陸豐13油田兩航次調(diào)查的海底沙波差異及影響分析

郝高建

【摘 要】在南海東部及東北部廣泛發(fā)育海底沙波。通過(guò)2003年和2010年兩個(gè)航次的多波束數(shù)據(jù)，結(jié)合單波束及地貌數(shù)據(jù)，對(duì)該區(qū)域沙波的形態(tài)特征及變化趨勢(shì)進(jìn)行了分析。研究表明：在這7年中，陸豐13-2至陸豐13-1平臺(tái)間的部分區(qū)域沙波發(fā)生了明顯變化，沙波存在移動(dòng)且進(jìn)行了一定改造。

【關(guān)鍵詞】海底沙波；沙波紋；多波束；地貌

中圖分類號(hào)： P737.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）16-0225-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.16.104

0 引言

陸豐13-1油田和陸豐13-2油田位于南海珠江口盆地陸豐區(qū)塊，二者相距約12km。陸豐13-1油田于1993年投產(chǎn)，陸豐13-2油田于2005年投產(chǎn)，兩個(gè)油田通過(guò)海底管線相連，是我國(guó)南海重要的海上油氣產(chǎn)地。

依托陸豐13-2油田的開(kāi)發(fā)，分別于2003年和2010年對(duì)陸豐13-2至陸豐13-1平臺(tái)之間的路由區(qū)域進(jìn)行了工程物探調(diào)查，分別采集了多波束、單波束及地貌數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的處理和解釋，該區(qū)域存在規(guī)模較大的海底沙波，但在2003年至2010年間，海底沙波的分布范圍、發(fā)育規(guī)模及變化趨勢(shì)發(fā)生了較大改變（彭學(xué)超等，2004）。根據(jù)前人的研究成果，南海北部水深100m～250m的陸架斜坡和陸坡斜坡海底分布著大片沙波地貌，沙波區(qū)的底質(zhì)類型以中砂、中細(xì)砂和細(xì)砂為主（吳建政等，2006。欒錫武等，2010。丁巍偉等，2010）。因此，本文主要根據(jù)這兩個(gè)航次的多波束數(shù)據(jù)，結(jié)合地貌數(shù)據(jù)對(duì)海底沙波分布進(jìn)行了研究，并對(duì)該區(qū)域沙波的變化趨勢(shì)進(jìn)行了探討。

1 數(shù)據(jù)獲取與處理

2003年航次：調(diào)查船于2003年6月-7月進(jìn)行了調(diào)查作業(yè)，期間采用SM-2000多波束測(cè)深系統(tǒng)，該多波束系統(tǒng)的工作水深為1m-250m，最大覆蓋角度為150o，波束寬度為1.5o/3o，最大波束數(shù)為128個(gè)，最大發(fā)射頻率為20Hz。數(shù)據(jù)采集時(shí)調(diào)查船以4.5kn-5kn的速度沿測(cè)線直航，并利用聲速儀采集的聲速剖面對(duì)多波束系統(tǒng)進(jìn)行校正，利用配備的多波束處理系統(tǒng)進(jìn)行后處理和成圖。

2010年航次：調(diào)查船于2010年11月-12月進(jìn)行作業(yè)，采用EM3002多波束測(cè)深系統(tǒng)，該多波束系統(tǒng)的工作水深為1m-200m，最大覆蓋角度為130o，波束寬度為1.5o/1.5o，最大波束數(shù)為160個(gè)，最大發(fā)射頻率為40Hz。數(shù)據(jù)采集時(shí)調(diào)查船以4.5kn-5kn的速度沿測(cè)線直航，并對(duì)多波束數(shù)據(jù)進(jìn)行了船姿改正、換能器吃水改正、聲速剖面改正等現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)處理，對(duì)經(jīng)各項(xiàng)改正后的數(shù)據(jù)進(jìn)行了定點(diǎn)重復(fù)和交叉測(cè)線的精確評(píng)估，結(jié)果表明水深誤差小于水深值的0.5%。

2 結(jié)果

2.1 形態(tài)特征

2003年航次：研究區(qū)為陸豐13-2至陸豐13-1平臺(tái)之間的路由區(qū)域，水深的變化范圍為132.0m-144.8m，調(diào)查區(qū)域西北部水深較淺，向東南方向逐漸加深，水深最淺的區(qū)域位于陸豐13-2附近，最深的區(qū)域位于陸豐13-1附近。通過(guò)對(duì)單/多波束數(shù)據(jù)、地貌數(shù)據(jù)的處理和分析得出，在整個(gè)調(diào)查區(qū)域內(nèi)遍布有沙波紋存在，波長(zhǎng)約為5m-10m，走向?yàn)榻媳毕颍▓D1，A區(qū)）。在海管路由的中部至陸豐13-1附近的區(qū)域內(nèi)，廣泛分布有沙波，并且在這個(gè)區(qū)域內(nèi)沙波紋疊加發(fā)育在沙波之上，沙波波長(zhǎng)約為80m-200m，走向?yàn)榻鼥|北-西南向，波高約為1m-3m，沙波坡度一般為2%，越靠近陸豐13-1沙波的坡度越大，最大可達(dá)8%（圖2，B區(qū)、C區(qū)）。

通過(guò)多波束數(shù)據(jù)的處理和成圖，可以更加直觀的看到該區(qū)域沙波紋、沙波的分布規(guī)律和形態(tài)特征（圖3）。

2010年航次：在相同區(qū)域，此次水深的變化范圍為131.0m-148.8m，調(diào)查區(qū)域西北部水深較淺，向東南方向逐漸加深，水深最淺的區(qū)域位于陸豐13-2附近，水深最深的區(qū)域位于陸豐13-1附近。通過(guò)數(shù)據(jù)處理和分析，在調(diào)查區(qū)域范圍內(nèi)遍布有沙波紋（圖4，a區(qū)），在管線路由西北部的沙波紋波長(zhǎng)約5-8m，波高在0.1-0.5m，走向近南北方向。管線路由的東南端沙波紋發(fā)育在大型沙波之上。在調(diào)查區(qū)域內(nèi)，管線路由中部至LF13-1之間分布有沙波區(qū)，其中靠近路由中部的沙波規(guī)模較小，沙波波長(zhǎng)約70-90m，走向近東-西向，波高約1-2m；而靠近陸豐13-1一側(cè)的沙波規(guī)模相對(duì)較大，沙波波長(zhǎng)約100-120m，走向近東北-西南向，波高約2-3m。沙波坡度一般在2%，越靠近陸豐13-1沙波的坡度越大，最大可達(dá)8%（圖4，b區(qū)、c區(qū)）。

2.2 二者差異

從兩個(gè)航次的多波束影像圖中可以得出，A區(qū)和a區(qū)中的沙波紋差別不大，波長(zhǎng)約5-10m，波高在0.1-0.5m，走向近南北方向。

B區(qū)和b區(qū)中的波高相差不大，b區(qū)的波高稍大，但是波長(zhǎng)、走向和沙波分布規(guī)律差別較大。在B區(qū)的沙波波長(zhǎng)約為80m-120m，而b區(qū)的沙波波長(zhǎng)約為70m-90m，這7年間沙波的波長(zhǎng)逐漸變?。籅區(qū)地沙波走向?yàn)榻鼥|北-西南向，與C區(qū)的沙波走向基本相同，但比C區(qū)的沙波規(guī)模要小，但b區(qū)的沙波走向?yàn)榻鼥|-西向，與c區(qū)的沙波走向明顯不同；在B區(qū)的沙波呈零散形的片狀分布，而在b區(qū)中的沙波呈大規(guī)模的規(guī)律性分布。

C區(qū)和c區(qū)中沙波分布規(guī)律相差不大，但是沙波波長(zhǎng)差別較大，C區(qū)的沙波波長(zhǎng)約為120m-200m，但c區(qū)的波長(zhǎng)較小，約為90m-120m；另外，C區(qū)比c區(qū)的波高要稍小些。

對(duì)比這兩個(gè)航次的調(diào)查成果分析得出，A區(qū)和a區(qū)的沙波差別較?。籅區(qū)和b區(qū)的沙波差別較大，可能是在這7年間b區(qū)域的沙波被改造過(guò)；在b區(qū)沙波北改造的同時(shí)，c區(qū)可能也同樣正在被改造。

3 結(jié)論

通過(guò)這7年間兩個(gè)航次的資料分析，可以得出如下結(jié)論：

（1）該區(qū)域的沙波經(jīng)過(guò)7年改造后對(duì)稱指數(shù)略大于1，而且沙波呈現(xiàn)南陡北緩的形態(tài)；

（2）該區(qū)域的沙波在這7年間一直被改造，沙波波高稍稍增大，波長(zhǎng)變小，尤其是管線路由中部區(qū)域的沙波形態(tài)特征變化較大。

（3）由于研究區(qū)的海底沙波可能受到現(xiàn)代水動(dòng)力條件影響，具有一定的規(guī)模，且具備搬運(yùn)和遷移特征。

（4）對(duì)于不同區(qū)域、類型的海洋工程建設(shè)來(lái)說(shuō)，海底沙波將對(duì)其產(chǎn)生不利的影響。尤其對(duì)于海上鉆井平臺(tái)插樁及拋錨就位、導(dǎo)管架平臺(tái)安裝就位及在位運(yùn)營(yíng)、海底管線鋪設(shè)及在位運(yùn)營(yíng)可能會(huì)產(chǎn)生不利影響。

（5）為了降低海洋工程建設(shè)及設(shè)施在位風(fēng)險(xiǎn)，建議在工程建設(shè)前期進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)查和研究。

【參考文獻(xiàn)】

[1]彭學(xué)超，吳廬山，崔兆國(guó)，劉勝旋.陸豐13-2平臺(tái)至陸豐13-1平臺(tái)海管路由海底沙波穩(wěn)定性分析. 第三屆全國(guó)沉積學(xué)大會(huì)論文摘要匯編，2004：300.

[2]吳建政，胡日軍，朱龍海，等.南海北部海底沙波研究[J].中國(guó)海洋大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，36（6）：1019-1023.

[3]欒錫武，彭學(xué)超，王英民，邱燕.南海北部陸架海底沙波基本特征及屬性.地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，84（2）：233-247.

[4]丁巍偉，李家彪，韓喜球，黎明碧，ERWIN Suess.南海東北部海底沉積物波的形態(tài)、粒度特征及物源、成因分析. 海洋學(xué)報(bào)，2010，32（2）：96-108.