jù)海底管線鋪設(shè)特點(diǎn)，側(cè)掃聲納系統(tǒng)可以高效的探測(cè)出海底面以上管道的走向、平面位置、裸露高度等管線信息和海底地形等圖像，而淺地層剖面儀可以精確的獲取海底管線的裸露高度、埋設(shè)深度等管線信息和海底底質(zhì)情況。通過實(shí)例說明了側(cè)掃聲納和淺地層剖面儀在海底管線探測(cè)的工作流程，總結(jié)出兩種探測(cè)系統(tǒng)在探測(cè)海底目標(biāo)上的優(yōu)缺點(diǎn)，說明了多種探測(cè)手段的綜合應(yīng)用是海底管線探測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向。

側(cè)掃聲納；淺地層剖面儀；海底管線探測(cè)；圖像判斷

隨著海洋資源大力開發(fā)，海底電纜、輸油管道、供水管道鋪設(shè)和維護(hù)工程逐步增多。管道鋪設(shè)前需要對(duì)其管道路由海域進(jìn)行詳細(xì)的水文地質(zhì)調(diào)查，管道鋪設(shè)后需及時(shí)或定期對(duì)管道安全穩(wěn)定運(yùn)營情況進(jìn)行檢測(cè)。這些調(diào)查和檢測(cè)需用到包括單波束、多波束、側(cè)掃聲納、淺地層剖面儀等大量地球物理探測(cè)設(shè)備［1］。單波束和多波束以水深形式反映海底地形地貌特征，單波束操作簡單，成本較低；側(cè)掃聲納以影像等形式反映海底地貌特征，其工作效率高，檢測(cè)裸露于海底面的管道效果好；淺地層剖面儀以斷面圖像反映管道各種狀態(tài)信息，管道埋深探測(cè)精度較高。多種海洋探測(cè)設(shè)備的合理綜合應(yīng)用，可以充分利用各個(gè)設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)，突破單個(gè)項(xiàng)目投入設(shè)備的單一性，可以從多方位、多途徑快速的獲取高分辨率、高質(zhì)量的海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)、海底地形地貌等數(shù)字信息，為海洋開發(fā)建設(shè)提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。本文根據(jù)工作實(shí)例闡述了淺地層剖面儀和側(cè)掃聲納系統(tǒng)的工作原理，針對(duì)淺地層剖面儀與側(cè)掃聲納系統(tǒng)的各自特點(diǎn)，介紹了EdgeTech 3100型淺地層剖面儀和4200-FS［2］型側(cè)掃聲納系統(tǒng)在海底輸油管道檢測(cè)中的綜合應(yīng)用。

1 工作原理

1.1 側(cè)掃聲納工作原理

側(cè)掃聲納又稱“旁視聲納”或“海底地貌儀”，是主動(dòng)聲納的一種，海洋探測(cè)的重要工具之一。側(cè)掃聲納系統(tǒng)由拖魚、線纜和處理器三部分組成。其工作原理為：由側(cè)掃聲納拖魚的發(fā)射單元兩側(cè)同時(shí)向海底發(fā)射一定頻率聲波脈沖，聲波傳播至海底或遇障礙物時(shí)發(fā)生反射和散射，其接收單元接收反射和散射到側(cè)掃聲納拖魚接收單元的聲納信號(hào)，聲納數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)海底地物的散射和反射信號(hào)強(qiáng)度大小轉(zhuǎn)換成不同灰度像素影像來呈現(xiàn)待探測(cè)目標(biāo)相對(duì)海底的狀態(tài)［3-4］。側(cè)掃聲納工作原理的幾何關(guān)系是人們對(duì)側(cè)掃記錄圖像判讀解釋的關(guān)鍵［5］。右圖1為側(cè)掃聲納的工作原理圖。其中A為拖魚的入水深度；B為拖魚至海底的深度；C為拖魚至海底目標(biāo)障礙物的距離；D為影像陰影區(qū)的長度；E為目標(biāo)物的裸露于海底的高度。根據(jù)幾何關(guān)系，可計(jì)算出目標(biāo)障礙物裸露于海底的高度E。

圖1 側(cè)掃聲納工作原理Fig.1Working principle of side scan sonar

1.2 淺層剖面儀的工作原理

淺層剖面儀與測(cè)深儀工作原理相似，都是由發(fā)射單元向海底發(fā)射一定頻率的聲納脈沖，接收單元接收其反射聲納信號(hào)。主要區(qū)別是測(cè)深儀發(fā)射聲納頻率高（如高頻為200～400 kHz），其聲波穿透能力差，主要用于測(cè)量海水深度；而淺地層剖面儀發(fā)射聲納頻率低（如2～15 kHz），產(chǎn)生聲波的脈沖能量大，聲波穿透能力強(qiáng)，分辨率高，可穿透海底一定深度的淤泥層、砂質(zhì)層和基巖層。主要用于海底地質(zhì)調(diào)查、海洋工程建設(shè)和海底管道鋪設(shè)及檢測(cè)等項(xiàng)目。市場(chǎng)常用的淺地層剖面儀有線性和非線性聲源兩類。線性聲源功率大穿透能力強(qiáng)，但體積大，攜帶不方便。非線性聲源體積小而輕，使用方便，但穿透能力差。如EdgeTech公司生產(chǎn)的一種高分辨率寬帶調(diào)頻淺地層剖面儀3 100P系統(tǒng)采用全頻譜CHIRP技術(shù)，其分辨率可達(dá)4 cm，穿透能力可達(dá)80 m。

淺地層剖面儀記錄圖像是海底不同介質(zhì)層對(duì)聲波傳輸過程中的反射強(qiáng)弱呈現(xiàn)，在不同的介質(zhì)中，聲波的傳播速度不同［6］，其反射和透射系數(shù)也不同，當(dāng)兩種介質(zhì)的反射和透射系數(shù)越大，接收到的反射信號(hào)就越強(qiáng)，反之則較弱。因此，接收到的反射信號(hào)，攜帶了海底地層的大量有用地質(zhì)信息，通過觀測(cè)記錄并分析海底沉積物對(duì)于聲波的反射影像，可以了解沉積物的地質(zhì)屬性，并可以直觀的識(shí)別地層的地質(zhì)構(gòu)造。

2 圖像判讀

側(cè)掃聲納主要檢測(cè)海底面以上管道的裸露和懸跨高度以及海底沖刷等狀態(tài)。淺地層剖面儀不僅能檢測(cè)裸露于海底面以上的管道狀態(tài)，還能檢測(cè)海底面以下一定埋深的管道狀態(tài)。

2.1 側(cè)掃聲納圖像判讀分析

（1）側(cè)掃聲納進(jìn)行檢測(cè)裸露于海底面上的管道時(shí)，可獲取如下圖2所示的聲納影像圖。聲納傳播至裸露于海底的管道時(shí)會(huì)形成較強(qiáng)的反射和散射，即聲納記錄影像中會(huì)形成黑色條狀管道目標(biāo)物，而裸露于海底面的管道對(duì)聲波的屏蔽作用，其在聲納記錄影像上會(huì)形成白色聲影區(qū)。假設(shè)聲波在水體中為直線傳播，可以通過聲納影像圖上矢量數(shù)據(jù)和聲波傳播的幾何關(guān)系計(jì)算出管道裸露于海底面的高度（D-h）。

式中：D為管道已知的直徑；L1、L2為斜距；H為拖魚距海底高度；h為管道埋入海底面以下的高度。L1、L2和H均可從聲納影像圖上直接量取。

（2）側(cè)掃聲納檢測(cè)懸跨于海底面以上的管道時(shí)，可獲取如下圖3所示的聲納影像圖。由于管道懸跨在海底上，聲線可以從管道下方傳播至管道背面一定距離，即聲納影像中在黑色條帶管道陰影區(qū)后方間隔一定距離后形成管道遮擋白色聲影區(qū)，這與裸露于海底管道聲納影像的明顯不同之處，也是主要區(qū)分海底管道是否處于裸露或懸跨狀態(tài)的關(guān)鍵所在。海底管道懸跨高度h可由以下公式計(jì)算出。

式中：D為管道已知的直徑；L1、L2為斜距；H為拖魚距海底高度；h為管道懸跨高度；L1、L2和H均可由聲納記錄上量取。

（3）當(dāng)管道位于管道溝中時(shí)，側(cè)掃聲納檢測(cè)中可獲得如下圖4和圖5的聲納影像圖。若管道裸露于管溝面時(shí)會(huì)形成如下圖4的聲納影像。由于管溝壁對(duì)聲波傳播路徑的遮擋，在管溝拖魚一側(cè)的管溝壁與管道間會(huì)形成一定距離的白色聲影區(qū)，而由于管道的遮擋在其背面也會(huì)形成白色聲影區(qū)，即在聲納記錄中會(huì)形成在管道影像的兩側(cè)都有白色聲影出現(xiàn)的情形。

側(cè)掃聲納檢測(cè)懸跨于管溝地面的管道時(shí)，形成如下圖5聲納影像結(jié)果。即管道黑色陰影區(qū)兩側(cè)可能都會(huì)出現(xiàn)白色遮擋聲影區(qū)，但距管道陰影區(qū)會(huì)有一定距離，與圖4的情況有所不同，主要用于區(qū)分管道是否懸跨于管溝中。聲納對(duì)管溝中的管道檢測(cè)中，由于溝槽和管道幾何尺寸變化的影響，獲取完整的管道影像比較困難，而且管道背面約垂直于聲線的溝壁對(duì)聲波反射較強(qiáng)，管道影像難以分辨，這種情況側(cè)掃聲納探測(cè)效果欠佳，更適合于淺地層剖面儀探測(cè)。

2.2 淺地層剖面儀圖像判讀分析

淺地層剖面探測(cè)是海底管道探測(cè)的重要手段之一，管道無論是裸露于海底，還是埋藏于海底面以下，淺地層剖面探測(cè)都能簡潔、直觀的探測(cè)出管道在海底的狀態(tài)信息。淺地層剖面儀探測(cè)海底管道可得到如下圖6和圖7的聲納圖像。圖6為管道裸露于海底的聲納剖面圖，海底界面明顯，管道圖像清晰圓滑，剖面聲納記錄中海底管道因較強(qiáng)的反射而形成顏色較深聲影，且管道下方信號(hào)屏蔽現(xiàn)象明顯，而海底底質(zhì)對(duì)聲波反射均勻且較弱，形成的剖面聲影顏色較淺且均勻。根據(jù)如下公式h=h2-h1可得管道裸露于海底的高度h,其中h2、h1可由測(cè)深儀精確測(cè)出，h也可由聲納剖面圖上直接量取。在已知管道直徑D的情況下，若h＞D，則管道懸跨于海底，若h＜D，則管道裸露于海底。圖7為管道埋藏于海底面以下的聲納剖面圖，海底底質(zhì)剖面圖像均勻較淺，弧狀管道信號(hào)清晰，而管道的埋深H可由聲納剖面圖上準(zhǔn)確量出。

圖2 海底裸露管道聲納影像分析圖Fig.2Bare submarine pipeline sonar image analysis diagram

圖3 海底懸跨管道聲納影像分析圖Fig.3Suspended span submarine pipeline sonar image analysis diagram

圖4 裸露于管溝中的聲納影像分析圖Fig.4Bare in trench of pipeline sonar image analysis diagram

圖5 懸跨于管溝中的聲納影像分析圖Fig.5Suspended span in trench of pipeline sonar image analysis diagram

圖6 裸露管道檢測(cè)分析圖Fig.6Bare pipeline detection analysis diagram

圖7 埋藏管道檢測(cè)分析圖Fig.7Buried pipeline detection analysis diagram

3 應(yīng)用實(shí)例

3.1 實(shí)例一

舟山某海域二期輸水管道因生產(chǎn)需要，需對(duì)該管道海域段進(jìn)行全面檢測(cè)，確保輸水管道在海底是否存在裸露、掩埋、懸跨等狀態(tài)，管道鋪設(shè)海域是否有強(qiáng)烈沖刷、淤積、斷層等變化。該期管道分南、北雙線，其海域段長度達(dá)30余km，輸水管道采用螺旋埋弧雙面焊接鋼管，管道直徑1.2 m。管道鋪設(shè)采用挖溝鋪設(shè)管道自然回淤方式填埋。管道路由海域水深大多在8～12 m，最深達(dá)20 m。本次使用美國Edge Tech公司生產(chǎn)的4200-FS型雙頻側(cè)掃聲納系統(tǒng)和3100 P型淺地層剖面儀探測(cè)，采用Trimble DGPS進(jìn)行平面定位。設(shè)備先進(jìn)，性能可靠。

根據(jù)管道探測(cè)特征，首先采用側(cè)掃聲納沿管道布設(shè)測(cè)線進(jìn)行初步探測(cè)管道填埋情況，再根據(jù)初探結(jié)果采用淺地層剖面儀垂直于管道布設(shè)測(cè)線進(jìn)行精確探測(cè)管道信息狀態(tài)。

（1）采用側(cè)掃聲納對(duì)管道進(jìn)行粗掃。

探測(cè)海域水深在10 m左右，在平行于管道兩側(cè)各20 m布設(shè)兩條測(cè)線進(jìn)行檢測(cè)，側(cè)掃低頻量程選用100 m，高頻選用75 m量程，實(shí)現(xiàn)鋪設(shè)管道海域全覆蓋掃測(cè)，經(jīng)內(nèi)業(yè)圖像處理，輸出管道鋪設(shè)海域成果圖，圖8為某段管道聲納探測(cè)圖。

如上圖8所示，管道鋪設(shè)海域回淤較少，管道還裸露在管溝中，且管道和管溝圖像清晰可見，回淤較快的海域管道已完全覆蓋，影像中無明顯管道和管溝圖像，個(gè)別海域管道鋪設(shè)海域出現(xiàn)沖刷現(xiàn)象，管道裸露最大高度達(dá)2.2 m，管道裸露詳細(xì)信息需用淺地層剖面儀進(jìn)行精確探測(cè)。

（2）采用淺地層剖面儀進(jìn)行精確探測(cè)。

根據(jù)側(cè)掃聲納探測(cè)結(jié)果，采用淺地層剖面儀進(jìn)行管道詳細(xì)信息探測(cè)，主要探測(cè)裸露管道是否存在懸跨和裸露高度、以及埋藏管道回淤深度等信息。按垂直于管道布設(shè)淺地層剖面儀探測(cè)計(jì)劃線，在管道裸露海域計(jì)劃線間距為30 m，埋藏海域計(jì)劃線間距為50 m，在管道拐點(diǎn)處加密探測(cè)。設(shè)備采用舷掛式安裝，淺地層剖面數(shù)據(jù)采用Discover SB軟件進(jìn)行采集，在Discover SB軟件的控制面板中設(shè)置好發(fā)射頻率、發(fā)射模式、底跟蹤等各項(xiàng)參數(shù)，保證外業(yè)采集影像清晰可辨，采用高精度的天寶SPS351 DGPS定位，定位信號(hào)送至導(dǎo)航系統(tǒng)，指示駕駛員按測(cè)線航行探測(cè)，船速控制在3-5節(jié)，保證拖魚穩(wěn)定工作，同時(shí)定位信號(hào)傳送至淺剖工作站，將導(dǎo)航信息記錄在圖像影像上。如下圖9A和圖9B，其中圖9A為裸露海域的管道，根據(jù)影像量取計(jì)算，裸露管道裸露高度小于管道直徑，即管道無懸跨狀態(tài)，管道處于穩(wěn)定狀態(tài)。圖9B為埋藏管道，埋藏深度約1 m，管道均處于安全穩(wěn)定狀態(tài)，但個(gè)別區(qū)域管道有懸空狀態(tài)，懸空最大高度約1.1 m,其與側(cè)掃聲納探測(cè)管道裸露高度2.2 m相吻合。

經(jīng)側(cè)掃聲納和淺地層剖面儀資料處理分析，兩種探測(cè)設(shè)備的管道信息相吻合，探測(cè)成果數(shù)據(jù)質(zhì)量準(zhǔn)確可靠，舟山某海域二期輸水管道整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，部分海域存在沖刷現(xiàn)象，管道出現(xiàn)懸空狀態(tài)，該段海域需定期檢查，或根據(jù)需要進(jìn)行實(shí)地探摸，確保管道安全運(yùn)營。

3.2 實(shí)例二

為了解舟山某海域海底管線的位置、埋設(shè)深度和管線附近海底地形的變化情況，采用雙頻測(cè)深儀、淺地層剖面儀和側(cè)掃聲納對(duì)懸空區(qū)域海底管線進(jìn)行檢測(cè)，為業(yè)主掌握懸空區(qū)域海底管線的變化情況提供了詳實(shí)的資料。其中，采用ODOM MKIII水深測(cè)量：對(duì)檢測(cè)區(qū)域海底管線左右各200 m的區(qū)域進(jìn)行1：500比例尺的水深測(cè)量，調(diào)查路由區(qū)的海底地形起伏變化情況；側(cè)掃聲納探測(cè)：對(duì)檢測(cè)區(qū)域海底管線左右兩側(cè)60 m范圍進(jìn)行全覆蓋檢測(cè)，確定海底管線的平面位置及管線裸露值，為管線位置及裸露值的確認(rèn)提供輔助分析；淺地層剖面測(cè)量：確定檢測(cè)區(qū)域海底管線的平面位置以及管線相對(duì)于泥面的裸露或埋深值，本次探測(cè)成果與上次（4個(gè)月前）檢查成果進(jìn)行比對(duì)分析，掌握該段管線運(yùn)營狀況。

（1）單波束水深測(cè)量。

圖8 側(cè)掃聲納探測(cè)影像圖（實(shí)例一）Fig.8Side scan sonar image（Case 1）

圖9 管道探測(cè)影像Fig.9Pipeline detection image

水深測(cè)量采用星站差分GPS接收機(jī)結(jié)合MKIII測(cè)深儀按1：500比例尺技術(shù)要求進(jìn)行測(cè)量，水深主測(cè)線按垂直于管線路由布設(shè)，測(cè)線間距為10 m，水深數(shù)據(jù)采集采用HYPACK MAX 2011軟件，按3 m一個(gè)水深點(diǎn)進(jìn)行水深數(shù)據(jù)采集。

本次測(cè)量的懸空段海底管線兩側(cè)各200 m范圍內(nèi)水深與上次該項(xiàng)目檢查數(shù)據(jù)相比整體變化不大，只有在K3+510至K3+531段由于沖刷造成該處沖刷溝加深0.7 m左右，其他地方平均水深差值約0.2 m。

（2）側(cè)掃聲納探測(cè)。

本次測(cè)量采用的側(cè)掃聲納型號(hào)為BENTHOS-1624，其測(cè)量系統(tǒng)由拖魚、電纜、收發(fā)機(jī)及控制電腦四部分組成，控制軟件為ISIS。測(cè)線按平行于管線路由布設(shè)，布設(shè)間距20 m，兩側(cè)各3條均勻覆蓋整個(gè)管線檢測(cè)區(qū)域，側(cè)掃聲納設(shè)備安裝采用船側(cè)固定拖曳方式進(jìn)行施放。實(shí)測(cè)過程中，船速控制在3-4節(jié)，單側(cè)掃測(cè)寬度為75 m?，F(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)調(diào)整儀器參數(shù)使整個(gè)側(cè)掃聲納掃測(cè)圖像達(dá)到最佳效果，并能充分反映出管線懸空或裸露的真實(shí)情況。側(cè)掃聲納采用Isis軟件獲得管線區(qū)域的位置及圖像，測(cè)量結(jié)束后通過HYPACK對(duì)側(cè)掃圖像及數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成整個(gè)測(cè)量區(qū)域側(cè)掃覆蓋影像圖（部分影像如下圖10）。從側(cè)掃圖上可以很清楚地看到海底管線的整體走勢(shì)和裸露情況，圖中深黑色間斷線為裸露管線影像，間斷處顯示管線被掩埋在泥面下,黑色程度越深代表其裸露程度越大，管線懸空最大處，主要是由于管線附近海域有沖刷現(xiàn)象，導(dǎo)致管線下方淘空所致，從側(cè)掃聲納圖像上可以很好地分辨出來。根據(jù)側(cè)掃聲納圖像上分析，在K3+510至K3+531淘空區(qū)域裸露高最大約為2.3 m外，其他地方管頂高出泥面最大1.3 m。

（3）淺地層剖面儀探測(cè)。

本次測(cè)量所用淺地層剖面儀為美國BENTHOS公司生產(chǎn)的CHIRPIII淺地層剖面儀，其系統(tǒng)組成為拖魚、電纜、甲板控制單元三部分組成，測(cè)量軟件采為Sonar Wiz.MAP。淺地層剖面儀測(cè)線布設(shè)同水深測(cè)線布設(shè)一致。將淺地層剖面儀拖魚部署在船的左舷，測(cè)量前對(duì)拖魚相對(duì)GPS位置進(jìn)行了測(cè)定，通過軟件將拖魚位置歸算至GPS位置處，保證其平面誤差小于1 m，管線裸露值大小誤差在0.1 m以內(nèi)。

在整個(gè)檢測(cè)期間，淺地層剖面儀圖像經(jīng)過參數(shù)調(diào)整，其管線清晰可見，為后續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析提供了很好的保證。后續(xù)處理期間通過Sonar Wiz.MAP軟件計(jì)算出管線的位置、裸露值大小。數(shù)據(jù)經(jīng)綜合處理分析，在K3+510至K3+531段管線懸空最嚴(yán)重處裸露值達(dá)到2.34 m，如下圖圖11懸空最大淺剖剖面圖，其余地方管線懸空最嚴(yán)重處裸露值達(dá)到1.17 m。

該海底管線裸露段經(jīng)本次綜合探測(cè)分析，裸露段海底管線兩側(cè)各200 m范圍內(nèi)水深與上次水深相比整體變化不大，只有在K3+510至K3+531段由于沖刷造成該處沖刷溝加深0.7 m左右，其他地方平均水深差值約0.2 m。同時(shí)從淺剖斷面圖像判讀出管頂位置的坐標(biāo)及管頂與泥面的相對(duì)值，結(jié)合側(cè)掃聲納掃測(cè)的管線相對(duì)于泥面的高度對(duì)淺剖測(cè)量的管線裸露值進(jìn)行驗(yàn)證，與上次檢測(cè)懸空情況相比，上次檢測(cè)出懸空段管線段共有11處，其中長度超過20 m的2處，分別分布在入海處和登陸處附近。本次檢測(cè)管線懸空區(qū)域共10處，其中長度超過20 m的有6處，在入海處老堤一側(cè)有5處，最大為31.7 m；靠近登陸方拐彎有1處，最大為24.6 m。上次至本次管線探測(cè)期間，兩個(gè)懸空區(qū)域管線的狀態(tài)總體穩(wěn)定，但出現(xiàn)了一些動(dòng)態(tài)變化，部分區(qū)段懸空長度有所減少，也新增了一些懸空段。出現(xiàn)上述變化可能是由于附近海域圍海造地工程等因素導(dǎo)致海流流向流量發(fā)生變化，使原來的海床受到新的水動(dòng)力改變而使海床沖淤而發(fā)生變化。建議對(duì)懸空區(qū)域管線進(jìn)行實(shí)地探摸，以進(jìn)一步驗(yàn)證確定管線懸空區(qū)域，并加強(qiáng)最懸空區(qū)域進(jìn)行檢測(cè)，確保管道安全運(yùn)營。

圖10 側(cè)掃聲納探測(cè)影像圖（實(shí)例二）Fig.10Side scan sonar image(Case 2)

圖11 裸露管道淺剖探測(cè)斷面影像Fig.11Pipeline detection image by sub?bottom profiler

4 結(jié)語

通過側(cè)掃聲納對(duì)海底管道進(jìn)行探測(cè)，可獲得裸露于海底面以上管道的走向、直徑大小、裸露或懸跨狀態(tài)等影像信息，其影像信息包括管道附件海底地形地貌信息，表現(xiàn)直觀、信息量大，作業(yè)效率高。而淺地層剖面儀不僅可以獲得裸露于海底面以上的管道狀態(tài)信息，更重要的是可以獲得海底面以下一定埋藏深度的管道狀態(tài)信息，可準(zhǔn)確的量取管道埋藏深度，但淺地層剖面儀以斷面信息表現(xiàn)探測(cè)信息，作業(yè)效率較低。綜合利用兩種儀器進(jìn)行探測(cè)，可以充分利用兩種設(shè)備各自特點(diǎn)，提高了不同設(shè)備之間的互補(bǔ)性，揚(yáng)長避短，可以從多方位、多途徑快速獲取海底管道的圖像和數(shù)字信息，提高海底管道檢測(cè)的精度和效率。為海洋開發(fā)建設(shè)提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

［1］王繼立，黃潘陽，胡濤駿，等.淺地層剖面儀在海底管道檢測(cè)中的應(yīng)用［J］.船海工程，2013，42（3）：161-163. WANG J L，HUANG P Y，HU T J，et al.Application of Sub?bottom Profiler in Submarine Pipeline Inspection［J］.Ship&Ocean Engineering，2013，42（3）∶161-163.

［2］A958611 4200，topside manual［S］.

［3］陳正榮，王正虎.多波束和側(cè)掃聲納系統(tǒng)在海底目標(biāo)探測(cè)中的應(yīng)用［J］.海洋測(cè)繪，2013,33（4）：51-54. CHEN Z R，WANG Z H.Research on Underwater Target Detection Using Side?scan Sonar and Multibeam Sounding System［J］.Hy?drographic Surveying and Charting，2013，33（4）：51-54.

［4］來向華，潘國富，茍諍慷，等.側(cè)掃聲納系統(tǒng)在海底管道檢測(cè)中應(yīng)用研究［J］.海洋工程，2011，29（3）：117-211. LAI X H,PAN G F,GOU Z K,et al.Study on application of side scan sonar in sub marine pipeline inspection［J］.The Ocean Engi?neering，2011，29（3）：117-211.

［5］周興華，姜小俊，史永忠.側(cè)掃聲納和淺地層剖面儀在杭州灣海底管線檢測(cè)中的應(yīng)用［J］.海洋測(cè)繪，2012，27（4）：64-67. ZHOU X H,JIANG X J,SHI Y Z.Application of Side Scan Sonar and Sub?bottom Profile in the Checking of Submerged Pipeline in Hangzhou Bay［J］.Hydrographic Surveying and Charting，2012，27（4）：64-67.

［6］李一保，張玉芬，劉玉蘭，等.淺地層剖面儀在海洋工程中的應(yīng)用［J］.工程地球物理學(xué)報(bào)，2007，4（1）：4-8. LI Y B,ZHANG Y F,LIU Y L,et al.Application of Sub?bottom Profiler to Ocean Engineering［J］.Chinese Journal of Engineering Geophysics，2007，4（1）：4-8.

Application of side scan sonar and sub?bottom profiler in checking of submarine pipeline

DONG Yu?juan1,ZHOU Hao?jie2,WANG Zheng?hu2
（1.CCCC Tianjin Port&Waterway Prospection&Design Research Institute Co.Ltd.，Tianjin 300450,China；2. Ningbo Shang Hang Surveying and Mapping Co.Ltd.,Ningbo 315200,China）

In this paper,the working principle of the side scan sonar and sub?bottom profiler was introduced. According to the characteristics of submarine pipeline laying,side scan sonar system can efficiently detect seabed pipeline direction,flat position,exposed height of pipeline and seabed topography image,while the sub?bottom pro?filer can accurately obtain the exposed height of submarine pipeline,the buried depth of pipeline and seabed condi?tions.Through an example of side scan sonar and sub?bottom profiler in submarine pipeline detection process,the advantages and disadvantages of two kinds of detection system in the detection of submarine pipeline were summa?rized.It explains that the comprehensive application of various detection methods is the development direction of submarine pipeline detection technology.

side scan sonar;sub?bottom profiler;checking of submarine pipeline;image interpretation

P 237

A

1005-8443（2015）05-0450-06

2015-04-01；

2015-09-10

董玉娟(1979-)，女，天津市人，工程師，主要從事測(cè)量方面工作。

Biography：DONG Yu?juan（1979-），female，engineer.