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江蘇海工公司負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)施工的工程師告訴記者，當(dāng)?shù)谝欢?39米的鋼管注滿(mǎn)水后，將先被下沉到水下5米處。第一次下沉也是最難的，管道在逐步下沉過(guò)程中需進(jìn)行充水，需要沉浮箱的位置變換配合，輔助卷?yè)P(yáng)機(jī)起重系統(tǒng)需同步下放。第一次沉放達(dá)到預(yù)定深度，大約需要5個(gè)多小時(shí)。

用上這個(gè)技術(shù)是怎樣讓海底世界呈現(xiàn)三維立體圖像的？董軍宇向記者詳細(xì)解釋了工作原理和流程。我以海水養(yǎng)殖的項(xiàng)目為例，給你解釋一下工作流程。他說(shuō)，通過(guò)技術(shù)探測(cè)，能夠?yàn)楹ⅰⅤU魚(yú)等高附加值海水養(yǎng)殖提供生存環(huán)境等詳細(xì)信息。先為水下機(jī)器人裝上所研發(fā)的技術(shù)設(shè)備，然后讓水下機(jī)器人下水探測(cè)。先通過(guò)聲吶技術(shù)遠(yuǎn)距離探測(cè)出海參等的生存環(huán)，熟悉海底環(huán)境的大致?tīng)顩r。隨著距離的不斷靠近，在合適的距離時(shí)機(jī)器人會(huì)打開(kāi)燈光，設(shè)備的攝像頭會(huì)拍攝到環(huán)境的大體情況，再次形成一個(gè)狀況的分析。隨著再次靠近，到達(dá)一定距離后，設(shè)備的高分辨率系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，通過(guò)檢測(cè)和分析，能看清毫米級(jí)的海參生存環(huán)境。海底表面的粗糙度情況能清晰地得知，甚至表面石頭的光滑與粗糙程度也能分析出來(lái)。董軍宇說(shuō)，通過(guò)分析形成的三維圖像是彩色的，水上養(yǎng)殖人員能很輕松觀測(cè)養(yǎng)殖環(huán)境，做出分析。海洋生物學(xué)的研究表明，海底地表的幾何及三維紋理特征與生物的棲息、生長(zhǎng)具有直接的關(guān)系。董軍宇表示，拿水下三維表面缺陷檢測(cè)而言，就能體現(xiàn)出技術(shù)應(yīng)用市場(chǎng)的廣泛性�？捎糜谒鹿こ讨械臉吨砻鎿p壞狀態(tài)評(píng)估；水下金屬結(jié)構(gòu)物表面的腐蝕的檢測(cè)、銹蝕檢測(cè)、焊縫的檢測(cè)；結(jié)構(gòu)物表面的撞擊痕跡、扭曲、彎曲、凹凸變形等檢測(cè)；底棲生物養(yǎng)殖的海底表面粗糙度評(píng)價(jià)等。它很聰明，接到任務(wù)后會(huì)自動(dòng)去工作通過(guò)技術(shù)主要輸出三維表面高度及彩色反照率圖，檢測(cè)精度達(dá)到毫米級(jí)。從專(zhuān)業(yè)角度來(lái)講，該技術(shù)研發(fā)的內(nèi)容主要涉及五個(gè)方面。

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管溝放線與開(kāi)挖：（1） 以先深后淺的原則，進(jìn)行管線的放線測(cè)量與開(kāi)挖。2） 根據(jù)提供的施工現(xiàn)場(chǎng)平面基準(zhǔn)點(diǎn)原始資料，以及設(shè)計(jì)圖紙的座標(biāo)數(shù)據(jù)，使用鋼盤(pán)尺、經(jīng)緯儀，測(cè)出管線的實(shí)際位置，在地面上打上木樁（中心樁），再在木樁上釘上中心釘，作為放線的基準(zhǔn)，并作出標(biāo)記。其中心樁位置與實(shí)際管線的直線位置，有參照距離尺寸（建成立參照點(diǎn)）。（3） 在管系轉(zhuǎn)彎及分支處，也分別在地面上打上中心樁，釘上中心釘，并測(cè)出與相鄰?fù)两?gòu)筑物縱橫軸線的直線距離，繪圖作出記錄。（4） 管溝開(kāi)挖的斷面形式及邊坡，根據(jù)地下水位的情況按土質(zhì)而宜，溝底的寬度，在管兩側(cè)，有適量的操作與調(diào)整控制的距離。（5） 管道應(yīng)鋪設(shè)在自然的原土上，根據(jù)土質(zhì)的情況，應(yīng)先在溝底留有100mm 厚度土層，作為最終下管前由人工清理溝底及找坡度的余量。（6） 溝底的坡度，采用在溝壁的一側(cè)，相隔一定的長(zhǎng)度距離，在溝壁釘上水平樁，用水平儀自設(shè)置的控制水準(zhǔn)點(diǎn)上引出標(biāo)高，以確定該樁標(biāo)高，進(jìn)行溝底坡度的控制開(kāi)挖，如圖示，并作出標(biāo)號(hào)編號(hào)及記錄。（7） 開(kāi)挖的棄土堆放。處于管溝一側(cè)，距溝邊應(yīng)大于0.8M，且高度不超過(guò)1.5M ，并應(yīng)統(tǒng)籌兼顧，考慮相鄰管溝的開(kāi)挖及運(yùn)管、下管等施工操作上的便利而宜。（8） 當(dāng)管溝的直線性、溝底的寬度及坡度符合要求時(shí)，進(jìn)行工作坑的放線與開(kāi)挖。（9） 工作坑的放線應(yīng)從節(jié)點(diǎn)開(kāi)始（鑄鐵管的彎頭、三通等），根據(jù)實(shí)際管件的長(zhǎng)度及管材的長(zhǎng)度依次放線，其前后操作的間距距離的寬度如圖所示，其深一般應(yīng)不小于0.3M。10） 視地下水位的情況，在管溝的坡度最底點(diǎn)，挖集水坑，以排除管溝內(nèi)的積水。（11） 管溝底應(yīng)鋪100~300 mm 的砂墊層，由設(shè)計(jì)或水廠確定，再實(shí)施。（12） 當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)適合機(jī)械方法挖土?xí)r，在溝底應(yīng)留出不少于200mm 的土層厚度，最終鋪管前，由人工清理挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高�！　�

這五個(gè)方面分別是：1、基于水下結(jié)構(gòu)光和光度立體學(xué)的光學(xué)成像系統(tǒng)及同步控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)；2、高精度結(jié)構(gòu)光特征點(diǎn)提取，以及對(duì)結(jié)構(gòu)光特征點(diǎn)進(jìn)行高精度空間幾何重建；3、基于光度立體學(xué)的水下吸收、散射系數(shù)及三維物體表面梯度、反照率最優(yōu)化求解；4、基于水下光度立體理論及結(jié)構(gòu)光獲取的表面特征點(diǎn)，對(duì)水下目標(biāo)進(jìn)行三維表面高精度高度重建；5、水下高精度三維光學(xué)虛擬展示及檢測(cè)分析。這一系列內(nèi)容都是設(shè)備自我完成的，給設(shè)備一個(gè)特定任務(wù)，設(shè)備就會(huì)下潛到一定海底位置，進(jìn)行定量分析，自動(dòng)工作，建構(gòu)出三維立體的圖形。該技術(shù)填補(bǔ)了高精度三維立體探測(cè)海底世界的空缺，在水下目標(biāo)表面高精度三維實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù)及應(yīng)用上達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先地位。這就象征著通過(guò)該技術(shù)能把海底世界高清晰繪制出三維圖像，了解海底的環(huán)境。記者了解到，該技術(shù)已經(jīng)處在中試階段，而據(jù)董軍宇預(yù)測(cè)，技術(shù)的應(yīng)用會(huì)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。預(yù)計(jì)投放初期市場(chǎng)，規(guī)模可達(dá)到每年150～200套，加上對(duì)外出租設(shè)備收入，產(chǎn)值在4500～6000萬(wàn)元，預(yù)計(jì)年利潤(rùn)可達(dá)1500～2000萬(wàn)。除此之外，系統(tǒng)的研制成功，能帶動(dòng)水下三維成像、水下機(jī)器人視覺(jué)等相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，使我國(guó)在軍事國(guó)防、科學(xué)研究、海洋經(jīng)濟(jì)等領(lǐng)域掌握技術(shù)主動(dòng)權(quán)。

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海底管道的鋪設(shè)方法及其優(yōu)劣

為了實(shí)現(xiàn)自己的海洋夢(mèng)，背后有一段勵(lì)志的科研故事。說(shuō)起我的夢(mèng)想，真的想通過(guò)我們團(tuán)隊(duì)的努力，實(shí)現(xiàn)大海撈針的夢(mèng)想。董軍宇說(shuō)，大海撈針這個(gè)成語(yǔ)他想變成現(xiàn)實(shí)，通過(guò)給水下機(jī)器人裝上高精度的眼睛，能撈起海底像繡花針大小的物體。說(shuō)起這個(gè)夢(mèng)想，董軍宇說(shuō)并不是不切實(shí)際。每每想到我們科研團(tuán)隊(duì)在做的項(xiàng)目對(duì)海底世界的開(kāi)發(fā)和勘探有著作用，我就倍加努力。他說(shuō)，他們的這項(xiàng)技術(shù)在兩年前開(kāi)始運(yùn)作研發(fā) ，開(kāi)辟了技術(shù)的空白，而真正讓這項(xiàng)技術(shù)成熟還要研發(fā)十年左右的時(shí)間。燈光和激光的配合運(yùn)用是這個(gè)技術(shù)的關(guān)鍵，我們反復(fù)做了上千次實(shí)驗(yàn)。經(jīng)常是加班到深夜，忘記了吃飯。而談起他為何能整日面對(duì)枯燥的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，董軍宇表示，這和他的出國(guó)留學(xué)經(jīng)歷有關(guān)。大學(xué)時(shí)代的董軍宇在海大數(shù)學(xué)系念書(shū)，有著海洋科研夢(mèng)想的他大學(xué)畢業(yè)后去英國(guó)攻讀計(jì)算機(jī)相關(guān)專(zhuān)業(yè)的博士。英國(guó)是一個(gè)海洋業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，在英國(guó)的大學(xué)念書(shū)時(shí)我發(fā)現(xiàn)海洋技術(shù)對(duì)一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和軍事發(fā)展都有關(guān)鍵作用所以我決心用自己的專(zhuān)長(zhǎng)解決海洋探測(cè)技術(shù)的關(guān)鍵核心問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)夢(mèng)想，董軍宇投入到了枯燥但是有意義的科研生活中。研發(fā)這個(gè)技術(shù)的兩三年時(shí)間，平時(shí)都沒(méi)有好好陪家人吃過(guò)一頓飯，特別是孩子還在上小學(xué)，覺(jué)得有點(diǎn)愧對(duì)他。談起為了科學(xué)犧牲陪伴家人的事情時(shí)，董軍宇有些哽咽。也許在不遠(yuǎn)的將來(lái)，通過(guò)我們研發(fā)的技術(shù)，能繪制出詳細(xì)的海底世界三維圖也說(shuō)不定。在董軍宇的科研道路上，他充滿(mǎn)了期待。

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取水管道是和排放管道類(lèi)似的另一種水中管道。也是從岸邊伸向江河湖海的管道，但是不是用于排水而是用于取水。管道通常也鋪設(shè)在水底，取水口離岸邊有幾十到幾百米距離，在水面下幾米到幾十米處。取水管道的用途是從水域抽取淡水或海水。國(guó)際經(jīng)驗(yàn)也證明取水管道很適合采用塑料管道。

針對(duì)人們擔(dān)心的由此或?qū)е潞Ｓ蛭廴镜膯?wèn)題，中海油深圳分公司副總經(jīng)理梁羽稱(chēng)，由于泄漏的是僅含少量遇空氣就會(huì)揮發(fā)的凝析油的天然氣，不會(huì)產(chǎn)生像原油泄漏導(dǎo)致的海域污染。泄漏的天然氣并不含硫，但燃燒天然氣確實(shí)容易產(chǎn)生二氧化碳增多的問(wèn)題。梁羽透露，現(xiàn)在，已確定的工程修復(fù)方案的目標(biāo)是盡快消除風(fēng)險(xiǎn)源，等惰性的氮?dú)庵脫Q了管道中的天然氣后，潛水員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行摸查后的作業(yè)條件就具備了，他們?cè)趯?duì)可能導(dǎo)致管道出現(xiàn)漏點(diǎn)的外力因素作出有效判斷后，如果可行的話，將由潛水員首先實(shí)施臨時(shí)性的封堵措施，第二步才會(huì)采取根本性的封堵措施。就此事件或因天然氣管道鋪設(shè)過(guò)程導(dǎo)致了隱患的質(zhì)疑，珠海市橫琴新區(qū)管委會(huì)這條海管鋪設(shè)位置是在靠近橫琴的一條叫做磨刀門(mén)的水道附近，并非珠江口西側(cè)的又名洪灣水道的馬騮洲水道，馬騮洲水道才是珠江入海口的主航道，而磨刀門(mén)水道位于其南側(cè)，不會(huì)威脅到這一主航道的安全。就此問(wèn)題，這條海管是在２００３年申報(bào)，２００４年鋪設(shè)的，整個(gè)海管的路由設(shè)計(jì)與申報(bào)、鋪設(shè)、水上水下作業(yè)，最終的坐標(biāo)點(diǎn)的確定，有合法證書(shū)，而且整個(gè)行為也是合法合規(guī)的。

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在水底開(kāi)挖溝槽和回填覆蓋有一些特殊的技術(shù)問(wèn)題要注意。