DB21∕T 3415—2021 辽宁省水库淤积浅剖声呐探测技术规程(辽宁省).pdf

ICS 17.140 CCS P 59 21 辽宁省地方标准 DB21/T 34152021 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 34152021 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 34152021 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 34152021 III 前言 本文件按照GB/T 1.12020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：[phone]。 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：[phone]。 DB21/T 34152021 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 34152021 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 34152021 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）;3.1.23.1.5来源：CHT2009-2010,3 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。 3.2.13.2.8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 34152021 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 34152021 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 0.2km0.5km。 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 34152021 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 34152021 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 1m2m 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 34152021 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 200m300m 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 34152021 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 1m1.2m 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 34152021 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 34152021 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 将分层坐标及高程数据进行格式转换后输入三维数字模型软件中，得到分层数据模型。 9.6 淤积量的计算 9.6.1 浅剖采集数据经数据处理后， 得到各条测线的水底层和水底淤积层各点坐标和高程的连续数据。将这些数据采用相应计算方法，求得测线间淤积层体积即为测线间淤积层的淤积量。 9.6.2 淤积计算方法采用断面法。根据浅剖声呐测线断面数据，计算两断面间相应水库水位条件下，两层至水面分别围成的立体方量，而后通过两层间方量的对比，获得两断面间淤积量。为计算淤积量而建立分层模型见附录图 C.3。 9.6.3 水库淤积计算公式： V=nidiyiniiVVV11)( (1) 式中： 式中： V为总淤积量； Vi为第 i 个断面到第 i+1 个断面间淤积量； Vyi为第 i 个断面到第 i+1 个断面间淤积层至水面体积； Vdi为第 i 个断面到第 i+1 个断面间水底层至水面体积。 10 报告书编写 10.1 一般规定 10.1.1 探测项目结束后应编写报告书。 10.1.2 技术成果验收前，应进行全面资料整理，保证最终成果的质量，并归档。 10.1.3 报告书的编写和技术成果的整理，应区别工程类型、规模大小、繁简程度、专业特点，实施方法和条件等情况进行。 DB21/T 34152021 11 10.2 报告书编写 10.2.1 报告书应包括以下内容： a) 工程概况：淤积测量依据、目的和要求，工程所在位置，开竣工日期，实际完成工作量等。 b) 浅剖淤积探测技术原理，作业的标准依据，坐标高程起算依据，坐标参数转换依据和方法，浅剖探测仪器性能指标与技术方法，探测数据后处理简要过程，淤积量计算方法和过程等。 c) 钻孔取样验证结果。 d) 质量评定。 e) 结论与建议。 10.2.2 报告书应突出重点、文理通顺、表达清楚、结论明确。 10.3 资料和成果归档 10.3.1 资料归档一般要求如下： a) 归档内容齐全、完整、签字手续完备。 b) 课题结束后应先归档，经归档审验后方可进行验收。 10.3.2 归档资料包括： a) 任务书或合同书、上级批文。 b) 原始资料（含数据存储盘或光盘）、数据处理中间过程记录、成果报告、附图、附件及验收资料。 c) 其他资料，如课题论证报告、技术设计书、课题实施计划、测线布设图、分析整理的成果数据、课题成员及经费结算表等。 DB21/T 34152021 12 附录 A （规范性） 探测要求 A.1 水库淤积探测前搜集的资料内容 已有水库淤积测量资料收集： 包括已有的地形资料，如 1:5000 或 1:10000 的地形图作为探测工作区图。如果水库曾进行过淤积测量，提供淤积测量范围和标注在图中测线分布及坐标位置信息。 A.2 测船要求 航行日志应包括以下内容: a) 应登记值班人员姓名、测区名称、水面情况、航速、测线探测情况、周围环境情况。 b) 应注明测线号、 测线探测起始与结束时间， 起点、 终点位置坐标， 水深及特殊情况处理过程等。 A.3 导航测量 A.3.1 测线布设原则 按照 SL197 规定执行，并充分考虑水库地形的变化趋势，对河道拐弯或水流汇入处，测量断面应进行加密。 A.3.2 对导航测量的要求 只有导航显示坐标与起点坐标一致时， 定位天线中心位置才是起点， 或者通过显示船形行驶到平面图起点坐标引导物位置，才能开始沿测线测量。 A.4 淤积严重区域数据采集 水库经过多年运行，产生的淤积在水底分布不均衡，厚度不一。水库管理技术人员（管理者），会根据历年水深测量资料或其他掌握水库淤积情况， 初步判明淤积严重区域， 指定给浅剖探测人员作为加密测线位置依据。 A.5 取样管配置 在较深水下要选用细径取样管，在较浅水下要选用粗径取样管；取样长度较大时配置细径取样管，较小时配置粗径取样管。取样管安放在取样钻杆内。 A.6 底泥样品采集 在取样过程中，为保证最上层黑色稀泥（有机物）水状物完整取出，必须采用加装内衬塑料岩芯管的方法，并且第一管样品必须钻至稀泥底部致密层后，底部形成密封，上部土样才可以被完整取出。随着钻进深度的加深，底部淤积层越来越致密，含水量也逐渐减少，这样导致样品进入速度减慢，和管部的摩擦力加大，相应的在样品取出时也带来一定困难，需要敲击管壁或用振动头震动使样品脱出。 DB21/T 34152021 13 附录 B （资料性） 探测指导 B.1 淤积探测前应编制技术设计书 技术设计书包含内容如下： a) 任务来源、测区概况、测淤的目的、范围和期限。 b) 测淤技术方案，包括测线布设方向、间距要求，作业技术流程，数据处理与成图要求。 c) 测淤装备需求以及仪器检定/校准项目与要求。 d) 作业质量保证体系与具体措施。 e) 安全保障措施及应急安全预案。 f) 工作量估算及工作进度安排。 g) 人员组织、设备、材料计划。 h) 拟提交的成果资料，相关图表及附件。 B.2 测船导航定位 GNSS 定位系统，含美国 GPS、俄罗斯 GLONASS、欧盟 GALILEO 和中国北斗导航系统。目前我国最常用的是 GPS 定位系统， 北斗导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统， 2020 年 7 月 31 日正式开通，提倡本文件未来多使用北斗导航系统。 B.3 技术原理 声波钻机技术原理进一步解释: 声波钻机属声波钻进，又称为回转声波钻进或振动钻进，它是利用高频振动力、回转力和压力三者结合在一起时钻头切入土层或软土进行钻探或其他钻孔作业的一种新型钻探技术。 声波钻进是利用高频共振能量将岩心管推进到软土或沉积物中。 钻进时， 共振能量通过钻柱传递到钻头工作面，钻杆将能量平均分配到钻头工作面上。 当振动器的振动频率与地层的自然谐振频率叠合时， 会产生共振现象， 此时钻头受到的能量达到峰值。高频振动作用使钻头以切削、剪切、断裂的方式钻进地层中，对于软土层甚至还会引起周围土粒液化，让钻进变得非常容易。适合于软土地层钻进。 B.4 数据处理 自动生成水底层和水底以下各层曲线： a) 处理数据时要先分层，每一层对应一条曲线。不可将两条曲线放入一个曲线窗内处理。 b) 设定数据文件中水深值为第一层， 自动生成水深曲线， 遇有突变值通过鼠标对突变点进行描绘得到修正曲线，使其符合事实。 c) 水底以下分层曲线：根据需要设定水下分层为一层（第二层）或两层（第二层、第三层）及更多层。每层厚度单位为 cm，选择相应的曲线深度，一般开始选择 0 深度进行试算，不断增加深度值调整，得到最符合实际情况的曲线。 d) 分层曲线处理中，遇有突变异常曲线，处理方法与水深