（哈尔滨市水文水资源勘测总站 黑龙江 哈尔滨 150010）
2013年8月中下旬，受持续强降雨影响，嫩江上游发生30年一遇的大洪水，库漠屯水文站8月10日洪峰流量达4328立方米每秒；尼尔基水库8月11日入库洪峰流量达6400立方米每秒，我站实测三家子水文站最大流量发生在8月27日达11300立方米每秒，我站实测正阳河最高水位119.65米。同时松花江哈尔滨段干流全线均超警戒水位，主江段水位壅高，两侧堤防压力加大，防汛抗洪形势十分严峻。在这种情况下，我单位受上级指示，采用RESON多波束系统对松花江哈尔滨段的苏家大堤、公路大桥、防洪纪念塔的堤防进行了三维采样监测。
1、RESON多波束水下探测系统的组成结构及安装调试。这套设备按工作位置，大致可以分为水上部分和水下部分。
①水上部分。主要由工作站、GPS接收机、显示设备、输入设备、供电设备等组成。其中工作站的硬件上搭载了八核CPU和三屏显示的显示适配器，软件上配备了英文原版XP系统和最新版本的导航、数据采集软件PDS 2000，它的主要作用是集成了所有连接设备的数据接口，通过软件控制调节各设备的工作状态，并通过软件实时显示导航信息以及后期的数据解析和处理。GPS接收机采用了中海达公司的K9 RTK定位定向仪，它的主要作用是测定系统的平面坐标，确定工作船只的航向并为其导航，输出GPS时钟为系统提供外部时钟。
②水下部分。主要由发射\接收换能器、姿态仪、表面声速仪、声速剖面仪、固定装置组成。发射\接收换能器的作用是将高频的电能转换成机械震动来产生发射超声波信号，同时可以接受超声波信号并将其转换成电能，实际上是一个能量转换装置。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆姿态仪的作用是实时监测和输出高精度的双轴角度及纵摇和横摇数据及升降涌浪测量，水上作业不同于陆地，测船在行驶中在水平和竖直方向随时都在运动，以及涌浪的影响，必须实时计算纵摇和横摇的改正才能保证测量精度。表面声速仪和声速剖面仪，同一束声波在同一水环境中传播的速度不同，而多波束系统的准确测量需要得到非常准确的声速数据。表面声速仪的作用是水体表面层的声速，声速剖面仪的作用是测得深度变化对水下声速的影响值。
2、校准部分。为了到达比较准确的校正参数，我们在何家沟入口和阳明滩大桥之间的江段做出两条平行测线L1、L2作为校准计算的区域。这段区域的水下地形既有平坦的地势又有比较陡峭的地势，有利于横摇、纵摇、首摇参数计算。指挥测船按照预定测线航行，行船船速保持10节以下保持船体平稳不抖动，进入设计测线时开始记录数据。然后在实测地形区域比较平坦的位置垂直于L1框选一块数据作为横摇解算数据，沿平行线方向选择陡峭的地形作为纵摇解算数据，在L1、L2间相互重叠的位置框选一块数据作为首摇解算数据。最后进行叠代计算。叠代三次后计算出的改正数分量为Roll值0.58、Pitch值-0.11、Yaw值-2.27，软件显示解算通过，质量为优良。至此，实测的准备工作结束。
3、实测部分。分别对防洪纪念塔、公路大桥、苏家大堤所处堤防进行了采样监测。
①防洪纪念塔地处中央大街，是道里区商业、旅游、文化中心，堤防安全至关重要。基站架设在堤岸上的图根点GPS01，与测船间通讯良好无遮挡，卫星条件良好；当前水位118.9米，超过警戒水位0.8米。该区域水下地形为走势平缓的河床，无明显起伏。测船由轮渡码头驶入距护堤3至5米处，开角设定120度，当前水深约为3米，可测量范围为2.5倍水深约为7.5米完全覆盖护堤水下部分，保持1节以下缓慢行船，开始扫测。数据点云分布均匀、未发现明显的探测盲点，河床部分没有可见冲坑，堤防水下部分未发现明显坍塌及断裂，无其他明显地形变化。个别位置点量稀疏是去噪所致。
②公路大桥是连接道里区和松北区的重要交通枢纽，2011年新桥落成通车后，新老两桥对水流造成阻挡，汛期流速加大，水位落差增加，堤防压力显著增大。基站架设在堤岸上的图根点GPS02，与测船间通讯良好无遮挡，卫星条件良好；当前水位119.1米，超过警戒水位1.0米。由于近桥位置流速大，为了更好控制测船，我们选择行船至大桥东侧，然后逆流而上施测。行船至距护堤5米左右，开角设置为120度，水深约5米，测量范围约12米，开始扫测。左侧隆起位置的盲区，应为隆起物背面无法回波所致。没有明显裂隙和冲深趋势，无重大起伏变化。所示亮实线是软件的指示线，点密度大的位置是由于重复观测导致的。
4.结论
1、优点是多波束水下探测系统实时、准确、直观，对水下设备、设施的监测工作有较大优势。
2、缺点是由于设备本身开角限制，在水深较小的滩地测量范围太小效率较低。
参考文献：
[1] 谢福至.航道工程中的保护和管理发展[J]. 今日科苑. 2014(11)
[2] 邱晨.港口与航道工程混凝土配合比设计和施工的探析[J].科技资讯.2013(32)
论文作者:付冬
论文发表刊物:《科技中国》2016年6期
论文发表时间:2016/10/17
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