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抽象的な：

HD-MAX二周波音響測深機の低周波音波（24kHz）は優れた浸透性を有しています。砂分濃度が最大73.1kg/m³の濁水においても、HD-MAXの安定したエコーは水底地形を正確に探知し、ADCP流量測定のための安定した底質追跡情報を提供します。

課題：砂の含有量が多く、流速が速い

Hi-Targetの水路測量機器は、黄河流域において困難な任務を遂行しました。黄河中流域は黄土高原を流れ、支流が大量の土砂を黄河に運び込むため、黄河は世界で最も土砂量の多い河川となっています。私たちの任務は、黄河が下流平野に流れ込む最初の地点である花園口観測所において、洪水期の水文情報調査を実施することでした。

花園口水文観測所は1937年7月に設立され、黄河主流の最も重要な水砂観測所です。

洪水期には、黄河上流域から大量の土砂が流入します。水文観測所における河川の砂含有量、流速、流量は大幅に増加し、観測作業はより困難になりますが、高水位時の水文情報は水文観測所の水文データをさらに充実させ、黄河流域全体の水文管理にとって重要です。そのため、洪水期になると、水文観測所は水質状況に応じてより集中的な流水試験を実施します。

ソリューション: HD-MAX、HiMAXサウンダー、iFlow RP600を使用

iFlow RP600
従来、水文観測所では、砂分含有量が高く流速が速い条件での流量測定に、従来の流量計法が一般的に用いられてきました。この技術プロセスは十分に発達していますが、測定に長時間を要する、測定方法が複雑である、測定区間に対する要件が厳しいなど、依然としていくつかの問題が残っています。

ADCP流量測定装置を用いることで、流量をより容易かつ迅速に調査することが可能です。今回の調査にはiFlow RP600 ADCPを使用し、ADCPの搭載には別の三胴船を使用しました。ADCPは三胴船に搭載し、HD-MAXの二周波トランスデューサーは三胴船の前部に搭載しました。これにより、トランスデューサーと三胴船の距離は可能な限り短くなりました。

HD-MAX デュアル周波数エコーサウンダー

これまでの測定経験によると、砂含有量が1～3kg/m3の場合、ADCPの有効測定プロファイルは公称測定プロファイル範囲の約半分に減少します。黄河は砂含有量が多いため、ADCPによる水深測量に必要な高周波音波が水中を伝播しにくく、この条件下ではADCP単独では底層追跡情報を測定できません。

24kHzの低周波音響信号の方が浸透力が強いことが分かっており、HD-MAXデュアル周波数音響測深機は200kHzと24kHzの両方の周波数を備えているため、今回の測定ではHD-MAXで測定した水深測量データを使用して、ADCP底追跡情報で失われた水深測量データを補完することにしました。

 

HiMAXサウンダーソフトウェア

HD-MAXで水深測量データと流量データのロギングを完了し、HD-MAX上でHiMAXサウンダソフトウェアとiFlow流量計測ソフトウェアを同時に実行しました。HiMAXサウンダは水深測量をリアルタイムで出力できます。出力シリアルポートと出力フォーマットを設定することで、計測した水深データをiFlowにリアルタイムで入力できます。

安定した測量、水深データのリアルタイム出力。

2022年7月6日、水路観測所の砂の含有量は最高73.1kg/m³に達しました。
2022年7月8日には、当該区間の平均流速は1.3～2m/sに達し、砂の含有量は33.3kg/m³に減少し、当該区間の最大水深は5mに達した。
このような高い砂含有量の下では、高周波音波は届かず、ADCPによる底質追跡測定は実施できませんでした。しかし、HD-MAX低周波音波は優れた浸透力を有しており、砂含有量が73.1kg/m³までの高い場合でも、低周波エコーは非常に安定していました。

HiMAX Sounderソフトウェアには、データ処理機能も搭載されています。データ処理は、中央値フィルタリング、加重平均フィルタリング、統計フィルタリング（誤った深度ポイントを除外）に加え、距離、時間、深度間隔によるサンプリングもサポートしています。ユーザーは、測位データの処理において、単一解、DGPS解、固定解など、許容可能な精度を自由に選択できます。

7月6日に収集したデータを見てみましょう。HiMAX Sounderはユーザーが望むデータ項目をエクスポートすることができ、ここでは座標と低周波のエコー深度をエクスポートしました。

結論

HD-MAX デュアル周波数エコーサウンダーは、高精度の測定が可能で、さまざまな環境に適しており、砂含有量が 5 メートル以内の濁水でも非常に優れた性能を発揮しました。

強力な HiMAX Sounder ソフトウェアは、水深測量データをリアルタイムで出力でき、豊富なデータ形式が利用できるため、HD-MAX と他の水路測量機器との連携の機会が大幅に広がりました。

製品概要

HD-MAX二周波音響測深機は、浚渫における堆積物測定、堆積物含有率の高い水深測深、浅水、深水、あるいは超深水域におけるその他の水深測定プロジェクトに幅広く応用できます。フル機能のHiMAX Sounder水路測深ソフトウェアは、水深測深、ナビゲーション、後処理を統合しています。さらに、17インチの大画面と産業用コンピュータプラットフォームを備えたHD-MAXは、堅牢な二周波トランスデューサーと使いやすい測深ポールを備え、世界中の水路測量事務所に信頼性の高いソリューションを提供します。

海底の追跡。 HD-MAX は、低周波音波の高エネルギーと水中での減衰の少なさを利用して、海底を追跡することができます。

砂の含有量が多い濁った水。 HD-MAXは、砂含有量が3～35kg/m³と高い水域でも容易に操作できます。低周波音波により、河川内の大量の砂層を貫通し、水中の地形を計測します。

高速測定。 HD-MAXは、最高30Hzのpingレートで高速計測をサポートします。計測船が10.6ノットの最高速度に達し、水深が10～40mの条件下でも、HD-MAXが受信するエコーは安定しており、二次エコーやスプリアスエコーは発生しません。

iFlow RPシリーズの直読式音響ドップラー流向流速計（ADCP）は、正確で使いやすい流向流速プロファイリングシステムです。三胴船、USV、ブイ、海底設置など、柔軟なプラットフォーム上に設置できます。iFlow RP600/1200は、75m/25mの範囲で正確な測定が可能で、河川、運河、沖合、その他のエンジニアリングプロジェクトの流量監視・調査に幅広く活用できます。