石锚排查有利器,侧扫声纳为水域规划出力!

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石锚排查有利器,侧扫声纳为水域规划出力!
2018-08-27

一、项目背景

 

       侧扫声纳以其简单易用和高分辨力等特点已在地球物理勘察、石油管线路由调查、环境保护调查及渔业调查、搜救执法及考古多领域得到了广泛应用,取得了很大的社会和经济效益。

 

       福建省大练岛水域平均深度为15米,最深40多米。此水域早期是渔民捕鱼区域,渔民使用石锚压实和固定渔网进行捕鱼,石锚大小形状不一,重量从从几吨到十几吨不等。出于渔业和环保考虑,现在此水域划为禁渔区,渔民响应政府号召,自觉拆除渔网。但水下遗留的大量石锚需要排查,为未来水域规划摸底。近期,江苏乐鱼平台资助大巴黎海洋信息技术有限公司(下称海洋公司)在大练岛水域使用iSide 4900侧扫声纳,协助客户进行石锚排查。

 

二、现场扫测实施

 

       1.使用设备

       乐鱼平台资助大巴黎iSide 4900侧扫声纳主要技术指标:

 

       ●  工作频率:400 kHz&900 kHz

       ●  信号类型:LFM/CW

        水平波束角:0.2°;垂直波束角:45°

         量程:200m@400 kHz、75m@900 kHz

         距离分辨力:1.25cm

       ●  工作深度:1000m

        内置传感器:内置姿态、艏向、压力、测深传感器

 

       2.测线布设

 

       根据施工作业图以及测区的实际情况,设计相应的计划线,确保两测线之间的测量范围有约20%的重合,同时设计的计划线必须要比实际测量区域大,防止采集数据有遗漏现象,如图1:

 

1.jpg

图1:计划线

 

       3.仪器安装

 

       侧扫声纳iSide 4900安装非常简单,主要分为三个部分:甲板单元、拖缆及拖鱼。甲板单元可使用220V交流电,也可使用蓄电池供电;拖鱼安装主要涉及到平衡尾翼的安装、水密头线缆连接以及拖曳用缆绳连接(也可以使用拖缆直接拖曳拖鱼)。如图2:

2.jpg

图2

 

       出于作业水域水深和作业安全考虑,侧扫声纳采用舷侧拖曳方式,拖点距离船舷1.5m,放缆长度为5m。根据GPS与拖曳点相对偏移量关系以及放缆长度,软件就可以直接计算和显示最终拖鱼的位置,如图3:

 

拖鱼入水_副本.jpg

图3:拖鱼入水

       4.数据采集

 

       海洋公司自主研发的HiMAX SSS侧扫声纳软件,中英文界面,设置简洁,功能强大。根据此水域实际的水深、地质条件等环境,iSide 4900低频量程设置为75m,高频量程设置为60m,海洋公司专业技术人员在采集数据的同时为客户进行现场讲解,如图4:

 

 

3.jpg

 

图4:作业现场

 

三、侧扫声纳图像判读

 

       1.石锚图像判读

 

       此次扫测中, iSide 4900侧扫声纳发现了很多海底石锚,如图5-8所示,亮金色部分为石锚强反射回波,石锚突出海底部分遮蔽了声波的传播,在后面形成长长的阴影,如图5、图6、图7:

 

石锚1_副本.jpg

   图5

               

石锚2_副本.jpg

 

  图6

   

石锚3_副本.jpg

图7:石锚

 

水下抛石1_副本.jpg

 

水下抛石2_副本.jpg

水下抛石

 

       在HiMAX SSS 软件中,双击石锚位置,获取石锚图片及其时间位置等信息,如图8:

 

石锚具体信息_副本.jpg

图8:石锚具体信息

 

       量取阴影长度,软件自动计算出石锚的突出高度,如图9、10:

 

石锚的长度_副本.jpg

图9:石锚的长度    

 

石锚突出海底的高度_副本.jpg

图10:石锚突出海底的高度

 

       2.抽沙图像判读

 

       本次扫测,还意外发现非法采砂的痕迹,黑色圆洞部分就是采砂船抽沙管道插入海底抽沙形成的深洞,旁边高亮部分是抽沙时沙层坍塌所留下的痕迹,如下图:

 

抽沙痕迹1_副本.jpg

 

抽沙痕迹2_副本.jpg

抽沙痕迹

 

四、总结

 

       本次扫测结果表明,相比使用蛙人水下探摸的方法,iSide侧扫声纳用于水下地物地貌扫测,具有高费效比、高分辨率、简单易用的特点;即使和国外主流侧扫声纳相比也毫不逊色,iSide侧扫声纳是水下勘察测绘和执法检查的利器。