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Abstracto:
La onda sonora de baja frecuencia (24 kHz) de la ecosonda HD-MAX de doble frecuencia tiene buena penetración. En aguas turbias con un contenido de arena de hasta 73,1 kg/m³, los ecos estables de la HD-MAX detectan con precisión la topografía del fondo, proporcionando información estable de seguimiento del fondo para la medición de descarga ADCP.
El desafío: alto contenido de arena y alta velocidad de corriente
El equipo hidrográfico de Hi-Target ha realizado un trabajo complejo en la cuenca del río Amarillo. El curso medio del río Amarillo atraviesa la meseta de Loess, y sus afluentes aportan grandes cantidades de sedimentos, lo que lo convierte en el río con mayor contenido de sedimentos del mundo. Nuestra tarea consistió en realizar un estudio de información hidrológica sobre la temporada de inundaciones para la estación de Huayuankou, la primera estación donde el río Amarillo desemboca en la llanura aguas abajo.
La estación hidrológica de Huayuankou se estableció en julio de 1937 y es la estación de control de agua y arena más importante de la corriente principal del río Amarillo.
Durante la temporada de crecidas, el río arrastra una gran cantidad de sedimentos desde el curso superior del río Amarillo. Si bien el contenido de arena, la velocidad y el caudal del río en la estación hidrológica aumentan considerablemente, lo que dificulta la medición, la información hidrológica sobre los niveles altos de agua puede enriquecer aún más los datos hidrológicos de la estación, lo cual es importante para la gestión de toda la cuenca del río Amarillo. Por lo tanto, cuando llega la temporada de crecidas, la estación hidrológica realiza pruebas de caudal más intensivas según las condiciones del agua.
Soluciones: con HD-MAX, HiMAX Sounder y iFlow RP600
Un iFlow RP600
Anteriormente, las estaciones hidrológicas solían utilizar el método convencional de caudalímetro para medir el caudal en condiciones de alto contenido de arena y alta velocidad de corriente. El proceso técnico está bien desarrollado, pero aún existen algunos problemas, como la larga duración de cada medición, la complejidad del método y los estrictos requisitos de la sección a medir.
El equipo de medición de descarga ADCP permite realizar un estudio de descarga más fácil y rápido. Elegimos el iFlow RP600 ADCP para realizar este estudio, y otro trimarán como portador del ADCP. El ADCP se instaló en el trimarán, mientras que el transductor de doble frecuencia del HD-MAX se instaló en la proa del trimarán, reduciendo al máximo la distancia entre el transductor y el trimarán.
Ecosonda de doble frecuencia HD-MAX
Según mediciones previas, cuando el contenido de arena es de 1 a 3 kg/m³, el perfil de medición efectivo del ADCP se reduce a aproximadamente la mitad del rango nominal. Debido al alto contenido de arena del Río Amarillo, la onda sonora de alta frecuencia necesaria para la batimetría del ADCP es difícil de propagar en el agua, por lo que el ADCP no puede medir la información de seguimiento del fondo por sí solo en estas condiciones.
Sabíamos que la señal acústica de baja frecuencia a 24 kHz tiene una penetración más fuerte y la ecosonda de doble frecuencia HD-MAX tiene frecuencias de 200 kHz y 24 kHz, por lo que decidimos utilizar los datos de batimetría medidos por HD-MAX en esta medición para complementar los datos de batimetría perdidos en la información de seguimiento del fondo del ADCP.
Software de sonda HiMAX
Completamos el registro de datos batimétricos y de caudal en el HD-MAX y ejecutamos simultáneamente el software HiMAX Sounder y el software de medición de caudal iFlow en el HD-MAX. De esta manera, HiMAX Sounder puede generar los datos batimétricos en tiempo real. Al configurar el puerto serie y el formato de salida, podemos ingresar los datos de profundidad medidos al iFlow en tiempo real.
Levantamiento estable, salida en tiempo real de datos batimétricos.
El 6 de julio de 2022, el contenido de arena de la estación hidrográfica alcanzó un máximo de 73,1 kg/m³.
El 8 de julio de 2022, la velocidad promedio de la corriente de la sección alcanzó 1,3~2 m/s, el contenido de arena disminuyó a 33,3 kg/m³ y la profundidad máxima del agua de la sección alcanzó los 5 m.
Con un contenido de arena tan alto, la onda sonora de alta frecuencia falló y el ADCP no pudo realizar la medición de seguimiento del fondo. Sin embargo, la onda sonora de baja frecuencia del HD-MAX mostró una gran capacidad de penetración; con un contenido de arena de hasta 73,1 kg/m³, el eco de baja frecuencia se mantuvo muy estable.
El software HiMAX Sounder también incluía la función de procesamiento de datos. Este procesamiento no solo admitía filtrado de mediana, filtrado de promedio ponderado y filtrado estadístico para corregir puntos de profundidad erróneos, sino también muestreo por distancia, tiempo e intervalo de profundidad. Los usuarios podían elegir libremente la precisión adecuada al procesar los datos de posicionamiento, incluyendo soluciones únicas, DGPS y fijas.
Echemos un vistazo a los datos que recopilamos el 6 de julio. HiMAX Sounder puede exportar los elementos de datos que los usuarios desean, y aquí exportamos las coordenadas y la profundidad del eco de baja frecuencia.
Conclusión
La ecosonda de doble frecuencia HD-MAX midió con alta precisión y fue adecuada para diversos entornos, y funcionó muy bien en aguas turbias con un contenido de arena de 73,1 kg/m³ dentro de los 5 m.
El potente software HiMAX Sounder puede generar datos batimétricos en tiempo real y se encuentran disponibles formatos de datos enriquecidos, lo que amplió enormemente la oportunidad de cooperación entre HD-MAX y otros equipos hidrográficos.
Descripción general del producto
La ecosonda de doble frecuencia HD-MAX se puede utilizar ampliamente en la medición de sedimentos para dragados, batimetría en aguas con alto contenido de sedimentos y otros proyectos de medición de profundidad en aguas someras, profundas o mucho más profundas. El completo software hidrográfico HiMAX Sounder integra batimetría, navegación y posprocesamiento. Además, equipada con una pantalla grande de 17" y una plataforma informática industrial, la HD-MAX ofrece soluciones fiables para oficinas hidrográficas de todo el mundo gracias a un robusto transductor de doble frecuencia y un jalón de fácil manejo.
Seguimiento del fondo marino. Aprovechando la alta energía de las ondas sonoras de baja frecuencia y la baja atenuación del agua, HD-MAX es capaz de rastrear el fondo marino.
Agua turbia con alto contenido de arena. El HD-MAX puede operarse fácilmente en aguas con un alto contenido de arena de 3 a 35 kg/m³. Las ondas sonoras de baja frecuencia permiten al HD-MAX penetrar grandes cantidades de arena en el río para obtener la topografía subacuática.
Medición a alta velocidad. HD-MAX admite mediciones a alta velocidad con una frecuencia de pulso de 30 Hz. Cuando la embarcación alcanza una velocidad máxima de 10,6 nudos y la profundidad del agua es de 10 a 40 m, los ecos recibidos por HD-MAX son estables y no hay ecos secundarios ni espurios.
El perfilador de corrientes acústico Doppler (ADCP) de lectura directa de la serie iFlow RP es un sistema de perfilado de corrientes preciso y fácil de usar, compatible con plataformas flexibles como trimarán, USV, boyas, montaje en el fondo marino, etc. Con mediciones precisas con un alcance de 75 m/25 m, el iFlow RP600/1200 se utiliza ampliamente para monitorear y estudiar el caudal de ríos, canales, plataformas marinas y otros proyectos de ingeniería.
