点云密度对水下抛石效果评价的不确定性研究

水下抛石为隐蔽工程,其抛石效果评价是工程项目验收的重要部分,对工程质量评价有重要意义。为此,以张家港市老海坝河段整治工程的抛石护岸工程区为研究区,通过多波束测深技术获取代表区域不同点云密度下的抛石增厚值,再分析不同点云密度对抛石效果的影响。结果表明：点云密度对抛石增厚值的效果评价影响较大,且不同点云密度下评价结果的误差呈正态分布。基于测量不确定理论给出了不同点云密度、不同置信概率下的评价结果置信范围,可为水下抛石效果评价方法的制定和选取合适的点云密度提供依据。     

双频识别声呐提取沉水植物盖度的可行性初探

沉水植物作为湖泊生态系统的初级生产者,在固定底泥、防止沉积物再悬浮、净化水质等方面具有重要的环境功能。因此,探究沉水植物的分布、群落结构及其演替规律,对于湖泊水生态环境修复工作有着重要意义。传统的沉水植物调查方法不仅调查效率低,而且在取样过程中会对沉水植物造成破坏,有必要探索更为高效科学的调查方法。由于双频识别声呐可实现在浑浊、黑暗的水下获得清晰的影像,利用双频识别声呐探测技术在不破坏沉水植物的情况下获取了太湖贡湖湾4种典型沉水植物在不同季节的影像数据,通过影像处理提取沉水植物盖度。结果表明该方法获得的盖度与传统调查结果较为接近,且该方法更加方便快捷,可为湖泊水生态环境修复提供支撑。     

双频识别声纳技术在水工建筑物水下外观病害检测中的应用

针对水工建筑物水下外观病害的类型特点,提出用双频识别声纳技术进行检测,并在工程实践中开展应用。实践表明,双频识别声纳技术对水工建筑物水下外观病害具有较好的检测效果,研究内容可为水工建筑物安全监测提供参考。     

混凝土铰链沉排护岸工程水下部分铺设质量检测技术研究与探讨

近年来,国内在江河护岸工程实践过程中,创新优化出了预制混凝土铰链沉排护岸的新型结构形式,在多个护岸工程中得到成功应用并取得了良好的防洪护岸效果,但由于其水下排体尺寸较小,施工完成后水下部分的铺设情况很难被准确探测出来,也为水下部分的施工质量进行质量评定带来了困难。在对目前各种水下检测技术进行充分对比分析的基础上,提出超高分辨率多波束测深技术,并利用该技术成功地应用于长江武汉段铰链沉排护岸工程的水下部分施工铺设情况的勘测。实践证明该技术在定量检测预制混凝土铰链沉排工程水下铺设质量方面具有较大的优势,并可作为类似工程水下部分质量检测的技术手段。     

长江江苏段河床沉积物渗透系数试验研究

针对由特征粒径推求渗透系数的经验公式均具有局限性的问题,以长江江苏段河床沉积物为例, 对其进行颗粒分析,得到沉积物的粒组成分及有关特征粒径,采用Darcy渗透试验测定沉积物的渗透系数 为0.2～5.0 m/d,并对河床沉积物的渗透系数与特征粒径进行回归分析。结果表明,渗透系数与特征粒 径d10之间存在显著的二次函数关系,所建立的回归公式能较好地应用于长江江苏段河道。     

基于多波束条带测深技术的沉箱式水下抛石工艺抛投效果研究

选取水深条件、水流和施工难度方面具有较好代表性的区域进行沉箱式水下抛石试验,利用多波束条带测深技术,基于点云数据分析,对抛投效果关键指标抛投准确性、抛投均匀性、测点增厚值及断面增厚值进行对比分析研究。结果表明,该数据符合江苏省地方标准《水利工程施工质量检验与评定规范》中规定的各项水下检查指标,为今后在长江护岸工程中开展和推广该工艺提供科学依据。     

多波束测深结合声呐技术在河道堤防水下外观病害探测中的应用

针对河道堤防水面线以下的表观病害具有隐蔽性、难于探测和发现的特点,将多波束条带测深技术和双频识别声呐技术相组合,实现了准确布置计划测线确保水下外观病害全覆盖扫测。通过在双频识别声呐换能器上安置GPS接收机,基于位置信息将病害中心位置在多波束点云图上准确地标示出来,从而弥补了两种技术各自的局限性,并在工程实践中开展应用。实践表明,选择波束角小的多波束条带测深系统,可获取高质量、高分辨率的数据,便于发现细微的外观破碎、剥落等病害。在多波束扫测工作中船速不宜太快,应控制在5节以内,同时声呐探测时应平行水流方向布置测线。工程实例表明,将两种技术组合在一起,能准确发现水下破损、塌陷等表观病害。研究成果为类似工程的病害探测和除险加固提供技术支撑。     

点云密度对水下抛石效果评价的影响

水下抛石检测过程中常将多波束测深系统扫测所得的高密度点云水深数据进行一定尺度的抽稀处理,但不同抽稀方式对原始点云密度的影响,直接决定了抽稀处理后的水深数据能否如实反映实际抛投效果。因此,为探讨不同点云密度对水下抛石效果评价的影响,对抛石工程施工前后两期不同密度的点云数据进行叠加分析,计算区域内抛石合格率,并对增厚值的统计特征进行了对比分析。结果表明,点云密度对水下抛石效果评价影响显著,且点云密度为5m时为最佳,既不会因数据过于稀疏导致评价失真,也不会因数据过于密集导致评价困难。     

长江老海坝抛石护岸工程对河势的影响研究

为研究洪水期抛石护岸工程对河势的影响,采用MIKE21平面二维水沙数学模型,对长江老海坝有无抛石护岸工程两种工况下的水流特性和深泓线的变化进行对比分析。结果表明,工程对抛石护岸区附近的水流特性影响较大,距近岸起点越远,断面水位和平均流速变化越小。抛石护岸工程区距近岸起点0~600 m范围内水位壅高明显,最大壅高0.028 m,0~400 m范围内断面平均流速明显减小,最大减小0.2 m/s。工程后,澄通河段区域水位及流速变化不大,深泓线总体走势不变,深泓摆动不大,在浏海沙水道深泓有所左移,有利于局部河势稳定。     

裂隙-管道介质调蓄系数与补给强度之间关系的试验研究

为探究裂隙-管道介质调蓄功能的影响机制,提高岩溶水资源开发利用效率,通过建立裂隙-管道介质物理模型分析了不同补给方式下模型的调蓄系数与补给强度之间的关系。分别设计单独补给落水洞、单独补给裂隙、共同补给裂隙与落水洞三种补给方式的试验,在不同的补给强度下监测泉口流量过程。试验结果表明,随着补给强度的增大,调蓄系数逐渐增大,单独补给裂隙情景下,调蓄系数与补给强度呈指数型增加趋势;单独补给落水洞、共同补给裂隙与落水洞时,调蓄系数与补给强度呈线性增加趋势。当补给达到一定强度后,单独补给裂隙时,调蓄系数不随补给强度变化,而其他两种补给方式下,调蓄系数持续增大。