[发明专利]一种高浊度水域水下护滩结构物下滩面冲淤厚度抽样测量方法

说明书

本发明公开了一种高浊度水域水下护滩结构物下滩面冲淤厚度的抽样测量方法，包括如下步骤：求取每一样方最大有效水深对应累积频率并初次识别存在的测量间隙的有效样方；确认上一测次有效样方的有效性，抽样测量并提取护滩结构物下滩面最大有效水深；抽样计算两测次间水下护滩结构物下滩面冲淤厚度。本发明采用低成本的非接触式声学测量方式，无人身安全风险，解决了剔除无效的海量水下护滩结构物高程数据和测深仪自身的偏深测量噪声的问题，可以定量抽样测得护滩结构物下滩面冲淤厚度。

技术领域

本发明涉及水运工程水下测绘领域，具体而言，涉及一种高浊度水域水下护滩结构物下滩面冲淤厚度抽样测量方法。

背景技术

水下护滩结构物下滩面冲淤厚度测量是评估水下护滩结构物护滩效果和结构物动态养护监测的基础工作之一。在高浊度水域(如河口、海岸区域)，通常含沙量较高且水流流速亦较大，传统方法测量水下结构物滩面水深只能采用潜水员手持压力传感器探摸的方式实施，这种直接接触式工作方法效率较低且潜水员人身安全风险较大。

在高浊度水域，首先，波束最窄最为适于结构物间隙测量的激光扫描测量方法仅适用于清水工况，无法在含沙量较高的高浊度水域实施；其次目前能够快速直接识别水下障碍物下床面位置的非接触式技术手段主要为基于低频超声(如3kHz)的浅地层剖面仪或地震仪(高频超声无法穿透水下结构物)，但其实际结构物下床面水深探测误差为±0.5m左右，能够满足定性分析需要，但远不能达到护滩效果分析和工程动态监测所需的±0.2m冲淤厚度测量误差控制要求；再次，尽管结构物抛投后必然会形成一定数量的水表下视直线方向可达天然滩面的间隙，但直接使用高频超声多波束测深仪测量的结果中，水下结构物间隙内真实滩面水深混淆在海量结构物顶部水深噪声数据中，无法直接使用。在此背景下探究一种新的非接触式的能够有效抽样测得高浊度水域水下护滩结构物下滩面冲淤厚度测量方法是十分必要的。

发明内容

针对上述技术问题，本发明公开了一种高浊度水域水下护滩结构物下滩面冲淤厚度的抽样测量方法。其目的在于采用非接触式测量技术手段，抽样使用浅水多波束测深仪以超窄波束扫测方式，结合扫描声呐、浅地层剖面仪等辅助定性技术手段，识别出水下护滩结构物间隙并测得该间隙内滩面水深，且测量结果为直接测量值，满足河床冲淤分析误差要求。

为实现上述目的，本发明是根据以下技术方案实现的：

一种高浊度水域水下护滩结构物下滩面冲淤厚度的抽样测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：求取每一样方最大有效水深对应累积频率并初次识别存在的测量间隙的有效样方；

步骤S2：确认上一测次有效样方的有效性，抽样测量并提取护滩结构物下滩面最大有效水深；

步骤S3：抽样计算两测次间水下护滩结构物下滩面冲淤厚度。

上述技术方案中，所述步骤S1具体包括：

步骤S101：水下护滩结构物抛投施工前，使用浅水多波束测深仪以超窄波束扫测工程区，得结构物抛投施工前滩面水深；

步骤S102：水下护滩结构物抛投施工结束时，使用浅水多波束测深仪以超窄波束扫测工程区，得结构物抛投施工结束时地物水深；

步骤S103：将测量区域均匀划分为若干边长为N米的样方，提取每一样方内结构物抛投施工前滩面水深子集和结构物抛投施工结束时地物水深子集；