浅谈长河段内河航道水深测量技术要点

浅谈长河段内河航道水深测量技术要点

李寅

黑龙江省航道事务中心 黑龙江省哈尔滨市 150001

摘要：长河段内的河航道水深测量技术是河道管理和航运安全保障的重要内容。本文围绕该主题，分析了水深测量技术的要点，并提出了一些改进和发展的建议。具体包括选取合适的水深测量方法、加强测量设备的性能和精度、完善数据处理与分析技术等。这些技术要点的应用将有助于提升长河段内河航道水深测量的效率和准确性，为河流交通运输及相关领域的发展提供支持。

关键词：内河航道；长河段；水深测量；技术要点

引言：

长河段内的河航道水深测量是确保河道通航安全、促进水运发展的重要工作。然而，传统的水深测量方法存在着效率低下和精度不高的问题。因此，通过研究和应用先进的水深测量技术，可以提高测量效率和数据准确性，为河流航道管理和航运安全提供有力支持。

1水深测量仪器

水深测量仪器是用于测量水体深度的工具。以下是一些常见的水深测量仪器。

1.1测深仪（Echo Sounder）

测深仪通过测量声波的传播时间和回波强度来确定水深。它通常包括发射器和接收器，可以通过声波的反射来测量水体底部的深度。

1.2激光测距仪（Laser Rangefinder）

激光测距仪利用激光束的光电信号运算出水深。它可以通过测量激光束从仪器发射到目标物体后返回的时间来计算出距离，从而得知水深。

1.3多波束测深仪（Multi-beam Echo Sounder）

多波束测深仪通过同时发射多个声波束，并接收其回波，可以提供更精确和高分辨率的水深测量数据。

1.4声纳测深仪（Sonar Depth Sounder）

声纳测深仪利用超声波在水中的传播速度和回波特性，测量水体的深度。它适用于水深较大的海洋、湖泊等环境。

1.5GPS测深仪（GPS Depth Sounder）

GPS测深仪利用全球定位系统（GPS）和水深传感器结合，实现对水体深度的测量。它可以提供高度准确的位置和水深信息。

2水深测量数据的处理方法

对水深测量数据进行处理可以得到准确、可视化的结果，并从中提取有用的信息。以下是一些常见的水深测量数据处理方法。

平滑处理：对测量数据进行平滑处理，可以去除噪声和异常值，得到更平稳的水深曲线。平滑处理的方法包括滑动平均、加权平均等；插值处理：当数据点之间存在缺失或稀疏时，可以通过插值处理来填补空缺，得到连续的水深曲线。常用的插值方法包括线性插值、克里金插值等；数据校正：根据实际情况，对测量数据进行校正，修正由于设备误差、水流影响等造成的偏差。通常需要参考其他可靠的水深数据或标准来进行校正；趋势分析：通过对水深测量数据进行趋势分析，可以了解水深的变化规律和趋势，为后续工程、航行规划等提供参考依据。常见的趋势分析方法包括线性回归、多项式拟合等；数据可视化：将水深测量数据以直观、易于理解的方式进行可视化展示，如绘制水深剖面图、等深线图等。这有助于快速观察水深分布和变化情况；数据分析与统计：通过对大量水深测量数据进行分析和统计，可以提取有关水深的统计信息，如平均值、最大值、最小值等。这有助于了解水深的分布特征和变异情况。

3常见问题及注意事项

3.1换能器安装不规范

位置不准确：换能器安装位置偏离预定的位置，导致测量数据的精度和准确性下降；安装角度错误：换能器安装角度与水平面夹角不正确，会引起声波传播路径的变化，影响测量结果；固定不牢固：换能器固定不稳，容易受到振动或外力干扰，导致测量数据波动或失真；水封不良：换能器与水下接触处的密封不严实，导致水进入换能器内部，影响声波信号的传输。

3.2测量前准备不足

缺乏必要的设备和工具：没有准备好所需的水深测量仪器、配件和工具，无法进行有效的测量操作；不清楚测量区域和任务要求：未事先了解测量区域的特点、航道情况以及测量任务的要求，可能导致测量方案不完善或无法满足需求；人员培训不充分：缺乏对测量仪器的操作培训和实际操作经验，导致测量操作不熟练或无法正确应对问题；预先未规划好测量路线和断面：没有提前规划好测量路线和断面设置，可能导致测量结果不全面或覆盖不准确。

4测量质量控制要点

4.1设置水位控制点

选择合适的位置：水位控制点应在测量范围内选择平稳、不变的位置，不受水流、潮汐等因素的影响。最好选择在附近没有明显障碍物或涌浪的地方；确定高程稳定性：水位控制点的高程应是相对稳定的，尽量避免因地质、土壤沉降等原因导致高程的显著变化；安装合适的水位观测设备：选用精度高、稳定可靠的水位观测设备，如水位计、浮标等。确保设备的准确性和可靠性，并进行定期校正和维护；定期校核与比对：定期对水位控制点进行校核和比对，以验证其高程稳定性和观测设备的准确性。可以与其他水文观测站点进行对比，确保所使用的水位控制点的可靠性；数据记录和管理：对水位控制点的观测数据进行规范化记录和管理，确保数据的完整性和准确性。包括日期、时间、高程值等信息，并建立相应的数据库进行长期管理。

4.2合理缩短水位观测时间

减少环境干扰：选择适当的观测时间段，避开水流、风浪等环境干扰较大的时段。这可以减少观测数据的波动和噪声，提高测量准确性；使用快速测量技术：采用先进的水位观测设备和快速测量技术，可以显著缩短观测时间。例如，使用自动水位计和实时数据传输系统，能够实现迅速、连续的观测，并立即获取数据；增加观测频率：通过增加水位观测的频率，可以在更短的时间内获取多个数据点，提高测量精度和可靠性。根据测量需求和实际情况，确定合适的观测频率；自动化和标准化：使用自动化的观测设备和程序，可以减少人为操作的误差和时间消耗。同时，确保观测过程的标准化和规范化，以提高观测效率和数据一致性。

4.3调校仪器参数

预先了解仪器说明：在使用和调校仪器之前，仔细阅读并理解仪器的使用手册和参数调校指南。熟悉仪器的功能、操作步骤和参数设置范围等信息；校正仪器误差：针对特定仪器，查看是否需要进行校正或修正仪器的误差。通过比对已知水深或其他可靠测量数据，对仪器的测量结果进行校正，以提高测量准确性；考虑环境因素：不同环境条件可能影响仪器的性能和测量准确性。例如，水温、水质、水流等因素可能导致数据偏移或干扰。根据实际情况调整仪器参数，减小环境因素的影响；设置适当的灵敏度和滤波：根据测量场景和需求，调整仪器的灵敏度和滤波参数。灵敏度设置能够确保足够的探测灵敏度，而滤波设置可以降低噪声和干扰的影响，提高数据质量；实时监测和检查：在进行调校的过程中，要实时监测仪器输出的测量结果，并注意是否存在异常或不一致的情况。必要时进行修正或重新调整仪器参数，以保持准确性和稳定性。

结束语：长河段内的河航道水深测量技术在河道管理和航运安全中发挥着关键作用。本文对水深测量技术的要点进行了探讨，包括选择适用的测量方法、改进测量设备的性能和精度、完善数据处理与分析技术等。通过应用这些技术要点，可以提升水深测量的准确性和效率，为河流交通运输及相关领域的发展做出贡献。未来，我们应继续关注并推动水深测量技术的发展，以满足河道管理和航运安全的需求，并促进长河段内的水运运输业的可持续发展。

参考文献：

[1]张建民.浅析长河段内河航道水深测量技术手段[J].城镇建设,2020,(4):275.

[2]高桃峰.浅析长河段内河航道水深测量技术手段[J].中国新技术新产品,2020,(3):79-80.

[3]吴泳.浅谈长河段内河航道水深测量技术要点[J].珠江水运,2019,(11):16-17.