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ME120 USV effectue une étude multifaisceaux dans les réservoirs de Wanjiazhai

Chris Yan
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1. À propos de la zone d'enquête

(1) Le réservoir de la centrale hydroélectrique de Wanjiazhai

La vallée du réservoir de la centrale hydroélectrique de Wanjiazhai est très profonde et s'étend le long du pied de montagne en forme de U. La vallée a une largeur d'environ 430 mètres et la surface de la rivière est de 200 mètres. Le lit de la rivière a une épaisseur comprise entre 0 et 2 m et les roches du lit de la rivière principale sont dénudées. Les rives de part et d'autre du réservoir sont composées de calcaire cambrien, de dolomie, de marne et de schiste argileux, dont la lithologie est dense et dure

(2) Le réservoir de la centrale hydroélectrique de Longkou

La zone d'eau qu'elle contrôle s'étend sur 397 406 kilomètres carrés. La zone de drainage de Wanjiazhai-Longkou s'étend sur 260 kilomètres carrés, soit 0,65 % de la superficie du bassin versant contrôlé.

2. Paramétrage de la zone d'étude et de la section de surveillance

(1) La zone d'étude du réservoir de Wanjiazhai est située sur le tronçon supérieur du barrage de Wanjiazhai, d'une longueur totale de 14 km, couvrant 0,7 km du tributaire Yangjiawan

(2) La zone d'étude du réservoir de Longkou se trouve en amont du barrage de Longkou, soit un total de 5 km le long de la ligne de rive.

3. Opération déposée

L'USV était équipé d'un MBES et d'un système de navigation inertielle de haute précision. Pour assurer une couverture complète de toute la zone de relevé, l'espacement des lignes de relevé a été ajusté en fonction de la profondeur de l'eau.

Au cours de l'opération, la zone d'étude a été divisée en sections plus petites en fonction des différents terrains et de l'avancement des travaux. Dans chaque petite zone de levé, les lignes de levé ont été disposées parallèlement au rivage, et le USV a fait des allers-retours pour balayer le lit de la rivière. Dans la zone moins profonde, des lignes supplémentaires ont été posées pour s'assurer que le terrain était entièrement couvert. Les principes suivants ont été appliqués lors de la planification des lignes d'enquête.

(1) Les lignes de levé sont disposées en parallèle. Les lignes dans la même zone doivent être parallèles les unes aux autres et la direction doit être cohérente avec les lignes de contour sous-marines. Cela permet de maximiser la portée des lignes et d'étendre la couverture de numérisation.

(2) La portée de détection de chaque ligne doit se chevaucher. Lors de la cartographie avec un système d'échosondeur multifaisceaux, il y a une zone d'interférence du signal au bord des faisceaux du sonar. Par conséquent, il est nécessaire que la portée de balayage des lignes adjacentes ait une certaine zone de chevauchement pour assurer une collecte de données claire.

(3) Une ligne de levé ne doit pas être trop longue. Lorsque la zone d'étude est spacieuse, il est préférable de la diviser en parties relativement plus petites et d'étudier chaque zone indépendamment. Comme la profondeur de l'eau dans un réservoir est habituellement profonde au milieu et peu profonde sur les côtés, la densité des lignes de levé doit être augmentée du milieu vers les côtés. Un principe de base est de s'assurer que l'espacement des lignes peut assurer une portée de balayage allant jusqu'à 3 fois la profondeur de l'eau.

(4) Densifier les lignes de levés lors du levé des zones complexes. La densité des lignes est corrélée positivement avec la précision de la cartographie, donc la densité des lignes doit être augmentée dans les zones complexes pour améliorer la résolution de la cartographie.

4. Traitement en intérieur

4.1 Post-traitement des données

Dans ce projet, un logiciel M3 MARSEC est fourni avec le système MBES contrôlé par le système MBES en temps réel. Un logiciel MV-POS View Controller v9.21 a pris en charge le système de navigation et de positionnement, le système de compas d'attitude et le système de synchronisation de l'horloge en temps réel. Le logiciel M3 MARSEC surveillait les données en temps réel du système MBES et effectuait un post-traitement simple pendant l'enquête déposée. Toutes les opérations ci-dessus ont été effectuées sur une seule plate-forme - l'ordinateur de contrôle USV.

Après les levés sur le terrain, les arpenteurs ont utilisé un logiciel Caris (HIPS et SIPS) v10.0.2 pour post-traiter les données, y compris la correction du niveau des marées, l'édition de lignes, la synthèse de modèles de surface, l'édition de surface, la sortie des données, etc. Une carte en 3D de 20 cm de quadrillage a été générée.

4.2 Traitement de la ligne de contour

Points de données extraits tous les 10 mètres à partir des données brutes traitées pour générer une carte topographique sous-marine de contour en fonction de la position réelle des coordonnées. La distance du contour de la hauteur est de 1 mètre.

4.Extraction de données à 3 sections et génération de vues en coupe

Sur la base des données multifaisceaux traitées, une vue en coupe est générée en fonction de la position des coordonnées des sections qui avaient été surveillées il y a des années.

5. Comparaison des données

Depuis des années, le service de gestion des réservoirs utilise le levé sectoriel pour surveiller le projet hydroélectrique, c'est-à-dire qu'il utilise une station totale, un sondeur à faisceau unique et un système GPS RTK pour surveiller les sections ciblées.

Dans le cadre de ce projet, les données sectorielles extraites des données multifaisceaux de l'USV sont comparées aux données sectorielles existantes afin de vérifier la validité et l'exactitude de ces dernières.

Après avoir comparé les données de différentes sections, on peut constater que les tendances générales des vues en coupe des deux méthodes d'enquête sont généralement identiques. Les données multifaisceaux USV sont très cohérentes avec les données altimétriques existantes. L'écart minimum est de 0,04m, l'écart maximum est de 1,9m et l'écart se situe entre -0,02% et +0,19%.

6. La signification de l'arpentage du terrain sous-marin des réservoirs

L'étude précise et scientifique du terrain sous-marin des réservoirs revêt une grande importance. Il peut mettre en œuvre de façon exhaustive le levé de surveillance et de stockage des sédiments dans les réservoirs, ce qui faciliterait la gestion pour une gestion efficace de la production et la planification du transfert de l'eau. La surveillance de la perte et du processus de perte de la capacité du réservoir peut fournir des données précises sur la capacité de stockage à l'appui de l'élaboration d'un plan scientifique de transfert de l'eau.

7. Conclusion

Du point de vue de l'efficacité et du coût réels, l'application de l'USV avec système multifaisceaux pour les levés topographiques sous-marins mérite d'être largement encouragée. A l'avenir, USV pourra être combiné avec des scanners laser et des drones pour améliorer encore l'efficacité et la couverture des levés.

Pour les fiches techniques, veuillez cliquer sur : https://www.oceanalpha.com/application

ME120 USV effectue une étude multifaisceaux dans les réservoirs de Wanjiazhai