基于水下多波束的长江堤防护岸工程监测技术研究

为了预防长江堤防护岸工程受损或者大面积崩岸的发生,应定期对护岸工程进行监测和稳定性分析,必要时采取工程措施消除安全隐患。根据水下多波束测深技术全覆盖、高精度、高效率等特点,探讨了水下多波束测深系统的平面位置和水深测量精度,论述了基于水下多波束的护岸工程监测技术方法。并以湖北省监利县铺子湾护岸工程为例,采用水下多波束测深技术,连续2 a同一时段进行全覆盖扫测,根据2次扫测结果,采用3种不同的分析方法对堤防护岸工程地形变化进行分析。结果表明：护岸工程实施后深槽向右岸偏移,岸坡冲淤平衡,护岸工程稳定。     

多波束测深技术在长江某水厂取水管现状检查中的应用

长江水质浑浊、流速较大,传统水下建筑物现状检查方法如潜水摸查和水下视频录像不再适用,而利用多波束测深技术进行全覆盖扫测,并对水下高精度点云数据三维建模,能够实现水下建筑物现状可视化和缺陷定量分析。针对长江某水厂取水管现状检查工程,利用Kongsberg EM2040C(双探头)多波束测深系统,通过设计测线、选择合适的波速角和发射角,利用自适应滤波算法对获取的高精度、高分辨率水下点云数据进行精细处理,结果能准确反映取水管破残现状和破损位置,为该水厂取水口修复项目提供了可靠的基础数据资料。应用成果对类似工程的现状检查和加固修复具有一定的借鉴意义。     

多元协同探测技术在水电工程中的应用

水电工程水下构筑物常年浸没在水面以下,长期运行后会不同程度出现淤积、冲刷、掏蚀等表观缺陷,传统人工探摸、录像或者单点声呐的缺陷检测方法易受作业深度限制、作业时间长、效率低、安全风险较大,且作业环境要求高。鉴于此,基于"面积性普查、局部性详查、多手段精查"的技术思路,协同运用多波束测深系统、侧扫声呐等水下声呐技术和水下高清连续摄像、二维图像声呐及三维声呐等水下无人潜航器技术,辅以潜水员水下探摸,多种检测手段相互配合、支撑,互相验证,对深溪沟水电站消力池缺陷空间形态精确量化,并查明缺陷表观影像,检测成果准确可靠,为大坝安全运行管理提供了三维数字化动态管控成果,为精准制定修补方案提供了可靠依据,并通过旱地施工处理得到了验证。     

基于多元协同测深技术的复杂水域水下地形测量

为提高复杂水域水下地形地貌测量精度，提出基于多元协同测深技术的复杂水域水下地形测量方法。该方法首先利用多波束大面积普查获得高精度点云，对点云进行高程赋色并发现异常区，然后利用侧扫声呐对异常区进行重点排查并构建二维影像，最后结合多波束点云，构建水下构筑物的精细化纹理模型。以武汉市天兴洲大桥下游试验区域为例利用该方法展开了实例分析。结果表明：协同运用多波束精密测深与侧扫声呐高清摄像的方法可清晰观察水下构筑物的形态特征，获取水下地形的丰富信息。     

三维声呐系统在水工建筑物水下结构检测中的应用

近年来,有较多的先进光学、声学探测设备投入到水下检测中来,如水下高清摄像机、水下激光成像、水下多波束测深系统、侧扫声呐等,但这些设备都存在一定的使用限制条件,而三维声呐技术,操作便捷,安装方便,可以通过处理软件实时显示水下结构的三维图像。通过三维声呐在水闸等水下结构检测中的应用,表明其具有较高适用性及工作效率,可以对整体结构及淤积情况具有清晰直观的了解。     

多波束与单波束测深技术在水下工程中的应用比较研究

 多波束测深系统是目前河道测量中最先进的仪器之一,通过对多波束测深系统、单波束测深技术在典型水下工程的比测实验,分析其误差来源和精度,验证了在水下工程中多波束测深系统与常规的单波束测深技术相比具有明显的优势,从而为多波束测深系统在水下工程中的应用拓展提供科学的依据。     

水工建筑物隐患探测服务

依托日臻完善的水下探测服务平台。水工建筑物隐患探测方面配备了水下双频识别声呐、水下机器人、探地雷达和高密度电法仪等高精度探测设备。 利用水下双频识别声呐和水下机器人等可对水闸、泵站、船闸等水工建筑物经长期运营后,出现的如裂缝、冲坑、剥蚀等等种种病害进行水下探测。利用探地雷达和高密度电法仪等可进行堤防隐患探测、地下管线探测、地下截渗墙连续性检测、混凝土内钢筋和内部缺陷检测等。     

浅谈多波束测深质量控制

多波束测深技术已经成为水下地形测量工程中一种非常重要的水深测量方法.由于多波束测深系统是一套多传感器的综合性测量系统,与传统的测深设备相比,其测深误差具有一定的复杂性和隐蔽性.在测量过程中,仪器设备因素、海况因素、人为因素等都会不同程度地给多波束系统的正常测量工作带来一定的干扰与影响.为了获取高质量、高精度的水下河床扫测成果,必须对多波束系统的整个测量过程进行检查监测和质量控制.     

双频识别声纳技术在水工建筑物水下外观病害检测中的应用

针对水工建筑物水下外观病害的类型特点,提出用双频识别声纳技术进行检测,并在工程实践中开展应用。实践表明,双频识别声纳技术对水工建筑物水下外观病害具有较好的检测效果,研究内容可为水工建筑物安全监测提供参考。     

多波速测深系统和侧扫声呐系统在堤围险段水下地形变化监测中的应用

多波速测深系统和侧扫声呐系统具有高精度、高效率、时效性强的特点,广泛应用于水下地形的测量中。该文以北江大堤工程为例,介绍了多波速测深系统和侧扫声呐系统在堤围险段水下地形变化监测中的应用情况。     

多波束测深系统在大浪淀水库库容测量中的应用

多波束测深系统可对水下地形进行全覆盖扫描测量,精确测得水下地形地貌,可应用于库容计算、冲淤分析、河道勘测等方面。结合HydroBat多波束测深系统在大浪淀水库库容测量的实例,介绍多波束系统在水库库容测量中的应用,进一步说明多波束测量技术的高精度、全覆盖、高分辨率和高效率的特点。     

水下机器人航道安全检测应用设计

航道是水运的生命线,航道安全检测是水运交通健康发展不可缺少的一部分。随着近年来智能水下机器人技术的快速发展,水下机器人代替人员进行航道检测成为可能,为航道安全检测提供了一种全新的检测方式。结合航道检测的特殊需求,设计了一套利用水下机器人搭载不同传感器设备进行航道安全检测的系统。水下机器人通过搭载前视声纳、单波束测深仪、ADCP流速仪、双频测深仪、侧扫声纳、CCD相机等水下探测仪器,可完成航道障碍物探测、航道物理水文测量、水下地形与淤泥检测、航道安全事故救援以及大坝安全检测等任务,保障航道安全。系统方案可有效降低人员进行航道检测风险,减少人工成本,进一步提高航道安全检测效率,促进智慧航道的建设。     

多波束及其辅助设备在水利应急监测上的应用

受多年历史洪水冲刷,珠江三角洲河床明显下切,引起多起堤围决口、坍塌、滑坡等险情,多波束测深系统分别与GPS、三维激光扫描仪、侧扫声呐地貌扫描仪组合应用,监测精度高,水利应急监测中能够快速监测水下地形、解决能见度低环境监测难题、精准获取险情地形地貌等决策数据,为处置险情提供科学依据。     

多波束与单频测深技术应用比较

多波束测深系统是目前河道测量中最先进的仪器，它的使用将在防洪减灾、堤防工程监测、水下地形测量等方面发挥巨大的作用。通过对多波束测深系统、单频测深仪及数字测深仪比测实验，分析其误差来源和精度，验证了在特殊的水下地形测量过程中，多波束测深系统配合单频测深仪可以完成测量任务，从而为多波束测深系统应用空间的拓宽提供科学的依据。     

某水库排沙孔检修闸门更换方案比选研究

结合某70 m高混凝土双曲薄拱坝排沙孔进口检修闸门更换的方案比选,详细对比了放空水库方案与水下更换方案的优缺点。对比发现,两方案均不可行。放空水库方案主要是因为非技术方面的原因无法采用,水下浮体门封堵方案则存在一系列风险和限制条件,不适宜在本工程中采用。因此,下一步应加强水下修补技术的研究。     

第5代多波束测深系统在水库库容测量中的应用

传统测绘技术获取的库容数据已经难以满足当前水库精细化管理的要求,可采用多波束测深系统获取高分辨率水下地形信息,通过计算处理获取满足管理需要的库容数据。主要研究使用第5代多波束测深系统进行水库水下地形测量及相关数据的处理方法和流程,并基于DEM法,采用Arc Map计算了某水库的库容-高程关系,绘制了高程-库容关系图。测试结果表明,该方法在水库库容测量和计算中具有广阔应用前景。     

多波束测深方法对坝下泄洪消能建筑物冲刷破坏的检测

为了无损检测坝下泄洪消能建筑物的冲刷破坏程度,将多波束测深方法从海洋测绘引进到水电站检测,结合水下机器人视频验证,对某水电站的坝下泄洪消能建筑物中的冲刷破坏情况进行检测,以查明水泥混凝土护坦的冲刷破坏程度以及边墙的淘刷深度。通过检测的过程及资料分析,确定了多波速测深系统无信号屏蔽的适用条件,对冲刷、磨损、淘空等精细检测特征进行了总结。结果表明,多波束测深系统对冲刷磨损情况检测效果良好,可以清晰判断冲刷磨损范围及程度,对混凝土错台现象反应明显;对冲刷淘空情况检测效果较好,对冲坑部位水下地形绘制精确,对淘空区域的范围及深度判断较好。