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產(chǎn)品知識
發(fā)布時間:2025-02-11 15:43:27 人氣:
海底濁流對海底電纜的影響主要表現(xiàn)為物理破壞、長期磨損和系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn),其破壞力源于高流速、高含沙量及不可預(yù)測性。以下是具體分析:
一、物理破壞機(jī)制
1.高流速剪切力
海底濁流的流速可達(dá)每小時70公里(如1929年紐芬蘭大淺灘事件),其動能足以沖斷電纜。例如,美國地質(zhì)調(diào)查局(USGS)在Monterey峽谷300米水深布放的錨系設(shè)備被濁流沖至7公里外,若非地形阻擋可能漂流更遠(yuǎn)。這種動能對光纜外護(hù)層(如鋼絞線、聚乙烯層)造成直接剪切破壞,尤其在電纜接頭等脆弱部位更易斷裂。
2.含沙量導(dǎo)致的磨蝕
濁流攜帶的懸浮沉積物濃度極高,實(shí)驗(yàn)表明分支峽谷濁流匯入主干后,頭部含沙量增加約15%,持續(xù)沖刷會導(dǎo)致電纜護(hù)套磨損甚至暴露光纖。例如,南海臺灣峽谷的濁流調(diào)查發(fā)現(xiàn),其沉積物搬運(yùn)量可超過全球河流年輸沙總和,長期作用下加速電纜老化。
二、地形與濁流耦合效應(yīng)
海底峽谷是濁流主要通道,其復(fù)雜地形加劇破壞風(fēng)險(xiǎn):
地形類型 | 風(fēng)險(xiǎn)特征 | 案例 |
分支峽谷匯流區(qū) | 流速與含沙量驟增 | 實(shí)驗(yàn)室模擬顯示匯流后濁流頭部高度增加20%,破壞力提升30% |
斜坡失穩(wěn)區(qū) | 電纜懸空或剪切 | 南海東北部海底斜坡失穩(wěn)導(dǎo)致電纜懸跨疲勞斷裂(圖2A) |
沙波活躍區(qū) | 埋深不均引發(fā)磨損 | 海南聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目檢測發(fā)現(xiàn)沙波區(qū)電纜埋深變化達(dá)1.5米,局部裸露風(fēng)險(xiǎn)增加4倍 |
三、歷史案例與經(jīng)濟(jì)損失
1929年紐芬蘭事件:地震觸發(fā)濁流沖斷12條跨大西洋電報(bào)電纜,造成26人死亡,直接推動濁流科學(xué)研究。
1994年USGS觀測實(shí)踐:首次采用懸吊式ADCP避開濁流路徑,證明傳統(tǒng)海底布設(shè)設(shè)備損毀率超60%。
2017年南海探測:"蛟龍?zhí)?quot;在臺灣峽谷發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代濁流侵蝕痕跡,證實(shí)該區(qū)域電纜年損率比平緩海床高35倍。
四、防護(hù)與監(jiān)測技術(shù)進(jìn)展
1.動態(tài)監(jiān)測體系
結(jié)合ROV(水下機(jī)器人)搭載TSS350檢測儀、多波束測深系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)埋深、懸空、拋石防護(hù)層厚度毫米級監(jiān)測。海南聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目通過該技術(shù)將故障定位精度從百米級提升至米級。
2.工程規(guī)避設(shè)計(jì)
南海光纜路由選擇時,主動避開濁流高發(fā)區(qū)(如海底峽谷軸線),采用"淺埋深+混凝土蓋板"雙重防護(hù),使預(yù)期壽命從15年延長至25年。
3.預(yù)警模型應(yīng)用
基于Monterey峽谷18個月連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)建立的濁流發(fā)生概率模型,可提前72小時預(yù)警,為電纜維護(hù)爭取關(guān)鍵時間窗口。
當(dāng)前,全球95%的國際通信依賴海底電纜,而濁流仍是其最大自然威脅之一。隨著深海開發(fā)加速,需進(jìn)一步融合地質(zhì)動力模擬與實(shí)時監(jiān)測技術(shù),才能實(shí)現(xiàn)海底通信網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)安全。
技術(shù)文獻(xiàn)
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