一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法技术

一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，基于高频水深随河口潮汐变化的过程线、高低频水深之间的差值随河口潮汐变化的过程线、以及航道回淤量随河口潮汐变化的过程线；建立以高频水深、高低频水深差及回淤强度三者为影响因子的评价方法，基于评价结果确定最佳测量时段。本发明专利技术的一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，在观测试验、模型试验及资料分析方法的基础上提出了一套集成技术解决方案，综合评价了不同因子在不同潮段条件下对航道考核水深测量选择的影响程度，形成了一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法。水深最佳测量时段的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法


[0001]本专利技术属于疏浚航道水深测量领域，具体涉及一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法。

技术介绍

[0002]河口人工疏浚航道一般存在明显的近底高浓度泥沙层，这是其形成航道淤积并导致其需要人工疏浚的主要原因之一。航道考核水深测量是指人工疏浚的航道为了考核航道水深达到一定的标准而进行的测量，当考核测量水深满足一定的水深标准要求，即表示通过航道水深考核，不满足时，则需要人工疏浚清淤直到满足水深条件为止。一般考核水深采用双频测深仪获取的高频水深测量值为参考值，其对应近底高浓度泥沙层的上界面值，同时利用低频水深测量值获取硬质河床界面作为辅助参考水深，即高低频水深之间存在一定的高浓度泥沙。在河口区域潮动力的作用会影响近底高浓度泥沙分布的上界面(高频水深)、近底高浓度泥沙层的厚度(高低频水深差)以及淤积强度，使得不同潮汐时段得到的考核水深测量结果明显不同，并影响人工疏浚的效率。
[0003]不恰当的考核水深测量时段将导致明显的问题，当测量时航道近底高浓度泥沙层的厚度较大、高频水深较浅和淤积强度较大时，为了使得航道水深满足考核水深要求，人工疏浚的航道管理部门会调遣施工维护船舶进行高强度疏浚清淤，这会导致原本会随潮动力输运带走的大量泥沙(近底高浓度泥沙和淤积泥沙)被疏浚船装仓形成疏浚土(这里定义为“附加疏浚量”)，造成大量的航道维护成本浪费和增加抛泥导致的环境不利影响。
[0004]理论上来看，航道近高浓度泥沙厚度(底高低频差值)较小、上界面(高频水深)较深和淤积强度较小时是开展航道考核水深测量的最佳时段，其“附加疏浚量”将最小，维护成本浪费和抛泥环境不利最小。从已有的数据分析和经验认知可知，航道的高频水深、高低频水深差及淤积强度三个影响航道考核水深的主要因子随潮汐动力变化的规律并不是简单的对应关系，针对三者随潮动力的变化规律的认识目前还存在不足；如何找到一个合理的方法，来科学评价并最终确定最佳的考核水深测量时段，一直以来是一个重要的技术难题，以往都是按照施工管理经验进行确定，并没有一个明确的方法来进行指导。
[0005]申请号为：201510153610.X的专利技术申请，公开了“一种基于混沌激光装置及其相关法的航道水深测量方法”，其所述方法是基于混沌激光装置实现对浅水区域的航道水深进行测量，具体方法是在航道水面载体上，由混沌激光装置发出探测光和参考光，将探测光直接垂直照射到航道水底面，反射回来的探测光信号通过望远镜收集，并利用光电探测器转化成电信号；另一束参考光经光电探测器转换成电信号，两路电信号经存储后，再进行互相关运算，获得探测光信号在航道水中往返的飞行时间，进而计算出航道的水深。
[0006]申请号为：202011004656.2的专利技术申请，公开了“一种顾及时间序列和空间结构河道水位改正方法”，包括以下步骤：S1、利用在复杂水域内观测的有代表性的分时段水位，并确定水位个数；S2、对水侧测点进行记录；S3、对每个测点记录采集数据时间点上各个水位站的水位进行计算；S4、对测点与水位站的距离进行计算；S5、对每个测点的水位进行计算；
S6、对水下测点高程值进行计算。

技术实现思路

[0007]为解决以上问题，本专利技术提供了一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其技术方案具体如下：
[0008]一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其特征在于：
[0009]基于
[0010]高频水深随河口潮汐变化的过程线、
[0011]高低频水深之间的差值随河口潮汐变化的过程线、
[0012]以及航道回淤量随河口潮汐变化的过程线；
[0013]建立以高频水深、高低频水深差及回淤强度三者为影响因子的评价方法，基于评价结果确定最佳测量时段。
[0014]根据本专利技术的一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其特征在于：
[0015]所述高频水深随河口潮汐变化的过程线、以及高低频水深之间的差值随河口潮汐变化的过程线，通过设于测量船的双频测深仪、经由走航测量完成。
[0016]根据本专利技术的一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其特征在于：
[0017]所述航道回淤量随河口潮汐变化的过程线，通过三维水沙数学模型进行的航道回淤量的预测完成。
[0018]根据本专利技术的一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其特征在于：
[0019]所述的评价方法为层次分析法。
[0020]根据本专利技术的一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其特征在于：
[0021]预测计算过程中的底层位置的含沙量通过设定离底参考位置的含沙量表征。
[0022]根据本专利技术的一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其特征在于：
[0023]所述表征具体如下：
[0024][0025]其中，
[0026]S
b
：离底参考位置z
b
处的含沙量，单位：kg/m3；
[0027]S
a
：离底距离a处的含沙量，单位：kg/m3；
[0028]h：水深，单位：m；
[0029]z
b
：设定的离底参考位置，单位：m；
[0030]α：不平衡输沙调整系数；
[0031]ω：泥沙沉速，单位：m/s；
[0032]κ：卡门系数；
[0033]u
*
：摩阻流速，单位：m/s。
[0034]根据本专利技术的一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其特征在于：
[0035]所述的设定离底参考位置经由模型自身验算结合实测值的率定确定。
[0036]根据本专利技术的一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其特征在于：
[0037]首先基于专家打分建立准则层权重计算的判断矩阵，经由一致性检验后得到准则层的权重；
[0038]其次分别
[0039]基于高频水深随河口潮汐变化的过程线及专家打分建立高频水深各潮时段的判断矩阵、经由一致性检验后得到各潮时段于高频水深影响因子下的权重；
[0040]基于高低频水深之间的差值随河口潮汐变化的过程线及专家打分建立高低频水深差各潮时段的判断矩阵、经由一致性检验后得到各潮时段于高低频水深差影响因子下的权重；
[0041]基于航道回淤量随河口潮汐变化的过程线及专家打分建立回淤量各潮时段的判断矩阵、经由一致性检验后得到各潮时段于回淤量影响因子下的权重；
[0042]再其次基于准则层的权重及各影响因子于各潮时段的权重进行逐级分解权重的确定；
[0043]然后根据专家打分并综合权重，确定各潮时段于各影响因子下的评价得分值；
[0044]最后求和各潮时段的评价得分值，得到各潮时段的综合评价分值，基于综合评价分值得到各潮段作为人工疏浚航道考核水深测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其特征在于：基于高频水深随河口潮汐变化的过程线、高低频水深之间的差值随河口潮汐变化的过程线、以及航道回淤量随河口潮汐变化的过程线；建立以高频水深、高低频水深差及回淤强度三者为影响因子的评价方法，基于评价结果确定最佳测量时段。2.根据权利要求1所述的一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其特征在于：所述高频水深随河口潮汐变化的过程线、以及高低频水深之间的差值随河口潮汐变化的过程线，通过设于测量船的双频测深仪、经由走航测量完成。3.根据权利要求1所述的一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其特征在于：所述航道回淤量随河口潮汐变化的过程线，通过三维水沙数学模型进行的航道回淤量的预测完成。4.根据权利要求1所述的一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其特征在于：所述的评价方法为层次分析法。5.根据权利要求3所述的一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其特征在于：预测计算过程中的底层位置的含沙量通过设定离底参考位置的含沙量表征。6.根据权利要求5所述的一种确定河口人工疏浚航道考核水深最佳测量时段的方法，其特征在于：所述表征具体如下：其中，S
b
：离底参考位置z
b
处的含沙量，单位：kg/m3；S
a
：离底距离a处的含沙量，单位：kg/m3；h：水深，单位：m...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾峰峰，戚定满，崔湘基，王元叶，阎玫，曹杰，赵德招，马海峰，居尧，吴华林，高敏，
申请(专利权)人：上海河口海岸科学研究中心，
类型：发明
国别省市：