辽宁省水库淤积浅剖声呐探测技术规程DB21／T 3415—2021.pdf

ICS 17.140 CCS P 59 21 辽宁省地方标准 DB21/T 3415 2021 辽宁省水 库淤积浅 剖声呐探 测技术规 程 Code of practice for shallow section sonar detection of reservoir in Liaoning Province 2021-04-30 发布 2021-05-30 实施 辽宁 省市 场监督管理 局 发 布 DB21/T 3415 2021 I 目 次 前 言.III 引言.IV 1 范围.1 2 规范 性引 用文 件.1 3 术语 和定 义.1 3.1 导 航定 位.1 3.2 声 呐探 测.2 4 总体 要求.2 4.1 水 库淤 积探 测目 的.2 4.2 水 库淤 积探 测任 务.2 4.3 水 库淤 积探 测内 容.2 4.4 测 船要 求.3 4.5 探 测人 员上 岗要 求.3 5 导航 与定 位.3 5.1 一 般规 定.3 5.2 坐 标转 换.4 5.3 导 航软 件.4 5.4 导 航测 量.4 6 姿态 仪使 用.5 6.1 姿 态仪 安装 要求.5 6.2 姿 态仪 性能 指标.5 7 浅剖 声呐 探测.5 7.1 一 般规 定.5 7.2 浅 剖数 据采 集.6 7.3 浅 剖数 据回 放.6 7.4 补 测与 重测.7 8 高频 振动 水底 淤积 层取 样.7 8.1 一 般规 定.7 8.2 取 样目 的.7 8.3 取 样点 水面 布置.7 8.4 水 上取 样作 业平 台.8 8.5 声 波钻 机设 备使 用.8 8.6 底 泥样 品采 集.8 8.7 取 样成 果.9 9 浅剖 数据 处理.9 9.1 基 本要 求.9 9.2 数 据处 理.9 9.3 剖 面解 释.10 DB21/T 3415 2021 II 9.4 成 果图.10 9.5 水 下三 维数 字模 型的 建立.10 9.6 淤 积量 的计 算.10 10 报 告书 编写.10 10.1 一般 规定.10 10.2 报告 书编 写.11 10.3 资料 和成 果归 档.11 附录 A（规 范性）探 测要 求.12 A.1 水 库淤 积探 测前 搜集 的资料 内容.12 A.2 测 船要 求.12 A.3 导 航测 量.12 A.4 淤 积严 重区 域数 据采 集.12 A.5 取 样管 配置.12 A.6 底 泥样 品采 集.12 附录 B（资 料性）探 测指 导.13 B.1 淤 积探 测前 应编 制技 术设计 书.13 B.2 测 船导 航定 位.13 B.3 技 术原 理.13 B.4 数 据处 理.13 B.5 提 取取 样管 操作.13 附录 C（资 料性）图 示说 明.14 图 C.1 测 船纵 剖面 图示.15 图 C.2 测 船平 面图 示.15 图 C.3 分 层淤 积模 型图 示.16 附录 D（资 料性）现 场记 录班报.17 表 D.1 转 换参 数记 录.17 表 D.2 导 航系 统班 报.17 表 D.3 浅 剖声 呐探 测班 报.18 表 D.4 声 波钻 机钻 孔班 报.18 表 D.5 取 样记 录.19 DB21/T 3415 2021 III 前 言 本文件 按照GB/T 1.1 2020 标准 化工 作导则 第1 部分：标准化 文件 的结构 和起草 规则 的规 定起草。本文件 由辽 宁省 水利 厅提 出并归 口。本文件 起草 单位：辽 宁省 水 利水电 科学 研究 院有 限责 任公司、辽 宁省 柴河 水库 管 理局有 限责 任公 司、沈阳农 业大 学、辽宁 江河 水利水 电工 程建 设监 理有 限公司。本文件 主要起 草人：崔双 利、王 利民、李刚、王魁、李红 亮、张 凤来、丛亚 丽、刘 元锋、史薇 薇、王莉、田原、刘玉 龙、孟 宇、李 书博、尹铭、李趋、汪玉 君、潘 绍财、杨国 范、于 国丰、曲磊、王 斌、孟旭、王一 地、刘永 鹏、方会超、薛 海波、王 光杰、任广。“请注 意本 文件 的某 些内 容可能 涉及 专利。本 文件 的发布 机构 不承 担识 别专 利的责 任”。本文件 发布 实施 后，任何 单 位和个 人如 有问 题和 意见 建议，均可 以通 过来 电和 来 函等方 式进 行反 馈，我们将 及时 答复 并认 真处 理，根 据实 际情 况依 法进 行评估 及复 审。归口管 理部 门通 信地 址：辽宁省 水利 厅（沈阳 市和 平区十 四纬 路5 号），联系 电话：024-62181315。文件起 草单 位通 信地 址：辽 宁省水 利水 电科 学研 究院 有限责 任公 司（沈 阳市 和平 区十四 纬路5-4 号），联系电 话：024-62181295。DB21/T 3415 2021 IV 引言 为统一 辽宁 省采 用浅 剖声 呐探测 水库 淤积 的程 序，明确探 测技 术要 求、内容 和方法，及 时、准 确 为水库清 淤及 运行 管理 提供 决策依 据，保 证其 成果 质 量，规程 编写 组在 多座 水 库及河 道探 测研 究，认 真 总结实践 经验，参考 有关 国 家标准 和国 外先 进技 术，并充分 征求 有关 各方 意见 的基础 上，首 次制 定了 本 文件。DB21/T 3415 2021 1 辽 宁省水 库淤积浅 剖声呐 探测技术 规程 1 范围 本文件 适用于 辽宁 省小（2）型及 以上的 水库 淤积探 测。探 测条件 适用 水深应 大于1.0m，探测淤 积层厚度 应小 于20m。符合 探 测条件 的湖 泊、河道 等可 参照执 行。2 规范性 引用 文件 下列文 件中 的内 容通 过文 中的规 范性 引用 而构 成本 文件必 不可 少的 条款。其 中，注日 期的 引用 文件，仅该日 期对 应的 版本 适用 于本文 件；不注 日期 的引 用文件，其 最新 版本（包 括所有 的修 改单）适 用 于 本文件。GB/T 12763.8 海洋 调查 规范 第8 部分：海 洋地 质 地球物 理调 查 CH/T 2009-2010 全 球定 位系统 实时 动态 测量（RTK）技术 规范 SL 197 水 利水 电工 程测 量规范 HY/T 253 浅地 层剖 面调 查技术 要求 JT/T 701 水深 测量 数据 采集与 处理 技术 要求 3 术语和 定义 下列术 语和 定义 适用 于本 文件。3.1 导航定位 3.1.1 GNSS（Global Navigation Satellite System）亦称国 际GNSS 服务，提供 全球导 航卫星 系统，包括GPS、GLONASS、GALILEO 等 卫星星 历，卫 星钟 差以及相 应卫 星系 统的 地面 基准站 坐标 等方 面信 息的 国际组 织。3.1.2 基准站 reference station 在一定 的观测 时间 内，一 台或几 台接收 机分 别在一 个或几 个固定 测站 上，一 直保持 跟踪观 测卫 星，其余接 收机 在这 些测 站的 一定范 围内 流动 作业，这 些固定 测站 就称 为基 准站。3.1.3 流动站 roving station 在基准 站的 一定 范围 内流 动作业 的接 收机 所设 立的 测站。3.1.4 固定 解fixed solution 星载波 相位 观测 量的 整周 未知数 的整 数解 叫固 定解。3.1.5 实时动 态测 量(RTK)real time kinematic DB21/T 3415 2021 2 RTK 测量 技术 是全球 卫 星导航 定位技 术与 数据通 信技术 相结合 的载 波相位 实时动 态差分 定位 技术，它能够 实时 地提 供测 站点 在指定 坐标 系中 的三 维定 位结果。3.1.1 来源：测 绘学 名词（第三 版、定义 版（2010）;3.1.2 3.1.5 来 源：CH T2009-2010,3 3.2 声呐探 测 3.2.1 测量船 surveyvessel 简称测 船，执行 海洋、江 河或湖 泊等 水域 测量 任务 的船舶。3.2.2 测线 surveyline 测量船 的计 划航 线和 实际 航线的 总称。3.2.3 航迹 track 船舶航 行的 轨迹 线。3.2.4 航速 speed 船舶在 单位 时间 内航 行的 距离。3.2.5 姿态仪 传感 器 attitude Sensor 高性能 三维 运动 姿态 测量 系统，包括 三轴 陀螺 仪、三轴加 速度 计，三轴 电子 罗盘等 运动 传感 器。3.2.6 换能器 transducer 指水声 换能 器（Acoustic Transducer）是 把声 能和 电能进 行相 互转 换的 器件。3.2.7 异常水 深 anomalousdepth 水深测 量时，发 射的 信号 遇到水 体中 的物 体或 特殊 水文现 象反 射到 记录 器的 非真实 海底 深度。通 常由鱼群 及其 他悬 浮物、水 中气泡 引起。3.2.8 加密探 测 developmentexamination 为了详 细探 测水 下航 行障 碍物和 复杂 海区 的地 貌而 缩小测 线问 距的 测量。3.2.1 3.2.8 来源：测 绘学名 词（第 三版、定 义版（2010）4 总体要 求 4.1 水库淤 积探 测目 的 通过水 下浅 剖声呐 探测 手 段查明 水库的 淤积 状况，并通过 声波钻 机水 底取样 进行验 证，为 水库 调度运用 及冲 淤处 理提 供依 据。4.2 水库淤 积探 测任务 浅剖声 呐探 测水 库淤 积任 务是查 明库 区淤 积现 状、淤积强 弱分 布情 况，提 出 淤积厚 度、淤 积量 等数据和成 果图。4.3 水库淤 积探 测内 容 DB21/T 3415 2021 3 水库淤 积探 测内 容应 包括：资料 收集、现 场踏 勘、技术设 计、现场 探测 及成 果提交 等。4.3.1 水库淤 积探 测前 搜集 的资 料内容 a)水库工 程概 况及 运行 特征 水位、库容 资料。b)已有水 库水 文、气象、地 质资料。c)水库测 量基 础资 料、淹没 范围内 地形 图。d)已有水 库淤 积测 量资 料,具 体内容 按照 附 录A.1 给出 的规定 执行。4.3.2 现场踏 勘应 包括 的内 容 a)察 看测 区的 地物、地 貌、交 通和 测量 控制 点分 布情况。b)察 看库 水面 船只 航行、渔网 分布 情况。4.3.3 淤积探 测前 应编 制技 术设 计书 具 体内 容见 附 录B.1 给出的 提示。4.3.4 现场淤 积探 测应 包括 以下 内容:a)仪 器设 备测 船上 安装。b)WGS-84 或CGCS2000 坐标转 换成 水库 当前 使用 坐标。c)浅 剖仪 探测 系统 参数 设置。d)淤 积探 测测 线布 置。e)沿 测线 浅剖 探测 数据 采集。f)数 据采 集完 成后 设备 保养。4.3.5 成果提 交内 容，含探 测成 果报告 及应 有的 图和 表。4.4 测船要 求 需 制定 航行 安全 操作 规程和 应急 预案。航 行途 中要认 真填 写航 行日 志，具体内 容按 照附 录 A.2 要 求执行。4.5 探测人 员上 岗要 求 探测人 员应 经过 培训，熟 练掌握 浅剖 声呐 探测 技术，具备 上岗 资格，方 可上 岗。5 导航与 定位 5.1 一般规 定 5.1.1 测船导 航定 位 测船导 航定 位采 用船 载GNSS 定位 系统，平 面坐 标采 用 国家统 一规 定的3度 带高 斯-克吕 格投 影坐 标系。高程基 准采 用国 家统 一规 定的1985 国 家高 程基 准。GNSS 定 位系 统包 含内 容见 附 录B.2 给出 的提 示。5.1.2 导航设 备配 置 基本的 设备 配置 要求：每 条作业 测船 应至 少配 置一 套独立 的差 分全 球定 位系 统（GNSS），含 一 台 陆上安置 在基 准站 上GNSS 接 收机、发送 电台 及启 动基 准站手 持机，船 上安 置流 动站，包含 用户 接 收 机（定位）、用户 接收 机（定向）或罗 泾、数据 处理 器及 若干连 接线 缆。5.1.3 测船配 置仪 器设 备的 检验 和维护 按 照 CH/T 2009-2010 规 定执 行。5.1.4 陆上基 准点 要求 本文件 要求 水库 及附 近有 四等及 以上 控制 点或CORS 站。高 程是 按照 四等 水准 测量标 准控 制，其 精 度按照SL197 要求 控制。5.1.5 测船定 位测 量方 法 DB21/T 3415 2021 4 5.1.5.1 采用 RTK 测量 技术，陆 上 基准站 为一 个固 定控 制点，接收 卫星 数据 并进 行差 分处理，计 算 出改正参 数，并 通过 电台发 送到船 上流动 站。测船上 流动站 数据处 理器 接收卫 星数据 和基准 站差 分数 据，计算出 高精 度的 绝对 位置 固定解。5.1.5.2 RTK 配 合浅 剖探 测仪 进行 水下淤 积剖 面测 量时，应 保证 RTK 与 浅剖 仪采 集信 息同步。5.1.6 定位精 度要 求 RTK定 位精 度按 照CH/T2009-2010 规定 执行。5.2 坐标转 换 5.2.1 坐标转 换 船载GNSS 定 位系 统一 般为 WGS-84 或CGCS2000 坐标 系 统，输 出的 是经 度（B）、纬度（L）及 大地 高（H）并 将输 出位置 数据 提 供给船 载换能 器主 机。通 常水利 工程使 用投 影平面 坐标系 统。因 此在 实际 应用中，首 先将 WGS-84 或CGCS2000 坐 标（B、L、H）转 换成相 应当 地水 库使 用平 面直角 坐标（x、y、h），其中h 为国 家85 高程 基准 的 正常高。5.2.2 坐标转 换模 型 5.2.2.1 把坐标（B、L、H）转换 成 平面直 角坐标（x、y、h）常规的 转换应 先确 定转换 参数。常用 的坐标转 换模 型包 括四 参数、七参 数转 换，高程 转换 以及投 影变 换等。5.2.2.2 四参数 主要 是相 同椭 球间 不同平 面坐 标系 间进 行坐 标转换，一 般 在 5km 范围 内使用。5.2.2.3 七参数 是不 同椭 球空 间直 角坐标 系 间 进行 转换，作 用距离 在 15km 以上。5.2.2.4 实际应 用中，一般 要求简 化七参 数测量 中参 量的求 取，多 使用三 参数 转换。三参数 最远 的 距离不大 于 30km（经 验值）。转换 方法 按 照 CH/T2009-2010 规定 执行，转 换参 数记录 见 表D.1。5.3 导航软 件 5.3.1 导航软 件基 本功 能 a)实时采 集并 记录 定位 系统 的时间 信息、坐 标及 高程 值，相 关设 备的 改正 值等。b)实时的 屏幕 显示 测船 航迹 或相对 航线 偏离 位置 信息。5.3.2 导航软 件的 使用 5.3.2.1 导航软 件类型：根 据购置 导航仪 器设备，厂 家配置 不同的 导航软 件。软件要 求功能 齐全，易于使用，支持 多种 传感 器 数据输 入，含 浅剖 声呐 探 测使用 测深 及姿 态仪 数据，与RTK 配合 提供 实时 的 精确三维 定位 数据 等。5.3.2.2 测船导 航以 背景 图方 式显 示出船 只与 指向 物的 对应 位置，并实 现数 据转 换。5.4 导航测 量 5.4.1 测线布 设原 则 测线布 设包 括测 线间 距和 测线方 向的 确定，其 确定 原则是 既要 满足 实际 需要 又要经 济。要求 测 线 应尽量相 互平 行。测线 布设 按照附 录A.3.1 给出 的要 求 执行。5.4.1.1 计划测 线：根据 已有 的资 料和探 测目 的使 用原 有的 测量航 线称 计划 测线。a)计划测 线两 端有 定位 坐标，数据 采集 前输 入测 船导 航系统，形 成一 条导 航测 线。b)计划测 线是 对原 测量 断面 采用浅 剖声 呐探 测技 术进 行复测，以 便于 与原 来测 量结果 的对 比。5.4.1.2 新布置 测线：在 水面 间隔 一定间 距布 置的 测线。除 按照 SL197 中 规定 的要 求 外，还 应考 虑 测区水深、底 质、水底 地貌 起伏情 况，间距 一般 为 0.2km 0.5km。5.4.1.3 等距离 测线：如果 测线间 隔距离 相等即 等距 离测线，测线 布置可 在导 航系统 中设置 完成，条件是首 条测 线位 置已 确定，在其 两侧 按等 距离 增加 测线，适用 于平 直顺 畅水 库或河 道测 量。5.4.1.4 根据实 际需 要适 当布 设测 线间的 联络 测线 和检 测测 线。DB21/T 3415 2021 5 5.4.1.5 测线方 向：测线 方向 尽量 满足于 岸边 一点 出发 到达 对岸最 短距 离。5.4.2 测量的 实施 5.4.2.1 在导航 系统 调试 得到 实时 动态测 量（RTK）固 定解 状 态下才 能进 入测 区测 量。5.4.2.2 启用导 航软件，输 入测线 名称和 起终点 坐标，包括 测线航 迹图所 有测 量数据 自动在 软件 上 显示。5.4.2.3 测船根 据显示 测线 航迹图，向选 择引导 物测 线起点 靠近，到达起 点后 开始记 录测量 数据，此后测船 沿测 线匀 速航 行，直至到 达终 点位 置，终止 记录。5.4.3 对导航 测量 的要 求 5.4.3.1 测船应尽量靠近对准测线起点坐标位置，起点坐标应是定位天线中心位置。具体按照附录A.3.2 给出 的要 求执 行。5.4.3.2 测船行 驶导航 过程 中，若 有显示 船形偏 离测 线，驾 驶员及 时调整 船舵 到测线 上，并 随时 监 视调整。5.4.3.3 保持测 船匀 速直 线行 驶，航速遵 守 HY/T253 中 规定 要求。5.4.3.4 测船将 要到 达测 线终 点时 应减速，根 据显 示水 深情 况及时 停船。5.4.3.5 整个导 航过 程中，做 好现 场记录 工作，导 航系 统班 报记录 见 表 D.2。6 姿态仪 使用 6.1 姿态仪 安装 要求 6.1.1 船上安 装姿态 仪首 先固定 运动姿 态传感 器，该传感 器尽可 能地固 定在 靠近船 中心轴 线的水 平 地方，并 且放 置在 尽可 能靠 近换能 器的 地方，必 须固 定牢靠，不 能震 动。6.1.2 姿态仪 传感 器宜 配置 稳压 电源。6.2 姿态仪 性能 指标 a)纵摇&横 摇静 态精 度0.02(RMS)。b)纵摇&横 摇动 态精 度0.03(RMS)，振幅 5。c)涌浪精 度：5cm 或 5%。d)涌浪分 辨率：1cm。e)涌浪范 围：10m。7 浅剖声 呐探 测 7.1 一般规 定 7.1.1 浅剖声 呐探 测设 备 7.1.1.1 本文件 采用的 浅剖 声呐探 测设备 为浅地 层剖 面仪，核心设 备为换 能器，采用 主要技 术为 参 量阵非线 性调 频差 频原 理，进行水 深和 浅地 层剖 面探 测。7.1.1.2 换能器 安装 要求 a)换能器 安装 位置 要远 离船 的排水 或进 水口。b)换能器 安装 在远 离螺 旋桨，受船 舶振 动和 摇摆 影响 最小地 方。c)换能器 与 天 线定 位中 心、测船重 心三 维坐 标原 点关 系见附 录 图 C.1 与图 C.2。d)换能器 必须 安装 在水 面以 下，航 行时 不得 颤动。e)如果换 能器 在船 舷安 装，应确保 高频 波速 的 旁 瓣不 会打到 船体 上。DB21/T 3415 2021 6 7.1.1.3 换能器 工作 面要 求 a)换能 器工 作面 应低 于船 底 板外表 面。换能 器安 装架 必须上 下可 调节。b)换能 器工 作面 必须 干净，特别是 在温 水中，需 要清 除换能 器上 的污 物，防止 换能器 过热。c)换能 器的 工作 面上 不得 涂 油漆或 油污，不 允许 存在 遭受机 械冲 击或 机械 摩擦 的损伤。d)安装 后，要用 汽油 清洗 其 工作面，以 清除 油污。e)禁止 使用 化学 药品 或尖 锐 工具清 理污 物，禁止 损坏 换能器 面。f)气温 超过40 应停 止工 作，防 止换 能器 工作 面过 热损坏 内部 器件。7.1.1.4 分辨率 及穿 透深 度技 术指 标 对于水 库淤 积探 测，要求 浅地层 剖面 探测 设备 分辨 率大于5cm，穿 透地 层深 度 小于20m。7.2 浅剖数 据采 集 7.2.1 基本要 求 7.2.1.1 测船走 航要 求保 持低 速，航速遵 守本 文 件5.4.3.3 规定的 要求，匀 速、直线 行驶。7.2.1.2 数据采 集过程 中，要认真 监视定 位与测 深的 情况，如系统 工作有 异常 时，应 暂时停 止作 业，进行检 查。7.2.1.3 测淤时，凡遇 有下 列情况 之一应 及时进 行登 记：分 别是改 变航速、调 换测线、遇有 风浪、发现异常 水深 以及 避碰 等情 况。7.2.1.4 当工作 结束 后，应及 时进 行备份 采集 数据，并 检查 当日所 测测 线是 否超 宽及 测线漏 测情 况。7.2.1.5 采集的 原始 数据 严禁 删改。7.2.1.6 浅剖声 呐探 测淤 积班 报记 录见 表 D.3。7.2.2 采集数 据要 求 7.2.2.1 浅剖数 据采集 软件 各种参 数设置 确定后，无 特殊情 况不再 改变，如果 改变将 影响所 记录 的 数据质量。7.2.2.2 开始探 测时，测船 首先定 位测线 坐标起 点，而后在 导航定 位指引 下找 到起始 位置。此时 开 启浅剖探 测和 记录 数据 摁钮，开始 采集 数据。测 船沿 测线行 进，直到 导航 到测 线终点 坐标 位置，测 线 采 集数据结 束。7.2.2.3 数据采 集过程 中，测船驾 驶员与 技术人 员配 合尽量 调整航 向靠近 测线，使航 线不产 生较 大 偏离。7.2.2.4 在测线 两端靠 近岸 边地方 水深变 浅，为 不使 换能器 触创水 底，需 根据 显示深 度情况，提 前 停止测船 航行。7.2.2.5 在测船 水浅不 能 到 达的区 域，可 采用人 工测 杆量测 水深和 采用锤 击触 探量测 淤积厚 度，并 定位该处 位置 坐标，进 行人 工记录。7.2.2.6 岸边浅 水区补 测时，浅剖 探测仪 关闭，换能 器支架 杆拉起。导航 系统 保持为 测杆定 位。如 果测船仍 无法 靠近 岸边，可 采用小 船替 代。测杆 沿测 线测距 一 般 1m 2m 为宜。7.2.2.7 淤积严 重区域，需 要管理 者指定 位置确 定加 密测线。通常 设定测 量区 域，测 船在区 域内 靠 目测拉网 测量，以得 到测 区 内淤积 厚度 为目 的。测 量 后根据 导出 数据 再确 定测 线具体 坐标 值。具 体要 求 按照附 录 A.4 给出 的规 定执 行。7.2.2.8 当完成 当天浅 剖测 量后，应及时 进行数 据备 份。换 能器停 止工作 后，可 以提 出水面 检查 保 养设备。7.3 浅剖数 据回 放 7.3.1 通过采 集数据 回放，可以 进行二 次修改 和设 置参数。该参 数仅仅 影响 数据显 示和实 时打印 记 录文件，不影 响所 记录 的采 集数据。DB21/T 3415 2021 7 7.3.2 回放中，在 深水 区如 果不 能从高 频通 道获 取可 靠的 水深，可以 使用 低频 水深 值。7.3.3 回放时，使 用数 字滤 波器 可消除 噪音，使 用时 应反 复调整 滤波 器参 数，以达 到最优 效果。7.4 补测与 重测 通过数 据回 放检 查采 集数 据质量，剔 除不 合格 数据。内业 整理 中发 现下 列问 题时进 行补 测或 重测。7.4.1 浅剖探 测期 间回 波信 号不 清或间 断超 过波 形图 上 3mm 时，应补 测。7.4.2 实际测 线间 距超 过规 定间 距的 20%时，应 重测。7.4.3 GNSS 定位 卫星少 于三 颗，图形 强度因 子超 限或连 续发生 信号异 常或 周跳，造成定 位精度 差不合格时 段，应重 测。7.4.4 测线号 与定 位测 线号 不符，查不 出原 因时，应 重测。7.4.5 浅剖探 测仪 的精 度和 稳定 性不符 合规 定要 求时，应 重测。7.4.6 数据丢 失时，应 重测。8 高频振 动水 底淤 积层 取样 8.1 一般规 定 8.1.1 声波钻 机利用 高频 振动力、回转 力和压 力使 钻头切 入土层，进行 钻进。其技 术原理 进一步 解 释见附 录B.3 给出 的提 示。8.1.2 本文件 针对水 库水 下淤积 软土层 取样而 制定。适用 于河、湖（库）底 部浅层 淤积的 地质取 样 工作。沿 湖、海地 带含 水的 软土层 和淤 泥沉 积层 也可 适用。8.2 取样目 的 8.2.1 通过钻 取水 底淤 积地 层原 状样，验证 浅剖 声呐 探测 库底淤 积数 据的 可靠 性。8.2.2 查明水 底淤 积层 工程 地质 条件，提供 淤积 层有 关岩 土物理 力学 性质 参数。8.2.3 提供淤 积层 底泥 化学 指标 的检测 参数，评 价底 泥污 染物成 分指 标，判定 污染 程度。8.3 取样点 水面 布置 8.3.1 取样点 的布 置 8.3.1.1 取样点 布置 在浅 剖淤 积探 测线上，参 照工 程地 质勘 察孔布 置原 则，一般 相 隔 500m1000m 测线布置 取样 钻孔。以 下特 殊情况 测线 也需 布置 钻孔。a)整条测 线淤 积剖 面图 显示 淤积较 相邻 测线 严重，需 要钻孔 取样 验证 浅剖 探测 的准确 性。b)测线淤 积剖 面图 显示 出河 床底部 特征，需 验证 是否 到达相 对较 硬地 层。c)浅剖淤 积剖 面图 显示 淤积 层起伏 较大，需 要验 证淤 积层厚 度准 确性。d)测线为 水库 控制 断面，应 进行取 样验 证浅 剖探 测结 果，保 证该 断面 淤积 数据 可靠性。8.3.1.2 测线上 取样 点布 置应 根据 测线长 度确 定，一般 以 200m 300m 间隔 布置 一个 取 样孔。8.3.1.3 取样深 度视 浅剖 探测 淤积 厚度而 定，原则 上大 于浅 剖探测 淤积 厚度，进 入硬 质地层 为止。8.3.2 取样点 水面 上定 位 8.3.2.1 将取样 点布 置在 某条 测线 上，依 据本 文 件 9.2.9 中 提供的 浅剖 数据 处理 结果，提取 其位 置 坐标作为 取样 点在 水面 位置。8.3.2.2 利用船 载 GNSS 导航 定位 系 统，采 用本 文 件 5 中规 定 的测船 导航 定位 方法，找 到取样 点位 置，通过水 底抛 锚固 定水 面浮 漂显示 该位 置。8.3.2.3 浮漂上 应标 记有 测线 编号，取样 孔标 号及 所在 位置 坐标等 信息。DB21/T 3415 2021 8 8.4 水上取 样作 业平 台 8.4.1 水上作 业平台 应为 浮动在 水面上 便于移 动的 装置，由拖船 牵引或 自备 挂机航 行至预 定钻孔 取 样位置。8.4.2 平台设 计应 调查 水文 和水 力环境，综 合考 虑安 全、便于工 作和 成本 因素。8.4.3 根据声 波钻机 工作 时，平 台上机 具、操 作人 员重量 及起吊 钻具引 起的 最大起 重力，设计平 台 承重重量，一 般应 不小 于 3t。8.4.4 水上平 台以 正方 形为 宜，边长应 不小 于 4m，平 台吃 水深度 应大 于 0.3m，高度 应大于 0.5m。满足平台 不上 水，不被 淹没 要求。8.4.5 为保证 作业 人员 安全，平 台四周 配备 立柱，立柱 高 度应 以 1m 1.2m 为 宜，立 柱之间 以绳 索串 接一起。8.4.6 水上平 台要预 留与 水下连 通开口，通过 该口 向下施 放钻具。要求 开口 设在平 台中心，以保 证 钻具起吊 过程 中平 台重 心稳 定。连 通开 口以 方孔 或圆 孔为宜，尺 寸一 般 在 30cm 左右见 方（或直 径）。8.4.7 平台的 结构形 式不 限，可 以用密 闭金属 筒、高分子 聚乙烯 材料浮 筒、橡胶浮 球等作 为水密 封 结构。为 使平 台受 力均 匀，平台上 铺设 平板 作为 工作 面。材 料一 般为 铁板、木 板等，但不 可使 用 遇 水 膨 胀的密度 板。8.4.8 在平台 四角分 别拴 有锚绳 和锚链 等锚固 器具，通过 抛锚将 平台固 定于 水面上 钻孔位 置。风 浪 会使平台 漂摆，必要 时应 使 用辅助 船拉 拽平 台，保 证 钻进操 作过 程中 钻具 不刮 碰连通 口壁。平台 相对 孔 位中心漂 移距 离保 持小 于 20cm。8.4.9 由于平 台操 作面 很小，需 要在平 台边 上配 备一 艘补 给船作 为临 时物 料存 放地。8.5 声波钻 机设 备使 用 8.5.1 声波钻 机设备 组成：高频 声波振 动头、动力 装置发 动机、挠性轴、可 装配的 提升装 置钻具 提 引架、多 种规 格尺 寸配 有特 殊螺纹 的钻 杆及 钻头 等。8.5.2 适用条 件：水 下的 淤积层 或软土 层，最 大取 样深 度 30m（水 面以 下），一孔 需 一次完 成取样，陆地上 含水 的淤 积地 层，最大取 样深 度不 超 过 20m，一孔 可分 次完 成取 样。8.5.3 水上钻 进取 样操 作 8.5.3.1 取样管 配置：取 样管 一般 为透明 聚乙 烯丁 酸硬 管，内径 有 46mm、68mm、74mm 等种类，每 节 长度通 常 1.5m。根据 水下 深 度和取 样长 度配 置取 样管，具体 配置 按照 附 录 A.5 要求执 行。8.5.3.2 取样钻 杆配 置：取样 钻杆 为厚壁 钢管，对 应取 样管 内径分 别 有 57mm、71mm、89mm 等 种类，根据取样 管内 径配 置取 样钻 杆。取 样钻 杆每 节长 度与 取样管 相同，根 据水 深配 置钻杆 总长 度。8.5.3.3 管靴及 取样卡 簧：管靴 相 当于钻 头，接 在取 样钻杆 底端，取样时 利用 钻头冲 击淤泥 层，使 淤泥通过 钻头 进入 取样 管中。为 使进 入取 样管 中淤 泥 不至脱 落，在 管靴 中预 先 安放好 取样 卡簧，用来 防 止钻具内 样品 滑落。8.5.3.4 水口管 的使 用：取样 钻杆 与 钻杆间 安装 带水 口过 度管，水口为 过度 管壁 上 开 15cm 长楔形 长口，便于底 泥进 入取 样管 后减 压排水。8.5.3.5 提引架 根据实 际钻 深的不 同其高 度有所 不同，但要 求应具 有足够 起吊 力，一 般为钻 具重 力 的1.5 倍。8.5.3.6 配置好 的钻具 通过 平台上 夹持器、提引 架等 逐节下 发至水 底取样 位置，此时 记录下 入水 中 钻具总长 及机 台余 尺，并 事 先量好 平台 至水 面高 度。安装高 频振 动头 在钻 具顶 端，将挠 性轴 连接 发动 机 与高频震 动头 之间，启 动发 动机钻 取底 泥芯 样。8.6 底泥样 品采 集 8.6.1 钻进过 程中握 紧高 频振动 头试探 进行。每钻 进一节 钻杆至 提引器 底座 时，停 止钻进 卸掉高 频 振DB21/T 3415 2021 9 动头加 接一 根钻 杆后，再 接上高 频振 动头 继续 钻进，直至 所需 要取 样深 度，停止钻 进。8.6.2 钻进过 程中，钻机 机长应 凭借经 验判断 水底 地层的 软硬程 度并合 理施 钻，在 完成取 样时应 停 止施加振 动力。底 泥采 集具 体方法 按照 附 录A.6 给出 的要求 执行。8.6.3 停止钻 进后进 行起 钻作业，利用 钻具提 引架 钢丝绳 卷扬系 统将钻 具依 次提到 平台上。最后 提 取取样管。具 体操 作见 附 录B.5 给 出的 提示。8.6.4 样品描 述：取 样管 静置一 段时间 后，进 行管 内样品 描述，从透明 管外 壁分清 底泥各 层界面，将样品分 层记 录绘 成通 常地 质柱状 图形 式表 现水 底地 质情况。8.6.5 声波钻 机钻 孔班 报、取样 记录见 表 D.4 与表 D.5。8.7 取样成 果 8.7.1 取样报 告内容 包括：工程 概况、水底取 样目 的、任 务、技 术要求、取 样方法、完成 工作量、取得样品 描述、成 果分 析及 结论。8.7.2 附图包 括：a)将取 样管 内样 品描 述结 果 和记录 的分 层深 度，结 合 土工试 验结 果，绘 制出 各 取样孔 工程 地质 柱状图。b)将各 钻孔 水面 线、水底 线、淤积 层及 终孔 深度数 据汇 总，并 绘制 成声 波钻 机取 样 剖面 结果 图。c)将钻 孔取 样结 果与 浅剖 探 测结果 对比，绘 制出 同一 位置浅 剖与 钻孔 水底 高程 对比图。d)将钻 孔取 样淤 积厚 度与 浅 剖测淤 厚度 比较，绘 制出 同一位 置厚 度值 对比 图。9 浅剖数 据处 理 9.1 基本要 求 9.1.1 数据处 理前，对 采集 数据 按照 JT/T701 数 据预 处理 的要求 检查 采集 数据。9.1.2 凡采集 中出现 的异 常水深，应重 新核查，对 点状、不连续 的回波 信号，在无 法确定 原因情 况 下应进一 步探 测加 以证 实。9.2 数据处 理 9.2.1 对高程 数据 进行 转换：采 用 GNSS 导 航系 统定 位数 据 坐标，通常 采集 窗口 显示 地球椭 球高 度和 地球椭球 面相 对大 地水 准面 的高度 差，需将 两者 相加 得到实 际大 地高。9.2.2 除去水 体杂波：噪 声作用 在水体 中，需 使用 滤波器 消除水 中噪声，以 采集文 件中水 深值为 界，一般消 除水 体杂 波 的90%为宜。9.2.3 自动生 成水底 层和 水底以 下各层 曲线：通常 设定水 底层的 水深值 为第 一层，以下分 层根据 需 要分别设 定为 第二 层或 第三 层及更 多层 的深 度值。处 理软件 自动 生成 各层 曲线。具体 数据 处理 内 容 见 附 录B.4 给 出的 提示。9.2.4 虽然不 断增加 曲线 深度并 修正就 能得到 不同 的深度 曲线，但曲线 不能 无限下 放，因 为数据 深 度需得到 相应 分层 数据 支持。9.2.5 分层数 据导 出：系统 一般 默认 GNSS 定位 坐标 和水 深 数据的 导出，其 它数 据需 选择数 据地 址进 行导出。9.2.6 数据合 并：将每 条测 线岸 边浅水 区补 测的 数据 合并 到浅剖 导出 的数 据中。9.2.7 导出剖 面图 片：可根 据需 要导出 测线 整幅 图片 或截 取部分 图片。9.2.8 导出数 据 为GNSS 定 位坐 标 及大地 高程，需 要转 换成 水库使 用的 平面 直角 坐标 及正常 高。9.2.9 将一条 测线得 出的 分层坐 标及高 程数据、图 片存入 一个文 件夹内 以待 后续布 置水底 取样钻 孔 或水库淤 积计 算使 用。DB21/T 3415 2021 10 9.3 剖面解 释 9.3.1 干扰信 号的 识别 按 照GB/T12763.8 中 规定 的识 别方 法。9.3.2 地层剖 面解 释内 容包 括追 踪反射 面和 进行 地层 划分。9.3.3 解释方 法按 照GB/T12763.8 中的 规定 进行 解释。9.4 成果图 9.4.1 数据处 理完 成后，对 得到 测线基 础数 据进 行成 图。9.4.2 提供成 图的最 终数 据包括 每个样 点的测 线号、采集 时间、横坐标（x）、纵 坐 标（y）、水 底层高程、淤积 层高 程。9.4.3 成图包 括绘 制测 线航 迹图，每条 测线 淤积 剖面 图。9.5 水下三 维数 字模 型的 建立 9.5.1 采集数 据最终 处理 结果是 获得测 线位置 的水 面、水 底、浅 剖淤积 层的 坐标和 高程连 续值，这 些数据为 水库 三维 数字 模型 的建立 提供 数据 基础。9.5.2 将