《水下噪声》课件

水下噪声欢迎参加关于水下噪声的深入探讨本次演讲将揭示海洋中隐藏的声音世界，探索其对海洋生态的影响，以及我们如何应对这一挑战目录水下噪声概述噪声来源与影响监测与建模治理措施与政策水下噪声的定义人为噪声自然噪声由人类活动产生的声音，如船舶由自然现象产生的声音，如海浪、海洋工程等、风声、海洋生物等频率范围通常在10Hz到200kHz之间，覆盖多种海洋生物的听觉范围水下噪声的产生原因船舶活动海洋工程各类船只的发动机、螺旋桨等产生的噪声海上钻井、风电场建设等产生的噪声生物活动自然环境海洋生物如鲸类、虾类等发出的声音海浪、风暴、地震等自然现象产生的噪声船舶噪声主要来源影响因素•螺旋桨空化•船舶大小•发动机振动•航行速度•船体与水的摩擦•装载情况海洋工程噪声勘探阶段1使用声波探测设备，产生高强度脉冲声施工阶段2打桩、钻井等活动产生持续性强噪声运营阶段3海上平台、风机等设备运行产生长期低频噪声生物噪声自然环境噪声海浪产生持续的背景噪声，频率范围广降雨雨滴撞击水面产生高频噪声地震海底地震活动产生低频强噪声冰山极地地区冰山移动和碰撞产生独特噪声水下噪声对海洋生物的影响行为改变1通讯干扰2听力损伤3生理应激4栖息地丧失5水生动物的听觉特点广泛的听觉范围声波定位能力从低频到超声波，不同物种有不同特点某些物种如海豚可利用声波进行导航和捕食远距离通讯敏感的声音感知大型鲸类可通过低频声音进行数百公里的通讯许多鱼类通过侧线感知水中的声波变化水下噪声对海洋哺乳动物的影响听力损伤行为改变长期暴露于强噪声可能导致暂时或永久性听力损失噪声可能导致迁徙路线改变、摄食行为减少通讯干扰搁浅风险人为噪声可能掩盖重要的社交和繁殖信号强烈噪声可能导致鲸类失去方向感，增加搁浅风险水下噪声对鱼类的影响听力损伤1强噪声可能损坏鱼类的听觉器官生理应激2噪声可能导致鱼类应激反应，影响生长和繁殖行为改变3噪声可能改变鱼类的游动模式和觅食行为种群分布4长期噪声可能导致鱼类种群分布发生变化水下噪声对海洋无脊椎动物的影响甲壳类头足类珊瑚虫棘皮动物噪声可能影响蟹类和虾类的生噪声可能干扰章鱼和鱿鱼的捕噪声可能影响珊瑚的幼体定居噪声可能影响海胆和海星的生长和蜕壳食行为和生长理功能水下噪声对海洋生态系统的影响个体水平1影响单个生物的生理和行为种群水平2改变种群分布和数量群落水平3影响物种间的相互作用生态系统水平4改变整个生态系统的结构和功能水下噪声监测监测目的监测挑战•评估噪声污染程度•海洋环境复杂多变•识别主要噪声源•设备需长期水下工作•研究噪声传播特性•数据量大，处理复杂•为政策制定提供依据•噪声源识别困难水下噪声监测的主要方法固定站点监测移动平台监测12在关键区域设置长期监测站，连续采集数据利用船只或无人艇进行大范围巡航监测声学浮标阵列水下机器人监测34布设多个同步监测浮标，实现声源定位使用AUV或ROV进行灵活机动的监测水下噪声监测设备水下噪声源强及指标噪声源频率范围典型声压级大型商船10-1000Hz180-190dB re1μPa@1m海上风机50-500Hz150-180dB re1μPa@1m地震勘探10-300Hz220-260dB re1μPa@1m军用声纳100-500Hz200-235dB re1μPa@1m水下噪声建模方法射线声学法适用于高频声波，计算效率高正态模态法适用于低频声波，考虑水平分层结构抛物线方程法适用于中频声波，可处理水平变化环境有限元法适用于复杂环境，但计算量大水下噪声预测模型传播损失模型环境噪声模型考虑几何扩散、吸收衰减等因素综合考虑各种噪声源，预测特定，预测声波传播过程中的能量损海域的背景噪声水平失累积影响模型生物影响模型评估多个噪声源共同作用下的总预测不同噪声水平对海洋生物的体噪声水平潜在影响水下噪声治理措施源头控制1传播途径控制2接收端保护3管理措施4监测评估5船舶噪声治理螺旋桨优化发动机隔振改进螺旋桨设计，减少空化噪声采用先进的隔振系统，减少机械噪声传播船体声学处理航速管理使用吸声材料和减振结构，降低船体辐射噪声在敏感海域降低航速，减少噪声排放海洋工程噪声治理气泡幕技术静力压桩在施工区域周围布设气泡幕，吸收和散射声波替代传统冲击打桩，大幅降低施工噪声声学警告设备时间管理在施工前使用声学驱散装置，避免海洋生物进入危险区域避开海洋生物繁殖季节进行高噪声作业水下噪声污染控制标准国家/组织适用范围限值要求美国海洋哺乳动物120-180dB re1μPa欧盟海洋生态系统不超过背景10dB澳大利亚鲸类保护160dB re1μPa@1kmIMO商船噪声建议值，非强制国际上水下噪声污染治理的政策与法规2008年1欧盟发布《海洋战略框架指令》，将水下噪声列为海洋环境质量指标之一2014年2IMO发布《商船水下辐射噪声减少指南》，提供自愿性建议2019年3联合国可持续发展目标

14.1将减少海洋污染（包括噪声）列为全球目标国内水下噪声污染治理的政策与法规研究阶段相关法律我国水下噪声污染防治工作仍处于起步阶段，尚未制定专门《海洋环境保护法》《渔业法》等法律对海洋生态环境保护的法规有原则性规定技术规范未来展望已发布部分行业标准，如海上风电场噪声评价导则等正在加快水下噪声污染防治的立法和标准制定工作水下噪声治理技术发展趋势智能化利用AI优化噪声控制策略精准化开发高精度噪声源定位技术集成化多种减噪技术协同应用生态友好开发对海洋生态系统影响最小的减噪方案水下噪声防控的关键技术声学隐身主动降噪开发新型声学超材料，实现水下目标的声学隐利用反相位声波抵消原有噪声，适用于低频噪身声控制声学超材料仿生设计设计特殊结构材料，实现声波的定向传播或吸借鉴海洋生物的静音特性，优化水下装备设计收水下噪声防控的应用案例总结问题严重性多方合作12水下噪声污染对海洋生态系统需要政府、企业、科研机构共造成广泛影响，亟需重视同努力，制定和实施有效的防控措施技术创新长期监测34持续开发新型噪声控制技术，建立长期监测网络，评估防控提高防控效果措施的有效性讨论与交流问题1问题2您所在行业或领域是否面临水下您认为在水下噪声防控中，最具噪声污染问题？如何应对？挑战性的问题是什么？问题3问题4如何平衡经济发展与海洋生态保您对未来水下噪声防控技术的发护的关系？展有何期待？。