基于海底渗漏特征的可燃冰水声探测方法研究_刘波
百科知识精选吕悦军
基本情况吕悦军，男，中国地震局研究员，1989年毕业于中国科学技术大学计算数学专业，获学士学位。
1989年起在中国地震局地壳应力研究所工作。
2003年12月至今，任研究员，从事工程地震的研究和开发工作。
2004年为中国地质大学在职博士研究生，2005年2月任综合减灾研究室主任。
研究成就近年来，出版专著1部、先后发表科研论文20多篇。
主持的项目“渤海海域石油平台地震动参数研究”获2003年度中国地震局防震减灾优秀成果奖。
代表论文和著作有： 1. 吕悦军、唐荣余、彭艳菊等，渤南油田工程地震研究，地震出版社，2003 2. 吕悦军、唐荣余、彭艳菊，烟台海岸软土场地特征及对地震动参数的影响，中国地震，2004，4期 3. 吕悦军、唐荣余等，海洋石油平台的工程地震问题，地球物理学进展，2003，4期 4. 吕悦军、唐荣余、沙海军，渤海海底土类动剪切模量和阻尼比试验研究，防灾减灾工程学报，2003年2期 5. 吕悦军、唐荣余，PL19-3油田设计地震动参数研究，防灾减灾工程学报，2003，4期 6. 吕悦军、陆远忠，用算法复杂性分析时间序列，中国地震，1993，3期 7. 吕悦军、陆远忠、郑月军，用算法复杂性分析地震活动演化特征, 地震，1997，1期研究领域主要从事地震危险性分析、工程场地设计地震动参数、抗震设防标准以及地震动区划等方面的研究。
作为地壳应力研究所工程地震专业的学科带头人，主持完成多项国家级重大工程或复杂地震地质环境内工程的地震安全性评价工作。
目前，主持中国地震局“十五”课题2项、主持中海石油总公司重大科技攻关课题“渤海海域地震动参数区划研究”。
社会兼职中国地震学会会员中国地震学会历史地震专业委员会委员国家地震安全性评定委员会委员科研简介研究课题有：1、作为新一代地震动参数区划图的编委、专题负责人，负责“基础资料收集整理与基础图件编制”工作组。
2、国家科技支撑计划项目“强震危险区划关键技术研究”第五专题负责人，主持子专题“不同场地条件地震动特征参数统计分析”。
2010年大学生科技创新项目(STCP)立项名单
李明珠 崔丽娟、马燕坤 程煜 晶 王杏瑶、高颖 李爽、朱墨
赵文娟 黄爽、张晓琳 曹月珍 杜瑾、韩雪飞 王颖 石圆圆 杨玉强 曾鱼斌、张习、王微、李慧颖 、杨锋、尹巧巧 孟庆洋、孟昭慧、孟玉良、王 鹏冲、闫新蕊、袁汝鑫 王育宾、孔祥真、戴笑飞、王 一明
张运龙 谷鹏、冯丽莎、李然 李静怡 刘晓萌、马营、程骞、湛珏 耿萍萍 段晓雪、水亚亚、贾亚维 冀秋燕 吴丹、陈丽、王兆娟 冯慧 宁娜、李玉敏、李宇君
2008/光信息科学与技 磁场对生物超微弱发光影响的机理研究 术 2007/自动化 基于无线传输的教室信息采集及网络查询 系统
2008/电气工程及其自 介质阻挡放电臭氧发生器的研制及其污水 动化 处理效果研究 2007/电气工程及其自 基于ZigBee协议的无线传感网络设计 动化 2007/自动化 基于无线传输的LED点阵屏显示系统
章新刚 吕东云、张亚坤 李红伟 董海涛、孙宸、史晶晶 李鹏飞 商艳平 周华、徐小光、谢东魁、马智 勇 王利彪、任亚雷、刘双龙、王 利彪、白云超
2007/电气工程及其自 太阳能电池板最大受光照度伺服控制系统 动化 的研究与设计 2008/电气工程及其自 基于电导率法的TOC实时在线检测系统 动化
河北大学2010年大学生科技创新项目（STCP）立项名单
2008/劳动与社会保障 河北省城镇社会化养老问题调查 2008/信息管理与信息 师生教学交流管理系统设计 系统 2008/劳动与社会保障 保定市大学生医疗保险现状调查研究 2008/劳动与社会保障 2008/劳动与社会保障 河北省覆盖城乡居民的社会保障体系现状 调查研究 浙江省新型农村养老保险试行结果调查及 分析研究
2007/信息与计算科学 机器学习中的异常检测问题研究 2008/数学类 基于Web2.0的网络地理信息系统研究
海洋地球物理研究与海底探测声学技术的发展
参考内容
海洋声学目标探测技术是一种利用声波探测水中目标的方法，它在军事、海 洋资源开发和环境保护等领域都具有重要的应用价值。本次演示将介绍海洋声学 目标探测技术的现状和发展趋势，以加深人们对这一技术的了解和认识。
一、引言
海洋声学目标探测技术是一种利用声波探测水中目标的方法，具有隐蔽性好、 探测范围广、穿透能力强等优点。在军事上，海洋声学目标探测技术可用于侦察、 反潜作战、导航等领域；在海洋资源开发中，可用于水下考古、海底资源开发和 海洋工程等领域；在环境保护中，可用于水体污染监测、渔业资源保护等领域。 因此，海洋声学目标探测技术已成为多个领域不可或缺的一项技术。
未来，海底探测声学技术将朝着更高频率、更远距离、更精准定位的方向发 展。高频率声波可以提供更高精度的海底地形地貌信息，更远距离的声波传输可 以扩大探测范围，更精准的定位技术可以提高海底目标识别的准确性。此外，声 学技术还将面临深海环境中的挑战，如高压、低温、黑暗等因素的影响，需要进 一步完善和发展适应性强的声学探测设备和技术。
二、研究现状
海洋声学目标探测技术的研究现状主要包括声学探测基本原理、技术分类和 应用领域等方面。
1.声学探测基本原理
海洋声学目标探测技术的基本原理是利用声波探测水中目标。当声波在水中 传播时，遇到目标后会反射、散射和吸收声波能量，通过对这些声波信号进行处 理和分析，可以获得目标的位置、速度和形状等信息。根据不同的应用需求，可 以采用不同的声波频率和波形，以达到最佳的探测效果。
在当前阶段，海洋地球物理研究正朝着综合化、精细化、深层次化方向发展， 研究者们利用多种地球物理方法，诸如地震波探测、电阻抗成像、地热流测量等， 进行大范围、高精度的海洋底部地质调查。声学技术在海洋地球物理研究中的应 用日益广泛，成为解决诸多科学问题的关键技术之一。
海洋电场传感器综述
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南通大学学报自然科学版
!" 年
海洋占地球总面积的 #$%以上蕴藏着可供人 类持续发展的宝贵资源财富也是各国推动经济可 持续发展参与国际化竞争的战略要地&'( 强大的科 学技术是建 设海洋强国 的先决条件&!( 在海洋科技 中 海洋传感与环境检测技术在保护海洋生态环 境维护国家海洋主权开发海洋资源和发展海洋 经济等诸多领域都发挥着至关重要的作用是世界 各 国 在 海 洋 竞 争 中 重 点 发 展 的 研 究 方 向&"(
于主要的两类海洋电场传感电极 EFBEFG9 和碳纤维电极的研究水平然后简述了国内具有代表性的科研单位
和高校在这方面具有代表性的研究进展接着详细介绍了电极的性能评价方式可能的传感机理以及信号调理
电路最后提出了现有海洋电场传感器所面临的关键问题和可能的解决建议从电极的精准调控机理模型电路
海洋水声探测技术_骆模义
。 ,
这 样 在 接受 点 就 陆 续 传 来 了 强 度逐 渐
于 是 形 成 了混 响
,
声 波 在 不 同 的介 质 中的传 播 速 度 是 不 同
3 《) 米 / 秒 左 右
;
减 弱 的连 续 散 射 回 波 是 一种 干扰
, ,
。
混响
,
它 和 目 标 回 波混在 一起
一 种 弹 性 波 声 波 的 产 生 需具 备 两 个 必 要 条 件
一是 要 有 产 生 声 源 的 振 动 体
、
成 散射
接 受点
。
这 些 散 射 波 一 部 分 先是 从 声 源 附 近 的
,
;
二 是要 有 能够 传
。
散 射体传 回 接 受 点
。
后 再 由 远 处 的 散 射 体传 回
,
播这 种 振 动 形 式 的 空 气 水等 弹 性 介 质
,
难以 分
而在水 中 它 的 传播速 度达 1 5 4 0
,
米/
秒 以上
。
声
开 大 大 影 响 了 水 声 设 备 对 目 标 的 辨 别能 力 掌
波 在 水 中 的传 播 速 度 受 温 度
,
、
盐度及海 水静 压
, 。
握 利 用 这 一 特性 对 于 研 究 水 声 对 抗
响措施是 非常重 要的
海洋水声探测技术
上 海 庆 宁 寺船 舶 修 造 厂
海 洋 水 声 探 测 设 备是 利用 声 波 的 水 下传
骆模 义
,
苏树 平
,
在 海 水 中传 播时 如 果 海 水 分 子 分 布 均 匀 上 下 左 右 传播速 度 相 同
MS1000声呐在海底管道泄漏点检测中的应用
25
测和外部检测。 1 . 1 内部检测技术
目前，基 于 内 检 测 技 术 的 海 底 管 道 漏 点 检 测 方 法主要包括质量平衡或者体积平衡法、改 变 率方法、 压 力 点 分 析 法 、波 动 预 警 系 统 法 、压 力 或 流 量 偏 差 法 、 声学辐射系统、基 于化学 方 法 的 系 统 、温度轮廓线、 光 纤 传 感 技 术 、无 线 电 跟 踪 技 术 以 及 漏 磁 检 测 法 等 。 表 1 所示为内检测技术原理及适用范围。
近 1 0 多 年 来 ，国内外学者不断加大对海底石油 管 道 油 气 泄 漏 检 测 技 术 的 研 究 ，提出了各种检测方
案 。 目前已经有专业公司研制了各种设备，如手持式 或 者 加 载 在 R0 V 上 等 设 备 ，这些设备在许多泄漏检 测应用中取得了很好的效果。
将 MS1000声呐应用在海底管道泄漏点查找中大 大 提 高 了 泄 漏 点 的 定 位 速 度 和 准 确 度 ，为海底管道后 期维修争取了宝贵的时间。
PC ( MS1000软 件 ）
选件
遥控键盘选件
甲板单元 (供电和通讯)
Kevlar电缆 (最长300 m )
声呐探头
图 1 声呐连接图
MS1000探 头 布 放 在 水 下 ，通过电缆与水下甲板 单 元 连 接 ，甲 板 单 元 负 责 供 电 及 通 讯 ；声 呐 获 取 信 号 后 由 电 脑 中 的 软 件 进 行 处 理 。 同 时 ，系 统 还 可 以 与 DGPS相 连 ，在声呐图像中增加位置信息。换能器以 一 定 的 波 束 角 度 发 射 声 脉 冲 ，当 声 波 遇 到 物 体 或 海 底
Application of MS 1000 Sonar in Leak Detection of Submarine Pipeline
可控震源在腾格里沙漠地区地震勘探中的应用
Vol.19 No.4Dec. 2020第19卷第4期2020年12月宁夏工程技术Ningxia Engineering Technology文章编号：1671-7244( 2020 )04-0336-05可控震源在腾格里沙漠地区地震勘探中的应用刘波1,杨斌役何风彳，杨帆2（1.宁夏回族自治区有色金属地质勘查院，宁夏银川750000;2.宁夏回族自治区地球物理地球化学勘查院，宁夏银川750004）摘要:针对腾格里沙漠地区潜水位较深，钻机成孔容易塌孔，炸药震源成本高等问题，研究了可控震源的扫描长度、驱动幅度、震动次数、扫描频宽等对单炮记录的影响。
结果表明，选择2台可控震源，震动次数为8次，扫描频率 为10-100 Hz,以升频扫描，扫描长度为12 s,驱动幅度为70%,所得单炮记录效果最好;与井炮剖面数据进行对比，用可控震源获得的资料达到了相同的效果。
关键词:沙漠地区;可控震源;最优参数;地震勘探中图分类号:P631.4 文献标志码:A近些年,我国在提倡地球物理勘探环保,降低成本的同时，勘探人员在一些地质条件复杂地区很难 将地震波能量有效传入地下，这直接影响着地震勘探的分辨率及信噪比叫可控震源是一种广泛使用的勘探工具，它采用精准的相位测量技术和输出力 控制技术，具有灵活的多种扫描方式、完备的质量控 制功能，可以针对不同的地表地皮条件,选择有利的激发方式和激发参数,并能够改善激发信号的品质,得到信噪比较高的地震记录叫 针对腾格里沙漠地 区潜水位较深,钻机成孔容易塌孔，炸药震源成本高等问题，为了保证地震勘探的分辨率和信噪比，本文 主要研究了可控震源在沙漠地区的应用效果，选取 出最优可控震源参数，取得了很好的单炮记录。
1研究区概况研究区位于宁夏中卫市沙坡头区（图1）,呈东西向条带状展布，南北最宽约11.3 km,东西最长约29 km o 属腾格里沙漠南缘，地貌基本特征为沙地及 流动、半流动沙丘，交通不便，海拔高度在1 386-1 672 m,地形西高东低，相对高差一般不足30 m; 南部为低山丘陵区，相对高差在100 m 左右。
海底冷泉渗漏油气泡原位定量测定——以墨西哥湾GC600_为例
海底冷泉渗漏油气泡原位定量测定——以墨西哥湾GC600为例邸鹏飞1, 李牛1, 陈多福2, Ian R MacDonald31. 边缘海与大洋地质重点实验室(中国科学院南海海洋研究所), 广东广州 510301;2. 上海深渊科学工程技术研究中心, 上海海洋大学海洋科学学院, 上海 201306;3. Florida State University, Tallahassee, Florida USA 32306摘要: 海洋环境中冷泉渗漏是甲烷等有机化合物和其他温室气体进入海洋和大气的重要来源。
准确定量确定冷泉渗漏的甲烷气泡通量对于评估它们对全球甲烷预算和气候变化有着重要的研究意义。
采用高分辨率视频成像系统原位观察了墨西哥湾GC600冷泉渗漏区Mega Plume 2喷口, 并获得了油气泡连续释放的视频片段。
通过采用半自动气泡计数算法估算了Mega Plume 2 喷口释放的油气泡个数及其释放速率。
而通过图像处理技术确定了Mega Plume 2释放的油气泡的大小和尺寸分布。
Mega Plume 2混合喷口释放的油气泡平均直径2.56mm±1.01mm, 油气泡释放速率为80.25个·秒−1。
Mega Plume 2喷口年释放通量为177.7m3·a−1 (19.55~106.62t·a−1)。
然而, Mega Plume 2 喷口的气泡释放速率与潮汐无关, 可能与其他因素如水合物, 油气藏增压及沉积层差异加载有关。
只有对冷泉渗漏系统开展长期的原位在线观察, 我们才能准确获取冷泉渗漏系统活动特征及其释放通量。
关键词: 水下摄像系统; 油气泡; 释放速率; 气泡通量; 墨西哥湾中图分类号: P736.4 文献标识码: A 文章编号: 1009-5470(2023)05-0134-10In situ quantification of oil-gas bubble seep flux from cold seeps at the seabed ― a cas e study of GC600 in the Gulf of MexicoDI Pengfei1, LI Niu1, CHEN Duofu2, Ian R MacDonald31. CAS Key Laboratory of Ocean and Marginal Sea Geology, South China Sea Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences, Guangzhou 510301, China;2. Shanghai Engineering Research Center of Hadal Science and Technology, College of Marine Sciences, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306, China;3. Florida State University, Tallahassee, FL 32306, USAAbstract: Natural cold seeps in the marine environment are important sources of organic compounds, such as methane and othergreenhouse gases, to the ocean and atmosphere. Accurate quantification of methane bubbles flux at hydrocarbon seeps is therefore necessary to evaluate their influence on the global methane budget and climate change. A deep-sea high-definition video time-lapse camera was used to observe the gaseous and oily bubbles released from Mega Plume 2 vent in the GC600 cold seep in the Gulf of Mexico and obtained the video clips of continuous oil bubble release. A semi-automatic bubble counting algorithm was used to estimate the oil bubble number and release rates of Mega Plume 2 from video data. Image processing techniques were used to determine the bubble type (oily, mixed, and gaseous), and size distribution. The Mega Plume 2 vent at GC600 released a mixture of 收稿日期：2022-09-28; 修订日期：2022-11-22。
可燃冰探测项目ppt【23页】
目标市场分析
这些能源开采公司批量开采时，需3～8个月时间 重金组建钻进平台，为了开采效率，也同样需要 同数量甚至更多的可燃冰探测仪为其探测服务。
2011年，我国已在南海圈定25个成矿区块，控制 资源量达到41亿吨油当量。如果一个区块需要30 套深海可燃冰探测仪，则共需750套探测仪，每 套探测仪售价按200万元保守估算，750套共15亿 元。尚有更多的成矿区块正在被发掘，也就是供 应需求不断在扩大。
项目背景
“十二五”能源规划主项 可燃冰作为一种新能源被纳入国家“十二
五”能源规划，关于可燃冰的战略规划为： 2006~2020年，调查阶段 2020~2030年，开发试生产阶段 2030~2050年，商业生产阶段
现有可燃冰测技术存在的问题
深海可燃冰探测技术已有重大突破。但是，也有存 如下严重问题：
公司技术领头人丁厚本教授简介
（1）. 技术带头人：丁厚本教授 1963年起从事国防科技工作，参加我国第一颗
原子弹试验和第一颗氢弹试验及多次国家重大 试验。 1986年1月至1991年，出任核九院工学院院长， 兼任重庆大学和四川大学客座教授，博士生导 师。 1991年7月，作为安徽引进的高科技人才，回 安徽合肥工作并继续投身研发工作。 1993年主持研制成功我国首台工业商业样机。
参赛项目介绍
可燃冰或称天然气水合物等，固态结晶物质，外 貌极像冰雪或固体酒精。分布于深海沉积物或陆 域的永久冻土中，其主要成分是甲烷。
怎么样才能获得实地探测的准确的数据？这成为 全球科学家技术攻关的难题之一。现在我国已形 成具有自主知识产权的关键探测技术体系。研制 成功了“深海甲烷原位探测系统”，这个探测设 备即探头插入海底，探头先吸入海底沉积物中的 孔隙水，经过金属烧结而成的过滤器过滤，采样 通过泵吸到一个只有0.087ml容器的光学微探测舱 中，经过激光照射检测出拉曼光谱，就可分析出 海底该处沉积物中的甲烷含量。2010年研制成功 中功率的海洋可控源电磁探测（MCAEM）仪器， 主要包括可控源电磁发射机和接收机。
海底天然气渗漏地震探测方法的研究进展
海底天然气渗漏地震探测方法的研究进展
陈林;宋海斌
【期刊名称】《天然气工业》
【年(卷),期】2006(026)007
【摘要】海底天然气渗漏可以指示沉积层中的烃类聚集带,渗漏出的大量气体(主要是甲烷)还可能影响全球的气候变化.此外,与海底渗漏相关的浅层气改变了海底沉积物的土工性质,可能对海底工程构成威胁.因此对海底天然气渗漏进行研究意义重大.在海底渗漏探测方面,地震是一种有效的方法,它不仅能反映深部构造,为海底渗漏提供气体来源和运移通道信息;而且还可以直接用来寻找渗漏相关特征,为海底观测和取样提供依据.在地震剖面上,与海底天然气渗漏相关的浅层气表现为声混浊、声空白、亮点、多次波、速度下拉、气烟囱等特征,泥火山、泥底辟表现为隆起的地震透明带,而麻坑则表现为"V"字形截面和半透明状地震混浊.
【总页数】5页(P35-39)
【作者】陈林;宋海斌
【作者单位】中国科学院地质与地球物理研究所;中国科学院研究生院;中国科学院地质与地球物理研究所
【正文语种】中文
【中图分类】P61
【相关文献】
1.海底天然气水合物地震研究方法及海底地震仪的应用 [J], 阮爱国;初凤友;孟补在
2.基于海底渗漏特征的可燃冰水声探测方法研究 [J], 刘波;刘军礼
3.海洋天然气水合物三维地震与海底地震勘探中的震源技术研究 [J], 伍忠良
4.天然气水合物矿体的三维地震与海底高频地震联合采集技术——海底地震仪观测系统研究 [J], 曾宪军;伍忠良;郝小柱
5.海底天然气渗漏区热传递对天然气水合物形成的影响 [J], 曹运诚;陈多福;徐文跃因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
“深海圆柱水声换能器”专题通过验收
“深海圆柱水声换能器”专题通过验收
李俊宝
【期刊名称】《应用声学》
【年(卷),期】2006(25)3
【摘要】由中国科学院声学研究所承担的国家863计划“深海圆柱水声换能器研制”专题于2006年3月8日顺利通过专家组验收，所研制的深海水声换能器达到、部分指标超过国外某些同类产品水平。
该专题是面向国家863计划重大专项“7000m载人潜水器”的技术储备研究，主要是研发可用于7000m水下工作的深海水声换能器，掌握其相关设计技术和制造方法。
【总页数】1页(P144-144)
【关键词】水声换能器;深海;通过验收;专题;圆柱;国家863计划;声学研究所;中国科学院;载人潜水器;产品水平
【作者】李俊宝
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】TB565.1
【相关文献】
1.深海视像采样系统和深海浅层岩心取样钻机通过验收 [J],
2.匹配层高频宽带水声换能器研究 [J], 潘晶;刘佳;戴思思;王艳
3.水声换能器防海生物附着方法及工艺研究 [J], 罗松;宋坚;刘宝军;周昳慧;梁黎
4.水声换能器防海生物附着方法及工艺研究 [J], 罗松;宋坚;刘宝军;周昳慧;梁黎因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
深水区直达波子波提取气泡效应压制技术
深水区直达波子波提取气泡效应压制技术任婷;彭海龙;覃殿明;赫建伟;刘兵;邓盾【摘要】海洋地震勘探中最常用的空气枪震源激发时,将高压空气在瞬间注入水中,所形成气泡在水中发生膨胀与收缩,形成气泡效应,这种气泡效应会严重影响地震资料的分辨率和信噪比.实际海上勘探中是由多个不同容量气枪同步激发,其主脉冲因相干而增强,而气泡效应则因不同步而被抑制.但园地层的吸收作用,主脉冲迅速衰减,气泡效应逐渐凸显出来,尤其会严重影响深部地层成像.分析研究认为,深水地区直达波直接记录了采集施工的子波形态;利用从直达波提取的子波对数据进行确定性子波反褶积处理,可有效地压制气泡效应.经实际资料验证,气泡效应压制效果良好,且压制过程能“保真保幅”.【期刊名称】《石油地球物理勘探》【年(卷),期】2018(053)002【总页数】8页(P243-250)【关键词】空气枪;气泡;直达波;确定性子波反褶积【作者】任婷;彭海龙;覃殿明;赫建伟;刘兵;邓盾【作者单位】中海石油(中国)有限公司湛江分公司,广东湛江 524057;中海石油(中国)有限公司湛江分公司,广东湛江 524057;中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司,广东湛江 524057;中海石油(中国)有限公司湛江分公司,广东湛江 524057;中海石油(中国)有限公司湛江分公司,广东湛江 524057;中海石油(中国)有限公司湛江分公司,广东湛江 524057【正文语种】中文【中图分类】P6311 引言在海上地震数据采集过程中，由于气枪震源自身的特点以及海面的强反射，造成地震资料中存在强能量的虚反射以及气泡效应[1]。
气泡效应也称延续相位，它是气枪在水中激发的瞬间，在气泡膨胀和破裂时产生的第二次冲击波[2]。
这种在海洋地震勘探中普遍存在的特有现象，严重影响地震资料的分辨率和信噪比，并导致非常严重的子波延续相位。
在海上地震资料的中深层，随着大地吸收滤波作用增强，后续的气泡效用得到放大，子波形态加长、变粗。
超声多普勒测量海底渗漏气泡流速的实验研究
超声多普勒测量海底渗漏气泡流速的实验研究刘润华;邹大鹏;龙建军;胡少兴【摘要】海底渗漏气泡流速是测量海底冷泉渗漏气体流量的主要参数.为了测量海底渗漏气泡流速,利用超声多普勒测量的原理和气泡的二次多普勒效应,提出海底渗漏气泡速度的超声多普勒测量方法.超声多普勒测量根据超声多普勒原理设计了气泡流量测量装置,通过多普勒频移算出海底渗漏气泡流速,同时用视频法测出海底渗漏气泡流速.从多普勒法和视频法的气泡速度数据t分布95%的置信水平误差可知,视频法的气泡速度数据的波动大于多普勒法的气泡速度数据的波动,表明了超声多普勒测量海底渗漏气泡流速的有效性和准确性,优于视频法测量海底渗漏气泡流速.【期刊名称】《海洋技术》【年(卷),期】2016(035)002【总页数】5页(P46-50)【关键词】海底冷泉渗漏;多普勒;频移;气泡流速【作者】刘润华;邹大鹏;龙建军;胡少兴【作者单位】广东工业大学机电工程学院,广东广州 510006;广东工业大学机电工程学院,广东广州 510006;广东工业大学机电工程学院,广东广州 510006;广东工业大学机电工程学院,广东广州 510006【正文语种】中文【中图分类】O429海底冷泉渗漏是海洋环境中广泛分布的自然现象［1］，部分渗漏到海洋水体以及大气中，天然气的成分主要为甲烷，甲烷是重要的温室气体之一，每年通过海底冷泉天然气渗漏释放到海洋水体及大气中的甲烷的量是巨大的［2-3］；部分渗漏天然气在适合的环境中将生成天然气水合物，储存在水合物中的天然气有可能成为未来能源。
人类有必要对海底冷泉进行观测，探测出海底冷泉天然气的渗漏量。
目前测量海底冷泉天然气的渗漏量应用的方法有：容积收集法［4-6］，利用收集器直接收集海底冷泉天然气渗漏的气泡气体的量，难以用于较深的水域和连续观测；回波强度检测气泡流量法［7-8］，利用气泡柱反射回波的强度间接检测海洋中的气泡的流量，回波信号强度主要取决于被测气泡柱状流界面的反射，回波没有探测到气泡柱状流内部信息；摄像装置观测渗漏气泡法［9］，采用高分辨CCD获取气泡流动图像，采用图像处理软件计算气泡的直径，此方法分辨率高，需要光源耗电大，所以适宜短时观测；遥测红外成像法［10］，根据甲烷强烈吸收短波红外线的特性，采用光谱数据评估释放到海面的甲烷数量，该方法适用于大范围的海底冷泉渗漏量定性估计，难以定量测量渗漏量。
水下低频声信号的激光探测及波的衰减
水下低频声信号的激光探测及波的衰减
苗润才;王玉明;孟峰;马静
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2013()4
【摘要】为了探测几十赫兹的低频水下声信号,建立了水下低频声信号的光学探测系统,得到了稳定、清晰的衍射图样.得到了衍射图样的宽度与声源距离的变化关系,声源距离越小,衍射图样越宽.当水下声波传至水表面后,实验上得到了表面声波的衰减特性,理论上得到了衍射图样的角宽度和液体表面波振幅的解析关系式.发现表面波振幅的衰减随距离是指数型衰减.并研究了衰减系数随频率的变化,频率不同衰减系数也不同,而且频率越大,衰减系数越小.
【总页数】5页(P432-436)
【关键词】水下声源;低频波;液体表面;衰减系数
【作者】苗润才;王玉明;孟峰;马静
【作者单位】陕西师范大学物理学与信息技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】O436.1
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第13卷 第1期 中 国 水 运 Vol.13 No.1 2013年 1月 China Water Transport January 2013
收稿日期：2012-09-18
作者简介：刘 波（1982-）
，男，研究实习员，硕士，主要从事海洋声学探测。
基于海底渗漏特征的可燃冰水声探测方法研究
刘 波
1，2
，刘军礼
1，2
（1山东省海洋环境监测技术重点实验室，山东 青岛，266001；2山东省科学院海洋仪器仪表研究所，山东 青岛 266001）
摘 要：天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称NGH），也称可燃冰，是由天然气和水在低温、高压条件下形成的一种类冰状的可燃固态物质。
目前，对海底可燃冰的探测主要是以各种声学方法为主。
文中阐述了深海可燃冰声学探测方法，通过BP 神经网络建立起深海可燃冰海底甲烷气泡渗漏模型，将有助于补充和完善我国深海可燃冰探测技术体系，推动相关仪器装备的研制和发展。
关键词：可燃冰；声学探测；BP 神经网络；渗漏模型
中图分类号：P744.4 文献标识码：A 文章编号：1006-7973（2013）01-0110-02
一、引言
目前，对海底可燃冰的探测主要是以各种声学方法为主。
由于海底可燃冰通常埋藏深度较浅，因此浅地层声学探测技术使用较多。
在海洋环境尤其陆架海底，油气渗漏是广泛分布的自然现象。
海底天然气渗漏会导致海底环境物理、化学和生物等方面的变化，如渗漏天然气形成的海底麻坑构造、与渗漏天然气有关的海底自生碳酸盐丘、与渗漏天然气在海底低温高压条件下形成的水合物丘、盐丘和泥火山等，此外，渗漏通常发生在断裂发育地带，一些活动断裂在海底现代沉积物表面也有明显的显示。
这些由于渗漏而引起海底微地貌形态的变化，或者由于渗漏的发生改变了海底表面的声阻抗和粗糙程度，侧扫声纳和载有振幅和相位检测功能的多波束系统通过记录海底逆向散射回波可得到二维海底表面形态特征、表面阻抗、粗糙度、体积散射等海底地形数据。
此外，根据气体对声波的强烈衰减与屏蔽，还可以检测到逸出海底、进入水体中的气泡、羽状流以及在水体中拌生出现的声反射现象。
现阶段，声学探测技术检测海底油气渗漏已形成比较成熟的技术流程和方法，但是有针对性的数据处理方法鲜有相关报道。
海底环境复杂，如何准确地识别海底渗漏特征，如强渗漏点上方水体中天然气进入海水后在继续上升过程中形成的甲烷气泡（羽状流）与海中气泡的辨别，如何克服海水-空气界面由于空气密度远低于海水造成海底反射波二次接收，以及多波束系统同相接收、降噪等问题都将直接关系到深海可燃冰探测精度。
二、研究方法及内容
本文阐述深海可燃冰声学探测中的数据处理方法，具体包括：
1．深海可燃冰海底渗漏特征识别技术
海底渗漏特征是探测深海可燃冰成藏的最有效手段。
因此，能否发现，并且准确识别海底渗漏特征是关系到深海可燃冰探测成功与否的重要环节。
2．多波束水声探测系统回波同相处理技术
多波束水声探测系统高分辨率数据的获得关键在于对反射波的相干处理。
根据反射波阵列的相干信息进行反射波相位的实时、准确校正，进而提高多波束水声探测系统的分辨
率也将是本项目的主要研究内容。
3．基于小波分析的水声信号去噪技术
由于空气的密度远低于海水，因此来自海底的反射波到达海面之后波形相对于入射波完全反转，造成接收设备的二次接收，产生“虚反射”。
如何有效的实现去噪，提高信噪比将是本项目的第3个主要研究内容。
（1）通过BP 神经网络建立深海可燃冰海底甲烷气泡渗漏模型
对深海可燃冰声学探测现场数据进行筛选，作为神经网络的训练样本集，通过对样本逐一进行训练，对网络的权值逐步进行修改，直到使误差函数小于目标误差为止。
图1 通过BP 神经网络建立海底甲烷气泡渗漏模型的流程
第1期 刘 波等：基于海底渗漏特征的可燃冰水声探测方法研究 111
（2）通过自聚焦技术实现多波束水声探测系统回波相位补偿
自聚焦技术是基于数据本身自动估计并去除残余相位误差的过程，包括两个步骤：
多波束声学探测系统的基本任务是获得探测区域的声学图像，基于这一观点，可以将声学图像看成是一个线性网络，如下图所示。
图中，σ0（x，R）为发射信号，接收信号表示成σ1（x，R）
，多波束探测系统的接收信号可以等效为反射信号与系统冲击响应h（x，R）的卷积。
显然，为了真实地反映地面散射系数，理论上要求冲击响应是δ函数。
1）相位误差估计Δω
在相位误差未知的情况下，如何根据σ1（x，R）来估计σ0（x，R）属于一个盲解卷积问题。
通过对残余相位误差特性的分析，在正确假定的前提下，可以对残余相位误差进行有效的估计。
2）相位误差补偿
利用估计出的结果，经过以下处理即可去除残余相位误差的影响。
●构建一个校正矢量，其相位等于所估计相位误差的负值；
●将校正矢量与信号历史相乘；
●利用成像算法对经校正的数据重新处理。
多波束水声探测系统回波中的相位误差主要包括低频误差和高频误差两类，其中低频误差主要指回波中的固有相位误差，主要影响系统冲击响应的主瓣。
高频误差稳频不利导致的相位中心偏移，主要影响系统冲击响应的旁瓣。
在本项目中，将分别针对低频相位误差和高频相位误差给出补偿方案。
（3）通过小波变换实现水声信号去噪
对多波束水声探测回波信号不同频段进行分频处理，可以最大限度的提高资料的分辨率。
小波分频处理可以解决高、中、低频的静校正量不同的问题，同样可以提高速度分析的精度，求得较准确的动校正量，保证叠加的同相性，保护高频信息，提高资料的信噪比和分辨率。
图2给出小波去噪的基本流程：
三、结论
在近10年中，声学探测技术检测海底油气渗漏的研究方法和技术为深海可燃冰探测提供了有效手段，使得对深海油气的探测和开发成为可能。
然而，有针对性的数据处理方法还是各国研究有待突破的难点。
本文以主要阐述深海可燃冰声学探测过程中海底渗漏特征的识别技术和多波束水声探测系统的信号处理技术，结合BP 神经网络、小波分析和相位自聚焦算法初步构建深海可燃冰声学探测的数据处理模型，为我国深海可燃冰的探测和开发提供数据处理方面的技
术储备。
图2 利用Marr 小波进行多波束水声探测回波信号分频去噪
参考文献
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