海洋热液声学探测的方法研究

发布时间：2020-06-22 23:06

【摘要】： 随着人类对海洋的日益关注,海洋探查与资源的开发技术主题转化为加快以海洋油、气为主的矿产资源的探测和开发。为了提高海洋资源开发利用的效率,对海洋探测的高新技术需求越来越强烈。在海洋探测技术中,探测海底热液更是带来了重大的科学研究意义和经济价值。本文的理论和仿真部分,列举研究了气泡的频率特性、尺度分布和散射截面等声学特性,通过这些声学的基本特性,建立海底热液的相关仿真模型。运用了多种有效的回波处理方法,提高了海洋热液探测模拟系统的性能。使用动态范围归一化方法,以此来补偿和消除几何损失造成的信号平均幅度的衰减。利用简化的滤波-预测-反馈修正方法对海底测深结果进行滤波,从而提高测深精度。通过改进后置图像处理的显示技术,来增强目标回波的视觉分辨力。为了验证方法的有效性,设计了模拟探测海洋热液的试验方案,进行了水池试验研究和湖上试验研究。在水池试验中,以静态方式来探测水下模拟气幕,分析水池实验数据,了解气幕的基本特性,确立了利用回波起伏强度信息探测水下气幕的可行性。调试和改进了海底热液模拟性试验硬件系统的各种性能,在湖上试验中,测试了通过改进的走航式模拟气幕方法实时探测的性能,为在大洋中利用声学回波方法探测海底热液提供了技术支持。综合本论文研究结果表明,利用回波声图、走航探测水下热液的方法和设计具有可行性。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：P714
【图文】：

黑烟囱

来了巨大的经济价值和理论研究意义。同时，与陆地上的块状硫化物对比后，可以进一步解释古老矿产的形成过程，对矿产勘探与开发起到指导作用。图1.1 正在喷发的“海底黑烟囱”1.2 海洋热液探测的成果1.2.1 国外海洋热液探测的成果在大规模的海底热液活动调查过程中，美、英、德、法、日和前苏联等国开展了大规模的海底热液调查，其范围从加拉帕戈斯断裂带扩展到东太平洋海隆，东太平洋、西太平洋海域、大西洋中脊和印度洋中脊[4]。近年来，各国通过国际合作的方式，对有研究意义的地区，制定了一系列可行的研究计划。美国对太平洋洋隆和中大西洋洋脊进行了海底调查，倾向于用原位水

海洋,方法,热液活动区,热液

大洋科考主要有两种方法：其一，接触式探测技术。是利用拖曳的拖鱼或者无人探潜器等，携带侧扫声纳、CTD(温盐深剖面测量仪)、MAPR(微型无人热液记录仪)等设备，对目标区域近程探测。如图1.2所示，主要用于对潜在热液活动区的大范围普查，图1.2(a)中的拖曳式探测热液技术目的在于寻找新的海底热液活动区，以及监测热液羽状体的范围和漂移；图1.2(b)中的浸润观测技术，用于在已知热液活动区获取热液沉积硫化物或海底岩石样品，其中定点柱状岩芯采样技术，用于在已知热液活动区获取沉积物岩芯样品[14-15]。

【引证文献】