海南東方岸外陸架底形變化特征及對海底管線狀態(tài)的影響.pdf

1、全新世以來陸架經(jīng)歷了大規(guī)模的海侵，裸露的陸架逐漸被海水淹沒，潮流成為淺海最重要和最活躍的海洋動力要素，對海底地貌和沉積的形成發(fā)育起了主導作用。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；它驅動了長長的沙流，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。研究表明近百年來全球海平面已上升了10-20cm，并且未來還要加速上升，海平面的上升會使風暴潮強度加劇，而海南島是我國受風暴潮影響最為嚴重的地區(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約109kin，路由區(qū)經(jīng)過深水平坦區(qū)、沙波沙脊發(fā)育區(qū)和淺水沖蝕區(qū)，海底底形異常復雜，是研究陸架底形變化的良好場所。2003-2007年中國海洋大學曾多次對管線安全進行調查，獲得了豐富的多波束、聲納和淺剖數(shù)據(jù)，對本文研究該區(qū)域的海底底形變化特征及對管線狀態(tài)的影響提供了翔實的調查資料。 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，河流泥沙供應量較小，該區(qū)域以水動力沖蝕作用為主，同時表層沉積物的運動較為活躍，水動力搬運的沉積物可能會對沖蝕坑或沖溝形成暫時性掩埋，造成管線安全的假象；(2)沙波沙脊區(qū)：沙脊移動速度較小，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?shù)爻绷鲌隹刂?。根?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，同時受沙脊地形影響，沙脊西側沙波表現(xiàn)出向NE遷移的趨勢；中區(qū)：水深28-37 m，沙波呈對稱形，相對穩(wěn)定；西區(qū)：水深36-52 m，V漲>V落，漲潮流為優(yōu)勢流，沙波遷移方向為NE向。在臺風等引起的強水動力條件下，沙波沙脊區(qū)的海底底形將會發(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、沙波的移動和區(qū)域性沖溝的發(fā)育所造成的。雖然前期調查所發(fā)現(xiàn)的大部分

5、懸跨段都集中在這個區(qū)域，但從懸跨形成的機制、路由區(qū)地質演化機理上分析，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粘土為主，應屬于相對穩(wěn)定的環(huán)境。但是在管線周圍出現(xiàn)了沉積物粗化和兩側水深加大的趨勢，并在管線下出現(xiàn)上百個沖蝕坑，嚴重威脅著管線安全。這主要是因為管線鋪設后引起周圍水動力條件改變造成的。 本文從理想沖刷和微孔效應的角度分析了海底底形變化與海底管線的響應，闡述了海底管線鋪設對海底底形變化的影響

6、。管線鋪設后，由于其并未完全入泥，凸起的海底管線改變了周圍的水動力條件，形成了有利于沖蝕坑產(chǎn)生的流場，在管線束流作用下造成了沖蝕坑的迅速擴大，嚴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暴潮引起的強底流共同控制，而管線鋪設后對其周圍的底形產(chǎn)生了較大的影響。 南海是個資源豐富的海域，在從陸地到海洋的能源戰(zhàn)略轉向的思維中，素有“第二個波斯灣”之稱的南中國海則被賦予了中國能源未