中小河道斷面測量技術(shù)探討

李賢標(biāo) 廣州市水務(wù)規(guī)劃勘測設(shè)計(jì)研究院

對(duì)中小河道進(jìn)行治理和維護(hù)確保對(duì)其功能的正常發(fā)揮是非常重要的，為了做好河道的治理及維護(hù)，就需要全面掌握河道斷面情況。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，設(shè)計(jì)理念的不斷更新，對(duì)現(xiàn)代中小河道的治理指明了方向，生態(tài)河道、綠色走廊、持續(xù)發(fā)展等理念的提出，促使中小河道在社會(huì)發(fā)展的過程中發(fā)揮出了重要的作用。中小河道環(huán)境治理的前提就是要對(duì)河道進(jìn)行縱面及斷面的測量。進(jìn)一步明確河道斷面上各個(gè)地形點(diǎn)的高低起伏情況。根據(jù)此繪制出河道斷面圖，為后期河道環(huán)境治理工作、部分水利工程的建設(shè)等工作提供科學(xué)、準(zhǔn)確的指導(dǎo)依據(jù)。

1.中小河道斷面測量的方法

對(duì)中小河道斷面測量工作主要包括量個(gè)部分，即水上部分的測量和水下部分的測量，也叫做水深測量和陸地測量。在陸地測量中，傳統(tǒng)的測量方式包括水準(zhǔn)儀測量法、經(jīng)緯儀交會(huì)法、經(jīng)緯儀視距法、全站儀坐標(biāo)法等幾種；對(duì)水深測量的常用方式主要有測深繩法、測深桿法、測量錘法、回聲測深儀法等幾種。但是不論是水深測量法或者陸地測量法，其測量結(jié)果均極易受到測量儀器的精度、技術(shù)人員、天氣狀況、通視情況等的影響而出現(xiàn)明顯的變化，尤其是水深測量方法還極易受到水流速度、水深等因素的影響，這些因素均導(dǎo)致對(duì)中小河道斷面測量作業(yè)的效率較低。大多數(shù)情況下，由于受到多種因素的影響，尤其是水深測量技術(shù)對(duì)河道斷面點(diǎn)測量精度較低，這也給現(xiàn)代化中小河道環(huán)境治理工作帶來了較大的困難。

2.中小河道斷面測量之前的準(zhǔn)備工作

近年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各種精度較高的測量儀器也得到了不斷的更新及優(yōu)化，全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（Global Positioning System，GPS）技術(shù)被廣泛的應(yīng)用在了對(duì)中小河道斷面測量工作中，其采用了實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)技術(shù)（RTK）和數(shù)字式測深儀對(duì)河道斷面及水深等進(jìn)行了測量，這也在很大程度上提高了河道水下斷面點(diǎn)測量的精度以及測量工作的效率。由于各河道其性能特點(diǎn)不同，測量人員在對(duì)中小河道斷面進(jìn)行實(shí)際測量的過程中，要結(jié)合具體的河道其地形特點(diǎn)、性能特征等，選擇適用于本河道斷面測量的方案，尤其要注意，將多種影響因素進(jìn)行綜合性的考慮，在保護(hù)河道性能的基礎(chǔ)上，提高河道斷面測量的效果。

3.中小河道斷面測量技術(shù)的應(yīng)用研究

3.1 IRTK測量技術(shù)在中小河道斷面測量中的應(yīng)用

IRTK測量技術(shù)即也被叫做載波相位差分技術(shù)，一般情況下，對(duì)中小河道斷面進(jìn)行測量的過程中，至少需要2臺(tái)GPS接收機(jī)，2臺(tái)GPS接收機(jī)配合使用對(duì)中小河道斷面進(jìn)行測量并接收相關(guān)測量數(shù)據(jù)，其中一臺(tái)為基準(zhǔn)站，另外一臺(tái)為流動(dòng)站。測量人員利用專業(yè)的測量儀器，將基準(zhǔn)站和流動(dòng)站接收到的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的加工，之后采用一種特定的計(jì)算方式就可計(jì)算出基準(zhǔn)站與流動(dòng)站的實(shí)際位置，然后以基準(zhǔn)站和流動(dòng)站接收到的測量數(shù)據(jù)信息為依據(jù)，建立河道斷面的三維坐標(biāo)，通過所測量到的信息，就可在三維坐標(biāo)上繪制出河道斷面圖形。

3.2 LJ20A便攜式測探儀聯(lián)合全站儀在中小河道斷面測量中的應(yīng)用

由于中小河道大多都涉及到了橋梁，周邊的鐵路、公路等均較多，采用IRTK測量技術(shù)其信號(hào)極易受到限制，尤其在比較復(fù)雜的環(huán)境下，河道斷面測量效果也就受到了較大的影響，而這也給河道斷測量中數(shù)據(jù)采集工作帶來了一定的難度。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，部分中小河道斷面測量的過程中，測量單位將LJ20A便攜式測探儀與全站儀進(jìn)行了聯(lián)合使用，一方面提高了中小河道斷面測量數(shù)據(jù)采集工作的效率，另一方面還提高了中小河道斷面測量工作的效率。測量人員在IRTK測量所得出的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上均架設(shè)全站儀，讓測量船以一定的速度行駛在指定的行測線上，控制測量船的工作人員一定要在接收到指揮人員發(fā)出的準(zhǔn)確的行駛命令后進(jìn)行測量，及時(shí)記錄下行駛中檢測到的數(shù)據(jù)。再通過全站儀對(duì)三維坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)的記錄，這樣一來，LJ20A便攜式測探儀在得到水面上對(duì)應(yīng)的水深數(shù)據(jù)，以全站儀中記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)為依據(jù)，就可得出與水深對(duì)應(yīng)的行測距離，如此一來，中小河道斷面數(shù)據(jù)采集工作結(jié)束，本次測量得到的數(shù)據(jù)也為后期測量數(shù)據(jù)的整理做好了相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。

3.3 對(duì)中小河道斷面測量的流程

在對(duì)中小河道斷面進(jìn)行測量的過程中，測量的流程也是比較重要的，測量人員先要根據(jù)河道的具體情況及特點(diǎn)來選擇具有代表性的測量地點(diǎn)，根據(jù)相應(yīng)的要求可每間隔一段距離進(jìn)行一次測量，或者也可以按照河道的地形在河道地形變化比較頻繁的地方增加測量的次數(shù)，一定要保證測量結(jié)果能夠代表一段河道的斷面情況，提高中小河道斷面測量結(jié)果的準(zhǔn)確性。另外，還應(yīng)在CAD圖紙上繪制出河岸的具體位置，清晰的標(biāo)注出河道各個(gè)斷面點(diǎn)的測量位置信息，并按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行各項(xiàng)測量工作。

在對(duì)河道測量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集的過程中，首先需要根據(jù)河道的情況在選好的位置處架設(shè)相應(yīng)的基站、流動(dòng)站等設(shè)備，但是需要注意，在架設(shè)位置上應(yīng)選擇位置空曠、信號(hào)充足的地方，盡可能的避免特殊位置，避免距離鐵路、公路太近，進(jìn)而避開由于信號(hào)原因?qū)е碌臄?shù)據(jù)采集偏差現(xiàn)象。在正式測量開始后，當(dāng)各種設(shè)備開機(jī)運(yùn)行之后，先要對(duì)各設(shè)備進(jìn)行校正，一般利用首級(jí)控制點(diǎn)進(jìn)行設(shè)備儀器的校正，在校正的同時(shí)，還應(yīng)利用相鄰的其他控制點(diǎn)進(jìn)行校正，當(dāng)所得出的結(jié)果未能超出規(guī)定的誤差范圍，則可認(rèn)為本次測量結(jié)果合格，當(dāng)校正結(jié)果合格后，則可進(jìn)行對(duì)河道斷面的測量。

最后，在河道斷面測量的過程中，不但要對(duì)河道的陸地進(jìn)行測量，還要對(duì)河道水下深度進(jìn)行測量，在進(jìn)行水下深度測量時(shí)，就需要用到桿測法，對(duì)河道的水深進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，與此同時(shí)，將測量到的數(shù)據(jù)錄入到相應(yīng)的電子系統(tǒng)中，將所有收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，建立數(shù)據(jù)模型，計(jì)算出相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)果，之后將水深數(shù)據(jù)與陸地測量結(jié)果進(jìn)行結(jié)合，這樣也就形成了一個(gè)整體的斷面數(shù)據(jù)模型，最后利用得出的關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息在專業(yè)的繪圖工具上繪制出河道的斷面圖形。

3.4 定期對(duì)中小河道的斷面進(jìn)行測量

當(dāng)河道斷面測量工作完成之后，所得到的河道斷面信息也就是能夠代表一段時(shí)間內(nèi)河道的情況，但是這種單一的數(shù)據(jù)收集及測量方式只能夠代表一段河道在一段時(shí)間內(nèi)的情況，并不能發(fā)現(xiàn)河道形態(tài)的變化規(guī)律。因此，對(duì)于中小河道而言，對(duì)其斷面的測量一定要制度化、常態(tài)化。如在汛期，相關(guān)部門一定要加強(qiáng)對(duì)河道水位的監(jiān)測，隨時(shí)掌握河道水位的變化情況，隨時(shí)掌握河道斷面的基本情況，如發(fā)現(xiàn)河道出現(xiàn)問題，則要快速的定位出出現(xiàn)問題的河道，及時(shí)查明原因，排除安全隱患，為河道維護(hù)工作的有序進(jìn)行做好保障。相關(guān)單位還應(yīng)建立所在區(qū)域中小河道斷面變化的數(shù)據(jù)庫，為河道環(huán)境變化情況的研究提供方向，進(jìn)而能夠幫助河道維護(hù)人員更加清楚地掌握河道的變化周期及其周邊環(huán)境對(duì)河道造成的影響，為河道治理工作提供了參考依據(jù)，進(jìn)而為河道環(huán)境的保護(hù)提供了重要的價(jià)值。

4.結(jié)束語

總之，對(duì)中小河道斷面的測量對(duì)河道環(huán)境的保護(hù)起到了積極的作用，而河道斷面的測量是一項(xiàng)極其復(fù)雜的工作，測量人員要根據(jù)河道的地形特點(diǎn)，選擇合適的測量方案，利用先進(jìn)的測量技術(shù)及測量設(shè)備，安排專業(yè)的測量人員進(jìn)行，提高其計(jì)算機(jī)的操作能力，且在測量的過程中，專業(yè)的操作人員要按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行各項(xiàng)測量操作，保證河道斷面測量數(shù)據(jù)的真實(shí)性和有效性。通過計(jì)算機(jī)軟件輔助生成準(zhǔn)確的河道斷面圖形，為后期河道工程的建設(shè)、河道水環(huán)境的養(yǎng)護(hù)等工作提供準(zhǔn)確的指導(dǎo)依據(jù)。