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Abstrait:
L'onde sonore basse fréquence (24 kHz) de l'échosondeur bifréquence HD-MAX offre une bonne pénétration. Dans les eaux troubles contenant jusqu'à 73,1 kg/m³ de sable, les échos stables du HD-MAX détectent avec précision la topographie du fond, fournissant ainsi des informations de suivi du fond stables pour la mesure du débit ADCP.
Le défi : une forte teneur en sable et une vitesse de courant élevée
L'équipement hydrographique de Hi-Target a réalisé un travail complexe dans le bassin du fleuve Jaune. Le cours moyen du fleuve Jaune traverse le plateau de Loess, et ses affluents apportent d'importantes quantités de sédiments au fleuve Jaune, ce qui en fait le fleuve le plus riche en sédiments au monde. Notre mission consistait à réaliser une étude hydrologique de la saison des crues pour la station de Huayuankou, la première station où le fleuve Jaune pénètre dans la plaine en aval.
La station hydrologique de Huayuankou a été établie en juillet 1937 et est la station de contrôle de l'eau et du sable la plus importante du cours principal du fleuve Jaune.
Pendant la saison des crues, le fleuve transporte d'importants sédiments provenant du cours supérieur du fleuve Jaune. Bien que la teneur en sable, la vitesse et le débit du fleuve soient considérablement accrus à la station hydrologique, ce qui complique les mesures, les informations hydrologiques sur les niveaux d'eau élevés peuvent enrichir les données hydrologiques de la station, ce qui est important pour la gestion de l'ensemble du bassin du fleuve Jaune. Par conséquent, à l'arrivée de la saison des crues, la station hydrologique effectue des tests de débit plus intensifs en fonction des conditions hydriques.
Solutions : avec HD-MAX, HiMAX Sounder et iFlow RP600
Un iFlow RP600
Par le passé, les stations hydrologiques utilisaient généralement la méthode conventionnelle du débitmètre pour mesurer le débit dans des conditions de forte teneur en sable et de forte vitesse de courant. Ce procédé technique a été bien développé, mais certains problèmes subsistent : la durée de chaque mesure, la complexité de la méthode et les exigences strictes relatives à la section mesurée, etc.
L'équipement de mesure de débit ADCP permet de surveiller le débit plus facilement et plus rapidement. Nous avons choisi l'ADCP iFlow RP600 pour réaliser cette surveillance, ainsi qu'un autre trimaran comme support de l'ADCP. L'ADCP a été installé sur le trimaran, tandis que le transducteur bifréquence du HD-MAX était installé à l'avant, la distance entre le transducteur et le trimaran ayant été réduite au maximum.
Échosondeur double fréquence HD-MAX
D'après les mesures précédentes, lorsque la teneur en sable est de 1 à 3 kg/m³, le profil de mesure effectif de l'ADCP est réduit d'environ la moitié de la plage nominale. En raison de l'importante teneur en sable du fleuve Jaune, l'onde sonore haute fréquence nécessaire à la bathymétrie de l'ADCP se propage difficilement dans l'eau ; l'ADCP ne peut donc pas mesurer seul les informations de suivi du fond dans ces conditions.
Nous savions que le signal acoustique basse fréquence à 24 kHz a une pénétration plus forte, et l'échosondeur à double fréquence HD-MAX a des fréquences de 200 kHz et 24 kHz, nous avons donc décidé d'utiliser les données bathymétriques mesurées par HD-MAX dans cette mesure pour compléter les données bathymétriques perdues dans les informations de suivi du fond ADCP.
Logiciel de sondeur HiMAX
Nous avons enregistré les données bathymétriques et de débit sur le HD-MAX et avons exécuté simultanément les logiciels HiMAX Sounder et iFlow, permettant ainsi à HiMAX Sounder de générer les données bathymétriques en temps réel. En paramétrant le port série et le format de sortie, nous pouvons saisir les données de profondeur mesurées dans iFlow en temps réel.
Arpentage stable, sortie en temps réel de données bathymétriques.
Le 6 juillet 2022, la teneur en sable de la station hydrographique a atteint un maximum de 73,1 kg/m³.
Le 8 juillet 2022, la vitesse moyenne du courant de la section a atteint 1,3 à 2 m/s, la teneur en sable a diminué à 33,3 kg/m³ et la profondeur d'eau maximale de la section a atteint 5 m.
Sous une teneur en sable aussi élevée, l'onde sonore haute fréquence a échoué et la mesure du suivi du fond n'a pas pu être effectuée par ADCP. Cependant, l'onde sonore basse fréquence HD-MAX présentait une forte capacité de pénétration ; dans le cas d'une teneur en sable élevée, jusqu'à 73,1 kg/m³, l'écho basse fréquence restait très stable.
Le logiciel HiMAX Sounder intégrait également une fonction de traitement des données. Ce traitement permettait non seulement le filtrage médian, le filtrage moyen pondéré et le filtrage statistique pour gérer les points de profondeur erronés, mais aussi l'échantillonnage par distance, par temps et par intervalle de profondeur. Les utilisateurs étaient libres de choisir la précision acceptable pour le traitement des données de positionnement, notamment en solution unique, DGPS et fixe.
Jetons un œil aux données que nous avons collectées le 6 juillet. HiMAX Sounder peut exporter les éléments de données souhaités par les utilisateurs, et ici nous avons exporté les coordonnées et la profondeur d'écho de basse fréquence.
Conclusion
L'échosondeur à double fréquence HD-MAX a mesuré avec une grande précision et était adapté à divers environnements, et a très bien fonctionné dans des eaux troubles avec une teneur en sable de 73,1 kg/m³ dans un rayon de 5 m.
Le puissant logiciel HiMAX Sounder peut générer des données bathymétriques en temps réel et des formats de données riches sont disponibles, ce qui a considérablement élargi les possibilités de coopération entre HD-MAX et d'autres équipements hydrographiques.
Présentation du produit
L'échosondeur bifréquence HD-MAX est largement utilisé pour la mesure des sédiments lors du dragage, la bathymétrie dans les eaux à forte teneur en sédiments et d'autres projets de mesure de profondeur, que ce soit en eaux peu profondes, profondes ou très profondes. Le logiciel hydrographique complet HiMAX Sounder intègre la bathymétrie, la navigation et le post-traitement. De plus, équipé d'un grand écran 17 pouces et d'une plateforme informatique industrielle, le HD-MAX offre un ensemble de solutions fiables aux bureaux hydrographiques du monde entier, avec un transducteur bifréquence robuste et une canne de sondage conviviale.
Suivi des fonds marins. Profitant de la haute énergie des ondes sonores à basse fréquence et de la faible atténuation dans l’eau, HD-MAX est capable de suivre les fonds marins.
Eau trouble à forte teneur en sable. Le HD-MAX peut être facilement utilisé dans des eaux à forte teneur en sable (3 à 35 kg/m³). Grâce à ses ondes sonores basse fréquence, le HD-MAX pénètre dans une grande quantité de sable de la rivière pour obtenir la topographie sous-marine.
Mesure à grande vitesse. HD-MAX prend en charge la mesure à grande vitesse avec le taux de ping le plus élevé de 30 Hz. Dans des conditions où le navire de mesure atteint la vitesse maximale de 10,6 nœuds et la profondeur de l'eau est de 10 à 40 m, les échos reçus par HD-MAX sont stables et il n'y a pas d'échos secondaires ou d'échos parasites.
Le profileur de courant acoustique Doppler (ADCP) à lecture directe de la série iFlow RP est un système de profilage de courant précis et facile à utiliser, qui peut être déployé sur des plateformes flexibles : trimarans, USV, bouées, montage au fond marin, etc. Offrant des mesures précises avec une portée de 75 m/25 m, l'iFlow RP600/1200 est largement utilisé pour la surveillance et le contrôle du débit des rivières, des canaux, des installations offshore et autres projets d'ingénierie.
