不同频率回声测深仪测量水库淤泥初步研究.pdfVIP

维普资讯 维普资讯 第l2期 王宝成等：不同频率回声测深仪测量水库淤泥的初步研究 85 声速与密度组合情况通常为4种组合关系，在此只讨论泥 高，其衰减越迅速，但分辨率也越高。则频率越低，裒减愈小、穿 水底 ，／，．与掠射角 日的关系，在许多软泥底中声速接近于它 透率越大 。 上面水中的声速，如图2所示，它具有一透射角 的存在，即声 波可向下透射的物理特性。 图3 测深仪探测淤泥工作原理 图2 声波 向下透射示震 (Onm) 3 测淤试验 2．3 声波的反射与透射 3．1 试验仪器、条件、地点 声波辐射至水底淤泥层界面或淤泥底层界面时要产生反射 试验仪器为 DF一3200回声测深仪(工作频率为：200、24 和透射。 kHZ)，EF一500型回声测深仪(工作频率为：100kHZ)。 反射系数：T=L 试验条件 ： ，rl= [ ] (1)试验最大水深为30 80m，且河床底相对平坦； 透射系数：R= = [ P ] (2)DF一3200、EF一500增益 、灵敏度一旦调至最佳位置时， 』； ’C 十 i Ci 不能改变，否则失去可比性； 式中 ，，为入射声强；c。为第 1层介质声速 ；，为反射声强；P． (3)回声仪采用异步比测方式(同步比测仪器之间相互产 为第 1层介质比重；c为第2层介质声速；P为第2层介质比 生中频干扰)进行测深。 重 。 试验地点为三峡水库近坝区$31断面附近。 可以看出Pc与Pc．的差另4越大 ，反射系数越大，当Pc 3．2 试验结果 ：Pc．时。R：0，T=1，也就是不产生反射 ，全部透射。 2004年在三峡水库近坝区流量为 15100m3is(5月4日)， 声信号的能最在沉积地层中传播时会产生吸收损失，吸收 30300m3Is(6月 16日)，35100 Is(7月 17日)，60100 Is(9 系数：。 kf 月8日)之后分别做了4次测深和容重取沙试验，试验数据见表 式中厂为声波频率；k为与沉积层物质孔隙度有关的系数， 1至表 4。 当孔隙为35％一6o％时，k 0．5。 表 1 回声仪比测及窖重成果 可以看出吸收系数 。与声波频率厂成线性关系。 另一方面，在淤泥河底中，还存在散射系数，它与河底 的泥 沙粗糙度有着重要的关系。即粗糙度比波长大的河底反向散射 系数与频率无关；而河底粗糙度谱中有相当一部分粗糙度小于 波长时，散射强度随频率而增大。 同声测深仪通过其换能器向正下方发射一束圆锥形声波 束，声波到达水底时一部分