iSide 4900側掃聲吶在海域石錨排查中的應用

一、項目背景

側掃聲吶以其簡單易用和高分辨力等特點已在地球物理勘察、石油管線路由調查、環境保護調查及漁業調查、搜救執法及考古多領域得到了廣泛應用，取得了很大的社會和經濟效益。

福建省大練島水域平均深度為15米，最深40多米。此水域早期是漁民捕魚區域，漁民使用石錨壓實和固定漁網進行捕魚，石錨大小形狀不一，重量從從幾噸到十幾噸不等。出于漁業和環?？紤]，現在此水域劃為禁漁區，漁民響應政府號召，自覺拆除漁網。但水下遺留的大量石錨需要排查，為未來水域規劃摸底。近期，江蘇中海達海洋信息技術有限公司（下稱海洋公司）在大練島水域使用iSide 4900側掃聲吶，協助客戶進行石錨排查。

二、現場掃測實施

1．使用設備

  iSide 4900側掃聲吶

中海達iSide 4900側掃聲吶主要技術指標：

（1） 工作頻率：400 kHz&900 kHz

（2） 信號類型：LFM/CW

（3） 水平波束角：0.2°；垂直波束角：45°

（4） 量程：200m@400 kHz、75m@900 kHz

（5） 距離分辨力：1.25cm

（6） 工作深度：1000m

（7） 內置傳感器：內置姿態、艏向、壓力、測深傳感器

2．測線布設

根據施工作業圖以及測區的實際情況，設計相應的計劃線，確保兩測線之間的測量范圍有約20%的重合，同時設計的計劃線必須要比實際測量區域大，防止采集數據有遺漏現象，如圖1：

圖1 計劃線

3．儀器安裝

側掃聲吶iSide 4900安裝非常簡單，主要分為三個部分：甲板單元、拖纜及拖魚。甲板單元可使用220V交流電，也可使用蓄電池供電；拖魚安裝主要涉及到平衡尾翼的安裝、水密頭線纜連接以及拖曳用纜繩連接（也可以使用拖纜直接拖曳拖魚）。如圖2：

出于作業水域水深和作業安全考慮，側掃聲吶采用舷側拖曳方式，拖點距離船舷1.5m，放纜長度為5m。根據GPS與拖曳點相對偏移量關系以及放纜長度，軟件就可以直接計算和顯示最終拖魚的位置，如圖3：

圖3：拖魚入水

4．數據采集

海洋公司自主研發的HiMAX SSS側掃聲吶軟件，中英文界面，設置簡潔，功能強大。根據此水域實際的水深、地質條件等環境，iSide 4900低頻量程設置為75m，高頻量程設置為60m，海洋公司專業技術人員在采集數據的同時為客戶進行現場講解，如圖4：

圖4：作業現場

三、側掃聲吶圖像判讀

1.石錨圖像判讀

此次掃測中， iSide 4900側掃聲吶發現了很多海底石錨，如圖5-8所示，亮金色部分為石錨強反射回波，石錨突出海底部分遮蔽了聲波的傳播，在后面形成長長的陰影，如圖5、如圖6、如圖7：

圖5：石錨1

圖6：石錨2

圖7：石錨3

水下拋石1

水下拋石2

在HiMAX SSS軟件中，雙擊石錨位置，獲取石錨圖片及其時間位置等信息，如圖8：

圖8：石錨具體信息

量取陰影長度，軟件自動計算出石錨的突出高度，如圖9、10：

圖9：石錨的長度

圖10：石錨突出海底的高度

2.抽沙圖像判讀

本次掃測，還意外發現非法采砂的痕跡，黑色圓洞部分就是采砂船抽沙管道插入海底抽沙形成的深洞，旁邊高亮部分是抽沙時沙層坍塌所留下的痕跡，如圖11、12：

圖11：抽沙痕跡1

圖12：抽沙痕跡2

四、總結

本次掃測結果表明，相比使用蛙人水下探摸的方法，iSide側掃聲吶用于水下地物地貌掃測，具有高費效比、高分辨率、簡單易用的特點；即使和國外主流側掃聲吶相比也毫不遜色，iSide側掃聲吶是水下勘察測繪和執法檢查的利器。