学术报告：土地复垦规划设计中土地平整工程量的计算方法探讨

专业：土地资源管理姓名：土地复垦规划设计中土地平整工程量的计算方法探讨文章结构一、引言二、土地平整工程量计算方法三、基于CASS软件的土地平整工程量计算—以崇仁县为例四、总结及建议一、引言土地复垦：是指将被破坏的地区恢复到近似破坏前的状态，主要包括近似地恢复被破坏前的地形，植物和动物群落也恢复到近似被破坏前的水平。土地复垦范围：大体包括废弃的采矿、取土、挖砂、采石等工矿用地，受洪水等自然灾害影响的而造成的灾毁用地，其他荒芜废弃地等。土地平整工程量的大小与土地平整的投资直接相关，土石方开挖量的计算，直接影响土地平整费的预算，是土地复垦工程概预算的一项重要内容。二、土地平整工程量计算方法1、在计算土方量时，通常采用的方法有断面法、散点法、方格网法和三角网法等。计算方法适用范围特点断面法地形复杂起伏变化较大，或地狭长、挖填深度较大且不规则的地段计算简单，施工场地范围很大时，求面积工作量非常大，地形较复杂时，误差大散点法适用于地势起伏小,测量的高程点分布均匀的计算单元计算结果不受计算单元内高程点位置的影响。将测点高程求算术平均值即为设计的地面平均高程，计算较为方便。方格网法平坦及高差不太大、地形比较平缓的地区数据量小，计算速度快，在田块平面形状比较方正的情况下，计算精度较高三角网法适用范围广，平原地区和丘陵地区均可计算土方量精度高，能很好地适应复杂、不规则地形。计算过程中数据量大,占用大量存储空间2、三角网法原理：根据实地测定的地面点坐标(X,Y,Z)和设计高程,通过生成三角网来计算每一个三棱锥的填挖方量,最后累计得到指定范围内填方和挖方的土方量。三角网法步骤①将采集到的地貌点的三维坐标（X，Y，H）输入计算机，通过程序形成不规则三角形网，这时整个计算土方的地形就形成了由三棱柱组成的集合，如右图。②根据给定设计高程确定零平面，于是这些三角形被零平面分为两种情况：一种是全挖方或全填方（左下图）；另一种是既有挖方又有填方（右下图）。③对于仅有挖方量或仅有填方量的三棱柱形ABC-A1B1C1，体积为:VABC-A1B1C1=S(h1+h2+h3)；式中，S为三角形ABC的面积，h1，h2，h3为已知地面高程与给定设计高程之间的高差。对于部分挖与部分填的三棱柱，分别求取两部分体积。楔体体积V2=S2h2+S3（h2+h3）；三棱锥A1-AO1O2的体积V1=S4h1；式中，S2、S3、S4分别为△BO1O2、△O2BC、△AO1O2的面积,h1，h2，h3都是已知地面高程与给定设计高程之间的高差。3131313、方格网法原理：是将项目区地块，根据地形复杂程度、地形图比例尺以及精度要求划分成边长为10m～100m的方格，在水平面上形成方格网，分别测出各方格网四个顶点的高程，根据地面高程和设计高程计算各个格网挖填深度及土方量，最后汇总格网挖填土方量。方格网法计算步骤①划分方格网。根据已有地形图划分成若干个方格网，使之尽量与测量的纵，横坐标网对应，如左下图。②计算设计高程。如右下图所示，如果已求得各桩点的地面高程为Hi（i=1，2，…,11）,设计高程可按下式计算：H=（ΣH角+2ΣH边+3ΣH拐+4ΣH中）。将H作为平整土地的设计高程时，把地面整成水平，能达到土方平衡的目的。n41③零点及零线位置的确定。式中：x1，x2为角点至零点的距离，h1，h2为相邻两角点的施工高度(均用绝对值)，a为方格网的边长。在实际工作中常采用图解法直接绘出零线。方法是：在相邻角点用相同比例标出h1、h2值，连接两端点交方格边线即得零点的位置，如下图。④计算各桩点施工量。各桩点的施工量为：h施工量=h设计高程-h桩点地面高程⑤计算土方量。先在方格网上绘出施工界限，即决定开挖线。对于挖填平衡的工程，按下式计算土方：V挖=S方格（Σh角挖+Σh边挖+h拐挖+h中挖）V填=S方格（Σh角填+Σh边填+h拐填+h中填）三、基于CASS软件的土地平整工程量计算—以崇仁县为例1、三角网法2、方格网法三角网法计算结果方格网法计算结果两种方法计算结果的比较采样间距（m）5.010.015.020.0挖方量（m³）30792.530766.030892.630755.8填方量（m³）31284.431180.631272.830766.3方格宽度（m）5.010.015.020.0挖方量（m³）30193.930094.629540.828164.6填方量（m³）30794.430754.431135.531330.1计算方法挖填填挖方余量/m³填挖差/%三角网法30801.731126.0-324.31.04方格网法29498.530953.6-1455.14.703、两种方法的对比三角网法可以提高土方的计算精度，而且该土方量计算法适用于任何情形。高程数据的精度是影响土方量计算准确与否的主要因素，如果地形点数据的分布合理的话，精度是相当高的。但其计算过程中数据量大，占用大量存储空间。因此，如果地图本身数据量大时就应慎重考虑是否采用该方法。方格网法，数据量小，计算速度快。但由于它不测格网中间的高程,一般的方格网,对于原地面起伏不大的地方,精度还可以,对于原地面起伏较大的地方,有很大的差别。不足：无论是建立三角网还是方格网,都是只考虑相邻高程点之间的位置关系,并不考虑现场实际地貌变化情况。如果现场地貌变化较多,例如存在较多的沟坎时,单纯依靠软件计算便会产生较大的误差。建议：首先应用三角网法，计算得出平整区域自平衡时的田面高程和相应的挖填方工程量。根据渠系要求，如果田面自平衡高程满足灌溉要求，则继续进行下一区域的平整土方量计算，否则采用方格网法进行土方量的计算。下一步研究方向：找到一种既能满足计算精度，又能适应各种地形地貌的计算方法，还需要做更为深入的研究。四、总结谢谢!