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Resumo:
A onda sonora de baixa frequência (24 kHz) do ecobatímetro de dupla frequência HD-MAX possui boa penetração. Em águas turvas com teor de areia de até 73,1 kg/m³, os ecos estáveis do HD-MAX detectam com precisão a topografia do fundo da água, fornecendo informações de rastreamento do fundo para medição de descarga ADCP.
O desafio: alto teor de areia e alta velocidade de corrente
O equipamento hidrográfico da Hi-Target realizou um trabalho desafiador na bacia do Rio Amarelo. O curso médio do Rio Amarelo atravessa o Planalto de Loess, e seus afluentes trazem grandes quantidades de sedimentos para o Rio Amarelo, tornando-o o rio mais rico em sedimentos do mundo. Nossa tarefa foi realizar um levantamento de informações hidrológicas da estação de cheias para a estação Huayuankou – a primeira estação onde o Rio Amarelo deságua na planície a jusante.
A estação hidrológica de Huayuankou foi estabelecida em julho de 1937 e é a estação de controle de água e areia mais importante do curso principal do Rio Amarelo.
Durante a estação de cheias, o rio traz consigo uma grande quantidade de sedimentos do curso superior do Rio Amarelo. Embora o teor de areia, a velocidade e a vazão do rio na estação hidrológica aumentem consideravelmente, o que dificulta o trabalho de medição, as informações hidrológicas dos níveis de água elevados podem enriquecer ainda mais os dados hidrológicos da estação, o que é importante para a gestão de toda a bacia do Rio Amarelo. Portanto, quando chega a estação de cheias, a estação hidrológica realiza testes de vazão mais intensivos, dependendo das condições da água.
Soluções: com HD-MAX, HiMAX Sounder e iFlow RP600
Um iFlow RP600
No passado, as estações hidrológicas geralmente utilizavam o método convencional de medição de vazão para medir a vazão em condições de alto teor de areia e alta velocidade de corrente. O processo técnico foi bem desenvolvido, mas ainda existem alguns problemas, como, por exemplo, o tempo de cada medição, o método de medição é complexo, os requisitos para a seção medida são rigorosos, etc.
O equipamento de medição de descarga ADCP pode ser usado para monitorar a descarga de forma mais fácil e rápida. Escolhemos o iFlow RP600 ADCP para realizar este levantamento, e outro trimarã como portador do ADCP. O ADCP foi instalado no trimarã, enquanto o transdutor de dupla frequência do HD-MAX foi instalado na parte frontal do trimarã, e a distância entre o transdutor e o trimarã foi reduzida ao máximo.
Ecobatímetro de dupla frequência HD-MAX
De acordo com a experiência anterior em medições, quando o teor de areia é de 1 a 3 kg/m³, o perfil de medição efetivo do ADCP será reduzido para cerca de metade da faixa nominal do perfil de medição. Devido ao alto teor de areia do Rio Amarelo, a onda sonora de alta frequência necessária para a batimetria do ADCP é difícil de propagar na água, de modo que o ADCP não consegue medir as informações de rastreamento do fundo sozinho nessas condições.
Sabíamos que o sinal acústico de baixa frequência a 24 kHz tem penetração mais forte, e o ecobatímetro de dupla frequência HD-MAX tem frequências de 200 kHz e 24 kHz, então decidimos usar os dados de batimetria medidos pelo HD-MAX nessa medição para complementar os dados de batimetria perdidos nas informações de rastreamento de fundo do ADCP.
Software HiMAX Sounder
Concluímos o registro dos dados de batimetria e vazão no HD-MAX e executamos simultaneamente o software HiMAX Sounder e o software de medição de vazão iFlow no HD-MAX, permitindo que o HiMAX Sounder envie os dados de batimetria em tempo real. Ao configurar a porta serial de saída e o formato de saída, podemos inserir os dados de profundidade medidos no iFlow em tempo real.
Levantamento estável, saída de dados batimétricos em tempo real.
Em 6 de julho de 2022, o teor de areia da estação hidrográfica atingiu o máximo de 73,1 kg/m³.
Em 8 de julho de 2022, a velocidade média da corrente da seção atingiu 1,3~2m/s, o teor de areia diminuiu para 33,3kg/m³ e a profundidade máxima da água da seção atingiu 5 m.
Com um teor de areia tão alto, a onda sonora de alta frequência falhou e a medição de rastreamento do fundo não pôde ser realizada pelo ADCP. No entanto, a onda sonora de baixa frequência do HD-MAX apresentou forte capacidade de penetração; no caso de um teor de areia tão alto, de até 73,1 kg/m³, o eco de baixa frequência ainda se manteve muito estável.
O software HiMAX Sounder também contava com a função de processamento de dados. O processamento de dados suportava não apenas filtragem de mediana, filtragem de média ponderada e filtragem estatística para lidar com pontos de profundidade incorretos, mas também amostragem por distância, tempo e intervalo de profundidade. Os usuários tinham a liberdade de escolher a precisão aceitável ao processar dados de posicionamento, incluindo solução única, solução DGPS e solução fixa.
Vamos dar uma olhada nos dados que coletamos em 6 de julho. O HiMAX Sounder pode exportar os itens de dados que os usuários desejam, e aqui exportamos as coordenadas e a profundidade do eco de baixa frequência.
Conclusão
O ecobatímetro de dupla frequência HD-MAX apresentou alta precisão e foi adequado para vários ambientes, além de ter um ótimo desempenho em águas turvas com um teor de areia de 73,1 kg/m³ em um raio de 5 m.
O poderoso software HiMAX Sounder pode gerar dados de batimetria em tempo real, e formatos de dados avançados estavam disponíveis, o que ampliou muito a oportunidade de cooperação entre o HD-MAX e outros equipamentos hidrográficos.
Visão geral do produto
O ecobatímetro de dupla frequência HD-MAX pode ser amplamente utilizado em medições de sedimentos para dragagem, batimetria em águas com alto teor de sedimentos e outros projetos de medição de profundidade em águas rasas, profundas ou muito mais profundas. O software hidrográfico completo HiMAX Sounder integra batimetria, navegação e pós-processamento. Além disso, equipado com uma tela grande de 17" e uma plataforma de computador industrial, o HD-MAX oferece um conjunto de soluções confiáveis para escritórios hidrográficos em todo o mundo, com um transdutor de dupla frequência robusto e um bastão de medição de fácil utilização.
Rastreamento do fundo do mar. Aproveitando a alta energia das ondas sonoras de baixa frequência e a baixa atenuação na água, o HD-MAX é capaz de rastrear o fundo do mar.
Água turva com alto teor de areia. O HD-MAX pode ser facilmente operado em águas com alto teor de areia, de 3 a 35 kg/m³. Ondas sonoras de baixa frequência permitem que o HD-MAX penetre uma grande quantidade de areia no rio para obter a topografia subaquática.
Medição em alta velocidade. O HD-MAX suporta medições em alta velocidade com a taxa de ping mais alta de 30 Hz. Sob a condição de que o navio de medição atinja a velocidade máxima de 10,6 nós e a profundidade da água seja de 10 a 40 m, os ecos recebidos pelo HD-MAX são estáveis e não há ecos secundários ou ecos espúrios.
O Perfilador de Corrente Acústico Doppler (ADCP) de leitura direta da série iFlow RP é um sistema de perfil de corrente preciso e fácil de usar, que pode ser implantado em plataformas flexíveis: trimarãs, USV, boias, montagem no fundo do mar, etc. Oferecendo medições precisas com alcance de 75 m/25 m, o iFlow RP600/1200 pode ser amplamente utilizado para monitorar e monitorar a vazão de rios, canais, offshore e outros projetos de engenharia.
