Untersuchung des Abflusses am Chao Phraya mit dem CHCNAV Apache 4 und dem RS-600 ADCP

An einem stark befahrenen Abschnitt des Chao-Phraya-Flusses im Zentrum von Bangkok musste ein Vermessungsteam die Strömung und den Abfluss des Flusses messen, ohne ein bemanntes Boot zu Wasser zu lassen. Vom Ufer aus führten sie mithilfe des unbemannten Oberflächenfahrzeugs CHC Navigation Apache 4, das mit einem RiverStar RS-600 ADCP ausgestattet war, innerhalb von 10 bis 15 Minuten eine vollständige Durchflussmessung durch. So wurde die Vermessung durchgeführt.

Der Standort: ein stark befahrener Flusslauf mit starken Gezeiten

Der Messquerschnitt befindet sich am Chao Phraya, der durch Bangkok fließt. Der Fluss ist an dieser Stelle etwa 250 Meter breit und hat eine maximale Tiefe von etwa 18 Metern. Er liegt etwa 20 Kilometer flussaufwärts von der Mündung in den Golf von Thailand, sodass der Tidenhub beträchtlich ist und sich die Strömung im Laufe des Tages verändert.
 

Zudem handelt es sich um eine befahrene Wasserstraße. Touristenboote, Fähren und Frachtschiffe passieren den Kanal ständig, was sowohl die Durchführung der Vermessung als auch die Sicherheit auf dem Wasser beeinflusst.

Die Herausforderung: Durchflussmessung ohne bemanntes Boot

Ziel war eine hydrologische Untersuchung, genauer gesagt die Erfassung der Durchflussmenge und des Wasservolumens im gesamten Kanal. In diesem Zusammenhang ist der herkömmliche Ansatz, einen akustischen Doppler-Strömungsprofiler von einem bemannten Boot aus zu betreiben, mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden:
 

• Der Einsatz eines bemannten Bootes in einem schiffbaren Kanal erfordert eine vorherige Meldung, und die gemeinsame Nutzung des Gewässers mit starkem Schiffsverkehr birgt Sicherheitsrisiken.
   
• Das Chartern eines Vermessungsboots für diese Arbeiten ist kostspielig.
   
• Das Team wünschte sich eine kompakte, leichte Plattform, die von zwei oder drei Personen bedient werden kann und bei der die Datenerfassung so schnell erfolgt, dass eine Person sowohl die Datenerfassung als auch die Verarbeitung übernehmen kann.

Die Lösung: der Apache 4 USV mit dem RS-600 ADCP

Das Team kombinierte das „Apache 4“, ein kompaktes unbemanntes Oberflächenfahrzeug, mit dem „RiverStar RS-600“, einem akustischen Doppler-Strömungsprofiler mit 600 kHz, der für die Messung von Abfluss und Strömung in Flüssen entwickelt wurde. Das USV ist klein genug, um von Hand vom Flussufer aus zu Wasser gelassen zu werden, sodass weder ein bemanntes Boot noch eine Startrampe benötigt werden. Die Datenerfassung vor Ort erfolgte mit der Software „EasySail“, die das Fahrzeug steuert und die ADCP-Daten in Echtzeit aufzeichnet, während es den Messabschnitt durchquert.

Im Einsatz: eine vollständige Messung in 10 bis 15 Minuten

Vor Ort dauerten die Einrichtung und die Überprüfung der Hardware etwa 5 Minuten. Eine einzelne Überfahrt zur Erfassung eines gültigen Datensatzes dauerte weitere 5 Minuten, sodass der gesamte Zyklus etwa 10 bis 15 Minuten in Anspruch nahm. Eine Person führte die Datenerfassung vom Ufer aus durch.
 

Der Schiffsverkehr im Kanal wurde im Rahmen des Durchlaufs berücksichtigt. Wenn sich größere Schiffe näherten, passte der Bediener die Geschwindigkeit des Apache 4 an und schaltete ihn in den Schwebemodus, wodurch das Boot sicher in der Fahrrinne blieb und die ADCP-Datenerfassung während der Überfahrt ohne Unterbrechung fortgesetzt werden konnte.

Von den Daten bis zur Ausgabe: Verarbeitung im HydroProfiler

Die in EasySail erfassten Felddaten wurden auf einen Computer kopiert und zur Weiterverarbeitung in der Software HydroProfiler geöffnet. Dort überprüfte das Team die Geschwindigkeitskontur und die Schiffsroute, kontrollierte die Qualität der Transekte und exportierte die hydrologischen Ergebnisse, einschließlich der für das Projekt benötigten Durchfluss- und Volumendaten.

Der Vorteil: sicherere, schnellere und kostengünstigere Flussvermessungen

Durch die Durchführung der Messung von einer unbemannten Plattform aus entfielen die Kosten für das Chartern eines Vermessungsboots, und das Team musste sich nicht in einem stark befahrenen Fahrwasser aufhalten – dennoch konnten die für das Projekt erforderlichen Durchfluss- und Abflussdaten erfasst werden. Für die wiederkehrende Überwachung von Flüssen wie diesem ist diese Kombination aus Geschwindigkeit, Sicherheit und geringeren Kosten der zentrale Vorteil eines auf USVs basierenden Arbeitsablaufs.

Bemannte Boote im Vergleich zum USV „Apache 4“ auf einen Blick

Für Teams, die sich mit der Auswahl von Geräten zur Flussüberwachung befassen, bietet das umfassende Angebot an Lösungen für die Meeresvermessung von CHC Navigation USV-Plattformen und ADCP-Nutzlasten für hydrografische und hydrologische Arbeiten.

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Über CHC Navigation

CHC Navigation (CHCNAV) entwickelt fortschrittliche Lösungen für Kartografie, Navigation und Ortung, die darauf ausgelegt sind, Produktivität und Effizienz zu steigern. CHCNAV bedient Branchen wie Geodaten, Landwirtschaft, Maschinensteuerung und Autonomie und liefert innovative Technologien, die Fachleute unterstützen und den Fortschritt der Branche vorantreiben. Mit einer globalen Präsenz in über 140 Ländern und einem Team von mehr als 2.200 Fachkräften gilt CHC Navigation als führendes Unternehmen in der Geodatenbranche und darüber hinaus. Weitere Informationen zu CHC Navigation [Huace:300627.SZ] finden Sie unter: https://geospatial.chcnav.com/about/overview