本文在充分阐述了黄河河道整治工程水下基础探测的意义和水下基础探测技术研究现状之后,对利用"X-STAR"水下剖面仪开展黄河河道整治工程水下基础探测试验研究涉及的试验过程、关键技术等进行了详尽介绍.这次研究从分析"X-STAR"水下剖面仪的性能和技术特点入手,设计了完整的试验方案.整个试验包括仪器性能检测试验、对比试验和生产性试验三个阶段.仪器性能检测试验结果证明"X-STAR"水下剖面仪的最大特点就是能够穿透浑水和淤泥层.但是试验也暴露出仪器的数据处理系统存在的问题:系统利用磁带机存储数据,故障率高,文件冗余数据多,效率低;数据处理软件"bottom"只能显示出采集信号的时域剖面并对层位进行简单追踪,不能有效提取水、淤泥层、根石顶界面的层位信息,无法生成反映水下基底真实形状的空间三维立体图,成果分析完全依靠人工,工作量非常大,效率低,不能满足汛期根石探测的快速、准确的要求.为解决这些问题,开发"X-STAR"水下剖面仪数据处理系统软件成为研究重点之一,完成了"MiniSeis"数据处理软件.该软件基于Visual C++语言编制,应用了OpenGL(Open Graphics Library)技术,运行于Windows98/NT环境.MiniSeis系统采用SDI结构模式,通过视类MiniSeisView实现软件的基本功能,并有用户开发的函数实现其它功能,具备良好的人机交互界面.软件采用模块化设计,由文件读写数据处理模块、图形处理模块、人机交互界面组成.这次研究还完成了GPS实时定位系统的二次开发与应用和拖鱼专用载体的制作,解决了仪器存在的定位和探测效率问题.这次研究的另一个重点是对三个阶段的试验工作所获得的大量数据资料进行处理分析,判断该仪器在根石探测中的效果.通过仪器性能检测试验、对比试验和生产性试验,共完成了34个定点对比探测,100道坝133个剖面的探测工作.仪器与人工定点对比探测的数据分析,按照"X-STAR"水下剖面仪探测与人工探测的绝对误差,将精度分为4级的方法进行.34组数据的绝对误差均在0.5m以下.剖面对比探测成果表明,45道坝可对比的74个剖面中有45个剖面吻合好,29个剖面部分吻合.此次研究还进行了剖面对比探测根石坡度系数分析、实际探测精度分析、对比探测资料误差原因分析.论文对这些误差分析的原始数据、分析方法有详细介绍.论文根据"X-STAR"水下剖面仪探测结果,结合历史探测情况,以河南黄河为例,对丁坝根石分布特点进行分析,论述了根石及根石走失情况与机理,丁坝根石横向、纵向和平面分布特点.论文最后进行了引进"X-STAR"水下剖面仪的效益分析.利用"X-STAR"水下剖面仪适时进行水下根石探测,不受恶劣的水流条件限制,能够提供可靠的资料,为防汛决策提供决策支持.试验探测中,探测速度为人工探摸的1.66倍,探测1道坝可节省约0.7个工日.表明用"X-STAR"水下剖面仪进行根石探测,速度快、效益高,可节省大量人力且安全可靠.