淺談測量工程在河流淤泥中的應(yīng)用

潘 偉

(新疆水利水電勘測設(shè)計研究院測繪工程院，新疆 昌吉 831100)

淺談測量工程在河流淤泥中的應(yīng)用

潘 偉

(新疆水利水電勘測設(shè)計研究院測繪工程院，新疆 昌吉 831100)

進(jìn)行測量河流淤泥項目時，會遇到各種狀況，如偏厚的淤泥及過窄的河道等，致使測量結(jié)果不夠精確。故筆者通過現(xiàn)實工作所積累的經(jīng)驗，簡明介紹現(xiàn)代測量技術(shù)具體使用辦法及相關(guān)改善措施，便于將來技術(shù)研究奠定基礎(chǔ)。

河流淤泥；測量技術(shù)；要求；方法

1 前言

測量河流淤泥時，因受不同客觀元素作用，致使無法準(zhǔn)確地應(yīng)用測量設(shè)施，不僅測量結(jié)果產(chǎn)生偏差，且減小作業(yè)成效。而面對其不同的測量技術(shù)，為對比各自的可用性與科技性，使其測量辦法與指標(biāo)達(dá)成一致，故對其測量技術(shù)進(jìn)行分析顯得十分重要。

2 河流淤積測量技術(shù)要求

2.1 平面控制

例如進(jìn)行測量某地河流淤積時，可借助橫斷面法，運用此區(qū)域坐標(biāo)系作為平面把控體系，面對已有數(shù)字基本地形圖（1：500），對河流斷面進(jìn)行有效規(guī)劃及設(shè)計，而斷面位則使用全站儀或CORS-RTK測量體系來具體放樣，依圖與點精度來測量放樣精度，按如上標(biāo)準(zhǔn)核算淤積方量，且平面精度在5厘米內(nèi)，如此為具體的河流長度提供依據(jù)。

2.2 高程控制

高程測量作為測量河流淤積最為主要的技術(shù)。測量河流淤積時可用如下方法進(jìn)行，即測深桿、徑直測量水準(zhǔn)儀（必須有較好的岸邊地形與水深淺）、靜力觸探、測深儀及測深錘等方法。水下高程可經(jīng)不同方法測出水面高程與水深并相減得出。

淤泥厚度可借助儀器測量，其方法包括探測放射線及超聲波雙頻多普勒測量等。而后者通過泥水界面的高頻測量，并結(jié)合低頻測量出離水面間的淤泥底層之距，由此獲得淤泥厚度。此法僅可對某層硬底與水底間厚度進(jìn)行測定，且對被測地區(qū)環(huán)境與人員造成放射影響。

2.3 斷面控制

進(jìn)行測量預(yù)定河流區(qū)域時，應(yīng)預(yù)測一條斷面，間隔在二十至四十米內(nèi)，遇到過多淤泥淤積及河流改變時應(yīng)給予加密。而采集各斷面點上的密度為一至三米，改變偏大的地區(qū)應(yīng)給予加密。固定樁設(shè)置在兩岸斷面端點內(nèi)，以此明確斷面方位與基準(zhǔn)點，可令采集數(shù)據(jù)之位每次都一樣，便于對比。

2.4 淤積量計算

按淤泥相同位所測而來的底斷面線與相應(yīng)表面斷面線，借助CAD軟件繪出某個切面，且為封閉的，以此得出該面積S，也就是其位的斷面面積。如下公式可得出淤積量，即鄰近斷面間的：式中：V──相鄰斷面淤積量

L ──斷面面間河流中軸線上的距離Ws1 ──第i條斷面淤積面積

Ws2 ──第i+1 條斷面淤積面積將全部淤泥量即鄰近斷面間的，進(jìn)行積聚，可得出此河流實際淤泥測量值，并將其各段值進(jìn)行相加能得出一條河總共淤泥沉積數(shù)量，其公式為f＝∑Vi。

2.5 測量成果成圖方法

按實際測量的野外斷面位，把其在地形圖內(nèi)展繪出，其平面位置斷面圖便能繪出；同時河流斷面圖可按野外測量得到數(shù)據(jù)進(jìn)行繪制，1：100是其縱、橫向尺寸之比，0.01米與0.1米分別是其高程與距離取位。借助專門研究數(shù)據(jù)軟件將測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入，便可得出斷面形狀。

3 河流淤積測量技術(shù)應(yīng)用及成果分析

3.1 河流基本狀況

本文經(jīng)對兩條河流的調(diào)查，即羅家斗河與和睦港，由此對淤積河流所用測量技術(shù)進(jìn)行分析。前者河流所處三墩鎮(zhèn)（西湖區(qū)），2.37公里為其實測長度，始于大魚斗港，止于古墩路段。而后者始于杭海路，結(jié)束于錢塘江，3214米為其測量長度。兩條河流的平均寬度分別為20與28米，河底標(biāo)高設(shè)計分別是-2.0與0.50米。同為一級駁坎形式，前者護(hù)坡為干砌石塊，后者一些河段為此，而另一些則是樹根樁河段。

3.2 測量成果分析

測量和睦港與羅家斗這兩條河流淤積可借助不同設(shè)施進(jìn)行，即全站儀及水準(zhǔn)儀等。據(jù)實際測量得出，兩條河流淤泥厚度分別約：最大近2.26與0.77米，最小近0.15與0.10米。清淤工程量分別為41544.40與14343.6 立方米，平均厚度分別約：0.57與0.36米。

（1）斷面間距設(shè)計，通常測量河流淤積以四十米作為一間隔斷面進(jìn)行。具體測量過程中，按河流不同狀況展開適宜的加密調(diào)節(jié)，即支流匯水、彎曲、寬窄河流改變、設(shè)立堰壩及橋梁跨河等。

（2）斷面上測點間距設(shè)計，因斷面上設(shè)立的各河流測點量相差甚遠(yuǎn)，和睦港與羅家斗這兩條河流中，某個斷面就分別設(shè)立7與8個測點，它們?nèi)Q于各自的河流寬度。通常測點分別設(shè)立在擋墻兩側(cè)，待清淤結(jié)束再分別設(shè)立于退寬度處，而中部測點大概隔兩米設(shè)立一個。

（3）測量方法，現(xiàn)階段測量河流淤積一般借助水準(zhǔn)儀進(jìn)行，此儀器以兩根測桿來測量，之中某根測桿末端需加上特殊制作的，類似鴨蹼的東西，以便對表面淤泥高程進(jìn)行測量；而另一末端采用尖頭，便于對底部淤泥高程進(jìn)行測量。對測點數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集時，一般使用對淤泥深與水深進(jìn)行采樣。此法由于受各種因素作用，即各個測量斷面不一樣的水深、評判有無觸及淤泥表底端的指標(biāo)不同、各個測量人員進(jìn)行插桿所用力道不同等，致使產(chǎn)生不同狀況，即不好把控及人為偏差等。

4 結(jié)論與建議

4.1 建議建立河流淤積動態(tài)監(jiān)控網(wǎng)點，長期觀測河流淤積狀況。依不同水系分區(qū)，有目的地面對各種形式河流特性之位，有效設(shè)立經(jīng)典監(jiān)測斷面一至兩條，組織持續(xù)監(jiān)測，確保一年有一至兩次的監(jiān)測，對不同淤積河流規(guī)則進(jìn)行了解，由此為清淤設(shè)計打下基礎(chǔ)。同時借助各相關(guān)技術(shù)如物聯(lián)網(wǎng)等，以3S技術(shù)即GPS（全球定位體系）、RS（遙感技術(shù)）及GIS（地理信息體系）為基礎(chǔ)，構(gòu)建起相關(guān)數(shù)據(jù)庫，研發(fā)出有關(guān)決策扶持體系，不斷使河流管理更加全面化，即科技化、數(shù)字化及信息化，致使河流清淤更加符合標(biāo)準(zhǔn)，且保持常態(tài)。

4.2 建議開展河流清淤設(shè)計工作。如今河流清淤施工根本，在于測量部門的測量報告。但其中仍有不同的問題，即有無到位、安全及有效的放坡比、退后寬度及設(shè)計清淤線等。故測量數(shù)據(jù)由專門測量部門給出后，還需委派有關(guān)專門設(shè)計部門，且有一定資質(zhì)，依河流情況不一，即河床泥沙性質(zhì)、駁坎樣式及地質(zhì)條件等，組織設(shè)計河流清淤，由此保證清淤放坡比、后退寬度與設(shè)計線有效。

4.3 河流淤積測量要因地制宜，分門別類，采用適合的測量技術(shù)開展淤積測量工作。對浮泥與淤泥的特征，即流塑性，必須立足于具體的河流，對比選出相應(yīng)的測量技術(shù)，其工藝必須顯示出最大成效及最高精度。測量水下河流地形時，可借助測量法GPS（COR、RTD及RTK等形式）與測深儀。測量淤積時，當(dāng)遇到二十米內(nèi)河流寬度及一米內(nèi)水深，進(jìn)行高程測量時可用RTK徑直觸及河底。當(dāng)遇到兩米內(nèi)河流深度及五十米內(nèi)寬度時，可用全站儀與水準(zhǔn)儀。當(dāng)遇到兩米以上水深及四十米以上河流寬度，可用測量法超聲波雙頻。

[1]《工程測量規(guī)范》（GB50026-2007）

[2]《水運工程測量規(guī)范》（JTJ203-2001）

[3]《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量（RTK）技術(shù)規(guī)范》（CH/T2009-2010）

[4]PTK測量技術(shù)及其在河流測量中的應(yīng)用，杜建國杜得彥，甘肅水利水電技術(shù)-2002 年3 期

TU75

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1007-6344（2015）04-0126-01