磁異法探測(cè)海底纜線分解

磁異探測(cè)法探測(cè)海底纜線總綱1、引言2、磁異探測(cè)原理3、工程實(shí)例分析4、總結(jié)1、引言磁力測(cè)量很早就被應(yīng)用于海洋工程地質(zhì)調(diào)查當(dāng)中，因?yàn)榇帕κ墙鉀Q工程測(cè)量中探測(cè)含磁性物體的有效手段。近年來(lái)，由于人們對(duì)于海洋工程平安的重視，另外，隨著磁力儀靈敏度和精確度的提高，其應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，磁力探測(cè)已成為海洋工程測(cè)量中的一種常規(guī)方法。在海管埋藏太深、水下覆蓋層太厚、管徑太細(xì)(小于15.24cm)或工作水深太淺(小于5m)的狀況下,水聲學(xué)探測(cè)技術(shù)可能無(wú)法發(fā)覺海管的位置,這時(shí)一般接受磁力探測(cè)方法。2、磁異探測(cè)原理磁異樣產(chǎn)生的緣由鐵磁體磁化產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加在海底地磁背景場(chǎng)上，就會(huì)產(chǎn)生磁異樣。是基于鐵磁性物體擾亂地磁場(chǎng)磁力線勻整分布這一基本物理現(xiàn)象的。由于磁場(chǎng)的磁力線從水中進(jìn)入空氣幾乎不變更傳播方向，而且傳播方式幾乎一樣，這樣我們就能通過(guò)在空氣中測(cè)量磁場(chǎng)的異樣來(lái)確定水下目標(biāo)。因此只要獲得高精度區(qū)域海底磁場(chǎng)數(shù)據(jù)，利用鐵磁體產(chǎn)生的磁異樣特性，就可以對(duì)實(shí)際地磁場(chǎng)異樣特性進(jìn)行分析推斷，從而對(duì)其進(jìn)行識(shí)別和定位。2、磁異探測(cè)原理基本原理對(duì)于任一磁性物體v，它在空間一點(diǎn)P產(chǎn)生的磁位u可表示為：其中J為磁性體的磁化強(qiáng)度，r代表磁性體某一體積元到P點(diǎn)的距離。對(duì)磁位u分別求x，y和z方向的偏導(dǎo)數(shù)，即得到磁場(chǎng)強(qiáng)度的垂直重量和水平重量：式中，，和分別為r與3個(gè)坐標(biāo)軸之夾角的余弦，為磁化強(qiáng)度在磁性體外法線上的投影。2、磁異探測(cè)原理海洋磁力儀測(cè)量的是地磁場(chǎng)總強(qiáng)度，然后減去正常的地磁場(chǎng)的確定值，求出的值，稱為總磁場(chǎng)異樣，然后以磁場(chǎng)異樣值成圖，依據(jù)的大小來(lái)推斷電纜的位置。經(jīng)推導(dǎo)，和，，有以下關(guān)系：其中，和分別為磁傾角和磁偏角。因此，海洋磁力儀測(cè)量的總磁場(chǎng)異樣即是磁性體總異樣場(chǎng)個(gè)重量的綜合反映。通常狀況下，地磁總場(chǎng)為一平緩變更的場(chǎng)。所以，在工程測(cè)量中，我們即可以把這一平緩變更的場(chǎng)看作背景場(chǎng)，而由磁性物體引起的場(chǎng)則為變更較猛烈的突變場(chǎng)，即所謂的“異樣場(chǎng)”。精確地確定引起這一異樣場(chǎng)的“磁源”位置，也就是我們要在工程調(diào)查中要解決的問(wèn)題。3、工程實(shí)例分析探測(cè)前的準(zhǔn)備工作確定作業(yè)區(qū)域的精確水深，推斷海底的地貌狀況，了解海底纜線的存在狀態(tài)（埋藏、暴露），分析管線區(qū)的地表地質(zhì)災(zāi)難狀況。這些資料時(shí)進(jìn)行探測(cè)的依據(jù)，也是以后纜線的維護(hù)時(shí)的參考。3、工程實(shí)例分析測(cè)線布設(shè)

測(cè)線的布設(shè)與已知海纜的走向垂直，一般布設(shè)測(cè)線3-5條。探測(cè)過(guò)程中的船速較慢，確保拖魚接近海底。3、工程實(shí)例分析圖像分析管道的出現(xiàn),變更了地層序列,使正常的磁場(chǎng)分布發(fā)生了變更,從而產(chǎn)生了磁異樣,就可以利用磁力儀探測(cè)出這些磁異樣的分布。對(duì)整個(gè)區(qū)域的磁場(chǎng)觀測(cè)表明,凡有管道存在的地段,其△T磁異樣均出現(xiàn)尖峰狀或低谷狀。繪制已經(jīng)改正的△T磁異樣平面特征圖，依據(jù)磁異樣曲線的平面特征和剖面特征可以確定管道的走向。從圖中可以看出,有管道存在的地段,其△T磁異樣呈現(xiàn)尖峰狀或低谷狀,尖峰或低谷的中心正好位于管道的中心。3、工程實(shí)例分析實(shí)例分析在某項(xiàng)海地磁場(chǎng)探測(cè)過(guò)程中，為了使拖魚探測(cè)位置穩(wěn)定,工作時(shí)將船上的測(cè)深儀打開,與磁力儀的深度傳感儀所顯示的水深進(jìn)行比較,通過(guò)限制船速,始終保持拖魚與海底的距離約2m。為了使拖魚盡可能靠近電纜,在拖魚前8m處加一鉛錘(12.5kg),拖纜長(zhǎng)度約為3倍船長(zhǎng)。由于整個(gè)測(cè)量時(shí)段比較短(約為2h),地磁日變更的影響特別小,在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)不須要進(jìn)行日變改正一般拖纜長(zhǎng)度約為測(cè)量船長(zhǎng)的3倍。此外,由于海底電纜的埋深大約在0.8～1m左右,因此無(wú)需確定海底電纜的埋深。點(diǎn)號(hào)經(jīng)度（′）緯度（′）磁異常值（nT）157.9032151.6003910258.0495651.5879610358.2002351.585619458.3405551.583388558.5038551.581557658.6457251.579977758.7825651.5765980858.9200651.573386959.063555157058610591896851.5679751159.3207651.564575表中是一條測(cè)線上的觀測(cè)值，從數(shù)據(jù)中可以明顯看出測(cè)線局部存在明顯的磁異樣，說(shuō)明在7號(hào)點(diǎn)處有鐵磁性物體存在。在測(cè)量結(jié)果中，有的測(cè)線不存在明顯的磁力異樣點(diǎn)，分析其緣由可能是由于當(dāng)時(shí)海區(qū)的浪大流急，船速又限制不好，導(dǎo)致拖魚離海底距離較遠(yuǎn)，從而探測(cè)不到磁異樣點(diǎn)。點(diǎn)號(hào)磁異常值（nT）18021132046551186367408229321014表中數(shù)據(jù)是全部測(cè)線中出現(xiàn)磁異樣的點(diǎn)，對(duì)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，發(fā)覺存在明顯磁異樣點(diǎn)的測(cè)線數(shù)是10條。磁異樣最大值為118nT,最小值為11nT。依據(jù)分析結(jié)果，將存在明顯有規(guī)律的磁異樣點(diǎn)項(xiàng)鏈，連線的方向就是海底電纜的走向。4、總結(jié)隨著磁力儀靈敏度和磁法勘察精度的提高,磁法勘察作為一項(xiàng)傳統(tǒng)的海洋調(diào)查方法,近年來(lái)在海洋工程方面得到了新的應(yīng)用。調(diào)查時(shí)依據(jù)工程項(xiàng)目實(shí)際狀況和要求布設(shè)測(cè)線或測(cè)網(wǎng),工作中適當(dāng)限制磁力儀探頭的深度和調(diào)查船的速度,盡量獲得高精度的磁測(cè)資料。海洋磁力探測(cè)海底管