小型無人機在水土保持方案編制工作中的應用探討

楊衡 雷曉云

摘 要：本次調查采用小型無人機為調查設備，選取公路工程為調查對象，特別把本次公路工程建設中的取土場、棄土場作為重點調查對象。公路工程的取土場、棄土場存在大量的土石方工程，對原地貌擾動最為明顯，因此也是水土保持工作中的重點監督區域。做好公路工程取土場、棄土場水土保持方案編制前期的調查工作，不僅能夠記錄公路工程取土場、棄土場的原始形態、相關數據，也能對工程結束后取土場、棄土場的恢復和保護工作提供圖像依據。

關鍵詞：小型無人機 公路工程 取土場 棄土場

1.前言

近年來，無人機由于具有機動、快速、經濟等優勢，已經成為世界各國爭相研究的熱點課題，現已逐步從研究開發發展到實際應用階段，成為未來的主要航空遙感技術之一。無人機不僅結構簡單、便于攜帶，而且對起降場地要求低。

本次無人機調查選取公路工程為調查對象，特別把本次公路工程建設中的取土場、棄土場作為重點調查對象。

公路工程存在大量的土石方工程，包括削坡，路基的開挖、回填等。取土場、棄土場作為工程中取土和棄土的專門區域，存在大量的開挖和填筑，對原地貌擾動也最為明顯，因此也是水土保持工作中的重點監督區域。做好公路工程取土場、棄土場水土保持方案編制前期的調查工作，不僅能夠記錄公路工程取土場、棄土場的原始形態、相關數據，也能對工程結束后取土場、棄土場的恢復和保護工作提供圖像依據。

2.項目概況

本次調查選取S101線公路改建工程（昌吉段）作為調查對象，S101線將烏魯木齊市、昌吉市、呼圖壁縣、瑪納斯縣，石河子市、沙灣縣、烏蘇市等市縣南部山區鄉鎮相連接，是烏昌地區南部山區乃至整個天山北坡山區地帶東西向的重要通道。

S101線公路改建工程（昌吉段）路線全長140.83km，工程總占地440.06hm2。工程穿越天山北坡中低山丘陵區，地形地貌復雜，屬大陸性干旱氣候，道路沿線土壤種類多樣，植被覆蓋率30%-60%，土壤侵蝕類型屬輕度風蝕中度水蝕交錯侵蝕。道路沿線原生地貌土壤侵蝕模數為2600t/km2·a。

3.航拍設備

本次航拍設備選用大疆精靈3航拍器無人機。

4.取土場

4.1取土場現狀

本次工程共設取土場6處，其中前2處分別位于S101線K44+100右側300m處和K46+100右側200m處，料場地勢平坦，儲量豐富，品質良好，開采方便，有用層平均厚大于10m；K44+100右側300m處可開采范圍為：長×寬×深=300m×250m×10m，K46+100右側200m處可開采范圍為：長×寬×深=700m×200m×10m，可供沿線路基填料，工程開采等級為Ⅲ級。

后4處分別位于S 1 0 1線K85+130左側200m處、K126+130左側10 0 m處、K 1 2 9 +1 3 0左側50m處和K151+100右側7.5k m處，料場地勢平坦，儲量豐富，品質良好，開采方便；K85+130左側200m處可開采范圍為：長×寬×深=500m×300m×10m，K126+130左側100m處可開采范圍為：長×寬×深=500m×320m×10m，K129+130左側50m處可開采范圍為：長×寬×深=300m×100m×10m，K151+100右側7.5km處可開采范圍為：長×寬×深=3500m×100m×3m，可供沿線路基填料，工程開采等級為Ⅲ級。

4.2取土場航拍評價

通過對本次工程選取的6處取土場實地踏勘及航拍后發現，本次工程取土場選址均地處河流兩岸階地，部分可利用現狀道路運輸，施工條件較為方便，且儲量滿足要求。此外，由于本次工程地形地貌的局限性，部分取土場離道路較近，在施工期間需要做好臨時措施的防護工作，施工結束后需要做好地表恢復工作；取土場不在崩塌、滑坡危險區，也不在河道管理范圍內；新建施工便道減少了擾動面積；沿線取土場易于施工、便于布設措施、易于控制水土流失。

5.棄土場

5.1棄土場現狀

本次工程共設置棄土場7處，其中天然山凹4處，取土場回填利用3處。工程產生的棄方主要來自于清表和特殊路基換填挖除的鹽漬土等。本著因地制宜，綜合利用的原則，為保護生態環境，少占地，工程選擇開挖后的取土場及現有山凹等作為棄土場，促進了取土坑的地貌恢復，不僅節約用地，而且避免對環境的重復破壞。

5.2棄土場航拍評價

通過現場踏勘及無人機航拍，專門棄土場均為現有山坳，施工過程中，棄渣臨時堆放在指定的地點，施工結束后，拉運至最近的取土場和棄土場。取土場作為棄土場排棄工程棄渣，取土場得到了回填，不額外占用土地，同時不影響公共設施、工業企業、居民點等相關建筑的安全，也不在河道、湖泊、水庫管理范圍內，不影響行洪安全。

6.結論

通過利用小型無人機對本次工程取土場、棄土場初步勘查發現：

（1）主體工程選定的取土場的數量和位置基本上符合相關要求，主體設計滿足“集中取土，盡量不破壞景觀”的要求，取土場選取滿足選址的限制性規定。

（2）主體工程選定的棄土場現狀或為天然凹地、或為道路沿線其他工程遺留的取土場，因此工程將棄渣排棄至其料坑內不僅能填平料坑、放緩邊坡，降低危險性，還達到恢復地貌的水土保持功能。

（3）利用小型無人機進行項目區航拍雖能獲取精度、角度較為全面的圖像資料，但是無人機續航時間較短，對天氣情況的依賴性較強，可飛行區域也有嚴格的限制，因此，無人機需首先在有關部門進行報備，在水土保持方案編制調查工作前需要在獲得有關部門允許的情況下謹慎飛行。

（論文項目：自治區公益性科研院所基本科研業務經費資助項目，編號：KY2017121）

參考文獻：

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