側(cè)掃聲納探測海底礁體位移分析

洪潔漳 李輝權(quán) 陳丕茂 馮雪

摘?要：本文根據(jù)2009年、2017年對楊梅坑人工魚礁區(qū)的投礁海域及周邊進(jìn)行側(cè)掃聲納探測調(diào)查和水下實地觀測，查明礁體的實際投放位置、布局，分析礁體的位移變化情況。

關(guān)鍵詞：側(cè)掃聲納;礁體位移分析

楊梅坑位于大亞灣大鵬澳東南面。深圳市于2003年在楊梅坑海域進(jìn)行并完成了1平方公里的人工魚礁一期試點建設(shè)。試點礁區(qū)由6個小礁群組成，共投放5種類型礁體640個，總空方量3.25萬立方米，二期為生態(tài)公益型人工魚礁區(qū)，于2006年底開工，建設(shè)面積為2.65平方公里，共投放10種類型礁體2202個，由18個小礁群組成，總空方量9.51萬立方米。本文通過2009年、2017年對楊梅坑人工魚礁區(qū)的投礁海域及周邊進(jìn)行側(cè)掃聲納探測調(diào)查和水下實地觀測，查明礁體的實際投放位置、布局，分析礁體的位移變化情況。

1、材料與方法

1.1探測儀器和船舶

采用的側(cè)掃聲納儀器為美國EdgeTech 公司的EdgeTech 4200型雙頻聲納（高頻410KHz，低頻120KHz）;導(dǎo)航定位采用美國Trimble公司DSM232，具實時差分功能 GPS信標(biāo)接收機(jī)，精度為亞米級;租用粵惠陽16636漁船做為調(diào)查船，長25米、寬4.8米、重60噸、馬力470千瓦。

1.2調(diào)查方法

測量采用120KHz和410KHz 兩個頻段進(jìn)行測量，單掃測程為100--200m，測量范圍300--400m（即測線左右各有100--200m的范圍），測量航速不超5節(jié)。測量時，測量軟件設(shè)定每隔30m距離，在導(dǎo)航軌跡上標(biāo)出一個記號。WGS84坐標(biāo)系，高斯投影 3度帶，中央子午線為 114°E。

2、分析比對

由于礁體投放疏密不均，通過對7個相對獨立的礁體，兩次側(cè)掃聲納的調(diào)查結(jié)果判斷其是否移位。

根據(jù)楊梅坑礁區(qū)礁體海底地貌的聲圖特征，分別讀取7個礁體的兩個角點坐標(biāo)進(jìn)行比對，由于DGPS的精度是亞米級，即小于1米，對比點相差距離小于1m時，可認(rèn)為礁體位置沒有變化，詳細(xì)對比礁體位置坐標(biāo)見表1

3、討論

①海上走航式地球物理測量的精度在很大程度上依賴于GPS（全球?qū)Ш蕉ㄎ皇跁r系統(tǒng)）數(shù)據(jù)觀測的精度，天氣狀況、衛(wèi)星分布、天線運動姿態(tài)、接收機(jī)工作的穩(wěn)定性、解碼模塊、運算速度、多路徑效應(yīng)等都可能對GPS觀測造成影響。其他測量儀器設(shè)備的精度和使用條件也有很多不確定因素。因此還需進(jìn)一步完善和優(yōu)化，各探測分析因子的權(quán)重賦值和綜合分析還有待深入研究。

②由于調(diào)查頻次少，調(diào)查時間短，因此只能得出一個初步結(jié)果。但在有限資料可以看出，深圳楊梅坑人工魚礁區(qū)的礁體位置在短時間內(nèi)沒有太大變化。

③我國學(xué)者就人工魚礁地球物理探測調(diào)查開展過一些對比研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：人工魚礁礁體布局在短時間內(nèi)變化不大，作者對深圳楊梅坑礁區(qū)的調(diào)查結(jié)果與此相似。

4、結(jié)論

楊梅坑魚礁區(qū)海底聲圖清晰顯示了測區(qū)海底特征，測區(qū)海底底質(zhì)主要由細(xì)粒物質(zhì)構(gòu)成，局部海床上有許多骨架構(gòu)件，且有明顯的分區(qū)。天然礁石區(qū)地貌：聲圖灰度深淺反差很大，局部有陰影，而有些地方焦黑狀，形態(tài)不規(guī)則。人工魚礁區(qū)地貌：具有一定的結(jié)構(gòu)形狀的物體（正方體）不規(guī)則地放置在海床上。礁體投放疏密不均，通過對七個相對獨立的礁體，兩次側(cè)掃聲納的調(diào)查結(jié)果判斷其幾乎沒有移位。

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