海南東方岸外陸架底形變化特征及對(duì)海底管線狀態(tài)的影響.pdf

1、全新世以來(lái)陸架經(jīng)歷了大規(guī)模的海侵，裸露的陸架逐漸被海水淹沒(méi)，潮流成為淺海最重要和最活躍的海洋動(dòng)力要素，對(duì)海底地貌和沉積的形成發(fā)育起了主導(dǎo)作用。它塑造了不同規(guī)模的縱向和橫向底形，其中沖刷深槽可能是陸架上最大的地形起伏；它驅(qū)動(dòng)了長(zhǎng)長(zhǎng)的沙流，形成了規(guī)模宏大的現(xiàn)代潮流堆積體——潮流沙脊和潮流沙席。研究表明近百年來(lái)全球海平面已上升了10-20cm，并且未來(lái)還要加速上升，海平面的上升會(huì)使風(fēng)暴潮強(qiáng)度加劇，而海南島是我國(guó)受風(fēng)暴潮影響最為嚴(yán)重的地區(qū)之一。

2、 海南東方1-1氣田位于北部灣東南部，我國(guó)海南省東方市岸外，水深約70m。從氣田通往海南島的輸氣管線長(zhǎng)約109kin，路由區(qū)經(jīng)過(guò)深水平坦區(qū)、沙波沙脊發(fā)育區(qū)和淺水沖蝕區(qū)，海底底形異常復(fù)雜，是研究陸架底形變化的良好場(chǎng)所。2003-2007年中國(guó)海洋大學(xué)曾多次對(duì)管線安全進(jìn)行調(diào)查，獲得了豐富的多波束、聲納和淺剖數(shù)據(jù)，對(duì)本文研究該區(qū)域的海底底形變化特征及對(duì)管線狀態(tài)的影響提供了翔實(shí)的調(diào)查資料。 根據(jù)海底地形地貌特征，將研究區(qū)分為淺水

3、沖蝕區(qū)、沙波沙脊區(qū)和深水平坦區(qū)三個(gè)部分。(1)淺水沖蝕區(qū)：受波浪和潮流的影響比較明顯，由于海南島植被茂密，河流泥沙供應(yīng)量較小，該區(qū)域以水動(dòng)力沖蝕作用為主，同時(shí)表層沉積物的運(yùn)動(dòng)較為活躍，水動(dòng)力搬運(yùn)的沉積物可能會(huì)對(duì)沖蝕坑或沖溝形成暫時(shí)性掩埋，造成管線安全的假象；(2)沙波沙脊區(qū)：沙脊移動(dòng)速度較小，沙波的遷移速度為0-50m/a。常態(tài)下沙波的分布、形態(tài)和遷移方向受當(dāng)?shù)爻绷鲌?chǎng)控制。根據(jù)潮流作用的不同，將沙波區(qū)分為東、中、西三區(qū)，東區(qū)：水深20-

4、40 m，V落>V漲，且落潮流方向指向南，漲潮流向北。沙波遷移方向以SW為主，同時(shí)受沙脊地形影響，沙脊西側(cè)沙波表現(xiàn)出向NE遷移的趨勢(shì)；中區(qū)：水深28-37 m，沙波呈對(duì)稱(chēng)形，相對(duì)穩(wěn)定；西區(qū)：水深36-52 m，V漲>V落，漲潮流為優(yōu)勢(shì)流，沙波遷移方向?yàn)镹E向。在臺(tái)風(fēng)等引起的強(qiáng)水動(dòng)力條件下，沙波沙脊區(qū)的海底底形將會(huì)發(fā)生較大的變化，沙波沙脊區(qū)海底管線懸跨的產(chǎn)生，主要是海底地形、沙波的移動(dòng)和區(qū)域性沖溝的發(fā)育所造成的。雖然前期調(diào)查所發(fā)現(xiàn)的大部分

5、懸跨段都集中在這個(gè)區(qū)域，但從懸跨形成的機(jī)制、路由區(qū)地質(zhì)演化機(jī)理上分析，管線整體狀態(tài)是向好的方向發(fā)展；(3)深水平坦區(qū)：海底沉積物以粘土和粉砂質(zhì)粘土為主，應(yīng)屬于相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境。但是在管線周?chē)霈F(xiàn)了沉積物粗化和兩側(cè)水深加大的趨勢(shì)，并在管線下出現(xiàn)上百個(gè)沖蝕坑，嚴(yán)重威脅著管線安全。這主要是因?yàn)楣芫€鋪設(shè)后引起周?chē)畡?dòng)力條件改變?cè)斐傻摹?本文從理想沖刷和微孔效應(yīng)的角度分析了海底底形變化與海底管線的響應(yīng)，闡述了海底管線鋪設(shè)對(duì)海底底形變化的影響

6、。管線鋪設(shè)后，由于其并未完全入泥，凸起的海底管線改變了周?chē)乃畡?dòng)力條件，形成了有利于沖蝕坑產(chǎn)生的流場(chǎng)，在管線束流作用下造成了沖蝕坑的迅速擴(kuò)大，嚴(yán)重影響海底管線的安全，這種現(xiàn)象在深水平坦區(qū)尤為明顯。 分析表明，研究區(qū)海底底形主要受潮流和風(fēng)暴潮引起的強(qiáng)底流共同控制，而管線鋪設(shè)后對(duì)其周?chē)牡仔萎a(chǎn)生了較大的影響。 南海是個(gè)資源豐富的海域，在從陸地到海洋的能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)向的思維中，素有“第二個(gè)波斯灣”之稱(chēng)的南中國(guó)海則被賦予了中國(guó)能源未