MS400P用于水库清淤测量

应用调查及需求

测量简介

水库淤积主要是河水挟带的泥沙在水库回水末端至拦河建筑物之间库区的堆积。拦河筑坝后抬高了水位，形成了在建筑物前近似水平、而在上游末端与天然河流原水面线相切的水面曲线，称回水曲线。

在库区，淤积减少有效库容，影响水库调节性能和建筑物的正常运用。在水库上游河道，淤积抬高河床，使河道水位升高，坡降和流速减小，河槽过水能力降低，增加了防洪困难，河水位抬高还会引起两岸地下水位升高，导致土地盐渍化；在水库下游河道，在水库淤积并拦截泥沙时期，水库下泄清水，下游河床由于冲刷而普遍下切，水位随之下降。这将产生正反两方面的影响：一方面，它不利于大坝和沿河建筑物的基础，使沿河引水工程的运用发生困难，使下游桥梁基础埋深减少；另一方面，可以使水电站的尾水位降低，能增加水电站出力、使下游水深增大而流速减小，有利于河床的稳定和通航。

本次项目地点为南方某水库，该水库于2018年进行了清淤工作，并进行了多波束测量。本次测量目的是通过多波束测量获取水下地形情况，对比 18年的测量结果，取得库底的淤积变化，为下一步清淤工作提供资料支撑。

解决方案

基于上述实际状况，受景区管理单位委托，某水利勘测单位与海卓同创结合调查数据需求与水库大水深的特殊性。采用小型执法船+海卓MS400P（小精灵）的方案进行进行水下三维地形勘测。利用海卓MS400P对拟勘测区域进行全覆盖测量。

由于水库水深较深且流动性不强，声速在不同水深下的变化较大，故需要使用声速剖面仪对水下不同深度的声速进行测量以便于在后期数据处理时进行修正。

为了提高测量成果的质量，使用了千寻RTK网络定位。使用POS MV-25设备进行姿态的测量。

实施过程

由于库区的平面形状不规则，为了保证测量时航行状态的稳定性，保证船舶航行的匀速直线运动，提高测量的效率与测量精度，我们将湖区分为了4个主要区域，分别对四块区域进行测量。

成果分析

使用hypack软件对数据进行处理，主要包含以下几个步骤。

a) 在hypack中新建处理工程，设置相应的大地勘测参数。

b) 将勘测数据导入，并加载相应的声速数据

c) 对仪器安装进行校准，获取仪器安装偏差参数。

d) 进行数据滤清，剔除错误点，野值点。

e) 将处理后的勘测数据保存为XYZ文件。

f) 生成TIN模型与TIF图片

将生成的点云文件导入到TIN模型生成器中，生成三维地形模型、并可以生成DXF格式等高线等成果。

Tin模型

等高线

   按勘测规范提供了1m高程间隔的等深线图。

总结

通过对该库区水下地形的勘测结果的分析，证明MS400P多波束在较深水域环境中仍然表现良好，性能稳定。同时配合hypack强大的后处理功能，可以生成丰富的成果类型与多样的成果展示形式。且相对于单波束，多波束不仅是在测深点的扫描密度上，在效率上也大大提升，安装调试到测量结束仅用了两天时间，就完成了测区的全覆盖测量。

海卓MS400P的换能器量程可达到0.2-150m，分辨率0.75cm，且它的小体积、超低功耗完全满足各种载体搭载，各种水域环境的测量任务。对数据质量要求较高的任务中，配合以POS-25外置姿态设备，使用实时网络千寻账号定位，进行姿态数据后处理之后，可以实现0.025°的姿态数据输出、0.08度的航向数据输出、±8mm+1ppm水平位置输出与±15mm+1ppm的垂直位置输出。