一种预测水下滑坡的新方法可能会提高海上设施的韧性。
在海洋风电场、油气平台和其他海上设施下，存在着庞大的水下结构网络，包括管道、锚、提升管和电缆，这些都是利用能源的关键。但是，和陆地结构一样，这些海底建设也容易受到自然事件的影响，如水下滑坡，这可能会影响海下设施的生产力。
德克萨斯农工大学的研究人员现在可能能够利用水下场地特征数据准确预测海洋滑坡的发生。
“威胁陆上和海上设施的主要事件之一是滑坡：它们可以完全摧毁所有这些设施，”土木与环境工程系副教授泽农·梅迪纳-塞蒂纳说。“我们在论文中展示了，需要来自多个学科的信息以正确的顺序来更好地理解任何地方和时间滑坡发生的概率。”
在任何海上项目开始之前，例如油气作业或风电场，一个团队会收集关于海床、海床下及环境条件的信息。此场地特征有助于减轻潜在的地质危险，并为海上结构的设计、建造和安装提供信息。该过程涉及多名人员的协作，包括地球物理学家、地理信息技术专家、岩土工程师和地质学家。梅迪纳-塞蒂纳的模型校准方法利用场地特征信息来预测水下滑坡的发生。
我的工作是确保在任何地质危险条件下，这些海上结构都是安全的，并将保持在设计的位置。
尽管需要不同专业 personnel 的数据来讲述海下地面的故事，但他们执行场地特征任务的顺序非常重要。如果因预算或时间限制而违反此顺序，可能会导致滑坡预测的不确定性。
“从地球物理学家开始，然后引入地质学家，再让地理信息组与岩土工程师合作，这一点非常重要，”梅迪纳-塞蒂纳说。“以此作类比，想象我需要训练一个婴儿走路，同时教会他如何跑。这会更加困难，对吧？使用证据的系统顺序可以确保滑坡模型通过学习产生的数据更好地校准。”
研究人员指出，资助海上项目的公司在不信心于水下土木基础设施设计能够抵御地质危险时通常会亏损。因此，梅迪纳-塞蒂纳及其团队的模型校准方法使用一种称为贝叶斯统计的概率方法，以最大化场地调查数据中所产生的信息。他们证明，这种方法提高了滑坡模型在预测时的准确性和信心。
“我的工作是确保在任何地质危险条件下，这些海上结构都是安全的，并将保持在设计的位置，”梅迪纳-塞蒂纳说。“我们想要表达的是，进行这些场地调查的顺序以及如何整合这些数据以训练滑坡模型是重要的，这样你就可以对潜在水下滑坡的发生更有信心。”
本研究的其他贡献者包括来自 Geosyntec Consultants, Inc 的帕特里夏·瓦雷拉和德克萨斯农工大学土木与环境工程系的学生比利·赫尔纳万。
本研究由美国能源安全研究合作伙伴关系和 PLENUM Soft 资助。
