侧扫声呐和浅地层剖面仪在人工鱼礁选址和监测中应用.pdfVIP

中国地球物理2006 侧扫声呐和浅地层剖面仪在人工鱼礁选址和监测中的应用 邓显明1,2陶春辉2孙春岩1张仝辉2顾春华2 (1．中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083； 2．国家海洋局第二海洋研究所国家海洋局海底科学重点实验室杭州310012) 1．引言 人工鱼礁是指通过在水域中设置构造物，以改善水生栖息环境，为鱼类等生物提供索饵、繁殖、 生长发育等场所，从而保护、增殖资源和提高渔获质量。人工鱼礁的建设必须进行科学的选点，以达 到最佳效益、避免给海洋环境等带来危害；投放后应进行长期的监测，进而判断人工鱼礁的投放对所 在海域环境带来的影响。 侧扫声呐是通过接收海底的声反射和散射信号，得到海底的微地貌和底质类型等信息。浅地层剖 面仪是利用声波脉冲反射探测海底地层结构和沉积物类型等信息。随着人工鱼礁建设投入的加大，认 识的深入，侧扫声呐和浅地层剖面仪在国外已经较广泛的应用于人工鱼礁建设和监测。然而我国在这 方面的的研究还较少。 2．侧扫声呐和浅地层剖面仪在人工鱼礁选址中的应用 人工鱼礁选址在人工鱼礁的建致中是十分重要的一环，如果位置选择不当，随着时间的推移礁体 可能会离开原来的位置或下沉，进而被海底物质掩埋，从而失去应有的作用；或者给该海域渔业资源 带来负面影响甚至影响该海域的生态环境。投礁地点的地形选择以底坡平缓，沙质为主，附近有天然 岩礁的地形地貌条件为优良。海流流速不大，海流多样化，营养盐较为丰富的岛屿、半岛、海岬、湾 口等周围、海谷、海盆、海岭的边缘等地方都是鱼礁投放的理想场所。 侧扫声呐和浅地层剖面仪联合调查可以得出海底微地貌和底质类型等信息，为人工鱼礁选址提供 依据。目前先进的侧扫声呐分辨率可达5cm，通过“谱分析法”等方法对回波信号进行分析，可以较 m， 好的分离开泥、沙、黏土、砾石、沙砾和岩石六种海底类型。浅地层剖面仪的探测深度可达100 地层分辨率可达10cnl，可精确进行海底地层划分。通过分析侧扫声呐和浅地层剖面资料可以找到适 于人工鱼礁投放的硬质砂底，并且可以判断持力层的厚度等情况。 3．侧扫声呐和浅地层剖面仪在人工鱼礁监测中的应用 应用侧扫声呐和浅地层剖面仪进行人工鱼礁监测是指监测人工鱼礁礁体位置、高度变化情况、礁 体本身的损坏情况。通过分析侧扫声呐图像以及拖鱼和礁体的几何关系可以计算出人工鱼礁礁体的长 度、宽度和出露高度。通过浅地层剖面图像可以得出人工鱼礁的掩埋深度。两者结合起来即可得出人 工鱼礁礁体的损坏和掩埋情况。 对人工鱼礁的监测分为对已知的和未知的人工鱼礁监测两种类型。对已知人工鱼礁的监测主要是 对位置较为确定的人工鱼礁进行探测，了解礁体及周边环境的情况，判断人工鱼礁的投放效果。对未 知人工鱼礁的监测主要是利用侧扫声呐扫面幅度宽、精度高、可识别水下目标物的特点，对历史上曾 经投放过人工鱼礁但未进行监测的海域进行调查，从而得出这些人工鱼礁的具体位置和鱼礁本身的体 积等信息，以便日后进行管理、规划。 4．应用实例 海洋二所承担的“南麂列岛人工鱼礁浅层剖面调查”中曾用侧扫声呐和浅地层剖面仪对上马鞍西 侧的人工鱼礁进行了监测。上马鞍西侧共有4座船型、钢筋混凝土结构的人工鱼礁，投放时间为1986 年。投放时人工鱼礁外形长9m，宽5．21m(包括8翼)，高4．5m。通过分析获得的侧扫声呐和浅地 混凝土礁体，其本身的损坏程度很小，所以投放时礁体高度与现今的出露高度差即为礁体的掩埋深度。 5．结论2 (1)侧扫声呐和浅地层剖面仪可以为人工鱼礁选址提供必需的海底微地貌、底质类型和沉积层结 构等参考资料； (2)侧扫声呐和浅地层剖面仪在、可以对人工鱼礁的偏移、沉陷进行很好的监测，可以判断礁体 本身的损坏情况。 在计算人工鱼礁高度和埋藏深度时，其精度受拖体位置计算和人工鱼礁投影长度量取的影响，需 要研究人员进行准确、细致的选取。 ·373·