近日，廈門大學海洋與地球學院、水聲通信與海洋信息技術教育部重點實驗室許肖梅教授團隊在水下噪聲污染防治與海洋哺乳動物聲學保護領域取得重要進展，相關成果以“Controllable acoustic deterrent based on the warning signals generated by nonel detonators”為題發表于Marine Pollution Bulletin。論文提出基于導爆雷管警示信號的可控聲驅趕方法，為保護海洋工程噪聲威脅下的海洋哺乳動物提供了一種安全有效且便捷的新思路。

水下噪聲污染對海洋生態系統的負面影響已成為國際上廣泛關注與研究的問題。港口航道與風電場等海洋工程在施工過程中常會向水體釋放高強度噪聲，極易造成周邊海洋哺乳動物的行為干擾、聽覺損傷乃至死亡。聲學驅趕技術是海洋工程施工中最重要的海洋哺乳動物保護手段之一。然而，該技術現階段存在發射驅趕信號隨機性弱（保護動物易于“習慣性”），以及信號無法適時匹配海洋環境而難以平衡聲學保護與聲學傷害的問題。

針對上述問題，許肖梅教授團隊創新性地將聲驅趕與工程施工緊密結合，針對海洋工程水下爆破場景，提出以水下爆破中的導爆雷管為驅趕聲源對海洋哺乳動物實施保護。通過微小當量導爆雷管的水下爆炸產生脈沖式驅趕信號，驅趕信號受離散參數配置的聲源與海洋環境的隨機變化影響而具有較強的隨機性；通過導爆系統控制聲驅趕與工程爆破間的時間，使保護的海洋哺乳動物有充足時間逃離。在此基礎上，基于水下爆炸聲傳播理論與BELLHOP水聲傳播模型，團隊將聲源參數、施工海域環境參數及被保護動物聽覺特征三者有機結合，構建了一種新型驅趕聲場區間控制模型，仿真研究了同聲傳播下的聲場預測結果，較好地驗證了海上實測結果。依托該模型，通過調整聲源參數可實現對驅趕聲場的“危險區”與“作用區”分布的有效控制。

圖1 驅趕聲場危險區（紅圈）與作用區（綠圈），其中黃圈代表工程噪聲傷害范圍

圖2 可控聲驅趕框架（通過調整聲源參數控制驅趕聲場分布）

許肖梅教授領銜的科研團隊長期致力于水下噪聲污染、海洋生物聲學以及聲學保護技術等領域的研究。該論文第一作者為廈門大學海洋與地球學院博士生黃龍飛，通訊作者為許肖梅教授。該研究獲得國家自然科學基金項目(41976178)的資助。

論文來源

Huang, L., Xu, X., Tao, Y., Wang, R., Zhou, Y., Xiao, F., 2023. Controllable acoustic deterrent based on the warning signals generated by nonel detonators. Mar. Pollut. Bull. 188, 114646. doi: 10.1016/j.marpolbul.2023.114646

論文鏈接

https://authors.elsevier.com/a/1gUlo,asi62J4

供稿：黃龍飛

編輯：蘇穎

審核：劉志宇、唐騰鳳