一、项目的必要性、先进性、解决的关键问题及目的意义
水库的严重淤积，不仅影响水库兴利效益的发挥，严重威胁水库的使用寿命，而
且还造成一系列在水库规划时未充分估计到的环境问题。江阴市水利机械施工工程有
限公司自主设计、制造的“新型气动式深水疏浚系统”，具有作业水深大 (≤120m)、
清除杂物广(径向尺寸≤600mm)、能耗低、可运输性等特点，可广泛应用于我国长江、
黄河、珠江、海河等各大流域的超大型、大中型水库库区的泥沙、砾卵石、块石等各
种淤积物的清除。
采用该系统进行库区清淤时，必须做好两方面的工作，一是淤积物勘察，全面了
解淤积物的组成、特性和分布情况，为清淤范围选择和清淤深度确定等决策提供科学
依据；二是系统工作时能有效监测并识别水下障碍物并提前采取预防措施以避免降低
设备工效。
其中主要的技术难点在：（1）淤积物的种类繁多，大部分泥砂与石块、树枝、生
活、工业垃圾等杂物掺杂在一起，大尺寸杂物会降低疏浚设备工作效率，甚至造成堵
塞，因此需要分辨出潜在的大尺寸杂物，提前采取预防措施；（2）尽可能降低清淤过
程中对水下地形勘察的影响，并实时监测疏浚情况，提高疏浚效率。
由此，该监测工作的成功关键，就在于能否有效、及时地解决上述 2 个技术难点
和尽量减小恶劣的疏浚水质对水下疏浚监测造成的阻碍。
本项目选择采用先进的侧扫声纳和浅地层剖面仪，结合高精度定位系统，实现准
确的淤积物分布调查测量和实时水下疏浚监测，摒弃了传统的根据水深变化选择清淤
点的不足，极大的提高了作业效率和工程效益。
深水疏浚计算机辅助决策系统主要由全球星站差分定位系统、参量阵浅地层剖面
系统和高分辨率侧扫声纳系统组成。系统结合亚米级卫星差分 GPS 定位系统，通过参
量阵浅剖系统获得疏浚区的水底浅地层剖面图像，分辨出沉积物分布区域和沉积厚度。
如果掺杂了石块或轮胎等，从浅剖图中可以清晰看到。从高分辨率侧扫声纳可以清晰
识别出水底地貌及轮胎石块等障碍物，提高清淤工作效率。
传统的航道测量和疏浚作业通常采用高精度 GPS RTK 定位系统，但在长江流域进
行长测线作业且高山地形起伏对 RTK 测量的限制非常大，此外，考虑到将来整体疏浚
方案还将应用到沿海远距离作业时无法保证实时接收近岸信标差分信号，即使能接收
到部分信号，也由于离基站距离较远，其定位精度将大大降低。这些所有考虑因素都
要求采用一种不受空间限制，海陆覆盖且保证测量精度的差分定位系统解决方案。美
国 C&C 公司作为全球领先，稳定可靠的高精度 GPS 定位系统服务商，依托其覆盖全球
并稳定可靠的高精度差分定位网络 StarFire，为海陆专业测量用户提供具体定位解决
方案，最高精度可达厘米级。
在库区或航道上进行清淤和疏浚，其最主要的就是需要准确了解河床上淤积物的
具体分布和淤积情况。因此需要能够准确探测和分辨淤积物分布的剖面系统，并且需
要尽可能了解泥淤积物的淤积厚度，以便了解具体项目的工作量和效益。
因此要求浅地层探测系统中的声呐换能器发射的频率足够低,具有很强的穿透性。
而且发射的波束角需要很小,具有很高的分辨率,才可以分辨海底浅部地层的详细情况。
另外系统声纳换能器体积小、重量轻,便于船舶安装和携带。
综合以上考虑因素，无疑参量阵浅地层探测技术是目前最为符合项目要求的技术
应用手段，而德国 Innomar 公司作为全球领先的商业参量阵浅剖设备制造商，已生产
提供近千台套设备广泛应用于全球各河道和海岸地层探测项目。SES-2000 系列浅地层
剖面系统是目前该公司最新型的产品，在国外已有实际应用，效果良好。
L-3 Klein 公司是全球著名的侧扫声纳专业生产厂家。其最近推出的 Klein 3900
