淺地層剖面儀（sub-bottom profiler ）是利用聲波探測淺底地層的剖面結構的儀器。淺地層剖面儀是在超寬頻海底剖面儀基礎上改進，對海洋、江河、湖泊底部地層進行剖面顯示的設備，結合地質解釋，可以探測到水底以下地質構造情況。
基本介紹
- 中文名：淺地層剖面儀
- 外文名：sub-bottom profiler
- 原理：利用聲波探測淺底地層的剖面結構
- 類型：探測儀
- 特點：操作方便、探測速度快，圖像連續
- 組成部分：水下單元、甲板單元和系統軟體
- 作用：海洋地質調查 港口建設
簡介,原理,剖面儀組成,影響因素,海底底質,噪聲,船隻擺動,套用,
簡介
淺地層剖面探測是一種基於水聲學原理的連續走航式探測水下淺部地層結構和構造的地球物理方法。淺地層剖面儀（Sub-bottomProfiler）又稱淺地層地震剖面儀，是在超寬頻海底剖面儀基礎上的改進，是利用聲波探測淺地層剖面結構和構造的儀器設備。以聲學剖面圖形反映淺地層組織結構，具有很高的解析度，能夠經濟高效地探測海底淺地層剖面結構和構造。
淺地層剖面儀是在超寬頻海底剖面儀基礎上改進，對海洋、江河、湖泊底部地層進行剖面顯示的設備，結合地質解釋，可以探測到水底以下地質構造情況。該儀器在地層解析度和地層穿透深度方面有較高的性能，並可以任意選擇掃頻信號組合，現場實時地設計調整工作參量，也可以測量在海上油田鑽井中的基岩深度和厚度。因而是一種在海洋地質調查，地球物理勘探和海洋工程，海洋觀測、海底資源勘探開發，航道港灣工程，海底管線鋪設廣泛套用的儀器。
原理
淺地層剖面儀是在測深儀基礎上發展起來的，只不過其發射頻率更低，聲波信號通過水體穿透床底後繼續向底床更深層穿透，結合地質解釋，可以探測到海底以下淺部地層的結構和構造情況。淺地層剖面探測在地層解析度（一般為數十厘米）和地層穿透深度（一般為近百米）方面有較高的性能，並可以任意選擇掃頻信號組合，現場實時設計調整工作參量，可以在航道勘測中測量海底浮泥厚度，也可以勘測海上油田鑽井平台基岩深度。淺地層剖面儀採用的技術主要包括壓電陶瓷式、聲參量陣式、電火花式和電磁式4種。其中，壓電陶瓷式主要分為固定頻率和線性調頻（Chirp）兩種；電火花式主要利用高電壓在海水中的放電產生聲音原理；聲參量陣式利用差頻原理進行水深測量和淺地層剖面勘探；電磁式通常多為各種不同類型的Boomer，穿透深度及解析度適中。
剖面儀組成
分為水下單元（濕端）、甲板單元（乾端）和系統軟體。
探測船在走航過程中，設定在船上或其拖曳體上的換能器向水下鉛直發射大功率低頻脈衝的聲波，抵達水底時，部分反射，部分向地層深處傳播，由於地層結構複雜，在不同界面上又都有部分聲波被反射，這樣，依這些反射界面的特性和深度不同，在船上接收到回波信號的時間和強度也不同，通過對回波信號的放大和濾波等處理後，送入記錄器，就可以在移動的乾式記錄紙上顯現不同灰度的點組成的線條，清晰地描繪出地層的剖面結構。
影響因素
海底底質
海底地質構造狀況，尤其是海底底質類型特性決定儀器所能勘測的深度範圍。海底底質是砂、岩石、珊瑚礁和貝殼等硬質海底嚴重製約聲波穿透深度，限制儀器勘探的深度。例如，淺地層剖面探測深度砂質海底小於30m，泥質海底可達100多m，兩者存在巨大的差異。
噪聲
處於系統頻寬範圍內的外界聲源信號都可能串入造成干擾信號圖像，包括低頻船隻機械噪聲和環境噪聲等。噪音在淺地層剖面記錄上可能都會或多或少地顯示出來，降低勘測數據質量，甚至對判讀、解譯結果產生重大的影響。因此，正確地識別，甚至消除噪聲的影響是十分重要的。
船隻擺動
為獲得具有良好效果的淺地層剖面探測數據資料，調查船走航過程中應儘量保持均速慢速穩定行駛，船速和航向不穩定造成船隻搖擺，使拖魚不能保持平穩狀態，造成圖像效果不佳。同時，涌浪也可使船隻搖擺，致使拖魚不穩定。其他影響因素還包括海氣界面，海氣界面能將發射聲能幾乎全部反射，幾乎無發射聲波觸及目標。如果採用船尾拖曳換能器，船的尾流對地層反射信號也能產生干擾，施測過程中應該使換能器儘量避開船的尾流區，通常採取使換能器入水深度加深，或者加長拖纜的方法。另外，海水深度、潮汐作用及海底起伏均對淺地層剖面探測有著直接的影響。
套用
這種儀器是在回聲測深儀的基礎上發展而成的。探測深度一般為幾十米。廣泛套用于海洋地質調查、港口建設、航道疏浚、海底管線布設、以及海上石油平台建設等方面。具有操作方便、探測速度快，圖像連續的特點。
淺地層剖面探測技術起源於20世紀60年代初期，其後廣泛套用於港口建設、航道疏浚、海底管線布設，以及海上石油平台建設等方面。70年代以來，隨著近海油氣資源的大規模開發和各種近岸水上工程建設項目的不斷增加，以及各種地質災害的頻繁發生和發現，淺地層剖面探測的重要性越來越為人們認識。同時，淺地層剖面探測設備呈現多元化的發展趨勢。
