研究海底電纜工程使用動態(tài)監(jiān)測技術(shù)

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1海底電纜鋪設(shè)施工簡介

海底電纜是鋪設(shè)于海底的線狀設(shè)施，其直徑在60mm左右，長度取決于連接的兩端登陸點間的距離，單根無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)施工過程可分為以下幾個步驟：鋪設(shè)前掃海清障、鋪設(shè)作業(yè)、鋪后監(jiān)測與復(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，在距離交越點500m以外，會將埋設(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500m以外后，埋設(shè)犁重新下放工作。鋪后監(jiān)測與復(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動態(tài)監(jiān)測的內(nèi)容與目的

海洋管理必須依靠監(jiān)測的資料與數(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)施工海域使用動態(tài)監(jiān)測是專業(yè)勘察監(jiān)測單位以相對獨立的第三者身份，依據(jù)相關(guān)法律規(guī)范、有關(guān)政策以及批復(fù)文件等，對發(fā)生在中華人民共和國內(nèi)水、領(lǐng)海和其他管轄海域內(nèi)的海底電纜鋪設(shè)施工時間、位置、工藝及對利益相關(guān)者解決方案的落實進(jìn)行監(jiān)測監(jiān)控，并將監(jiān)測監(jiān)控的數(shù)據(jù)完整、安全和及時傳遞給海洋管理部門，為海域使用動態(tài)評價與決策提供技術(shù)支撐。海底電纜鋪設(shè)海域使用動態(tài)監(jiān)測，能夠促使海纜鋪設(shè)項目嚴(yán)格按照海域使用論證和環(huán)境影響評價及其批復(fù)文件的要求，進(jìn)行建設(shè)并落實到位，防止其隨意改變項目用海的方式、位置，預(yù)防對利益相關(guān)者造成重大損害，避免對海洋環(huán)境和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響。這種運用專業(yè)、高效的動態(tài)監(jiān)測技術(shù)手段，對海底電纜鋪設(shè)過程中用海行為進(jìn)行客觀評價，改進(jìn)管理的意見和建議的過程，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)測方法及特點

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

3.1施工現(xiàn)場監(jiān)督與監(jiān)測施工現(xiàn)場檢驗與監(jiān)測是指監(jiān)測技術(shù)人員登臨海底電纜鋪設(shè)船，對整個施工過程進(jìn)行實時監(jiān)測與監(jiān)督。深入現(xiàn)場實施檢查、監(jiān)測海底電纜鋪設(shè)，是海域使用動態(tài)監(jiān)測的不可或缺的重要環(huán)節(jié)。現(xiàn)場監(jiān)督與監(jiān)測方法主要包括人員現(xiàn)場監(jiān)督記錄與設(shè)備水上水下定位等。人員現(xiàn)場監(jiān)督記錄為監(jiān)測人員采用現(xiàn)場監(jiān)視、拍照、錄像等手段，對海纜鋪設(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)測檔案，以核實海纜鋪設(shè)是否落實用海方式控制要求，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)場發(fā)現(xiàn)有違背批復(fù)的海域使用行為應(yīng)及時上報相關(guān)海洋管理部門。設(shè)備水上、水下定位為監(jiān)測技術(shù)人員利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)對海纜鋪設(shè)船的航跡進(jìn)行實時監(jiān)控記錄，采用水下聲學(xué)定位系統(tǒng)對海纜鋪設(shè)的水下設(shè)備（如埋設(shè)犁）的水下活動開展定位記錄，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)濟成本都較高，可利用“主要因素分析管理”等方法，統(tǒng)籌整個施工全過程，抓住主要矛盾，在鋪設(shè)光纜與在用光纜管道交越等關(guān)鍵控制點采用，既不影響海纜鋪設(shè)項目的順利實施，同時滿足海域使用管理的需求。施工現(xiàn)場監(jiān)督與監(jiān)測的數(shù)據(jù)與成果應(yīng)及時以航次簡報的形式上報海洋管理部門，航次簡報應(yīng)包括航次編號、項目名稱、項目編號、施工單位、施工船只、監(jiān)測單位、測量時間、測量基準(zhǔn)、測量設(shè)備、測量人員、項目施工進(jìn)度、項目施工工藝及設(shè)備、施工船航行描述、施工船作業(yè)過程簡述、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)編入項目動態(tài)監(jiān)測報告中。

3.2綜合工程地球物理探測由于大型海纜工程的路由長度普遍較長，往往會達(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)，綜合采用水深測量（單波束、多波束）、側(cè)掃聲吶探測、淺地層剖面探測等工程地球物理技術(shù)手段，核實海底電纜的埋設(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的測線布設(shè)及實施過程可參照相關(guān)規(guī)范執(zhí)行。綜合工程地球物理探測的時效性應(yīng)予以保證，同時在內(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)測方式（全程檢測與監(jiān)督抽查）、不同的監(jiān)測比例尺，但在內(nèi)水與領(lǐng)海范圍應(yīng)強制采用全程監(jiān)測的方式。同時，在綜合工程地球物理探測實施工程中，應(yīng)保證監(jiān)測儀器設(shè)備滿足各監(jiān)測項目的要求、計量設(shè)備應(yīng)經(jīng)過法定計量檢定部門的檢定后使用、監(jiān)測人員應(yīng)經(jīng)過行業(yè)管理部門的培訓(xùn)后持證上崗。綜合工程地球物理探測應(yīng)形成工程地球物理動態(tài)監(jiān)測報告及相關(guān)圖件，編入項目動態(tài)監(jiān)測報告中，并上報海洋行政主管部門。

3.3調(diào)查走訪該方法是利用實地走訪或征求意見函的手段，考察海域使用者對于海域使用協(xié)調(diào)方案與對策措施的落實情況，確定其是否對相關(guān)利益者造成不良影響。調(diào)查走訪的過程中，若發(fā)現(xiàn)重大問題，應(yīng)及時反饋給施工單位，并上報管理部門。調(diào)查走訪應(yīng)形成調(diào)查走訪監(jiān)測報告，并編入項目動態(tài)監(jiān)測報告中，同時上報給海洋行政主管部門。

4結(jié)束語

在海底電纜鋪設(shè)用海行為管理中引入動態(tài)監(jiān)測工作，使動態(tài)監(jiān)測成為海纜海域使用管理的重要支撐，對工程實施的全過程進(jìn)行監(jiān)測評估，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海纜鋪設(shè)施工動態(tài)監(jiān)測的目的與特點，提出了現(xiàn)場監(jiān)督與監(jiān)測綜合工程地球物理探測、調(diào)查走訪3種主要動態(tài)監(jiān)測方法。3種監(jiān)測方法的綜合利用，可有力推動海纜用海管理向科學(xué)化和規(guī)范化轉(zhuǎn)變。在未來海纜海域使用管理中，如何建立的動態(tài)監(jiān)測組織管理機制、如何開展動態(tài)監(jiān)測評估工作、如何為動態(tài)監(jiān)測提供制度保障等將是研究的重點。

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