航道疏浚中的浮泥现象对水深测量的影响分析_李道民.pdf
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1、 59 2023 年 第 1 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.1.2023 (第 51 卷)Heilongjiang Hydraulic Science and Technology (Total No.51)航道疏浚中的浮泥现象对水深测量的影响分析李道民,于海波(中交水利水电建设有限公司,浙江 宁波 315200)摘 要:文章采用多波束测深系统、单频测深仪、双频测深仪对产生浮泥层的航道疏浚施工区进行多期测量,并对数据比对分析,测深水砣校核过的双频测深仪低频数据与浮泥沉淀后的多波束数据进行对比,验证了双频测深仪的低频声波数据的可靠性。同时给出减少航道疏浚中浮泥对测量影响的建议。关键词:浮
2、泥层;多波束测深;双频测深;航道疏浚中图分类号:U616文献标识码:B水深测量通常贯穿航道疏浚项目始终,在疏浚底质为淤泥的情况下,常出现不同厚度的浮泥。疏浚测量中因浮泥问题常常不能为疏浚船提供可靠的数据保障,并导致疏浚船不能依据具有时效性的水深数据进行施工,对疏浚效率与成本产生较大影响。本文就浙江省某航道疏浚测量中遇到的类似问题进行阐述,采用不同的测量技术和不同测量设备,对施工中的航道进行测量,探讨因浮泥问题影响航道的测量的解决办法。1 航道疏浚测量的浮泥问题浙江省某航道疏浚测量是在已有航道基础上进行疏浚,疏浚长度 1km,宽度 450m,本次疏浚过程测量采用多波束扫海测量,多波束仪器为NOR
3、BITiWBMS,该仪器量程范围为 0.2m-275m,工作频率200KHz-400KHz。于 X 月 14 日进行首次水深测量,X 月 19 日进行第二次疏浚测量。X 月23 日进行第三次疏浚测量,在第三次疏浚测量中发现水深较X月19日第二次测量水深浅1.5m左右,三次测量过程中,疏浚船始终正常疏浚,理论上 X月 23 日第三次水深应较 X 月 19 日第二次测量水深较深,本次水深较第二次浅 1.5m。在排除了测量仪器操作、水位等可能错误后,推测可能为施工水域内存在浮泥层。为排除测量设备原因,于 X 月 25 日采用 Sonic2024 多波束对该施工水域进行第四次扫测,扫测结果显示X 月
4、25 日采用 Sonic2024 多波束扫测水深与 X 月19 日采用 NORBIT 多波束扫测水深一致,但在时隔 6 天过程中,疏浚船一直保持施工状态,理论上 X 月 25 日采用 Sonic2024 多波束扫测水深应比采用 NORBIT 多波束扫测水深较深,本次水深扫测数据与 X 月 19 日第二次测量扫测数据一致,亦可说明该施工水域确有浮泥现象。本例中采集该疏浚测量区域内三个点位作为比对数据,A 点坐标为 X*1787.3772,Y*662.2000;B 点坐标为X*1796.2672,Y*657.8800;C 点坐标为 X*1801.6572,Y*662.7900,统计该三个点位上述四
5、次多波束扫测水深数据如表 1 所示。表 1 四次多波束扫测数据水深对比测量日期仪器A 点位B 点位C 点位X.14Norbit13.2m13.3m13.1mX.19Norbit14.4m14.8m14.4mX.23Norbit13.1m13.1m13.1mX.25Sonic13.5m13.6m13.5m通过本案例可知在航道疏浚测量中后期,对于疏浚底质为淤泥情况下,疏浚后期常出现不同厚收稿日期 2022-12-26作者简介李道民(1989-),男,河南开封人,工程师,主要从事海洋测绘、工程测量等工作;于海波(1994-),男,吉林四平人,助理工程师,主要从事海洋测绘、工程测量等工作。文章编号:1
6、007-7596(2023)01-0059-02DOI:10.14122/ki.hskj.2023.01.043 60 2023 年 第 1 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.1.2023 (第 51 卷)Heilongjiang Hydraulic Science and Technology (Total No.51)度的浮泥,浮泥厚度约 11.5m,由此导致了水深测量不能为疏浚作业提供时效性强且准确度高的数据,如何采集到浮泥层下方真实泥面数据成为关键问题。2 浮泥层产生的原因分析由数据分析可知自 X 月 23 日疏浚航道内存在浮泥层影响,推测浮泥厚度在 1.5m 左右,虽与 X月 2
7、5 日 Sonic2024 多波束扫测时间相隔 48h,但因施工区疏浚船在此期间未停止作业,X 月 25 日Sonic2024 多波束扫测航道内依然有至少 1m 的浮泥。推测浮泥存在主要因为施工区范围较小且在航槽内,长时间有耙吸式挖泥船进行施工,耙吸船施工过程中,上层密度小的淤泥在耙刀的扰动下随涨潮潮流进入漕内,长时间的耙吸式挖泥施工作业提供了丰富的细颗粒泥沙来源;类似水漕疏浚区限制了细颗粒泥沙向海外扩散,不间断的疏浚工程和大型船舶航行阻止泥沙沉降。3 浮泥层测量解决方法浮泥层因包含丰富的细颗粒泥沙,本次测量采用的两种型号多波束工作频率最低为 200kHz,因其频率相对较高,声波的穿透能力弱,
8、不足以穿透浮泥层探测到海底面。双频测深仪同时具有低频波段与高频波段,低频波段最小可 10kHz,足可穿透浮泥。本案例采用 ODOMECHOTRACMKIII 提供双频功能,高频波段 1001000kHz 可调节,低频波段 3.550kHz 可调节,MKIII 可以一个高频和一个低频同时工作,也可以同时以两个高频或两个低频工作。测量过程中采用双频测深仪低频和高频同时作业,低频频率为 33kHz,高频频率为 200kHz。双频测深仪与多波束同船测量,部分测量结果对比见表 2。表 2 四次多波束扫测数据水深对比测量日期与仪器A 点位B 点位C 点位X.14Norbit13.2m13.3m13.1mX
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