SILAS适航水深测量培训-广州海事测绘中心.ppt

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1、SILAS适航水深测量系统应用2013年度测量队业务培训广州海事测绘中心王久引言根据《淤泥质海港适航水深应用技术规范》(JTJ/T325-2006)的表述，床面泥沙颗粒中值粒径＜0.03mm，淤泥颗粒之间有粘结力并在海水中呈絮凝状态的海岸港和河口港为淤泥质海港。因为淤泥质海港岸滩物质组成较细，絮凝状的泥沙颗粒在潮、浪作用下，主要呈悬沙输移，沉落到水底后，在尚未密实前的一段时间内具有很强的流动性，易发生浮泥现象，浮泥性质与水相似，几乎不存在抗剪切力，可供航行，浮泥密度的上限一般认定为1200-1250㎏/m³，下限为1030-1080㎏/m³。随着水体中悬移的泥沙沉落增多，浮泥进一步密

2、实，逐渐形成流泥，密度范围一般为1250-1550㎏/m³。当孔隙水被排走，密度增加到1550-1700㎏/m³时，在水流作用下不会再直接悬扬，属于流塑淤泥的范畴。现今，随着各深水港池航道挖槽水深越来越大，回淤加剧，疏浚的泥沙抛沉于航道两侧时，床面的泥沙容重小，更易起动，在遇到合适的动力条件，则集中于航槽，浮泥回淤问题可能更加突出。按密度划分淤泥，可以细化浮泥的密度分层，有助于分析特定目标层的流变特性，从而减少疏浚量，节约资金。由于密度分层不易界定，淤泥测量至今仍然是个较为复杂的问题。国内过去一般使用γ射线密度计和三爪砣法测定淤泥密度。然而，操作放射性设备需要严格的技能培训和特殊的施工许

3、可，且工作效率低，对人员和被测区域环境有潜在的放射性危害，安全性不易控制。三爪砣测量，简单灵活、价格低廉、操作安全简便，但其对测量环境要求较高，依赖于制造、测量环境、测量员的感知和熟练程度，精度较低。由于是纯粹的人工作业，其效率也低下。SILAS系统原理SILAS系统利用双频测深仪发射低频声波信号，声波在通过的声阻抗不同的两种介质时，在媒界面上将产生反射，密度差别越大，则声阻抗差别越大，反射的声强度也就越大，这种密度上的差别被定义为“密度梯度”。由于声波的反射和密度梯度之间的关系是已知的，即每一次反射都是因为密度的梯度变化引起的，因而可以对密度梯度进行量化处理。利用标定过的声源信号来记录

4、反射信号的强度，以及根据声源信号的增益(放大倍数)及时变增益(TVG)等参数就可以高精度地测定密度的梯度值，再根据密度梯度的变化，求取每个特定深度上的相对密度值。再通过使用密度计进行单点密度测量，建立起反射强度和绝对密度之间的对应关系，从而确定整条断面不同深度上的密度值。藉此推算出泥质属性相同的测线和每个给定密度值所对应的水深值，同时提取各点的定位值，则相应密度层水深值减去高频水深值即为该密度层厚度，如下图所示。SILAS系统原理某次大铲测线断面，其中蓝线为高频水深值，红线为浮泥密度层底部对应水深值，黑色圆圈为左图测定密度梯度，最下方的圆圈处曲线为测定淤泥层分界线SILAS浮泥测量系统构

5、成一套完整的SILAS浮泥测量系统由以下几部分组成。1、数据采集及处理软件及密码狗软件包含5个模块：①数据采集(Acquisition)；②数据处理(Processing)；③密度编辑(RheoEdit)；④密度采集(RheoLog)；⑤密度校正(Rheoca1)。2、RheoTune音叉密度计RheoTune相关技术参数：剪应力强度范围：0～200Pa；粘性范围：0～600Pa；密度范围：1000～1800g/L；精度：<所量的密度的l％；分辨率：lg/L；温度范围：0～60℃；深度范围：0～60m；更新速率：20Hz；电源：110～220VAC，35w；面积：横截面650mmx150

6、mm；重量(干重)：l5kg；深度精度：<所量深度的0.15％；角度测量：2个倾斜计；输出：以太网UDP3、装有采集软件及A／D转换卡的电脑4、具有sILAs输出格式的双频测深仪(如：0D0MMKIII)5、DGPS另外，一般还需要装有导航软件(如PDS、HYPACK等)的导航电脑，利用其类似ShareMemory共享内存工具将坐标和时间数据实时输出给Silas采集软件用于时间同步校准。外业数据采集1、导航数据及声信号采集①导航软件设置使用HYPACK导航时，需手动添加三个驱动：deso20s、seismic、outinfo.deso20s为双频测深仪数据输入格式，相应的在测深仪中应设置

7、输出格式为Atlasdeso20；seismic为HYPACK输出至SilasAcquisition模块中的导航数据格式，与深度数据匹配；outinfo为HYPACK输出至RheoLog模块的导航数据格式，与密度数据匹配。需要注意的是，如果只是用一跟数据线输出导航数据，则seismic与outinfo可设置同一个端口输出，测量时Disable其中一个。②测深仪设置声信号采集使用DF-3200MKII双频回声测深仪，连接及使用方式与单