能源安全的海洋地质灾害研究发展与展望

刘乐军，修宗祥，周庆杰，高珊

（自然资源部第一海洋研究所,山东青岛,266061）

能源是人类文明进步的重要物质基础和动力，攸关国计民生和国家安全。随着世界经济发展和全球气候变化，能源短缺问题和“节能减排”需求日益突出。加快构建现代能源体系，既是实现“碳达峰、碳中和”的内在要求，也是推动实现经济社会高质量发展、保障国家能源安全的重要支撑。

海洋蕴藏着丰富的油气资源、天然气水合物和海洋能（风能、光能、波浪能、潮汐（流）能、温差能和盐差能等），是人类未来重要的能源基地[1]。

实施“坚持陆海统筹，加快建设海洋强国”“构建海洋命运共同体”和“2030碳达峰、2 060碳中和”等计划，大力发展海上风电、海上光伏、海洋能等“无碳”清洁能源，以及深水油气和天然气水合物等新型能源，是新时代优化我国能源结构、提升能源供应安全能力、实现“双碳”目标的重要策略。

中国是世界上海洋地质灾害十分严重的少数几个国家之一[2]，海洋地质灾害具有灾种类型多、发生频率高、分布地域广、灾害损失大的特点[3]。这一方面是我国沿海地处地球上2个最大的自然灾害带——环太平洋带和地中海—喜马拉雅带的交汇处；另一方面是每年平均约有7个台风在我国沿海地区登陆，每年因台风、风暴潮等海洋灾害造成的损失达百亿人民币[4-5]。因而全面掌握我国海洋能源开发区的灾害地质类型和特征，包括分布位置、范围、形态结构和危害对象等，评价其可能造成的风险，对保障海洋能源开发的安全可靠运行具有重要意义。

1 海洋新能源开发面临的地质灾害

已有研究表明[6-8]，我国海洋油气资源区海底地形地貌复杂，地震、活动断裂、海底峡谷、滑坡、浊流、潮流沙脊、沙波（沙丘）、珊瑚礁、麻坑、埋藏古河道（古湖泊）、浅层气和泥火山（底辟）等灾害地质体发育；海上风电开发海域广泛存在海底滑坡、海底浅层气、活动沙丘沙波等各类海洋地质灾害[9]。它们不仅影响海洋新能源开发设施的建造，而且危害新能源工程项目的稳定运行，甚至对这些工程设施——水下井口、油气管道、风电基础和海底输油管道、输电缆线等造成破坏甚至毁灭性伤害，导致巨大的经济损失，引发难以评估的生态环境破坏。

1.1 深水能源开发

几乎已有深水油气开发工程都不同程度地受到地质灾害的影响[10-11]。2010年墨西哥湾英国BP石油公司“深水地平线”钻井平台爆炸事件导致11人死亡，数百万桶原油流入墨西哥湾海域，引发被认为是美国历史上最严重的海洋灾难。

南海深水蕴藏着丰富的油气资源。300 m以深海域，探明的石油地质储量约8.304×109t，天然气地质资源量约7.493×1012m3[12-13]。开发南海深水油气资源对减轻中国石油进口压力，提高经济安全系数有极为重要的意义。然而，南海深水环境恶劣：百年一遇的风浪浪高达12.9 m，与墨西哥湾相当，是西非海域的3倍；南海表面流速和风速接近墨西哥湾的2倍；南海是世界上台风最频繁的地区之一；内波是中国南海所特有的、严重的、频繁的海洋自然灾害[14-15]。同时，南海陆坡海底地质条件复杂多变，浅层气、泥火山、陡坎、沙波沙脊、海底滑坡、浊流和碎屑流等灾害发育，海底沙波沙脊的移动速率可达300 cm/a。南海深水油气开发面临远比近岸浅水海域更为严重的潜在危害[16-18]。荔湾3-1气田和陵水17-3气田成功开采是克服海底峡谷崎岖地形和海底滑坡风险后的结果（图1和图2）。

图1 南海荔湾3-1气田开发区水下采集树和输运管道路由区的海底峡谷和沙波等微地貌Fig.1 Micro-geomorphology (such as submarinecanyonsand sand waves)on the subsea wellhead and tree equipment &pipeline routing area of the Liwan 3-1 gasfield development zone,South China Sea

图2 南海陵水17-3气田所在的琼东南陆坡地貌类型分布与典型地层结构[18]Fig.2 Geomorphic typedistribution and typical stratigraphic structureof qiongdongnan continent slopein Lingshui 17-3 Gas Field,South China Sea

1.2 天然气水合物开发

天然气水合物（俗称“可燃冰”）被誉为21世纪具有商业开发前景的战略资源[19]。2次成功试采都佐证了我国南海北部蕴藏丰富的天然气水合物资源。然而，可燃冰分解将引起沉积物孔压升高，有效应力减小，抗剪强度下降，进而引发海底滑坡[20]。国内外学者研究总结了世界范围内可燃冰分解引起的海底滑坡，以及可燃冰分解引起海底滑坡的机理、实例以及滑坡特征[21-23]。此外，可燃冰分解还可能导致一系列环境问题，如进入海水中的甲烷会影响海洋生态、加剧全球温室效应[24-26]。已有专项研究发现：南海北部陆水合物调查区存在滑坡/滑塌、断层、底辟构造、海底浅层气、活动沙坡沙丘和陆坡峡谷与冲蚀沟槽等海底地质灾害[27-28]。其中神狐水合物区的海底滑坡/滑塌与天然气水合物存在密切的关系（图3），而海底浅层气则与水合物的形成有密切的关系，断层在深部气体向浅层运移方面起到了良好的通道作用。

图3 神狐水合物区地震剖面揭示的滑坡体与似界面反射伴生关系Fig.3 Associated relationship between the landslide and the bottom simulating reflector revealed by theseismic profile in Shenhu gas hydrate area in South China Sea

1.3 海上风电与海上光伏开发

我国海域面积广阔，海上风能、光能资源丰富。5～25 m水深、50 m高度海上风电开发潜力具备2亿kW的开发潜力，5～50 m水深、70 m高度具备5亿kW的开发潜力；另外近岸潮间带、深远海也具备较为丰富的风能资源。其中，领海线至专属经济区的可开发海域面积约60多万km2，资源可开发潜力约20亿kW，约占我国海上风电开发潜力的75%[29-31]。

我国海上风电场区地质背景复杂沉积环境多样、水动力条件多变，随着海上风电场建设数量的增加，遭遇的工程地质问题随之增多。主要有海域地震与活动断层、深厚高灵敏度黏土、特殊岩土体（含气土、钙质砂、全风化花岗岩）以及海洋地质灾害（海洋浅层气、海底滑坡、活动沙丘沙波）四大类。我国黄河三角洲、杭州湾、舟山、广西和海南等近海风电开发区海底滑坡发育，滑坡滑动和堆积作用严重威胁海上风电基础、海底电缆等重要设施，对海上风电工程的建设和运行造成巨大威胁[9]。此外，海底浅层气地层在内应力和外部应力作用下，能产生不均匀沉降、触发滑坡、诱发土体液化，从而导致海上风电基础沉陷、平台倾覆、电缆断裂等灾害事故[32]；海底浅层气在海上钻探、原位测试和基础设施施工作业时易产生喷溢和火灾，严重威胁人员和设施的安全。在广西壮族自治区规划的海上风电场址区中有赋存着沙坡沙丘、潮流沙脊、浅层气、埋藏古河道、古三角洲、潮流三角洲等不利于海上风电建设和施工运维的地质灾害（图4）。海上风电场长期处于风、波浪、潮流等海洋环境动力的共同作用，基础周围容易发生局部冲刷，形成冲刷坑。风机基础冲刷坑的形成不仅降低了海上风机的稳定性，严重的还会导致结构失效、倒塌，造成巨大的经济损失，而且还可能引发一系列的衍生灾害，导致不良的社会影响（图5）。

图5 某海上风电基础扫测发现的冲刷现象Fig.5 An offshore wind power foundation with scouring depth up to 6.7m and a radiusabout 30.2 m Radius

图4广西海上风电规划区赋存的海底地质分布Fig.4 Marinegeohazard distribution map of offshore wind power planning area in Guangxi

2 海洋地质灾害研究发展与现状

海洋地质灾害的研究与沿海国家对海洋的开发建设，特别是海洋油气资源的勘探与开采密切相关。

2.1 国外海洋地质灾害研究发展与现状

自20世纪40年代开始，美国、欧洲等围绕海上平台场址的钻井灾害进行调查研究；70～80年代，海洋油气勘探开发作业水深超过500 m，海洋地质灾害研究也扩展到陆坡，针对海底滑坡、砂土液化等评价方面取得显著进步；90年代海洋油气勘探开发取得巨大进步，作业水深不断刷新，在2002年更是达到3000 m，作业范围也从北海、墨西哥湾等传统地区扩展到西非、巴西，土体失稳和天然气水合物等地质灾害因素成了研究重点[33]。

其中，针对挪威的第二大气田Ormen Lange开展的海洋地质灾害研究应该是最具代表性的（图6），该气田位于世界第一大滑坡Storegga的影响区[34-35]。

图6 位于Storegga 滑坡区的挪威Ormen Lange 气田Fig.6 Norway 's Ormen Lange gas field lies in the Storegga landslide area greater than 9°caused by thelandslide

为评估Ormen Lange气田开发风险，挪威石油天然气公司联合国际多家高校和研究院所，由挪威岩土研究所（Norwegian Geotechnical Institute，NGI）牵头组成地质灾害风险评价项目组，花费10年时间，分区域勘查、机制分析、原位监测、模型构建和数值模拟等阶段，确定了Storegga 滑坡的发生时间，恢复了滑坡发生前的地层结果，准确测定了地层物理力学性质，数值模拟了滑坡过程，预测了滑坡再次发生概率，制定了气田开发方案和输送管道的路由（图7）。这是国际深水油气资源开发与海洋地质灾害调查研究的集大成者和典范[36~41]。

图7 挪威Ormen Lange气田开发项目地质灾害风险评价技术流程Fig.7 Technical flow chart of geological disaster risk assessment for the Ormen Lange gasfield development project in Norway

2.2 国内海洋地质灾害调查研究发展与现状

国内海洋地质灾害的调查研究也是随着20世纪80年代海洋油气的大规模勘探开采发展的，实施了油气远景区的区域工程地质调查以及平台、管道等工程场址调查。自20世纪80年代以来，中科院海洋所、上海海洋地质调查局、原地矿部广州海洋地质调查局、原国家海洋局第一海洋研究所、中国海洋大学等单位先后开展了“南海西部石油开发区区域性工程地质调查”“南海北部地质灾害及海底工程地质条件评价”“1∶20万东海陆架油气勘探区区域工程地质调查”“南黄海123°E以西的浅海及苏北浅滩外缘区域工程地质调查与评价”“辽东湾石油开发区区域工程地质调查”“南海珠江口盆地油气开发区1∶20万海洋工程地质调查”和“莺西、涠洲海域工程地质区域性综合调查”等区域性工程地质与地质灾害调查研究，取得了一系列研究成果[42-47]。

其中，1986—1990年，在联合国开发计划署的资助下，地矿部广州海洋地质调查局完成了9幅1∶20万珠江口盆地的海洋工程地质调查[48]，首次采用了CPT（静力触探）方法开展原位测试。1997—2002年，国家海洋局组织在实施“我国专属经济区和大陆架勘测”重大专项调查中，设置“灾害地质环境调查和评价”专题，完成了除南海北部陆架珠江口盆地之外的其他油气资源（开发）区——南黄海油气资源远景区、东海盆地、北部湾、莺歌海和琼东南的油气资源（开发）区等5个区块的调查与评价。首次采用全覆盖多波束测量和单道地震探测，编制了涵盖整个黄海、东海和南海的1∶200万的黄东海和南海的灾害地质图、1∶100万的各油气资源开发区的海底灾害地质图[6-7,48-50]；基于上述调查与研究，Li等[43]、叶银灿[8]、杜军[51]等建立了我国海洋地质灾害分类体系，提出了灾害地质分区及海底稳定性综合评价方法。

2009年2月我国在南海珠江口盆地白云凹陷“荔湾3-1-2”评价井发现了荔湾3-1天然气田，开启了我国深水油气勘探开发的新篇章，揭开了我国深海海洋灾害地质研究的序幕。在国家重大科技专项的资助下，连续开展了荔湾3-1气田管道路由区和南海北部陆坡深水区（200～1 800 m）的地质灾害风险评估，综合利用了船载和AUV（Autonomous Underwater Vehicle）平台搭载多波速、浅地层和侧扫声呐系统，进行地质灾害识别和圈定，对处于水深600～1 500 m陆坡的土体稳定性进行了重点研究，揭示海底峡谷与峡谷内块体运动—滑坡的相关机制，评估滑坡再发生风险[16,51-55]。

3 海洋新能源对海洋地质灾害研究的新需求和挑战

基于近30年的调查研究，我国已经颁布实施了《海洋调查规范第11分册海洋工程地质》[56]《海底电缆管道路由勘察规范》[57]和《海上平台场址工程地质勘察规范》[58]等标准，主要适用于近海石油平台、海底管道和通信光缆等点状或线状的工程场址的勘察和地质灾害评价。然而，这些正在执行或实施的规范和标准已无法满足深水油气、天然气水合物、海上风电和海上光伏等新能源开发的需要，急需新技术、新方法和新标准，以降低新能源开发的海洋地质灾害风险。

3.1 深水油气开发的需求和挑战

美国海洋能源管理局(The Bureau of Ocean Energy Management,BOEM)和美国安全与环境执法局(the Bureau of Safety and Environmental Enforcement,BSEE)定义的“深水”，是指水深超过300 m（1 000英尺）的海域。深水区域特殊的自然环境和复杂的油气储藏条件决定了深水油气勘探开发具有高投入、高回报、高技术和高风险的特点。

首先，深海是迄今为止人类知之最少的“科学盲区”。深水地形地貌、地质环境、动力特征和工程地质条件复杂多变，海底滑坡、浊流、浅层气和底辟等地质灾害类型多、规模大；深水区等深流、潮成内波、内孤立波、中尺度涡旋等非线性动力与剧烈变化的海底地形共同作用，不仅塑造了海底峡谷、冲蚀沟槽等地貌体，也扰乱了正常的沉积作用过程，使地层连续性差，沉积物物理力学性质差异性高。这在上述挪威深水气田和我国南海荔湾3-1气田和陵水17-3气田等开发过程中已有明显体现。随着全球变暖、海面上升，台风、热带风暴、内孤立波和复杂洋流等灾害性事件发生频率的逐渐增加和规模的逐渐增大，各种地质灾害严重影响着深水工程建设和运维。2010年4月20日，“深水地平线”钻井平台在墨西哥湾的爆炸事件，使人们更加意识到开发深水油气资源的风险，以及对地质灾害的发生机制认识和理解的重要性。

其次，深水地质灾害机制更加复杂，涉及区域更大。海底地质灾害致灾因子相互关联，且可能是多种致灾因子叠加引起，甚至一种海底地质灾害又常常伴随一系列次生灾害的发生，形成一个连锁性很强的灾害链。深水地质灾害的规模和影响范围远远超出陆地和近海，一次大型浊流的沉积物搬运量甚至超过了全球所有河流一年入海沉积物的总和（表1）[59]。再次，深水区开发工程采用张力腿平台、水下生产系统、浮体锚固等新型深水基础（图8）。深水新型工程构筑物基础的改变，对工程勘察的勘察范围、内容和形式提出新的需求。

表1 世界主要海底滑坡分布统计Table 1 Statistics of major submarine landslidesdistribution of the world

图8 深水油气开发工程设施Fig.8 Deepwater oil and gas development engineering facilities

最后，随着水深加深，浅水勘察方法失去了工程设计和地质灾害探测所需的（水平的和垂向的）分辨率。船载地球物理勘察设备，如船载多波束、表面拖曳式侧扫声呐、船载浅地层剖面等设备，随着发射和接收声波的距离增加能量衰减迅速，导致地形地貌的分辨率、精度和地层探测深度都大为降低，以至于无法满足深水油气构筑物工程设计和施工的需要。因此，以AUV/ROV或深拖等作业平台，搭载多波束、侧扫声呐和浅地层等设备在距离海床40～80 m的位置进行海底地形地貌和浅地层的高分辨勘察（精度优于1 m）成为深水工程勘察独特的技术手段。

3.2 海上风电与海上光伏开发的新挑战

海上风电与海上光伏等新能源开发采用的是集约连片式的区域性用海，与传统的油气平台的点状或海底管道缆线的线状用海方式完全不同。对这种新型用海方式，海洋工程勘察相关的现行国家或行业标准和规范尚无法覆盖。

因海上风电与海上光伏等工程场址区面积约为10 km2，甚至更大；远远大于近海油气平台开发场址的1 km2，所以需要勘察的范围和遭遇不同地质灾害类型的风险也随之增加。首先，场址区内的地层承载力、底质抗冲刷力和稳定性的各向异性会随着场址面积的增加而显著增大；其次，场址区不同位置的动力特征（风、浪、流的方向和速率）也呈现出明显的空间差异；再次，随之场址面积的增大，遭遇不同类型不同因素地质灾害——表层的冲淤灾害、海底地层中的浅层气、古河道与古湖泊等地层不均一性等的风险也随之加剧。此外，海洋风电与海上光伏等采用的基础方式有些类似海洋石油平台的群桩效应，是否引发区域性冲淤，还需要运维期的长期监测来确定。目前还没有成熟的方法，来准确预测场址区的冲淤状态，以及随后的次生灾害或衍生灾害。

因此，需要新的区域性调查、勘察或监测的新方法，在时间和经济成本许可范围内，尽最大可能地、高效快速地获取连片工程场址区的工程地质参数、掌握地质灾害类型分布位置与范围、活动特征和演化趋势，建立足够空间分辨率的综合地质模型（Ground Model），为工程结构物设计、地基稳定性评价、基础冲淤评估提供足够的参数和图件支撑。

此外，海上风电与海上光伏等采用的基础方式有些类似群桩效应，是否会发生区域性冲淤，需要随着运维期的监测来确定，目前还没有成熟的方法来准确预测场址区的冲淤状态，以及随后的次生或衍生灾害。

4 海洋地质灾害研究的最新进展

4.1 国际海洋地质灾害计划

世界各国新近制定的海洋战略研究都将灾害研究列入“优先领域”。美国2007年1月26日发布的“绘制美国未来十年海洋科学发展路线——海洋科学研究优先领域和实施战略”报告中将“提高对自然灾害的恢复能力”列为研究主题和优先研究领域，其内容包括“了解自然灾害事件的发生、发展机理，提高预测危害灾害事件的能力；发展多种灾害评估，支持发展减轻灾害的模型、政策和战略，等”。英国“2025海洋研究计划（Oceans 2025）”中确定的10个主题的建设内容中即包括“大陆边缘和深海”“下一代海洋预测”，包含了海洋灾害预测。我国《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006—2020年）中重要领域及其优先主题的公共安全内容包含了“重大自然灾害监测与防御”[60-61]。

4.2 地质灾害勘察研究新技术

海洋新能源开发及地质灾害研究的发展带动了几乎全新的现场勘测工具或手段，如三维勘探地震反演、自动潜水器（Autonomous Underwater Vehicle，AUV）/遥控潜水器（Remotely Operated Vehicle,ROV）/深拖、原位探测、深水钻探取样等技术、方法和仪器设备的研发和创新。同时，提出了基于“面向过程”和“概率风险”等新方法和新理论。随着新技术、新理论的发展，提供了认识地质灾害特征、揭示其破坏模式、预测其破坏结果和它们发生的可能性（风险）的工具和手段，证明人类有能力克服复杂的深水地质环境，准确评估地质灾害风险，保证了深水油气资源开发投资的实现。

1）数据获取技术的发展。随着AUV和ROV等近海底作业平台的发展，将侧扫声呐、多波束、浅地层等声学探测设备和光学探测系统部署在近3 000 m的海底，从而获得空间分辨率优于2 m的海底数据集；新型高分辨率多波束声呐和短距离偏移三维地震技术可高效得到几乎全覆盖整个海床和浅表层的形态数据，水平分辨率优于5 m，垂直分辨率以米为单位或更小；三维勘探地震数据、多波束后向散射强度数据等的再处理，不仅高效而经济地获得了区域高分辨率和甚高分辨率水深地形信息，还解决了深水地质灾害影响时空尺度范围大的难题。

2）数据处理可视化技术。上述新技术产生的以TB计的数据集对数据建模和可视化提出需求，Fledermaus等交互式三维可视化工具，可利用这些高分辨率的海量数据集，以人类视觉系统的方式量化区域形态和微细地貌特征，为识别各类地质灾害，定量评估地质灾害风险，从而降低深水地质灾害危险，为成功开发深水油气资源树立信息。这种新型数据可视化技术，将各种海量的、多源多期多类型数据——不同比例尺、制造年期、类型（网格化矢量或者栅格图像文件）、不同品质和多分量空间数据集，在保持每个数据集各自固有分辨率等级的情况下进行数据融合或整合；再通过彩色绘制、覆盖、纹理映射和太阳照明，以自然外观和易于解释量化的三维图像展示。带有cm-mm标度分辨率的视频图像，可以嵌合和纹理映射到米级分辨率或更低低的水深地形数据上，以便以极高分辨率查看在区域形态环境内的局部场地特征；多波束的背向散射数据（Back Scan）或勘探地震首波振幅强度数据也可以覆盖在水深地形数据上，使得海底表层沉积物属性与其形态特征可以直接进行整合应用，从而可使用背向散射角关系来确定浅表层沉积物中的气体含量；地层数据也可包含在三维场景中，从而使地质专家以简单直觉(但定量)的方式认识场址区地层结构和属性同海床形态特征之间的关系。基于这些新型数据可视化软件提供的功能——数据查询、地物面积与体积量算、地形坡度或梯度参数输出，可准确圈定各类地质灾害因素分布位置、范围，全面掌握其内部形状和接触关系，既把地质灾害机制研究和风险评价向前推进一大步，又为成功实施深水工程安装就位提供支撑。

3）现场原位测试和监测技术。以细粒欠固结的软黏土沉积为主，且具有低强度、高含水量、高触变、高灵敏度和应变软化等特性。CPTU（Cone Penetration Testing Piezocones）、PROD和Mebo200等原位测试和取样设备，配合适用于深水软黏土T-bar、Ball-bar等原位测试探头，避免了对样品的扰动，可准确测试深水浅表层土的物理力学性质，为地质灾害力学计算和数值模拟计算提供所需的土质参数；安装在1 000 m水深100 m地层中的孔隙水压力原位监测系统可实现1 a的连续监测，为评估地震、浅层气或天然气水合物释放造成地层中孔隙水压力变化提供了实用工具。此外，钻孔地球物理录井是对海面拖带地震技术的一个必要补充，它能获得直接的地质灾害证据，例如对于天然气水合物的中子/伽马密度测井、对于大块岩石区的声波测试和对于鉴别浅层流体的电导率测试等。钻孔的地球物理录井（特别是密度和声波录井）为地震剖面资料和钻孔资料的准确结合提供了方法。

4）数据挖掘技术。基于三维地震的海底峰值振幅与MSCL（Multi-Sensor Core Logginger）测量的岩芯阻抗之间的关系加上钻探取样/原位测试数据共同搭起了地层物理力学测试点的桥梁，可以推测出区域不同土层土体强度参数，进而将多波束海底坡度、三维地震资料和土体强度数据输入无限边坡稳定分析中，又可以确定陡坡松软沉积物的潜在不稳定区域。

5）三维地质模型构建技术发展。随着与上述技术发展同时发生的计算机处理能力的进步，推动了三维可视化地质模型构建工具的持续发展。将多源各类参数、多比例数据集以大地坐标系为参照系，进行数据整合，构建三维可视化地质模型；使得海底地形地貌、地层结构等形态和属性数据以自然、直观的方式展示出来。还可利用其提供的一系列分析工具，进行深水地质地质过程分析和定量评估地质灾害危险性和风险。

5 我国海洋地质灾害研究展望

随着2013年南海北部陆坡荔湾LW3-1气田（水深1 580 m）的成功开发和天然气水合物的2次试采成功，我国深水工程勘察也取得了令人瞩目的进步[62-64]，不仅极大地推动了我国深水探测技术的发展，在深海保真采样系统、深海可视采样系统、原位探测技术等方面均得到了长足的发展。然而，还是应该清醒地认识到，我国深水地质勘察技术和研究与国际先进水平相比还有不小的差距。

我国深水钻探取样和现场原位测试等技术与国际先进水平的差距较大。尤其在坐底式静力触探设备和测试探头等方面；在＞400 m的深水原位测试作业，几乎都委托国外执行；与我国大面积的深水区相比，当前积累的深水沉积物物理力学参数数据是非常有限的。这极大地限制了我国深水工程地质探测能力，进而阻碍了深水地质灾害成因机制的研究水平，如深水地震振幅强度—沉积物波阻抗—沉积物物理力学指标的相关性、静力触探结果与室内测试结果的相互对比等。

深水工程勘探是伴随着油气、天然气水合物、铁锰结核与热液硫化物等矿产资源、生物和空间等深水资源的勘探开发而发展起来的。随着开发深水资源成为国家海洋强国建设的重要战略，开展深水工程勘察与地质灾害风险评价等也必须同步发展，为深水资源勘探和开发保驾护航。

遵照“夯实基础、构建能力、重点突破”的原则，按照“问题引导、需求导向“，基于”“面向过程”理论，开展深水地质灾害研究，从而逐步提升我国深水工程勘察技术和理论水平。

1）首先是打好研究地质和环境等的数据基础。我国已实施过多次海域综合调查，累积了大量不同时代、不同分辨率、不同类型——地形、地貌、沉积物、重力、工程地质和构造等的数据集；整合和同化这些数据，构建国家海洋多源多期数据集；在区域性多波束数据和三维地震首波时程等数据支持下，编制区域新能源开发区及其邻近海域的高分辨海底形态图，以此为基础识别地质灾害，甄选海底滑坡、浊流多发区域，摸清深水地质灾害的类型和分布，编制地质灾害图，显示新能源开发区内的各类海底地质灾害分布位置与范围，以及与危险性事件重现有关的时间间隔和危害性等级；建立海底滑坡编录，为开展深入研究奠定基础。

2）构建能力，即构建新能源开发所需要的地质灾害调查研究能力。虽然我国在海洋勘察技术和工具已经取得不错的进步。但需加快步伐去改善，以减少地质灾害评估的不确定性。这些能力包括以下几个部分。

触发地质灾害的内动力与外动力的监测：基于海底地震仪（Ocean Bottom Seismometer，OBS）、海底水动力观测潜标、地层中压力/应变监测传感器、新型海水电池、水下接驳器和光纤传输等技术，研制适用于深水可长期布放于海底的观测系统和观测网络，攻克高精度网络化综合观测系统设计布设的技术堡垒，搭建起海底地震（海啸）监测网、深水环境动力监测网，获取海洋基本要素变化的观测数据，分析时空动态变化规律及影响因素，挖掘出地震动和底层水动力等内外动力，与沉积物运移、地层沉降和地层内孔隙水压力变化等过程或指标之间的作用机制，为构建区域地质模型和地质灾害数据模拟提供数据支撑。

深水地球物理勘察能力：AUV已在国际深水油气开发工程，以及马航MH370航班搜救事件中得到广泛应用，成为深水地质灾害和工程勘察的必备和首选工具。我国在“863”和“国家重点研发专项”等项目资助下，开展了AUV技术攻关和研制，在系统集成、控制和水下声学定位等方面取得了成功，仍需加快技术攻关的步伐，自主建造深水作业级AUV，使之在我国管辖深水海域和国际深水工程区大显身手。使多波束相干声呐、合成孔径声呐以及相控参量阵声呐等海底声学探测系统设备和技术在精度、稳定性等方面具备国际先进水平。

地质取样和岩土工程原位测试能力：深水钻探/原位探测（in-situ tesing）作业船、钻机与钻具和原位探测系统与探头、地球物理测井等能力是深水岩土性质勘察和获取测试用长岩芯样品的关键。我国自主建造的海洋石油708船已完成1710 m水深的100 m岩芯钻探取样，开创了我国深水地质钻探取样的先河。引进的“坐底式”静力触探设备能够完成3 000 m以浅水域40 m深度的原位测试，但是测试用探头的标定和检验等技术亟待攻克。原位测试结果、地球物理测井结果和试验测试结果的相关性和一致性等研究急需开展。

海量数据三维可视化能力：开发高效处理和显示三维数据的软件系统，以新的海底形态学透视方法展示区域地形、地层和地质灾害的分布与微观结构，以及地层物质组成和物理力学指标等。以此为基础编制质地质灾害图，显示新能源开发区域中地质灾害分布特征，并且描绘地质灾害重现期及危害量级。

3）重点突破，即针对我国新能源开发重点区块，重点开展危害性严重的滑坡、重力流和底流冲蚀等灾害的研究。我国深水油气重点开采区块——荔湾、流花和陵水等皆位于南海北部陆坡区，而该区域海底峡谷、沙波沙波纹和侵蚀沟槽等地貌发育，且峡谷区地形坡降大，南海北部频繁的地震活动是激发滑坡，引发浊流的主要因素。同时，系统研究南海滑坡、重力流和底流冲蚀等的形成地质过程和沉积结果，也有助于深水沉积环境、沉积物“源—汇”以及海面变化等气候环境研究。