DB2301-T 161-2024 地質(zhì)雷達(dá)法冰上活動(dòng)區(qū)域冰層厚度檢測(cè)技術(shù)規(guī)程

17.040.99CCS

P

11

2301

DB

2301/T

—2024地質(zhì)雷達(dá)法冰上活動(dòng)區(qū)域冰層厚度檢測(cè)技術(shù)規(guī)程 哈爾濱市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)

布DB

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161—2024 本文件按照GB/T

1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則

第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由哈爾濱市文化廣電和旅游局提出并歸口。本文件起草單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)、哈爾濱冰雪檢驗(yàn)檢測(cè)服務(wù)有限公司、黑龍江省冰雪產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)、司、黑龍江文旅規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司、哈爾濱學(xué)院。本文件主要起草人：周文松、賈連琦、辛立敏、孔慶濱、周巍、黃華、郭宏偉、趙經(jīng)濤、黃訓(xùn)軍、郭子揚(yáng)、肖會(huì)剛、董淑慧、劉偉康。DB

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161—20241范圍術(shù)準(zhǔn)備、參數(shù)設(shè)定與標(biāo)定、現(xiàn)場(chǎng)工作、數(shù)據(jù)分析與檢測(cè)報(bào)告的內(nèi)容。本文件適用于哈爾濱市轄區(qū)內(nèi)在自然水域冰蓋上舉辦各類冰上活動(dòng)時(shí)，保障冰層和活動(dòng)安全而進(jìn)行的冰層厚度檢測(cè)工作，其他冰層厚度檢測(cè)工作可參照使用。2 規(guī)范性引用文件本文件沒(méi)有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。地質(zhì)雷達(dá)

radar

(GPR)向被測(cè)目標(biāo)發(fā)射高頻電磁波束，通過(guò)分析反射電磁波束信號(hào)特征從而確定被測(cè)目標(biāo)特性的電磁勘探裝置。[來(lái)源：JTG/T

—2009，2.1.11，有修改]清溝

lead在凍結(jié)的河道中的一段未凍結(jié)或凍結(jié)程度較輕、相比其他位置冰層厚度減半甚至更薄的河段。清溝通常是由于溫暖的地下水或污水排入、或急流處不易凍厚而形成的。[來(lái)源：SL

59—2015，，有修改]測(cè)線

域特點(diǎn)和檢測(cè)需求確定。冰蓋

carapace橫跨兩岸覆蓋水面的固定冰層。[來(lái)源：SL

59—2015，冰縫

crack封凍冰蓋上的裂縫。[來(lái)源：SL

59—2015，，有修改]冰上冒水

water

from

cover從封凍冰蓋的裂縫、孔洞等處向上冒水的現(xiàn)象。DB

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161—2024[來(lái)源：SL

59—2015，，有修改]冰上結(jié)冰

冰上水洼、流水、冰上冒水或雪融化后在負(fù)溫下再次結(jié)冰的現(xiàn)象。[來(lái)源：SL

59—2015，，有修改]冰層塌陷

sheet

depression封凍冰蓋凹陷或斷落的現(xiàn)象。[來(lái)源：SL

59—2015，，有修改]量冰尺

ice

ruler測(cè)量冰厚的專用測(cè)尺。[來(lái)源：SL

59—2015，超聲波冰厚儀

ice

thickness

meter應(yīng)用超聲波測(cè)厚原理測(cè)量冰厚的儀器。[來(lái)源：SL

59—2015，測(cè)距輪

distance

wheel量輪的周長(zhǎng)可以確定距離。4 基本要求

或大范圍冰層厚度宜采用地質(zhì)雷達(dá)通過(guò)電磁波反射原理進(jìn)行檢測(cè)。冰層厚度檢測(cè)應(yīng)給出冰層厚度及其對(duì)應(yīng)的地理坐標(biāo)或其他定位信息，應(yīng)同時(shí)記錄檢測(cè)時(shí)的環(huán)境溫度。冰層厚度檢測(cè)應(yīng)滿足測(cè)量時(shí)效性、準(zhǔn)確性和精度的要求。冰層厚度檢測(cè)的基本程序應(yīng)包括：a)

確定檢測(cè)范圍與檢測(cè)需求；b)

設(shè)備與技術(shù)準(zhǔn)備；c)

參數(shù)設(shè)定與標(biāo)定；d)

現(xiàn)場(chǎng)工作；e)

數(shù)據(jù)分析與檢測(cè)報(bào)告編寫。5 檢測(cè)范圍與需求根據(jù)水域特點(diǎn)、冰上活動(dòng)類型、區(qū)域和特點(diǎn)確定檢測(cè)需求、制定檢測(cè)方案。檢測(cè)方案宜包括檢測(cè)范圍、重點(diǎn)檢測(cè)區(qū)域、測(cè)線分布與間距、檢測(cè)方式和檢測(cè)頻次等；必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘。6 設(shè)備與技術(shù)準(zhǔn)備??

(1)??ri

=

22500×

??2

(2)DB

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161—??

(1)??ri

=

22500×

??2

(2)冰層厚度檢測(cè)宜采用時(shí)間域地質(zhì)雷達(dá)。冰層厚度小于

cm

時(shí)，宜采用中心頻率大于等于

MHz

的天線；冰層厚度大于

90cm

時(shí)，宜采用中心頻率為

～

MHz

的天線；在滿足檢測(cè)厚度的前提下，宜優(yōu)先選用高頻天線。地質(zhì)雷達(dá)主機(jī)系統(tǒng)增益應(yīng)大于

，模/數(shù)轉(zhuǎn)換位數(shù)應(yīng)大于等于

bit。用于冰層厚度檢測(cè)的地質(zhì)雷達(dá)在使用過(guò)程中應(yīng)采取必要的保溫和防護(hù)措施保證雷達(dá)主機(jī)及其采集設(shè)備所處環(huán)境溫度和環(huán)境濕度在其工作溫度和工作濕度范圍內(nèi)。工作電源宜選用便攜式蓄電池，宜保證地質(zhì)雷達(dá)主機(jī)在冬季室外環(huán)境連續(xù)工作

4

h

以上。地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)配備測(cè)距輪，并在使用前標(biāo)定測(cè)距裝置；宜在測(cè)量過(guò)程中打標(biāo)，數(shù)據(jù)處理時(shí)進(jìn)行距離修正；工作期間宜同時(shí)使用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（）連續(xù)記錄測(cè)線或測(cè)點(diǎn)的地理坐標(biāo)。檢測(cè)人員應(yīng)熟練操作地質(zhì)雷達(dá)和使用數(shù)據(jù)采集與分析軟件。檢測(cè)人員應(yīng)熟練掌握不同結(jié)冰現(xiàn)象對(duì)應(yīng)的地質(zhì)雷達(dá)信號(hào)特征并在數(shù)據(jù)分析中識(shí)別出不同結(jié)冰現(xiàn)象。7 參數(shù)設(shè)定與標(biāo)定正式進(jìn)行冰層厚度檢測(cè)前，應(yīng)通過(guò)已知厚度冰塊按公式（1）對(duì)電磁波在冰層中的傳播速度進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定至少

3

次并取其算術(shù)平均值，當(dāng)傳播速度最大值或最小值與中間值之差超過(guò)中間值的

15%時(shí)，取中間值作為傳播速度值；當(dāng)傳播速度最大值和最小值與中間值之差均超過(guò)中間值的

時(shí)，應(yīng)重新測(cè)量；??

=

2??式中：??

——

電磁波在冰層中的傳播速度，單位為mm/ns；??

——

所標(biāo)定冰塊的厚度，單位為mm；??

電磁波在冰層中的雙程走時(shí)，單位為ns。冰的相對(duì)介電常數(shù)宜在

3～4

之間取值，較精確值可通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)取冰按公式（2）進(jìn)行標(biāo)定。??2式中：??ri

——

?? ——

電磁波在冰層中的雙程走時(shí)，單位為ns；??

所標(biāo)定冰塊的厚度，單位為mm。冰層厚度方向分辨率可按公式（3）計(jì)算。√??????

(3)??

=

√??????

(3)

????

??

(4)??

——

厚度方向分辨率，單位為mm；?? ——

電磁波在真空中的速度，近似取值為300

mm/ns；?? ——

雷達(dá)天線中心頻率，單位為；??ri

采樣時(shí)窗按公式（4）取值。???

=

1.3×2???????DB

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161—2024式中：??? ——

采樣時(shí)窗寬度，單位為

ns；???????

——

最大檢測(cè)厚度，單位為

；??

電磁波在冰層中的傳播速度，單位為

。8 現(xiàn)場(chǎng)工作在結(jié)冰早期進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)，可通過(guò)鉆孔和量冰尺，或使用超聲波冰厚儀測(cè)量等方式初步確定冰生繩等必要措施保障檢測(cè)人員安全。應(yīng)事先通過(guò)目測(cè)判斷是否存在較大冰縫、清溝、冰上冒水、冰上結(jié)冰和冰層塌陷等；如發(fā)現(xiàn)，應(yīng)立即停止檢測(cè)。測(cè)線。冰面上有機(jī)械施工活動(dòng)時(shí)，或冰上活動(dòng)期間氣溫上升時(shí)，宜臨時(shí)增加檢測(cè)次數(shù)。在可充分保證檢測(cè)人員安全的情況下，宜采用人工步行檢測(cè)；在大范圍冰面平坦條件下，可采用機(jī)搭載地質(zhì)雷達(dá)以提高檢測(cè)效率。采用地耦合天線檢測(cè)時(shí)，應(yīng)確保天線與冰面緊密貼合，應(yīng)平穩(wěn)移動(dòng)雷達(dá)天線。對(duì)冰層厚度進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)時(shí)，移動(dòng)速度宜不超過(guò)

m/min。使用測(cè)距輪進(jìn)行距離測(cè)量時(shí)，應(yīng)采取防滑措施保證測(cè)距輪在冰面正常工作。宜對(duì)相同位置采用定點(diǎn)測(cè)量方式獲取冰厚隨時(shí)間和溫度的變化趨勢(shì)，宜采用手動(dòng)觸發(fā)方式操作雷達(dá)進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)量。地質(zhì)雷達(dá)在冰層檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)采集的雷達(dá)數(shù)據(jù)宜當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行回放以檢驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量并初步判斷檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。的地理坐標(biāo)、測(cè)線方向、雷達(dá)數(shù)據(jù)文件、測(cè)線和測(cè)點(diǎn)編號(hào)與數(shù)據(jù)文件對(duì)應(yīng)關(guān)系以及其他需記錄的信息。9 數(shù)據(jù)分析與檢測(cè)報(bào)告地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)分析應(yīng)首先進(jìn)行零點(diǎn)校正。地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)及其圖像應(yīng)采用頻率域?yàn)V波、時(shí)間域?yàn)V波等技術(shù)降低噪聲干擾。檢測(cè)報(bào)告中應(yīng)給出測(cè)線或測(cè)點(diǎn)在測(cè)量區(qū)域中的位置圖，應(yīng)給出典型位置的地質(zhì)雷達(dá)深度剖面圖；如存在冰層異常雷達(dá)剖面圖像，應(yīng)在報(bào)告中給出每個(gè)異常的典型圖像及其位置。計(jì)算同一測(cè)線上冰層厚度平均值時(shí)，每隔

5

m

取點(diǎn)計(jì)算。檢測(cè)報(bào)告中應(yīng)按測(cè)線和測(cè)點(diǎn)給出冰層厚度值及其誤差范圍；對(duì)局部厚度變小區(qū)域應(yīng)在報(bào)告中明確說(shuō)明；對(duì)于較大冰縫、清溝、冰上冒水、冰上結(jié)冰和冰層塌陷等，應(yīng)在報(bào)告中明確說(shuō)明。檢測(cè)結(jié)果記錄表具體格式宜參考附錄

A。

檢測(cè)時(shí)環(huán)境溫度

最大冰厚（cm最小冰厚（cm平均冰厚（c