[發明專利]一種水下砂堆形態的檢測系統及方法

在審

• 申請號: 201910672331.2
• 申請日: 2019-07-24
• 公開（公告）號: CN110274558A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 劉宏;王其林;曹凱飛;趙志沖;祁勝林;王杰;劉輝;王帥;楊曉彬
• 申請（專利權）人: 中交上海航道局有限公司
• 主分類號: G01B17/06
• 分類號: G01B17/06;G01S15/88
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 劉翔

本發明提供了一種水下砂堆形態的檢測系統及方法，所述砂堆形態的檢測系統由探測設備、處理設備和顯示設備組成，探測設備通過獲取水下砂堆多個測距點分別到探測設備的距離，并將多個測距點的距離傳輸給處理設備；處理設備根據接收到的距離及探測設備與測距點的位置關系，計算得到多個測距點的位置以獲取所述水下砂堆的坡度線。本發明可以實時獲取水下砂堆的坡度線，以及絞刀頭與當前坡度線的相對位置，進而指導絞吸船進行施工參數調整，提升施工效率和施工安全。

技術領域

本發明屬于海洋工程領域，尤其涉及一種水下砂堆形態的檢測系統及方法。

背景技術

土地是人類生存的最基本要素之一，伴隨著工業化和城市化的發展，土地資源日趨減少，尤其是在經濟比較發達、人口相對集中的沿海城市，土地資源更顯得尤為珍貴。圍海造陸是沿海地區拓展土地空間、緩解人地矛盾的重要方式，它給土地緊缺的沿海地區帶來良好的社會效益和經濟效益。

目前，通常采用吹填工程施工方法實現造陸，其基本原理為：將從海底挖出的泥水混合物通過管道輸送到需要吹填的區域，讓泥水混合物在吹填場地內緩慢流動，使得泥砂在場地內沉積而形成陸域，剩下的海水和部分未能沉積的泥砂則從吹填場地的排水口排出。

現有技術中，吹填工程施工方法主要包括以下幾種：耙吸船直接吹填、絞吸船直接吹填和儲砂坑-絞吸船-吹填。其中，儲砂坑-絞吸船-吹填是最普遍的吹填工程施工方法，在絞吸船從儲砂坑進行取砂施工過程中，由于受水流擾動、砂堆自身重力作用等因素影響，砂堆的形態可能會出現位移、甚至坍塌，對施工安全和施工效率產生較為嚴重的影響。為了獲取砂堆的形態，通常采用傳統的測量設備獲取砂堆形態，比如使用多波束測深儀、側掃聲吶等，但是由于海洋水體環境復雜，這些傳統的測量設備無法及時的反應水下砂堆形態的動態變化。

因此，在絞吸船從儲砂坑進行取砂施工時，如何實時地、直觀地檢測水下砂堆形態，保障施工安全，成為了本領域技術人員亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術中無法及時的反應水下砂堆形態的動態變化，其中一個目的是提供一種水下砂堆形態的檢測系統，另外一個目的是提供一種水下砂堆形態的檢測方法。

為實現上述目的，本發明通過以下技術方案予以實現：一種水下砂堆形態的檢測系統，包括探測設備、處理設備和顯示設備，所述探測設備和所述顯示設備均與所述處理設備連接；

其中，所述探測設備用于獲取水下砂堆N個測距點分別到所述探測設備的距離，并用于將所述N個測距點的距離傳輸給所述處理設備；

所述處理設備用于接收所述N個測距點到所述探測設備的距離，所述處理設備還用于根據所述距離及所述探測設備與所述測距點的位置關系，計算得到所述N個測距點的位置以獲取所述水下砂堆的坡度線；

所述顯示設備用于顯示所述水下砂堆的坡度線；

其中N≥3。

可選地，用于絞吸船，所述探測設備包括連接桿和固定連接在所述連接桿上的聲吶換能器陣列；

其中，所述連接桿固定設置在所述絞吸船上，所述聲吶換能器陣列包括N個聲吶換能器，所述聲吶換能器與所述測距點一一對應；

N個所述聲吶換能器與所述連接桿位于同一豎直平面上，且N個所述聲吶換能器位于所述連接桿與所述水下砂堆之間；

所述探測設備用于獲取水下砂堆N個測距點分別到所述探測設備的距離包括，N個所述聲吶換能器用于獲取水下砂堆N個測距點分別到對應所述聲吶換能器的距離。

可選地，所述N個所述聲吶換能器位于所述連接桿的同一側還包括，所述N個所述聲吶換能器與所述連接桿的夾角均不相同。

可選地，所述處理設備包括主機和與所述主機連接的多通道控制單元，所述多通道控制單元和所述聲吶換能器陣列連接；