三峡库区某段航道水下地形项目

项目背景
随着“一带一路”、长江经济带和长江中游城市群等国家战略的深入实施，三峡航运需求日益增长，因此维护航道的安全和畅通至关重要。为此，相关部门需要定期开展三峡库区航道水下地形测绘工作，以摸清水下地形情况，保障航道安全畅通。多波束测深仪因具备大扫宽、高精度、全覆盖等优势成为当下水下地形测绘的主流装备。
本次测区为三峡库区某段航道，水深在50-180米不等，水下地形变化较大，多陡峭地形。为准确掌握该段航道的水下地形情况，现场技术人员使用iBeam 8140P多波束测深系统开展水下地形测绘工作。

痛点分析

由于长江三峡航段分为坝上库区航段、两坝间急流航段和坝下天然航段三段梯级航道，连续最大落差达140米，加上特有的“四滩一弯一关”之险，被世界公认为最复杂的通航环境，这给航道水下地形测绘带来了挑战。
作业流程
iBeam 8140P是中海达自主研发的一款小型化便携式多波束测深系统，换能器集成高精度惯性导航系统和表面声速仪，具有较高的水深分辨率和测深精度；单条带有效覆盖角度从30~150°在线可调，工作模式可选等角、等距、高密度模式，适应不同环境；高度集成化设计以及重量不到6公斤的换能器，方便运输和安装，为应急测量提供了便利。

▲iBeam 8140P多波束测深系统

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作业过程
1.设备安装
iBeam 8140P多波束测深系统的换能器安装在距船首1/3处的左舷上，以避开船舶螺旋桨的干扰。同时换能器要保持适当的吃水深度，以远离气泡层和紊流层的影响。此外，将GNSS天线安装在船顶上，以提高信号接收质量，减少船体和其他设备的干扰。

▲GNSS天线安装

▲换能器安装

2.航线布设
主测深线布设方向按工程的需要选择平行于等深线的走向布设，主测深线的间距不大于测深宽度的50%。
3.数据采集
数据采集使用HiMAX多波束采集后处理软件，采集界面实时2D/3D格网水深渲染，方便客户直观了解水下地形情况。

▲软件实时采集效果

4.数据后处理
现场使用HiMAX多波束采集后处理软件，按潮位改正、声速改正、条带编辑、剖面编辑等步骤进行数据后处理，最后输出点云数据。
成果展示
通过选取测区内一段最大水深180米，地形变化大的航道扫测成果可知，iBeam 8140P多波束测深系统在大水深和复杂地形条件下表现了出色的底跟踪效果，见下图所示。

▲测区整体效果图

▲水下陡坡地形扫测效果图

▲大水深陡坡地形扫测效果图

▲大水深复杂地形扫测效果图

同时，通过选取测区内一段最高90°陡峭地形的航道扫测成果可知，iBeam 8140P多波束测深系统在垂直地形下底跟踪也十分稳定，几乎无噪点，见下图所示。

▲测区整体效果图

▲垂直地形扫测效果图1

▲垂直地形扫测效果图2

▲垂直地形扫测效果图3

通过对峡谷内检查线的内符合精度分析可知，内符合精度高达99.43%，完全满足IHO S44超等标准和《水运工程测量规范》要求。

▲内符合精度报告

项目总结
通过对此次三峡航道扫测结果的详细分析，证明了iBeam 8140P多波束测深系统无论是在大水深还是复杂地形环境下，都能提供精确、可靠的测量成果，为航道维护整治工作提供重要的数据支撑，帮助相关部门做出正确决策，确保长江航道的安全畅通。
此外，iBeam 8140P多波束测深系统因体积小、重量轻、高度集成、免校准等特点，使其具备快速转场，快速测量，操作简单等优势，为航道应急测量提供了新利器。

审核编辑 黄宇