MS400P用于水庫清淤測量

應(yīng)用調(diào)查及需求

測量簡介

水庫淤積主要是河水挾帶的泥沙在水庫回水末端至攔河建筑物之間庫區(qū)的堆積。攔河筑壩后抬高了水位，形成了在建筑物前近似水平、而在上游末端與天然河流原水面線相切的水面曲線，稱回水曲線。

在庫區(qū)，淤積減少有效庫容，影響水庫調(diào)節(jié)性能和建筑物的正常運(yùn)用。在水庫上游河道，淤積抬高河床，使河道水位升高，坡降和流速減小，河槽過水能力降低，增加了防洪困難，河水位抬高還會引起兩岸地下水位升高，導(dǎo)致土地鹽漬化；在水庫下游河道，在水庫淤積并攔截泥沙時期，水庫下泄清水，下游河床由于沖刷而普遍下切，水位隨之下降。這將產(chǎn)生正反兩方面的影響：一方面，它不利于大壩和沿河建筑物的基礎(chǔ)，使沿河引水工程的運(yùn)用發(fā)生困難，使下游橋梁基礎(chǔ)埋深減少；另一方面，可以使水電站的尾水位降低，能增加水電站出力、使下游水深增大而流速減小，有利于河床的穩(wěn)定和通航。

本次項目地點為南方某水庫，該水庫于2018年進(jìn)行了清淤工作，并進(jìn)行了多波束測量。本次測量目的是通過多波束測量獲取水下地形情況，對比 18年的測量結(jié)果，取得庫底的淤積變化，為下一步清淤工作提供資料支撐。

解決方案

基于上述實際狀況，受景區(qū)管理單位委托，某水利勘測單位與海卓同創(chuàng)結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)需求與水庫大水深的特殊性。采用小型執(zhí)法船+海卓MS400P（小精靈）的方案進(jìn)行進(jìn)行水下三維地形勘測。利用海卓MS400P對擬勘測區(qū)域進(jìn)行全覆蓋測量。

由于水庫水深較深且流動性不強(qiáng)，聲速在不同水深下的變化較大，故需要使用聲速剖面儀對水下不同深度的聲速進(jìn)行測量以便于在后期數(shù)據(jù)處理時進(jìn)行修正。

為了提高測量成果的質(zhì)量，使用了千尋RTK網(wǎng)絡(luò)定位。使用POS MV-25設(shè)備進(jìn)行姿態(tài)的測量。

實施過程

由于庫區(qū)的平面形狀不規(guī)則，為了保證測量時航行狀態(tài)的穩(wěn)定性，保證船舶航行的勻速直線運(yùn)動，提高測量的效率與測量精度，我們將湖區(qū)分為了4個主要區(qū)域，分別對四塊區(qū)域進(jìn)行測量。

成果分析

使用hypack軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，主要包含以下幾個步驟。

a) 在hypack中新建處理工程，設(shè)置相應(yīng)的大地勘測參數(shù)。

b) 將勘測數(shù)據(jù)導(dǎo)入，并加載相應(yīng)的聲速數(shù)據(jù)

c) 對儀器安裝進(jìn)行校準(zhǔn)，獲取儀器安裝偏差參數(shù)。

d) 進(jìn)行數(shù)據(jù)濾清，剔除錯誤點，野值點。

e) 將處理后的勘測數(shù)據(jù)保存為XYZ文件。

f) 生成TIN模型與TIF圖片

將生成的點云文件導(dǎo)入到TIN模型生成器中，生成三維地形模型、并可以生成DXF格式等高線等成果。

Tin模型

等高線

   按勘測規(guī)范提供了1m高程間隔的等深線圖。

總結(jié)

通過對該庫區(qū)水下地形的勘測結(jié)果的分析，證明MS400P多波束在較深水域環(huán)境中仍然表現(xiàn)良好，性能穩(wěn)定。同時配合hypack強(qiáng)大的后處理功能，可以生成豐富的成果類型與多樣的成果展示形式。且相對于單波束，多波束不僅是在測深點的掃描密度上，在效率上也大大提升，安裝調(diào)試到測量結(jié)束僅用了兩天時間，就完成了測區(qū)的全覆蓋測量。

海卓MS400P的換能器量程可達(dá)到0.2-150m，分辨率0.75cm，且它的小體積、超低功耗完全滿足各種載體搭載，各種水域環(huán)境的測量任務(wù)。對數(shù)據(jù)質(zhì)量要求較高的任務(wù)中，配合以POS-25外置姿態(tài)設(shè)備，使用實時網(wǎng)絡(luò)千尋賬號定位，進(jìn)行姿態(tài)數(shù)據(jù)后處理之后，可以實現(xiàn)0.025°的姿態(tài)數(shù)據(jù)輸出、0.08度的航向數(shù)據(jù)輸出、±8mm+1ppm水平位置輸出與±15mm+1ppm的垂直位置輸出。