海底電纜工程海域使用動態監測技術探討*

魏 巍，馬 媛，蘇東甫，李團結，張志強，錢立兵

（1．國家海洋局南海工程勘察中心 廣州 510300；2．中國海洋大學環境科學與工程學院 青島 266001；3．國家海洋局海洋咨詢中心 廣州 510300）

海底電纜工程海域使用動態監測技術探討*

魏 巍1，2，馬 媛1，蘇東甫3，李團結1，張志強1，錢立兵1

（1．國家海洋局南海工程勘察中心 廣州 510300；2．中國海洋大學環境科學與工程學院 青島 266001；3．國家海洋局海洋咨詢中心 廣州 510300）

海底電纜鋪設施工既是重要的用海方式，也是常見的海洋工程類型。對海底電纜鋪設施工的動態監測更是海域使用動態監測的重要內容，但常用的衛星遙感監測與地面監測等手段無法滿足此類涉海工程海域使用動態監測的需求。文章基于海底電纜鋪設施工的工程特性分析，在總結相關工作經驗的基礎上，對海底電纜鋪設施工海域使用動態監測的內容與特點進行分析，并對現場監督與監測、綜合工程地球物理探測、調查走訪等動態監測技術進行了探討。

動態監測；海底電纜工程；海域使用管理；探討

海底電纜是指鋪設于海底用于通信、電力輸送的電纜，包括海底通信光纜、海底輸電電纜等。近年來伴隨著我國海洋經濟的迅速發展，海底電纜工程建設項目也以前所未有的規模和速度不斷涌現。鋪設海底電纜既是重要的用海方式［1］，又是常見的海洋工程類型［2］。我國現行的涉海法律、法規要求對包括海底電纜鋪設在內的海洋工程建設項目實施海域使用及環境影響實施監視、監測和監督管理［3－6］。國家海洋局從2006年開始建設國家海域使用動態監視監測管理系統［7］，對海底電纜鋪設施工的動態監測是該系統的重要內容［8］。

海底電纜工程被世界各國公認為最復雜困難的大型工程，其投資巨大、工藝復雜。該類工程進入鋪設施工階段后，其項目用海行為發生的海域隨鋪纜船沿施工路由不斷離岸延伸，速度可達每天十余千米?，F有的衛星遙感監測與地面監測等手段無法承擔此類海域使用動態監測任務，難以滿足政府對海域使用實時監督和科學管理的需求。因此，開展海底電纜鋪設施工期間海域使用動態監測技術探討，對提高各級海洋管理部門和其他涉海部門的綜合決策能力和辦事效率，依法維護國家海域所有權和海域使用權人的合法權益，保護海洋資源和環境具有重要意義。

海域使用動態監測是一個全新的工作領域，有著鮮明特點，在監測實施、業務組織、系統開發等方面都需要進行大量的探索與創新［9］。海域使用動態監測工作有著強烈的實踐需求，也有較為綜合的理論要求?，F今針對海底電纜鋪設施工前的路由勘察、環境影響評價及海域使用論證等工作已經擁有了豐富的實踐經驗，形成了較為成熟的法律法規與標準規程，但海底電纜鋪設施工期間的動態監測工作剛剛起步，仍面臨著許多理論和實踐問題，有待進一步研究探討。

1 海底電纜鋪設施工簡介

海底電纜是鋪設于海底的線狀設施，其直徑在60 mm左右［10］，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可達400 km［11］。海底電纜一般由外被層、鎧裝層、護層、抗壓管和光纖單元 （導體）等部分組成，根據鋪設海區的深度分為淺海型 （水深小于500 m）和深海型 （水深大于500 m）。

海底電纜的鋪設施工過程可分為以下幾個步驟：鋪設前掃海清障、鋪設作業、鋪后監測與復埋。其中，鋪設作業分為埋設和敷設。在淺海區，由于易受到養殖、捕撈、拋錨等人為因素損壞，一般采用埋設方式；在深海區，受外界因素影響較小，一般采用敷設方式，即直接將海底光纜布放在海底。根據埋設區海底底質的類型，埋設手段包括為犁式埋設、水噴式埋設與機械挖掘式埋設［12］。當埋設電纜交越其他在用海底管線時，在距離交越點500 m以外，會將埋設犁回收至鋪纜船的甲板，將鋪設光纜用硬塑料套管進行保護后敷設于現有光纜之上，交越的角度盡量控制在90°，且不低于45°，然后在離開交越點500 m以外后，埋設犁重新下放工作。鋪后監測與復埋，是在由于不利的地質條件、水下設備故障等因素導致在鋪設施工中海底電纜未能達到埋設要求的區域，利用ROV（遙控水下機器人）進行檢查，并利用ROV上高壓水槍沖埋的方式進行埋復。

2 動態監測的內容與目的

海洋管理必須依靠監測的資料與數據才能產生正確的管理行為和較好的行為后果［13］。海底電纜鋪設施工海域使用動態監測是專業勘察監測單位以相對獨立的第三者身份，依據相關法律規范、有關政策以及批復文件等，對發生在中華人民共和國內水、領海和其他管轄海域內的海底電纜鋪設施工時間、位置、工藝及對利益相關者解決方案的落實進行監測監控，并將監測監控的數據完整、安全和及時傳遞給海洋管理部門，為海域使用動態評價與決策提供技術支撐。

海底電纜鋪設海域使用動態監測，能夠促使海纜鋪設項目嚴格按照海域使用論證和環境影響評價及其批復文件的要求，進行建設并落實到位，防止其隨意改變項目用海的方式、位置，預防對利益相關者造成重大損害，避免對海洋環境和生態環境產生不可逆轉的影響。這種運用專業、高效的動態監測技術手段，對海底電纜鋪設過程中用海行為進行客觀評價，改進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化的重要舉措。

3 監測方法及特點

根據海纜鋪設施工過程中不同的用海行為特點，采取人員監督或設備探測等不同類型的監測方法，選擇多元的監測手段，可大幅提高海域使用動態監測的科學化、規范化的水平。

3.1 施工現場監督與監測

施工現場檢驗與監測是指監測技術人員登臨海底電纜鋪設船，對整個施工過程進行實時監測與監督。深入現場實施檢查、監測海底電纜鋪設，是海域使用動態監測的不可或缺的重要環節?，F場監督與監測方法主要包括人員現場監督記錄與設備水上水下定位等。

人員現場監督記錄為監測人員采用現場監視、拍照、錄像等手段，對海纜鋪設所采用的施工設備、工藝與施工進度進行詳細記錄，并形成監測檔案，以核實海纜鋪設是否落實用海方式控制要求，其施工工藝以及技術手段是否符合海域使用批復的要求，海纜鋪設船是否發生批復鋪設海纜以外的其他用海行為。若在現場發現有違背批復的海域使用行為應及時上報相關海洋管理部門。

設備水上、水下定位為監測技術人員利用全球衛星定位系統對海纜鋪設船的航跡進行實時監控記錄，采用水下聲學定位系統對海纜鋪設的水下設備 （如埋設犁）的水下活動開展定位記錄，以監督海纜船鋪設行為是否超出批復的用海海域。此外，由于水下聲學定位系統使用技術難度及經濟成本都較高，可利用 “主要因素分析管理”等方法，統籌整個施工全過程，抓住主要矛盾，在鋪設光纜與在用光纜管道交越等關鍵控制點采用，既不影響海纜鋪設項目的順利實施，同時滿足海域使用管理的需求。

施工現場監督與監測的數據與成果應及時以航次簡報的形式上報海洋管理部門，航次簡報應包括航次編號、項目名稱、項目編號、施工單位、施工船只、監測單位、測量時間、測量基準、測量設備、測量人員、項目施工進度、項目施工工藝及設備、施工船航行描述、施工船作業過程簡述、相關照片、其他附件、結論與建議等內容。在施工結束后應編入項目動態監測報告中。

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，往往會達到幾千千米，因此可根據海纜鋪設施工進度，分階段在完成鋪設的路由區，綜合采用水深測量 （單波束、多波束）、側掃聲吶探測、淺地層剖面探測等工程地球物理技術手段，核實海底電纜的埋設位置、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筑物的影響。

綜合工程地球物理探測的測線布設及實施過程可參照相關規范執行［14］。綜合工程地球物理探測的時效性應予以保證，同時在內水、領海及其他管轄海域內可根據具體的施工工藝，采用不同的監測方式 （全程檢測與監督抽查）、不同的監測比例尺，但在內水與領海范圍應強制采用全程監測的方式。同時，在綜合工程地球物理探測實施工程中，應保證監測儀器設備滿足各監測項目的要求、計量設備應經過法定計量檢定部門的檢定后使用、監測人員應經過行業管理部門的培訓后持證上崗。

綜合工程地球物理探測應形成工程地球物理動態監測報告及相關圖件，編入項目動態監測報告中，并上報海洋行政主管部門。

3.3 調查走訪

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調方案與對策措施的落實情況，確定其是否對相關利益者造成不良影響。調查走訪的過程中，若發現重大問題，應及時反饋給施工單位，并上報管理部門。

調查走訪應形成調查走訪監測報告，并編入項目動態監測報告中，同時上報給海洋行政主管部門。

4 結束語

在海底電纜鋪設用海行為管理中引入動態監測工作，使動態監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行監測評估，是海域使用管理逐步制度化和規范化的必然要求。本文初步探討了我國海纜鋪設施工動態監測的目的與特點，提出了現場監督與監測、綜合工程地球物理探測、調查走訪3種主要動態監測方法。3種監測方法的綜合利用，可有力推動海纜用海管理向科學化和規范化轉變。在未來海纜海域使用管理中，如何建立的動態監測組織管理機制、如何開展動態監測評估工作、如何為動態監測提供制度保障等將是研究的重點。

［1］ 國家海洋局．海域使用分類體系［Z］．北京：國家海洋局，2008．

［2］ 國務院．防治海洋工程建設項目污染損害海洋環境管理條例［R］．北京：國家海洋局，2006．

［3］ 第九屆全國人民代表大會常務委員會．中華人民共和國海域使用管理法［Z］．2001．

［4］ 國務院．鋪設海底電纜管道管理規定［R］．北京：國務院，1989．

［5］ 國務院．國務院關于全國海洋功能區劃的批復［R］．北京：國務院，2002．

［6］ 國家海洋局．建設項目海洋環境影響跟蹤監測技術規程［R］．北京：國家海洋局，2002．

［7］ 國家海洋局．國家海域使用動態監視監測管理系統總體實施方案［R］．北京：國家海洋局，2006．

［8］ 國家海洋局．國家海域使用動態監視監測管理系統建設與管理的意見［R］．北京：國家海洋局，2006．

［9］ 付元賓，趙建華，王權明，等．我國海域使用動態監測系統（SDMS）模式探討［J］．自然資源學報，2008，23（2）：185－193．

［10］ 吳俊，趙四新．海底光纜竊聽與反竊聽技術分析［J］．學術研究，2006（1）：89－91．

［11］ 姬可理，張文軒．海底光纜結構與發展海底光纜［J］．海底光纜，2006（5）：62－64．

［12］ 趙玉生，郭勝利，董秀春．淺談海底光纜敷設技術及專用施工設備［C］∥中國電子學會通信學分會．全國第十三次光纖通信暨第十四屆集成光學學術會議論文集．北京：電子工業出版社，2007：201－206．

［13］ 鹿守本．海洋管理通論［M］．北京：海洋出版社，1997．

［14］ 中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局．GB／T17502－2009海底電纜管道路由勘察規范［S］．北京：中國標準出版社，2009．

國家海洋局南海分局局長基金項目 （0801）．