WeChat ID xi92899 Intro 这是一个提供海洋与测绘专业人士学习与交流的平台，我们以宣传海洋与测绘文化、进行专业推广交流为己任，力求文章发布的唯一性。与此同时，表达个人感想与感悟，体现人文关怀，力争多发表贴近生活、体现时代精神的各类原创作品。 ⒈ 海底管线的发展和分类 海底管线就是铺设在海底的管道和缆线（光缆、电缆），有埋设在海底下面的，也有敷设在海底表面的。海底管线先是从电报电缆发展起来的，1866年跨大西洋海底电缆(The Atlantic Cable)铺设成功，实现了欧美大陆之间跨大西洋的电报通讯。时至今日，随着社会经济和科技发展，海底管线的种类越来越多。 按照用途，海底管道可以简单地分为输油管道、输气管道、输水管道等；海底缆线主要有通信光缆、输电电缆、通信电缆等。按照材质或结构划分：海底管道可以分为钢质管道、水泥管道、化工合成管道，如PPR管等；海底缆线又有光缆、充油电缆、纸绝缘电缆等。 近年随着能源需求的猛增和国际互联网的发展，海底输油输气管道和海底通信光缆发展最快，系统的长度和性能不断提高。如我国东海平湖油气田至上海的海底输气管道和至岱山岛的海底输油管道，长度超过300公里；而海底通信光缆系统则更是动辄上万公里或几万公里，如目前正在准备的“太平洋高速公路”海底光缆系统，长度将达到25000公里，联结中国、美国、日本、韩国等许多太平洋国家。 海底管线与我们的日常生活越来越密切，假如没有海底光缆，就无法支持全球性的Internet互联网；我们就不能潇洒自如地上网、打电话，…… ⒉ 海底管线路由调查 要铺设海底管线，从技术上讲，首先就要选择合适的海底路由，也就是海底线路，保证在设计要求的年限内，海底管线能够安全运行，同时要求海底管线尽可能的短，以降低造价，也就是通常所说的科学、经济的原则。 海底路由调查一般分为登陆段和主海域路由两部分。在平缓的海岸，登陆段通常指水深5m以内的岸边海域和登陆点陆域部分，当近岸海域的海底坡度很陡时，也指从海岸至海底坡度明显减小的地方。总之，登陆段并没有明确的定义，主要是因为岸边海域的地质地貌条件一般都比较复杂。通常，一条海底管线有对应的两个登陆点，或者说一个下海点、一个登陆点。主海域就是两登陆点之间的海域。 海底管线调查的方法和内容很多，需要综合使用“十八般武艺”，包括水深测量、侧扫声纳调查、浅地层剖面调查、地磁调查、底质调查（表层沉积物调查、重力柱状调查等）、工程地质钻探、水文泥沙调查、腐蚀环境调查、海洋开发活动调查、登陆点调查、海底冲淤研究等。使用的仪器包括回声测深仪、侧扫声纳仪、浅地层/中地层剖面仪、海洋磁力仪、多波束测深仪、抓斗、重力柱状取样器、工程地质钻机、海流计、测波仪、ADCP、盐度计、水位计、差分GPS全球定位系统、导航软件、工程地质实验室仪器、腐蚀化学分析仪器等。 当然，不是每次海底管线路由调查都要使用上述全部仪器。一般来说，事故危害性越高，或者事故损失越大的管线，海底路由调查勘测要求越高，手段就越全面。例如海底输气管（液化天然气LNG管道、液化石油气LPG管道）、海底输油管道等，其断裂或泄漏可能导致严重的海洋环境污染甚至爆炸，因此调查要求很高，几乎包括上述全部内容和方法；国际海底光缆，如中美海底光缆等，由于通信量巨大，经济效益显著，有人称其故障损失为天文数字，而且有时中断还会导致严重的国际影响，如2001年上海举办APEC峰会，会议期间保证国际通信畅通具有极其重要的政治意义，因此国际海底光缆系统的路由调查要求也很高。 ⒊ 海底管线的铺设施工 海底管线的铺设需要专门的管线施工船，世界各国对海缆埋设技术的开发、研究和应用都有了很大的发展，主要有以下几类设备：①水力喷射式埋设设备；②犁式埋设机；③敷缆机。 水力喷射式埋设设备长数米至约10米，高1～2米，重量可达数吨至数十吨，应用比较广泛。埋设设备（也常称埋设犁）的底部有几排喷水孔，平行分布于两侧，作业时，每个孔同时向海底喷射出高压水柱，将海底泥沙冲开，形成海缆沟；设备上部有一导缆孔，用来引导电缆（光缆）到海缆沟底部，由潮流将冲沟自动填平；根据埋设设备的长度和倾角，就能计算出海缆沟的深度，也就是海缆的埋深。埋设设备由施工船拖曳前进，并通过工作电缆作出各种指令对于大口径的海底管道，形成的冲沟宽度较大，仅凭喷射高压水柱不能有效实现，往往是高压喷水与海底泥泵相结合，系统自然更要复杂得多。 犁式埋设机与农业犁相似，一般有单刀和多刀之分；重量数吨至十多吨，犁身宽1～2米，长数米至7米；刀长约1米，宽70～80厘米；海缆埋深较浅，目前应用较少。敷缆机一般没有水下埋设设备，靠海缆自重敷设在海底表面。 海底缆线一般在工厂制造完成，由海缆施工船靠泊电缆厂码头，直接装载盘绕在电缆舱后驶往工程海域施工。在浅海，如水深小于200米的海域，为避免船锚和拖网对海缆的破坏，缆线采用埋设，而在深海则采用敷设，速度较快，一天可达上百至数百公里。 海底管道的施工则要复杂得多，尤其输油管道和输气管道。一般先在海岸基地上将合适型号的钢板巻焊成一定长度的钢管，如每段12米；再用辅助船将钢管运到海上施工船，在施工船上焊接加长，如96米，并进行焊接缝的超声波和X光探伤仪检验，合格后进行防腐处理等，再焊接下水、埋设。在复杂海域，一条数十公里长的海底管道，有时竟需要一、二年时间才能竣工，可见难度之大，因此施工费用昂贵。 ⒋ 海底管线发展存在问题和解决方法 随着社会经济的高速发展，全球经济一体化的影响，人类对海洋的需求和开发力度前所未有，辽阔的海洋日益显得拥挤。最近一、二十年，海底管线有了长足的发展，如海底光缆、海底输油输气管道等，其铺设困难日益增加。一是登陆点问题，二是路由的用海问题。 登陆点除了地质地貌等自然条件要适宜外，还需要易于与系统配套等。有些地方，因港口码头、临港工业的开发建设，海岸线已开发规划“殆尽”，登陆点一“点”难求，例如，舟山大陆电力联网工程，该工程在二十世纪70年代建成，当时的海岸线是“线阔任我选”。但是现在，一方面因登陆点所在海岸优良的水深和腹地条件，需要建设成大型集装箱码头，另一方面是能源消耗增加，海底输电电缆又需要扩容升级，对登陆点提出了更高的要求，因此登陆点面临搬留两难的问题。 又如上海，是我国主要的国际海底光缆登陆局所在地，国际光缆通信容量约占我国的75%，现有9条国际海底光缆在芦潮港和崇明东滩登陆，两个登陆点已经很拥挤，但是随着互联网和现代通信业的发展，上海要成为国际信息中心，还需要登陆新的国际海底光缆，如前述的“太平洋高速公路”，因此寻找新的登陆点和挖掘原有登陆点的潜力已迫在眉睫。 在海域使用上，海底管线路由也越来越多地与其它产业发生冲突和矛盾，如渔业、航道、锚地、军事等。要解决这种不断出现的用海（包括登陆点）矛盾，重要的是要强化用海管理，加强涉海产业和城市建设的全面规划和统筹考虑，加强海洋功能区划和海域使用论证，提高海域和海岸的使用效益，提倡海洋和海岸的可持续发展，让海洋为人类的和平发展作出更大的贡献。 【作者简介】刘阿成，1950年12月出生，浙江岱山人，上海东海海洋工程勘察设计研究院，比利时国立根特大学海洋地质和地球物理学专业博士，教授级高级工程师，博士生导师，主要从事海洋地质与地球物理研究。在此，特别感谢刘阿成教授对我公众平台的信任与支持。 【相关阅读】刘阿成：“勘龄”半世纪 上世纪80年代末，刘阿成从比利时国立根特大学海洋地质和地球物理学博士毕业后，就来到国家海洋局东海分局从事海洋工程勘察工作，现已64岁的他仍坚守在海底路由勘测第一线。从上世纪70年代初接触海洋地质专业算起，刘阿成的“勘龄”已近半个世纪。 刘阿成太忙，记者邀约采访他3次均未果。第4次终于约到他时，他对记者说：“刚刚做完东海区海底输气管道路由勘测的前期论证研究，初稿写好了，可以松口气了。” 走进他的办公室，3个书柜和几处墙角都是堆积如山的资料和书籍，办公椅上铺着一件旧军大衣，和窗外春意盎然的景色形成反差。“海上风大，气温低，晚上要穿棉衣。”刘阿成说。常年在海上风吹日晒，刘阿成古铜色的脸上写满沉稳和刚毅。他不善言辞，一身质朴。 赴比利时留学前，刘阿成已是一名中共预备党员，学成后他怀着报效祖国的拳拳之心归国。改革开放初期，我国的海洋地质勘察能力很薄弱，国家海洋局东海分局主要承担东海断面调查等海洋水文气象调查任务。刘阿成先后在宁波海洋调查大队和东海分局机关工作了5年，由于海洋地质勘察市场需求小、科技项目少，他一身技能无处施展。 上世纪90年代中后期，改革的浪潮涌来，海洋工程和港口码头建设蓬勃兴起。刘阿成看到了希望，他自告奋勇调到东海分局新成立的海洋工程勘察研究院，挑起了东海分局近海路由勘测的重任。建院初期，人员和仪器匮乏，困难重重。 随着事业的发展，研究院逐步装备了多波束测深系统等先进设备，引进和培养了一批人才，海洋勘察技术和服务水平不断提升，可以同时进行多项海洋工程勘察项目，逐渐拓展了海洋工程勘察市场，并在国内打出了较高知名度。 海洋勘察的第二次飞跃是从2011年至今，国家实施沿海大开发、建设海洋强国战略，海洋地质勘察市场的需求日趋旺盛。在东海分局领导的支持下，刘阿成带领技术团队承担了多项国际国内海底路由勘测项目，并依托大型海洋调查项目新装备了专业海洋调查船舶，引进了一批国际尖端的大型仪器设备和配套的实验室。海洋勘察又迈上了一个新台阶。 学生建议他申请“吉尼斯” 早在1993年，刘阿成就被美国地球物理学家协会吸收为会员，目前他是上海市科委等涉海领域专家库里的知名专家和技术带头人。因为在业界有口皆碑，一些省市区的电力、水利、通信设计研究院和海洋管理部门都推荐他作海底路由勘测项目的技术负责人。也正因如此，原本已过退休年龄的他却仍忙碌在勘察工作第一线。 刘阿成说：“在项目合作尤其是国际项目合作中，我们代表的是国家海洋局的海洋地质勘察水平，马虎不得。”由他作技术负责的“三峡工程对长江口生态环境的影响研究”曾荣获国家海洋局海洋创新成果二等奖。 刘阿成作为技术总负责人，至今共完成近100项、总长度2000多公里的海底路由勘察项目。 刘阿成是教授级高工，也是博士生导师。他的学生陆琦对记者说：“大家建议他申请吉尼斯世界纪录，他一定是个人实施海底路由勘察项目总数最多、种类最全的。” 艰辛难阻海上勘探路 提及海上勘测的艰辛，刘阿成回忆了两段经历。 1996年11月26日，刘阿成乘坐“实践号”科考船在东海外海进行FLAG环球国际光缆上海段路由勘测，船长对刘阿成说：“天气预报说会有冷空气来袭，我们必须返程。”没想到当“实践号”还处于返航的半路上，冷空气伴着11级大风提前到来，令大家猝不及防。 浪涛汹涌，船舶艰难前行，每分每秒都在与死神博弈。直至次日凌晨2点，“实践号”才到达锚地。事后，刘阿成听说那天在同一海域有好几艘船被台风刮沉了。 另一次是2010年夏天，刘阿成带队到浙江衢山附近的“上海山”岛屿进行海底电缆的登陆点选址。该岛地势险恶，到处是基岩和陡坡。 “由于海岸线资源紧缺，好的海岸线基本都提供给临港工业和码头建设用，所以海底电缆、光缆的登陆点往往都选在条件很差的基岩海岸甚至荒岛上。”刘阿成说。 这次勘探，60岁的刘阿成和其他年轻人一起踏遍了基岩和陡坡，几天下来，他的脚趾严重充血，几个月后连趾盖都脱落了。 最希望潜心做研究 在海洋工程勘测过程中，刘阿成发现了一些新的海洋地质现象，譬如古河曲、滑坡、潮流沙脊等，经过潜心研究后他陆续发表了一些论文。 1999年，在浙江舟山大陆电力联网海缆路由勘测调查时，他在舟山海域首次发现了潮流沙脊。在广东汕头进行中美光缆路由勘测调查时，他又首次发现了埋藏的古河曲。目前，刘阿成研究了江苏南黄海潮流沙脊沉积物的规律，已完成研究论文。 当记者追问他的海洋梦时，他坦言，自己年纪大了，最希望潜下心来进行学术研究。他从马航MH370失联客机的海上搜寻中受到启发，计划写一篇《我国海洋调查仪器的现状和存在问题》的文章。 刘阿成期盼随着海洋科技的发展，我国的海洋仪器设备能够从以技术集成为主，真正走向核心技术的自主创新。 ■本文来自《中国海洋报》 相关阅读推荐： 海洋讲坛▏高分辨率海底成像&海底掩埋管缆探查系统介绍 探测技术▏掩埋海底管道探测方法及新技术应用研究 技术交流▏浅谈海洋平台附近海底管缆及障碍物探测 技术交流▏参量阵浅地层剖面测量系统介绍 海洋论坛▏海底浅表层信息声探测技术 知识窗▏海底光缆的铺设与修复 投稿邮箱：452218808@qq.com，请您在留言中标注为投稿，并提供个人简介及联系方式，谢谢！ Author requires users to follow Official Account before leaving a comment Write a comment Write a comment Loading Most upvoted comments above Learn about writing a valuable comment Scan QR Code via WeChat to follow Official Account