研究海底電纜工程使用動態監測技術論文
研究海底電纜工程使用動態監測技術論文
１海底電纜鋪設施工簡介
海底電纜是鋪設於海底的線狀設施，其直徑在６０ｍｍ左右，長度取決於連線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，根據鋪設海區的深度分為淺海型（水深小於５００ｍ）和深海型（水深大於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、鋪後監測與復埋。其中，鋪設作業分為埋設和敷設。在淺海區，由於易受到養殖、捕撈、拋錨等人為因素損壞，一般採用埋設方式；在深海區，受外界因素影響較小，一般採用敷設方式，即直接將海底光纜布放在海底。根據埋設區海底底質的型別，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，將鋪設光纜用硬塑膠套管進行保護後敷設於現有光纜之上，交越的角度儘量控制在９０°，且不低於４５°，然後在離開交越點５００ｍ以外後，埋設犁重新下放工作。鋪後監測與復埋，是在由於不利的地質條件、水下裝置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，並利用ＲＯＶ上高壓水槍衝埋的方式進行埋復。
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資料才能產生正確的管理行為和較好的行為後果。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，依據相關法律規範、有關政策以及批覆檔案等，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，並將監測監控的資料完整、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，能夠促使海纜鋪設專案嚴格按照海域使用論證和環境影響評價及其批覆檔案的要求，進行建設並落實到位，防止其隨意改變專案用海的方式、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，採取人員監督或裝置探測等不同型別的監測方法，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、規範化的水平。
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。現場監督與監測方法主要包括人員現場監督記錄與裝置水上水下定位等。人員現場監督記錄為監測人員採用現場監視、拍照、錄影等手段，對海纜鋪設所採用的施工裝置、工藝與施工進度進行詳細記錄，並形成監測檔案，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覆的要求，海纜鋪設船是否發生批覆鋪設海纜以外的其他用海行為。若在現場發現有違背批覆的海域使用行為應及時上報相關海洋管理部門。裝置水上、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，採用水下聲學定位系統對海纜鋪設的水下裝置（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覆的用海海域。此外，由於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採用，既不影響海纜鋪設專案的順利實施，同時滿足海域使用管理的需求。施工現場監督與監測的資料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、專案名稱、專案編號、施工單位、施工船隻、監測單位、測量時間、測量基準、測量裝置、測量人員、專案施工進度、專案施工工藝及裝置、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。在施工結束後應編入專案動態監測報告中。
３.２綜合工程地球物理探測由於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，綜合採用水深測量（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，瞭解和掌握海纜開挖、填埋施工後海底地貌變化狀況，以及對其交越的其他海底管線等構築物的影響。綜合工程地球物理探測的.測線佈設及實施過程可參照相關規範執行。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，採用不同的監測方式（全程檢測與監督抽查）、不同的監測比例尺，但在內水與領海範圍應強制採用全程監測的方式。同時，在綜合工程地球物理探測實施工程中，應保證監測儀器裝置滿足各監測專案的要求、計量裝置應經過法定計量檢定部門的檢定後使用、監測人員應經過行業管理部門的培訓後持證上崗。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，編入專案動態監測報告中，並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徵求意見函的手段，考察海域使用者對於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，並上報管理部門。調查走訪應形成調查走訪監測報告，並編入專案動態監測報告中，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範化的必然要求。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範化轉變。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製度保障等將是研究的重點。