iSide 4900侧扫声呐在海域石锚排查中的应用

一、项目背景

侧扫声呐以其简单易用和高分辨力等特点已在地球物理勘察、石油管线路由调查、环境保护调查及渔业调查、搜救执法及考古多领域得到了广泛应用，取得了很大的社会和经济效益。

福建省大练岛水域平均深度为15米，最深40多米。此水域早期是渔民捕鱼区域，渔民使用石锚压实和固定渔网进行捕鱼，石锚大小形状不一，重量从从几吨到十几吨不等。出于渔业和环保考虑，现在此水域划为禁渔区，渔民响应政府号召，自觉拆除渔网。但水下遗留的大量石锚需要排查，为未来水域规划摸底。近期，江苏中海达海洋信息技术有限公司（下称海洋公司）在大练岛水域使用iSide 4900侧扫声呐，协助客户进行石锚排查。

二、现场扫测实施

1．使用设备

  iSide 4900侧扫声呐

中海达iSide 4900侧扫声呐主要技术指标：

（1） 工作频率：400 kHz&900 kHz

（2） 信号类型：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） 距离分辨力：1.25cm

（6） 工作深度：1000m

（7） 内置传感器：内置姿态、艏向、压力、测深传感器

2．测线布设

根据施工作业图以及测区的实际情况，设计相应的计划线，确保两测线之间的测量范围有约20%的重合，同时设计的计划线必须要比实际测量区域大，防止采集数据有遗漏现象，如图1：

图1 计划线

3．仪器安装

侧扫声呐iSide 4900安装非常简单，主要分为三个部分：甲板单元、拖缆及拖鱼。甲板单元可使用220V交流电，也可使用蓄电池供电；拖鱼安装主要涉及到平衡尾翼的安装、水密头线缆连接以及拖曳用缆绳连接（也可以使用拖缆直接拖曳拖鱼）。如图2：

出于作业水域水深和作业安全考虑，侧扫声呐采用舷侧拖曳方式，拖点距离船舷1.5m，放缆长度为5m。根据GPS与拖曳点相对偏移量关系以及放缆长度，软件就可以直接计算和显示最终拖鱼的位置，如图3：

图3：拖鱼入水

4．数据采集

海洋公司自主研发的HiMAX SSS侧扫声呐软件，中英文界面，设置简洁，功能强大。根据此水域实际的水深、地质条件等环境，iSide 4900低频量程设置为75m，高频量程设置为60m，海洋公司专业技术人员在采集数据的同时为客户进行现场讲解，如图4：

图4：作业现场

三、侧扫声呐图像判读

1.石锚图像判读

此次扫测中， iSide 4900侧扫声呐发现了很多海底石锚，如图5-8所示，亮金色部分为石锚强反射回波，石锚突出海底部分遮蔽了声波的传播，在后面形成长长的阴影，如图5、如图6、如图7：

图5：石锚1

图6：石锚2

图7：石锚3

水下抛石1

水下抛石2

在HiMAX SSS软件中，双击石锚位置，获取石锚图片及其时间位置等信息，如图8：

图8：石锚具体信息

量取阴影长度，软件自动计算出石锚的突出高度，如图9、10：

图9：石锚的长度

图10：石锚突出海底的高度

2.抽沙图像判读

本次扫测，还意外发现非法采砂的痕迹，黑色圆洞部分就是采砂船抽沙管道插入海底抽沙形成的深洞，旁边高亮部分是抽沙时沙层坍塌所留下的痕迹，如图11、12：

图11：抽沙痕迹1

图12：抽沙痕迹2

四、总结

本次扫测结果表明，相比使用蛙人水下探摸的方法，iSide侧扫声呐用于水下地物地貌扫测，具有高费效比、高分辨率、简单易用的特点；即使和国外主流侧扫声呐相比也毫不逊色，iSide侧扫声呐是水下勘察测绘和执法检查的利器。