一种计算海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强的方法技术

本发明专利技术公开了一种计算海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强的方法，包括以下步骤：S1、将浊度仪固定在海缆沟开沟设备上，海缆敷设开始后浊度仪实时监测海缆沟附近海水的悬浮泥沙浊度；S2、根据海水的悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式，得到海水实时的悬浮泥沙浓度；S3、将实时的悬浮泥沙浓度与海缆沟开沟设备的喷射流量相乘，计算得到实时的海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强。该方法仅需将浊度仪固定在海缆沟开沟设备上，即可实现海缆沟附近悬浮泥沙浊度的实时监测，通过监测结果与理论分析，可计算海缆敷设产生的悬浮泥沙源强，可解决海缆敷设悬浮泥沙源强确定困难的问题，对于研究海洋工程海缆沟开挖作业施工活动实际产生的环境影响具有重要意义。境影响具有重要意义。境影响具有重要意义。

A method for calculating the source strength of suspended sediment in seawater produced by submarine cable laying

【技术实现步骤摘要】
一种计算海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强的方法


[0001]本专利技术属于海上风电工程
，具体涉及一种计算海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强的方法。

技术介绍

[0002]随着国内对新能源需求的快速增长，广东、福建、浙江、上海、江苏、辽宁等近岸海域的海上风电项目迅速增多，且正在由近岸向深远海发展。海上风电工程施工涉及的海底电缆敷设作业会扰动水底，即海底电缆敷设时海缆沟开挖作业会扰动水底，由此产生的悬浮泥沙高浑浊水团在水动力条件作用下输移和扩散，加大周边水体悬浮泥沙的浓度，影响海洋水环境质量和水生态系统健康，威胁水生动植物生存，因而海缆敷设产生的施工悬浮泥沙的扩散规律和对海洋生态环境的影响是海上风电项目环境影响评价关注的重点之一，也得到许多学者的关注，准确掌握海洋工程施工引起的悬浮泥沙扩散源强对于研究悬浮泥沙扩散规律和对海洋生态环境的影响具有重要意义。
[0003]对于挖泥船疏浚、疏浚物倾倒和吹填溢流等定点作业施工引起的悬浮泥沙扩散源强，国内外一些学者开展了现场观测研究工作，为后续很多学者开展类似工程悬浮泥沙扩散模拟提供了类比依据。但是对于海上风电工程施工涉及的海缆沟开挖作业，现阶段国内外尚未有针对其引起的悬浮泥沙源强开展现场观测，均采取经验公式计算，缺乏现场观测数据作为支撑。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种计算海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强的方法，该方法可解决海上风电项目海缆敷设悬浮泥沙源强确定困难问题，对于研究海洋工程施工活动实际产生的环境影响具有重要意义。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006]一种计算海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强的方法，包括以下步骤：
[0007]S1、将浊度仪固定在海缆沟开沟设备上，海缆敷设开始后浊度仪实时监测海缆沟附近海水的悬浮泥沙浊度；
[0008]S2、根据海水的悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式，得到海水实时的悬浮泥沙浓度；
[0009]S3、将实时的所述悬浮泥沙浓度与海缆沟开沟设备的喷射流量相乘，计算得到实时的海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强。
[0010]进一步地，步骤S1中：海缆沟开沟设备为水力喷射式埋设犁，将浊度仪通过支架固定在水力喷射式埋设犁的雪橇板上，且浊度仪靠近水力喷射式埋设犁的开沟刀。
[0011]进一步地，步骤S2中：通过进行海水的悬浮泥沙浊度和悬浮泥沙浓度的标定实验，获得海水的悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式。
[0012]进一步地，步骤S2中：所述标定实验包括现场标定和室内标定两种方式。
[0013]进一步地，步骤S2中：所述现场标定，具体是先将浊度仪现场监测的海水多个所述悬浮泥沙浊度数据分别与同一水层同步采集的相应水样的悬浮泥沙浓度相对应，再对海水的所述悬浮泥沙浊度进行标定，获得海水的悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式。
[0014]进一步地，步骤S2中：所述室内标定，具体是在标定槽内放一定量的清水，之后将采集的海缆敷设处海域底质淤泥分多次放入标定槽的清水中，并不断搅动，每放一次海域底质淤泥后通过浊度仪测量混合均匀后水体的悬浮泥沙浊度，并取此时标定槽内浊度仪附近一定量的水样，用称重法计算悬浮泥沙浓度，随着水体悬浮泥沙浊度增大，如此进行数次同样操作，获得海水的悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式。
[0015]进一步地，步骤S2中：所述室内标定，具体是将采集的海缆敷设处海域底质淤泥全部放入标定槽内，之后向标定槽内分多次加清水，并不断搅动，每加一次清水后通过浊度仪测量混合均匀后水体的悬浮泥沙浊度，并取此时标定槽内浊度仪附近一定量的水样，用称量法计算悬浮泥沙浓度，随着水体悬浮泥沙浊度减小，如此进行数次同样操作，获得海水的悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式。
[0016]进一步地，步骤S2中：所取的标定槽内浊度仪附近的水样容量为500
‑
600mL。
[0017]进一步地，步骤S2中：根据海水的悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式，得到海水实时的悬浮泥沙浓度，具体是将标定获得的海水悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式输入浊度仪的数据处理系统，根据实时监测的海缆沟附近海水的悬浮泥沙浊度，浊度仪的数据处理系统自动计算得到海水实时的悬浮泥沙浓度；或者，根据标定获得的海水悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式，人工计算得到海水实时的悬浮泥沙浓度。
[0018]进一步地，步骤S3中：所述喷射流量通过水力喷射式埋设犁的高压水泵设计流量提供。
[0019]相对于现有技术，本专利技术的有益效果为：
[0020]本专利技术中计算海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强的方法，包括以下步骤：S1、将浊度仪固定在海缆沟开沟设备上，海缆敷设开始后浊度仪实时监测海缆沟附近海水的悬浮泥沙浊度；
[0021]S2、根据海水的悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式，得到海水实时的悬浮泥沙浓度；S3、将实时的悬浮泥沙浓度与海缆沟开沟设备的喷射流量相乘，计算得到实时的海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强；该方法仅需将浊度仪固定在海缆沟开沟设备上，海缆沟开沟设备带动浊度仪实时移动，即可实现海缆沟开沟过程中海缆沟附近海水的悬浮泥沙浊度的实时监测，因而方便浊度的实时监测，通过监测结果与理论分析，可计算得到海缆敷设产生的悬浮泥沙源强，克服了外海水深、海缆敷设速度快、海流流速大、海缆沟位置不易定位等导致的传统采样方式不易操作的困难，因此该方法操作简单，实施方便，投资较小，可解决海上风电项目海缆敷设悬浮泥沙源强确定困难的问题，对于研究海洋工程海缆沟开挖作业施工活动实际产生的环境影响具有重要意义。
[0022]本专利技术采用浊度仪监测海水的悬浮泥沙浊度，通过标定实验得到海水的悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式，由悬浮泥沙浊度转换为悬浮泥沙浓度，机理简单，监测方便，为开沟作业施工实际产生的环境影响提供现场实测数据。
[0023]本专利技术的方法可适用于各种需要确定开沟产生的悬浮泥沙源强的水域，计算结果可类比用于类似工程悬浮泥沙源强的确定。
附图说明
[0024]图1为本专利技术中水力喷射式埋设犁的实景图。
[0025]图中附图标记说明：1、雪橇板，2、开沟刀。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本专利技术，而并非对本专利技术的限制。
[0027]一种计算海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强的方法，包括以下步骤：
[0028]S1、如图1所示，将浊度仪通过支架固定在水力喷射式埋设犁的雪橇板1上，且浊度仪靠近水力喷射式埋设犁的开沟刀2，以使浊度仪的探测电极靠近海缆沟位置，海缆敷设开始后浊度仪实时监测海缆沟附近海水的悬浮泥沙浊度，其中水力喷射式埋设犁为牵引式高压射水埋设犁；
[0029]S2、通过进行海水的悬浮泥沙浊度和悬浮泥沙浓度的标定实验，获得海水的悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式；
[0030]S3、将标定获得的海水的悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种计算海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强的方法，其特征在于包括以下步骤：S1、将浊度仪固定在海缆沟开沟设备上，海缆敷设开始后浊度仪实时监测海缆沟附近海水的悬浮泥沙浊度；S2、根据海水的悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式，得到海水实时的悬浮泥沙浓度；S3、将实时的所述悬浮泥沙浓度与海缆沟开沟设备的喷射流量相乘，计算得到实时的海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强。2.根据权利要求1所述的一种计算海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强的方法，其特征在于，步骤S1中：海缆沟开沟设备为水力喷射式埋设犁，将浊度仪通过支架固定在水力喷射式埋设犁的雪橇板(1)上，且浊度仪靠近水力喷射式埋设犁的开沟刀(2)。3.根据权利要求1所述的一种计算海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强的方法，其特征在于，步骤S2中：通过进行海水的悬浮泥沙浊度和悬浮泥沙浓度的标定实验，获得海水的悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式。4.根据权利要求3所述的一种计算海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强的方法，其特征在于，步骤S2中：所述标定实验包括现场标定和室内标定两种方式。5.根据权利要求4所述的一种计算海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强的方法，其特征在于，步骤S2中：所述现场标定，具体是先将浊度仪现场监测的海水多个所述悬浮泥沙浊度数据分别与同一水层同步采集的相应水样的悬浮泥沙浓度相对应，再对海水的所述悬浮泥沙浊度进行标定，获得海水的悬浮泥沙浊度与悬浮泥沙浓度的关系式。6.根据权利要求4所述的一种计算海缆敷设产生的海水悬浮泥沙源强的方法，其特征在于，步骤S2中：所述室内标定，具体是在标定槽内放一定量的清水，之后将采集的海缆敷设处海域底质淤泥分多次放入标定槽的清水中，并不断搅动，每放一次海域底...

【专利技术属性】
技术研发人员：张琴，郑磊夫，张蒙生，张晓，俞士敏，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：