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第卷第期人民黄河...
年月.,
【水文· 泥沙】
探地雷达在河流水深探测中的应用研究
王复明,尚向阳,钟燕辉
.郑州大学环境与水利学院,河南郑州;.郑州黄河工程有限公司,河南郑州
摘要:从理论上分析了探地雷达运用于水深探测的基本原理。对黄河河道探测工程实例的图谱特征研究表明:该技术
探测河床的方法效率高、抗干扰能力强、使用灵活方便、受客观条件制约的因素比较少,并且这种方法具有快速、准确、连
续、选点灵活等特点。
关键词:探地雷达;水深探测;河道断面;河道测量;黄河
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:——
河道测量亦称“水道测量”,是江河、湖泊等水体的水下地
形测量的总称。总体上来说,河道测量采用的控制测量方法与探地雷达探测河流水深的工作原理
陆地上基本相同,但其个性也特别鲜明,因为水下地形是看不
. 探地雷达的工作原理
到的,所以水下地形测量一直是一个难题。美国在世纪
探地雷达采用高频~电磁波,通过探测地
年代开始用探地雷达探测河道,包括探测冲刷坑尺寸、疏浚前
下介质各结构层的电磁特性介电常数、电导率、磁导率的改
后河床的位置、河底淤积物质的组成等。笔者通过研究探地雷
变、异同,由回波的振幅、波形和频率等来分析和推断介质结构
达在黄河河道探测的图谱,认为其应用于水深探测效果良好,
与物性特征。以此来获取地下各结构层的厚度、深度或缺
精度也可以达到实际工程的要求。
陷等。
常规河流水深测定方法存在的问题探地雷达主要由天线、发射机、接收机、信号处理器和终端
设备计算机等组成,如图。
. 常用的测定方法
计算机
测深杆。可用竹竿、硬塑料管、玻璃钢杆或铝合金管等
硬质材料为标杆。标杆下端装一直径为—的铁底板信号处理器』
或木板,以防止杆端插入淤泥深处而影响测深精度。测深时, 发射天线接收天线
使测深杆处于铅垂线位置,然后读取水面与杆相交处的数据即/ 反射信号
可。测深杆适用于测量小于的水深⋯。
发射信‘
测深锤。一般测深锤适合在流速小于/、船速小、/\
水深不大于的情况下使用。
回声测深仪。其工作原理是,当声波遇到障碍物而反,/ 空气
射回换能器时,根据声波在水中往返的时间和所测水域中声波
传播的速度,就可以求得障碍物与换能器之间的距离。回声测求
深仪包括单通道回声测深仪和多通道回声测深仪。
河床
. 存在的问题图探地雷达系统工作原理
测深杆和测深锤在实际测深时是同时并用的两种测深设探地雷达发射机产生的高频电磁脉冲离开天线后便成为
备,其受水深、流速以及天气等条件影响较大,误差也较大。发射信号,发射信号经由空气到达介质表面时,一部分信号会
声波测深仪在静水、清水中测量结果比较可靠,但在黄河
中测量却不太适用。—年,中国科学院声学研究所协收稿日期:——
同黄委在黄河花园口利用声波测深仪对河水进行了连续三年作者简介:王复明一,男,河南沈丘人,教授,博士生导
的追踪监测,测量结果很不稳定。究其原因,主要是黄河水中师,研究方向为基础工程反演理论与无损检测技术。
含有大量的泥沙,水的浑浊程度偏高,产生了较大的反常现象。—.
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