[发明专利]基于灯泡内爆的海洋哺乳动物声学驱赶保护方法有效

专利信息
申请号: 202210879691.1 申请日: 2022-07-25
公开(公告)号: CN115005195B 公开(公告)日: 2023-03-31
发明(设计)人: 黄龙飞;许肖梅;王荣鑫;陶毅 申请(专利权)人: 厦门大学
主分类号: A01M29/16 分类号: A01M29/16
代理公司: 厦门南强之路专利事务所(普通合伙) 35200 代理人: 马应森
地址: 361005 福建*** 国省代码: 福建;35
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摘要:
搜索关键词: 基于 灯泡 海洋 哺乳动物 声学 驱赶 保护 方法
【说明书】:

基于灯泡内爆的海洋哺乳动物声学驱赶保护方法,涉及海洋工程施工中的海洋哺乳动物声学保护。1)以普通白炽灯泡作为驱赶声源,根据海洋工程施工类型确定白炽灯泡的数量;2)根据被保护动物活跃深度和施工海域声速剖面确定驱赶声源布放深度;3)将白炽灯泡安装于内爆声源击发装置并布放至水下;4)提升牵引小绳击发灯泡,通过灯泡水下内爆产生的脉冲信号警示海洋哺乳动物远离海洋工程施工危险区域,驱赶被保护动物。利用普通白炽灯泡为驱赶声源,具备成本低、操作便捷、安全性高、适用范围广及驱赶信号强随机等优势于一体,可用于各类海洋工程施工中的海洋哺乳动物保护。

技术领域

发明涉及海洋哺乳动物声学保护,具体是涉及海洋工程施工中利用声学驱赶方式阻止海洋哺乳动物进入海洋工程施工中心危险海域,使其免受海洋工程施工噪声伤害的一种基于灯泡内爆的海洋哺乳动物声学驱赶保护方法。

背景技术

随着全球海洋经济的蓬勃发展,海洋工程建设事业方兴未艾,诸如钻孔、清淤、海上打桩及水下爆破等海洋工程在海上风电场和港口航道建设、海底隧道和海上桥梁铺建,以及海洋矿产和石油资源开发中发挥重要的作用。然而,这些工程在施工期间产生的噪声往往将对周边海域声环境施加显著的负面影响。海洋环境中,光和电磁波的衰减十分之快。与之相比,水下声波的衰减则较为缓慢,传播能力显著优于光信号及电磁信号。而历尽长期演变,绝大多数海洋哺乳动物已高度依赖声信号进行信息的交流与获取,例如,齿鲸类海洋哺乳动物会通过发达的声纳系统进行水下目标的探测与识别。因此,通过声音进行信息传输与交流的海洋哺乳动物对水下声环境变化十分敏感。然而,众多海洋哺乳动物,例如中国一级保护物种——中华白海豚,其栖息、活动及捕食等活动通常于沿岸水域进行,与海洋工程海域往往存在较大的重叠。显然,海洋工程施工噪声引起的水下声环境变化将对海洋哺乳动物产生重大影响,如掩蔽动物个体交流、干扰动物捕食等现象时有发生,而以水下爆破和海上打桩等为代表的施工噪声更是存在对动物极大的致伤、致亡风险。因此,开展海洋工程施工噪声威胁下的海洋哺乳动物保护技术研究具有重要的科学意义,在实践中也具备突出的实用价值。

声学驱赶方法是海洋工程噪声减缓技术研究的热点,该方法利用令动物感到厌恶或警觉的声刺激信号将其驱离施工危险海域而达到保护目的。目前,海洋工程中已有的声学驱赶保护手段主要有声墙驱赶、噪音驱赶及声学驱赶设备驱赶。声墙驱赶指通过敲击布置于船只上的竹竿或钢管制造水下声信号驱赶动物,在港珠澳大桥及厦门航道建设等海洋工程施工中得到应用。但是受人为因素影响,该方法的驱赶作用范围并不可控且极为有限。另外,驱赶时需要多艘船只共同操作进行,较为耗费时间与人力;噪音驱赶指通过驾驶船只或使用空压机、警示铃设备等制造令动物厌烦的噪音而促使动物离开施工海域。此方法在实际应用中同样面临驱赶作用范围有限,难以对动物形成有效保护的问题。另外,面对此类重复、单调的声信号刺激,动物极易熟知而不再产生回避驱赶声源的行为(习惯化);声学驱赶设备通过换能器向周围水体辐射电子合成的声信号驱赶动物,最初源于海洋渔业中的海豹及小型鲸类驱赶,而后开始应用于海洋工程中。相较前两种方法,该手段较为方便且经济。不过,由于驱赶信号通过程序生成,难以做到真正的随机化,这导致目标动物的习惯化问题较为突出,一些声驱设备的驱赶信号甚至会成为“开饭铃声”,吸引动物前往危险海域觅食。此外,声学驱赶设备多针对海洋渔业需求设计,在海洋工程应用中或驱赶作用范围有限,难以满足海上打桩和水下爆破等高强度施工噪声的保护需求。或驱赶作用范围过大,反而造成对动物的额外伤害。

与此同时,现有声学驱赶手段往往未根据驱赶保护动物的活跃深度及海域声速剖面科学设计驱赶声源布放深度,或直接布放于水深一半位置,如声学驱赶设备驱赶;或受限于布放条件,直接布放于水面以下较浅位置,如声墙驱赶。未经规划的声传播路径导致驱赶信号的作用范围有限,往往很难被动物有效接收,致使驱赶效果存在很大未知性。

总结而言,现阶段尚无一种声学驱赶技术手段可以集驱赶便捷性、驱赶信号强随机性及驱赶作用范围可控性于一体,对不同海洋工程施工类型下的海洋哺乳动物进行安全有效的驱赶保护。

发明内容

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