研究海底電纜工程使用動態(tài)監(jiān)測技術

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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可達400km。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(qū)的深度分為淺海型（水深小于500m）和深海型（水深大于500m）。海底電纜的鋪設施工過程可分為以下幾個步驟：鋪設前掃海清障、鋪設作業(yè)、鋪后監(jiān)測與復埋。其中，鋪設作業(yè)分為埋設和敷設。在淺海區(qū)，由于易受到養(yǎng)殖、捕撈、拋錨等人為因素損壞，一般采用埋設方式；在深海區(qū)，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(qū)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。當埋設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(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，埋設犁重新下放工作。鋪后監(jiān)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(qū)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(tài)監(jiān)測的內容與目的

海洋管理必須依靠監(jiān)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。海底電纜鋪設施工海域使用動態(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，依據相關法律規(guī)范、有關政策以及批復文件等，對發(fā)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(jiān)測監(jiān)控，并將監(jiān)測監(jiān)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(tài)評價與決策提供技術支撐。海底電纜鋪設海域使用動態(tài)監(jiān)測，能夠促使海纜鋪設項目嚴格按照海域使用論證和環(huán)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(huán)境和生態(tài)環(huán)境產生不可逆轉的影響。這種運用專業(yè)、高效的動態(tài)監(jiān)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(jiān)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(jiān)督或設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)測技術人員登臨海底電纜鋪設船，對整個施工過程進行實時監(jiān)測與監(jiān)督。深入現(xiàn)場實施檢查、監(jiān)測海底電纜鋪設，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(jiān)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(fā)生批復鋪設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(jiān)測技術人員利用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)對海纜鋪設船的航跡進行實時監(jiān)控記錄，采用水下聲學定位系統(tǒng)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(jiān)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(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)場監(jiān)督與監(jiān)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(jiān)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(yè)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(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(qū)，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(guī)范執(zhí)行。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(jiān)測方式（全程檢測與監(jiān)督抽查）、不同的監(jiān)測比例尺，但在內水與領海范圍應強制采用全程監(jiān)測的方式。同時，在綜合工程地球物理探測實施工程中，應保證監(jiān)測儀器設備滿足各監(jiān)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(jiān)測人員應經過行業(yè)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(tài)監(jiān)測報告及相關圖件，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(fā)現(xiàn)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(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結束語

在海底電纜鋪設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化和規(guī)范化轉變。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結張志強錢立兵 單位：國家海洋局南海工程勘察中心中國海洋大學環(huán)境科學與工程學院