据丹麦广播电视台报道，“北溪-1”天然气管道27日在两个地方发生泄漏，两处泄漏都发生在博恩霍尔姆岛东北部，一处在丹麦境内，另一处在瑞典境内。26日，“北溪-2”天然气管道也发生泄漏，泄漏点也位于博恩霍尔姆岛附近。丹麦能源署确认，在“北溪-1”和“北溪-2”天然气管道中共检测到3处泄漏。援引瑞典地震学家比约恩·伦德的话说，爆炸分别发生在格林尼治时间26日0时03分和17时04分，其中一次相当于2.3级的地震。两条管道，同时三处爆炸，显而易见，这绝非偶然，而是有明显的人为因素。
当地时间10月4日，挪威广播电视公司报道称，从罗弗敦亨宁斯韦尔到斯沃尔韦尔之间的海底电缆出现问题发生断裂。断裂发生在亨宁斯韦尔以东500米处。目前修复电缆的工作正在进行中，这将需要几天到一周的时间。挪威罗福克拉夫特电力公司表示尚不清楚事故原因。
海底电缆在全球化时代非常重要，属于全球化和全球通信的基石。目前全球500多条重要的海底电缆，全长达到了百万公里，承担了各大洲之间的互联网和通信连接，承担了世界上95%以上的数据通信任务。
全球超过97%的互联网流量依赖海底电缆，可以说海底电缆关乎几乎每一个人的日常生活。根据Tele Geography统计数据，全球海底电缆上岸站点密集区域共有五处，即美国东海岸地区、欧洲地区、阿拉伯海地区、东南亚地区和中日韩地区，并且目前美国控制的区域较多。
海底电缆可能与普通人距离很遥远，但是却与每个普通人的生活息息相关。海底电缆一旦遭遇破坏，给全球造成的损失是非常巨大的，甚至是可能是颠覆性损失。一旦打开潘多拉魔盒，其他的全球基础设施就都有可能遭遇袭击破坏的风险。在当前局势紧张的背景下，任何一个意外事件都会引发人们担忧。挪威海域的海底电缆就发生了断裂，尽管原因不明，但还是引起了外界的担忧。一旦形成破窗效应，那么将是非常可怕的。
海底管线铺设的作用与意义
海底管线就是铺设在海底的管道和缆线（光缆、电缆），有埋设在海底下面的，也有敷设在海底表面的。海底管线先是从电报电缆发展起来的，1866年跨大西洋海底电缆(The Atlantic Cable)铺设成功，实现了欧美大陆之间跨大西洋的电报通讯。时至今日，随着社会经济和科技发展，海底管线的种类越来越多。
按照用途，海底管道可以简单地分为输油管道、输气管道、输水管道等；海底缆线主要有通信光缆、输电电缆、通信电缆等。按照材质或结构划分：海底管道可以分为钢质管道、水泥管道、化工合成管道，如PPR管等；海底缆线又有光缆、充油电缆、纸绝缘电缆等。
海底管线与我们的日常生活越来越密切。如没有海底光缆，就无法支持全球性的互联网，我们就不能潇洒自如地上网、打电话，……；而海底输气管（液化天然气LNG管道、液化石油气LPG管道）、海底输油管道等，其断裂或泄漏可能导致严重的海洋环境污染，……
实际上，海底光缆的诞生时间并不算长。世界上第一条海底光缆，是1988年建好的，连通欧洲和美国，全长6700公里。这条光缆含有3对光纤，每对的传输速率为280Mb/s。相对应的海底电缆，其诞生时间就很悠久了。1850年英国和法国之间铺设了世界第一条海底电缆，到今天已经172年过去了，比电话的发明还早。
一百多年以来，人类经历了三次工业革命。在信息技术时代，已经完全无法离开数据和数据通信。目前来看，按重要性、影响国家数量、规模范围等几个因素综合来说，海底最重要的人类设施，莫过于规模宏大的光缆网络。据报道，目前全球海底的光缆总量约有460多条，这些光缆加在一起，总长度至少约有1,300,000公里；可能大家对这个数字没有什么感觉，换句话说，这个光缆长底可以环绕地球30多圈。而据查，美国的谷歌公司，现在直接投资了大约10万公里长的海底光缆，这相当于全球海底电缆总长度的近10%.
在可预见的未来，带宽需求几乎每两年就会翻一番。这种需求，很大程度上是由云服务的持续转变、移动设备使用的持续激增以及5G等移动技术驱动的，为海底光缆市场发展提供机会。
SubTel发布2020年度海底光缆行业报告指出，2016至2020年期间，主要干线的海缆设计能力以26.4%复合年增长率增长，其中包括升级和新系统建设。值得注意的是，这较去年同期相比有所下降，去年同期主要海底线路的复合年增长率为32%。与2019年相比，今年安装的系统也明显减少，但一些非常高容量的系统和系统升级使CAGR保持在25%以上。
据该报告数据和对未来运力的估计，到2023年底，全球运力预计将增长100%。尽管未来三年计划的多系统设计能力超过100terabits/s，但根据目前公布的计划系统数据，到2023年的复合年增长率为26%，总体容量增长将趋于平稳。报告进一步指出，在2017至2020年期间，全球海缆将新增59个新系统。从2020年数据，新增海缆总线路达近9万公里。未来三年可能会增加12万公里、10.3万公里和11.6万公里的海缆。
海底管线的探测、调查与维护
海底管线的调查内容很多，涉及了海底地形地貌测量、海洋地球物理探测、海底地质调查、水文测量、腐蚀环境调查等诸多因素，包括水深测量、侧扫声呐测量、浅地层剖面测量、地磁调查、底质调查（表层沉积物调查、重力柱状调查等）、工程地质钻探、水文泥沙调查、腐蚀环境调查、海洋开发活动调查、登陆点调查、海底冲淤研究等。
海底管线调查所使用的海洋设备包括单波束回声测深仪、多波束测深系统、侧扫声呐系统、浅地层/中地层剖面仪、海洋磁力仪、抓斗、重力柱状取样器、工程地质钻机、海流计、测波仪、ADCP、盐度计、水位计、差分GPS全球定位系统、导航软件、工程地质实验室仪器、腐蚀化学分析仪器等。随着科技进步和人工智能的迅猛发展，大多数国家都推行无人水下机器人搭载传感器探测资源，并进行海底设施维护。在深海区域一般还需配备AUV水下作业机器人、管道爬行机器人、作业级ROV等。
海底缆线的铺设一般在工厂制造完成，由海缆施工船靠泊电缆厂码头，直接装载盘绕在电缆舱后驶往工程海域施工。在浅海，如水深小于200米的海域，为避免船锚和拖网对海缆的破坏，缆线采用埋设，而在深海则采用敷设，速度较快，一天可达上百至数百公里。
海底电缆的铺设示意图
海底管道的施工则要复杂得多，尤其输油管道和输气管道。一般先在海岸基地上将合适型号的钢板巻焊成一定长度的钢管，如每段12米；再用辅助船将钢管运到海上施工船，在施工船上焊接加长，如96米，并进行焊接缝的超声波和X光探伤仪检验，合格后进行防腐处理等，再焊接下水、埋设。在复杂海域，一条数十公里长的海底管道，有时竟需要一、二年时间才能竣工，可见其难度之大，因此施工费用昂贵。
目前许多深水管道系统的维护工作已由无人驾驶车辆进行，但这些运载器通常需要由一艘全体人员的船只运送到海上地点，然后在水面舰艇上进行远程操作。
Eelume公司采用一台长6米的蛇形机器人，两端装有传感器和摄像头，可以自动完成陆上控制室分配的任务，并发回视频和数据。蛇形的设计使它能够在狭窄的空间工作，并在强烈的水流中扭动身体以保持位置。通过在海底对接，可以在海洋表面的任何情况下展开。
Eelume的模块化设计图
另外，意大利油田服务公司萨皮姆研发了Hydrone-R水下无人机，可以潜到3000米进行建筑和维护工作。美国初创公司休斯顿机电一体化公司开发了潜水员水下机器人，这是一种可以远程操作或自动工作的水下机器人。
在海底管线的调查工作前，首先需要对其进行探测。目前，常见的探测方法主要有人工潜水探摸法、侧扫声呐探测法和浅地层剖面仪探测法等。只是，以上这三类探测方法均有一定的局限性：人工潜水探摸法有较大的安全隐患，且成本昂贵，检测结果受主观因素干扰大；侧扫声呐探测法难以直观、准确地定位管线的位置信息；浅地层剖面仪探测法因声波不能穿透金属材质的管壁而无法反映出海底管线的内部状态。水下三维声呐是近些年出现的新方法，它通过构建目标物的三维点云数据模型来反映目标物的表面现状，再结合数据处理软件可获取管线裸露悬空段的准确位置、裸露悬空长度、裸露悬空高度等特征，能够实时、高效、清晰、精准地生成水下裸露悬空管线的三维图像，从而为后续的管线保护施工和修缮维护提供较为可靠的数据支撑。
水下三维声呐系统依靠声呐头发射和接收声波，以确定海底到声呐头的距离。声呐系统每次发射出128×128个声波波束，同时具有48×48个声波接收通道，利用相控阵技术将接收到的声波信号合成三维声呐图像。
三维声呐的回波成像渲染图
为保证三维声呐系统成像的清晰度，三维声呐的波束视场角被设定得较小，其有效扫宽取决于换能器照射的方向和扫测区域的水深。根据勾股定理和实际情况，当换能器照射角度大于65°时，波束盲区会消失。在数据采集开始和采集过程中，利用声速剖面仪经常性地监测测区的声速变化情况，声速值变化超过一定数值时要及时进行声速改正。
要修复海底光缆，首先使用光时域反射仪（OTDR）来定位大致的故障位置，然后借助水下机器人，通过扫描检测，找到破损海底光缆的精确位置。OTDR使用时域反射原理，先收发一整套信号，断裂位置会对信号有反射，将该回收的反射信号与应用数学算法计算得出的信号形状以及时间作比较，从而定位出光纤破损的具体位置。
光时域反射仪（OTDR）
其次，由机器人将埋在海底的光缆挖出，然后将其切断，分别将剪断的两端系上船上放下的绳子，拉出海面。
水下机器人ROV
再次，在船上完成修复熔接，这个熔接过程相当复杂，因为必须对光缆里的头发丝粗细的光纤一根一根熔接。新的海底光缆连接完成后，还需经过反复测试，以确保通讯及数据传输正常。
最后，将修复好的海底光缆重新抛入海中，然后使用机器人进行泥沙掩埋覆盖。如此这般操作，就算是完成了对海底光缆的修复。
海底基础设施该如何保护
在数字信息时代，对全球人类发展来说，海底光缆的作用及意义，就像人类血液对于人体一样，极其重要。目前，海底光缆在海底受到的威胁，主要是海水腐蚀，长时间浸泡，导致光缆一般的使用年限为25年。随着科技的进步，光缆的科技含量也在不断提高，海底光缆的外层有聚合物层，内层有铜管、石蜡、碳酸树脂，这些保护可以最大程度地防止氢气危害光纤。
海底的压力、地震自然灾害、渔民打捞作等因素均会影响到海洋管线的安全，甚至还出现鲨鱼咬断光缆的事故。在北溪管线被蓄意破坏后，影响海底光缆安全的最大因素，当然也包括了人为蓄意破坏这个选项了。
只是这次的海底电缆断裂大概率不是人为，只是一次意外事故，因为这只是一条从罗弗敦亨宁斯韦尔（500人）到斯沃尔韦尔（4500人）之间的一条电缆，这条电缆只负责给周边的6个群岛供电，而周边的6个群岛人口加起来也只有2400人。
而且这种电缆和北溪天然气管道不一样，它是直接拖在海底的，很容易受到一些自然灾害的影响，每年这条电缆都会发生几次事故，只不过这次的事故发生时间太过凑巧，才让人认为是人为破坏，其实连当地负责铺设这条电缆的公司都没怎么太在意。
只是在北溪一号二号天然气管道全部被炸了之后，挪威罗弗敦海底电缆也发生了断裂，时间节点较为敏感，因此有人猜测是一次人为的事故就并不奇怪了。
据了解，目前在国际上，还没有明确的国际公约来规定如何保护海底管线。以海底光缆为例，美国是世界上网络基础最完善的国家，切断一条光缆，或许不会影响与其他国家的互联。但对其他国家来说，就需要利用高科技手段，加强监测，及强化在本国领海里的安全巡检工作。
据媒体报道，上周，波罗的海“北溪”天然气管道发生强烈爆炸后，欧洲一些国家正在努力加强海底电缆和管道的安全。在挪威政府宣布加强安全准备后，挪威武装部队F-35战斗机沿挪威海岸巡逻，并监控石油和天然气设施施。英国也已派出一艘护卫舰，在北海天然气管道附近巡逻。英国还将购买两艘专业船来保护此类管道，其中第一艘将于明年年底投入运营。挪威首相约纳斯·加尔·斯特勒9月30日说，德国、法国和英国将协助挪威在海上油气平台周边水域巡逻，以防这些设遭到破坏。
对于我们当前来说，保障好我国的海底管线安全也刻不容缓。一方面，在海底管线的工程设计、施工和运行中要统筹考虑各种影响因素。选址时尽量避开海底冲刷严重区域，防止因海底管线覆土冲刷过快而导致海底管线裸管或者悬空；避开地震灾害频发区域和深槽区。施工时加强船舶管理，准确掌握周围海域第三方建构筑物位置，采用雷达视频监控系统，对管道附近海域船舶实时监控，及时驱离停留在管道上方的船舶。同时要采用声呐和浅地层剖面仪，提高海底管道运行过程中埋深和裸管调查频率，及时掌握海床地形变化趋势，提前采取预防措施，消减潜在风险。
另一方面，管道运行单位和相关部门制定有针对性的应急预案，并纳入当地海事管理部门的溢油应急响应体系。落实各项应急准备工作，使事故可能造成的危害减少到最低程度，从而减少溢油风险事故对生态环境的影响。
再一方面，要加强海底管线等海上构筑物的远程监控和信息管理。全面查清我国内水、领海、专属经济区、大陆架及其他管辖海域内海上油气平台、海底电缆管道，建立海上构筑物信息数据库、海上构筑物信息系统和全方位展示平台，特别是海上油气平台和海底电缆管道的全程监管、动态展示和分析研判，不断提高海底管线安全保护意识，加强监管能力建设。
北溪天然气管道遭到破坏对全球各国的基础设施安全担忧所形成破窗效应在加大，人们会进一步思考，全球有多少大大小小的基础设施？有多少海底电缆、光缆，甚至是互联网设施、通信卫星？一旦遭到肆意恶意破坏，又会对全球造成多大的影响？世界会不会就此陷入混乱？等等。
人类的发展，和平与战争恐怕是一个永恒的旋律，消灭极端霸权主义，共同维护好各国的基础设施，是人类共同的责任，而不是相反。
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