2025年大學(xué)《海洋技術(shù)》專業(yè)題庫——海洋工程中的海底地震監(jiān)測技術(shù)考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的代表字母填在題干后的括號內(nèi)）1.海底地震監(jiān)測技術(shù)在海洋工程中的主要應(yīng)用目的不包括以下哪項？A.監(jiān)測海洋工程結(jié)構(gòu)物的動態(tài)響應(yīng)B.預(yù)測和評估海底地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險C.研究海洋環(huán)境水文參數(shù)D.探測海底礦產(chǎn)資源分布2.下列哪種儀器通常部署在海底較長時間進(jìn)行地震數(shù)據(jù)連續(xù)記錄？A.海上移動的地震檢波船B.水面浮標(biāo)式地震儀C.海底地震儀（OBS）D.海山地震儀（HS）3.海底地震儀（OBS）的核心敏感元件用于接收哪種物理量？A.水流速度B.壓強(qiáng)變化C.地殼振動D.溫度變化4.在海底地震監(jiān)測數(shù)據(jù)采集中，通常采用哪種方式將數(shù)據(jù)從海底傳輸?shù)剿娼邮沾?？A.漂浮式光纖電纜B.水下聲學(xué)通信C.液壓脈沖傳輸D.無線電波5.海底地震儀記錄到的信號通常包含非常微弱的地震波信號和較強(qiáng)的環(huán)境噪聲，其中哪種噪聲與船舶活動關(guān)系最為密切？A.海底背景噪聲B.水動力噪聲C.風(fēng)浪噪聲D.地?zé)嵩肼?.以下哪項技術(shù)通常用于提高海底地震監(jiān)測數(shù)據(jù)的質(zhì)量，有效分離目標(biāo)地震信號和環(huán)境噪聲？A.增加檢波器數(shù)量B.提高記錄儀采樣率C.數(shù)字濾波處理D.增強(qiáng)水下供電能力7.對于大型海洋工程結(jié)構(gòu)物，如海上平臺，進(jìn)行海底地震監(jiān)測的主要關(guān)注點通常不包括？A.結(jié)構(gòu)物自身的微小震動B.海底基巖的穩(wěn)定性C.遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)物的區(qū)域地震活動D.結(jié)構(gòu)物上覆水域的波浪信息8.以下哪種地震波類型通常傳播速度最快，最先被海底地震儀記錄到？A.P波（縱波）B.S波（橫波）C.R波（表面波）D.L波（Love波）9.海底地震儀（OBS）通常包含一個水下釋放裝置，其主要功能是？A.啟動數(shù)據(jù)記錄B.在需要時將儀器從海底分離C.校準(zhǔn)檢波器靈敏度D.連接水面通信設(shè)備10.影響海底地震監(jiān)測定位精度的主要因素之一是？A.檢波器靈敏度B.數(shù)據(jù)采集時長C.地震事件震級D.儀器在水下的姿態(tài)穩(wěn)定性二、填空題（每空2分，共20分。請將正確答案填在橫線上）1.海底地震監(jiān)測技術(shù)主要利用接收到的________來反演地下結(jié)構(gòu)和地質(zhì)構(gòu)造信息。2.海底地震儀（OBS）通常由________、傳感器、記錄控制單元和電池組成。3.為了實現(xiàn)長時間自主運(yùn)行，海底地震儀通常采用________供電。4.海底地震監(jiān)測中常見的噪聲源包括船舶噪聲、________和海底生物活動噪聲。5.海底地震儀的數(shù)據(jù)記錄格式通常為________格式，便于后續(xù)處理和解釋。6.在海洋工程應(yīng)用中，海底地震監(jiān)測有助于評估________的穩(wěn)定性。7.海底地震儀的檢波器通常分為三種基本類型：速度檢波器、________和質(zhì)點運(yùn)動檢波器。8.為了確保數(shù)據(jù)在海上惡劣環(huán)境下安全傳輸，海底地震儀的數(shù)據(jù)傳輸通常采用________或聲學(xué)調(diào)制方式。9.海底地震監(jiān)測數(shù)據(jù)處理中，濾波是分離________和地震信號的重要手段。10.海底地震監(jiān)測技術(shù)在海洋工程領(lǐng)域的發(fā)展趨勢包括更高精度的定位、________和智能化數(shù)據(jù)分析。三、名詞解釋（每題4分，共16分。請給出簡潔、準(zhǔn)確的定義）1.海底地震儀（OBS）2.地震噪聲3.海底基巖4.P波四、簡答題（每題6分，共18分。請簡要回答下列問題）1.簡述選擇海底地震監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行海洋工程結(jié)構(gòu)物安全評估的主要原因。2.簡述影響海底地震監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量的主要因素有哪些。3.簡述海底地震儀（OBS）相比于其他地震監(jiān)測方法的主要優(yōu)缺點。五、論述題（10分。請結(jié)合海洋工程的實際情況，論述海底地震監(jiān)測技術(shù)的重要性及其應(yīng)用前景。）試卷答案一、選擇題1.C解析：選項C（研究海洋環(huán)境水文參數(shù)）通常屬于物理海洋學(xué)或海洋聲學(xué)的研究范疇，而非海底地震監(jiān)測技術(shù)的主要應(yīng)用目的。海底地震監(jiān)測主要關(guān)注地震活動及其對海洋工程的影響。2.C解析：OBS（海底地震儀）是專門設(shè)計用于在海底長時間（數(shù)天至數(shù)月）部署進(jìn)行地震數(shù)據(jù)連續(xù)記錄的儀器。海上移動檢波船是陸地地震勘探的常用方式，水面浮標(biāo)式主要用于大氣科學(xué)等領(lǐng)域，海山地震儀是另一種類型的水下地震儀，但通常部署在特定地質(zhì)構(gòu)造（海山）上。3.C解析：海底地震儀的核心是檢波器，其作用是感知并轉(zhuǎn)換地殼振動（地震波）引起的物理量變化，通常接收的是振動加速度或速度。4.B解析：由于海底到水面存在聲速差異和水下環(huán)境復(fù)雜，有線電纜傳輸易受腐蝕且成本高，無線傳輸（無線電波）在水下衰減極快。水聲通信是目前水下長距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕煽糠绞剑m然速度較慢但有技術(shù)成熟且適用于深海環(huán)境。5.B解析：船舶活動（如航行、作業(yè)）會產(chǎn)生強(qiáng)烈的螺旋槳和船體振動，通過水傳遞到海底，形成高頻、強(qiáng)振幅的水動力噪聲，是海底地震監(jiān)測中需要重點區(qū)分和抑制的主要噪聲源之一。6.C解析：數(shù)字濾波是信號處理中的基本技術(shù)，通過設(shè)計濾波器頻率響應(yīng)，可以選擇性地保留目標(biāo)頻段（地震信號）的成分，同時衰減干擾頻段（噪聲）的成分，從而提高信號質(zhì)量。7.D解析：海底地震監(jiān)測關(guān)注的是海底及附近地殼的地震活動，對于大型海洋工程結(jié)構(gòu)物，主要監(jiān)測其自身受地震影響的情況以及其所在位置的海底基巖穩(wěn)定性，遠(yuǎn)離結(jié)構(gòu)物的水域波浪信息與其自身安全及地基穩(wěn)定性關(guān)聯(lián)不大。8.A解析：地震波分為P波（縱波）、S波（橫波）和表面波等。P波是縱波，振動方向與波傳播方向一致，在地球內(nèi)部傳播速度最快，最先到達(dá)震源附近地震儀。9.B解析：OBS的水下釋放裝置是為了在特定情況下（如完成任務(wù)、需要回收或儀器故障時）能夠?qū)⒊林氐腛BS儀器從海底安全地分離，使其漂浮或移動到指定位置以便回收。10.D解析：地震儀在水下的姿態(tài)（如傾斜、直立度）會影響檢波器敏感軸與實際地震波振動方向的關(guān)系，進(jìn)而影響記錄到的信號強(qiáng)度和波形，從而影響事件定位的精度。二、填空題1.地震波2.檢波器（或傳感器）3.長期（或電池/太陽能）4.風(fēng)浪5.SEGY（或數(shù)字）6.海底（或基礎(chǔ)）7.加速度檢波器8.水下光通信（或水光）9.噪聲10.網(wǎng)絡(luò)化（或物聯(lián)網(wǎng)/IoT）三、名詞解釋1.海底地震儀（OBS）：一種集成了檢波器、數(shù)據(jù)記錄器和電源，能夠部署在海底進(jìn)行地震數(shù)據(jù)長期連續(xù)記錄的小型化、自主式觀測儀器。2.地震噪聲：指除目標(biāo)地震事件之外，由各種自然（如風(fēng)浪、海底生物活動、地?zé)峄顒樱┗蛉藶椋ㄈ绱?、水下施工）因素引起的，對地震信號記錄產(chǎn)生干擾的振動背景。3.海底基巖：指位于海水之下，經(jīng)過長期地質(zhì)作用形成的相對堅硬、穩(wěn)定的巖石圈部分，是海洋工程結(jié)構(gòu)物（如平臺、管道）重要的承載介質(zhì)。4.P波（縱波）：一種彈性波，其質(zhì)點振動方向與波的傳播方向一致。P波能在固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)介質(zhì)中傳播，是地震波中最先到達(dá)震源記錄站的波。四、簡答題1.簡述選擇海底地震監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行海洋工程結(jié)構(gòu)物安全評估的主要原因。解析：海洋工程結(jié)構(gòu)物（如平臺、管道）長期服役于復(fù)雜的海底環(huán)境中，其安全穩(wěn)定運(yùn)行依賴于對潛在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險的了解。海底地震活動可能直接或間接影響結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。通過海底地震監(jiān)測，可以實時獲取結(jié)構(gòu)物所在區(qū)域的地殼活動信息，及時發(fā)現(xiàn)異常地震事件，評估其對結(jié)構(gòu)物可能造成的沖擊或影響；同時，監(jiān)測數(shù)據(jù)也有助于理解區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造特征，評估地震引發(fā)的海底滑坡、泥石流等次生災(zāi)害的風(fēng)險，為結(jié)構(gòu)物的選址、設(shè)計、施工和長期安全運(yùn)營提供重要的地質(zhì)背景和實時預(yù)警信息。2.簡述影響海底地震監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量的主要因素有哪些。解析：影響海底地震監(jiān)測數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素是多方面的，主要包括：①儀器性能：檢波器的靈敏度、頻帶寬度、噪聲水平，記錄器的動態(tài)范圍和精度等；②環(huán)境噪聲：風(fēng)浪、船舶、海洋哺乳動物等活動產(chǎn)生的噪聲可能淹沒微弱的地震信號；③數(shù)據(jù)處理：濾波、去噪、事件拾取、震相識別等處理方法的選擇和參數(shù)設(shè)置對最終結(jié)果有顯著影響；④震源特性：地震的震級、震源深度、震中距都會影響到達(dá)海底的信號強(qiáng)度和波形；⑤場地效應(yīng)：海底地形、地質(zhì)構(gòu)造（如基巖類型、覆蓋層厚度）會影響地震波在地下的傳播路徑和強(qiáng)度；⑥儀器部署與記錄時長：儀器布設(shè)位置、朝向以及記錄時間長短都會影響數(shù)據(jù)覆蓋范圍和信噪比。3.簡述海底地震儀（OBS）相比于其他地震監(jiān)測方法的主要優(yōu)缺點。解析：優(yōu)點：①高靈敏度與分辨率：OBS直接部署在海底，遠(yuǎn)離地表和近地表的強(qiáng)噪聲源，且布設(shè)密度可控，能提供高信噪比、高分辨率的地殼精細(xì)結(jié)構(gòu)信息；②長期連續(xù)記錄：可進(jìn)行長達(dá)數(shù)月甚至一年的連續(xù)觀測，適合研究地震活動性、構(gòu)造演化等需要長時間序列數(shù)據(jù)的問題；③覆蓋深海區(qū)域：不受陸地或淺海條件的限制，能夠?qū)V闊的深海區(qū)域進(jìn)行有效監(jiān)測；④成本相對可控：對于特定區(qū)域進(jìn)行精細(xì)調(diào)查時，單點OBS的成本可能低于大型地震臺網(wǎng)或船載地震勘探。缺點：①空間局限性：單點觀測只覆蓋儀器所在位置附近的小范圍區(qū)域，覆蓋范圍有限，布設(shè)大量儀器成本高、難度大；②布設(shè)與回收難度：深海環(huán)境復(fù)雜，OBS的布放和回收需要專門的船舶和作業(yè)，技術(shù)要求高，時效性較差；③數(shù)據(jù)傳輸限制：原始數(shù)據(jù)量巨大，水下數(shù)據(jù)傳輸速率低且易受干擾，通常需要壓縮后再傳輸或僅傳輸關(guān)鍵數(shù)據(jù)；④實時性差：數(shù)據(jù)獲取和傳輸周期長，難以實現(xiàn)實時地震監(jiān)測和快速響應(yīng)。五、論述題結(jié)合海洋工程的實際情況，論述海底地震監(jiān)測技術(shù)的重要性及其應(yīng)用前景。解析：海底地震監(jiān)測技術(shù)對于現(xiàn)代海洋工程的發(fā)展至關(guān)重要，其重要性體現(xiàn)在多個方面，并且隨著技術(shù)進(jìn)步，其應(yīng)用前景十分廣闊。重要性方面：首先，海洋工程結(jié)構(gòu)物（如海上平臺、跨海大橋、海底隧道、管道等）通常建在陸地以外、水深條件復(fù)雜的區(qū)域，這些區(qū)域往往是地震活動頻發(fā)地帶。海底地震監(jiān)測能夠?qū)崟r、準(zhǔn)確地獲取結(jié)構(gòu)物所在海域的地震活動信息，為評估地震對結(jié)構(gòu)物可能造成的直接沖擊和破壞風(fēng)險提供關(guān)鍵依據(jù)，是結(jié)構(gòu)物抗震設(shè)防、風(fēng)險管理和應(yīng)急響應(yīng)的基礎(chǔ)。其次，海底地震活動（特別是強(qiáng)震引發(fā)的滑坡、崩塌等）可能直接破壞海底工程設(shè)施，或改變海底地形地貌，危及海底管道、線纜等基礎(chǔ)設(shè)施的安全。因此，對海底地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警，是保障海洋工程設(shè)施長期安全運(yùn)行的重要手段。此外，海底地震監(jiān)測數(shù)據(jù)也是研究海底地質(zhì)構(gòu)造、地殼厚度、板塊運(yùn)動等基礎(chǔ)地質(zhì)科學(xué)問題的重要來源，為海洋工程項目的選址、設(shè)計提供了重要的地質(zhì)背景信息。應(yīng)用前景方面：隨著傳感器技術(shù)、水下通信技術(shù)、數(shù)據(jù)存儲與處理能力的不斷進(jìn)步，海底地震監(jiān)測技術(shù)正朝著更高精度、更高自動化、更高密度和網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。例如，小型化、低功耗、智能化OBS的普及，使得長期、大范圍、高密度的海底地