浅议河道工程测量的实施方案

浅谈河道工程测量的实施方案为了保证农田免除旱涝灾害，使农业生产稳定和增长；为了整治航道，提高河道运输能力；为了环境保护，为人类提供更好的生产、生活场所，都必须进行河道整治、修建相应的水利设施。在这些工程的勘测设计、施工建设中，都需要测量人员提供相应的测绘保障。在河道整治这一环节，主要的测量任务包括控制测量、河道地形测量、河道纵横断面测量、河岸占地实物指标调查、施工放样等。一、控制测量各种测量任务首先进行控制点的布设，考虑到河道呈带状分布的特点，平面控制点视规划设计的要求，采用一、二、三导线（局部图根加密）的方法进行，亦可视情况采用GNSS测量。控制点高程采用水准测量的方法进行，水准测量等级为国家二、三、四等以及等外水准测量，特殊情况下采用三角高程的方法进行。各等级控制点的测量，均须满足相应的国家规范、地方和行业规定的要求。二、河道地形测量河道地形测量分水下地形测量和陆上地形测量，陆上地形测量主要采用全站仪配清华山维或全站仪配南方CASS软件进行，有条件的地区也可采用GPS-RTK（电台模式）进行，按规范要求对地物、地貌以及其他地理要素进行测量（此处不再赘述）。对于水下地形测量，相较于陆上地形测量，它有两个特点：一是水下地形起伏看不见，不能像陆上地形测量可以选择地形特征点进行测绘；二是水下地形测量的内容不如陆上的那样多，只要求在图上用等高线或等深线表示水下地形的变化。基于这些特点，只需在相关水域中测量一定数量的碎部点（水下高程点）即可。传统的作业方法是在岸上设置仪器，将棱镜固定于测深杆上，利用船只，采用极坐标的方法，直接测量各碎部点，此方法适用于水浅且流速不大的河道；对于深水区或有一定流速的河道，则采用测深仪配棱镜的办法进行，测深仪测量水深，岸上仪器测量平面位置和棱镜与测深仪之间的高差，此种方法由于测深仪与岸上仪器工作时间往往不同步，测量误差随着水下地形变化增大而增大，具有一定的局限性。随着社会经济的不断发展，无论是作业时间上，还是测量精度上，传统的作业方法越来越不能满足当前工程测量的要求。卫星定位技术（GPS）以及新一代测深仪在测量中的应用，为水下地形测量带来了很大的变化，不但提高了测量数据的精度，还极大减少了测量工作的人力资源和劳动强度，逐渐取代了传统作业模式。其基本原理是：将测深仪与GPS技术相结合，利用GPS（电台模式）测量测点的平面位置和水面高程，同时测深仪测量水深，测量数据通过通讯电缆，以坐标、高程（水底）的文本形式存储于测深仪自带的存储器中。在浅水区或行船不能到达的区域，可直接用GPS-RTK进行测量。外业采集数据通过内业软件处理，即可获得所需的水下地形图。三、河道纵横断面测量为了满足水利工程设计的需要以及河道管理部门掌握河道的演变规律，都必须在河道上测量一定数量的河道纵断面和河道横断面。河道横断面是指河床中某处垂直于河道流向的断面，它的下界为河底，上界为水面，两侧为河道边坡或堤防。河道横断面间距一般为50米，每个断面中的测点间距应小于5米，视河床变化情况或工程设计要求，适当加密。河道横断面测量首先依照设计要求，在现场根据临近控制点确定断面位置，然后逐次测量该断面的地形特征点。河道横断面分陆上和水下两部分，陆上部分可使用全站仪或GPS-RTK测量，水下部分测量方法与水下地形的测量方法相同，控制测量船沿断面方向行驶，即可测量水底的三维数据，与陆上数据一起，利用南方CASS软件或自编辅助软件，就可编制所需要的数据文件，进而生成、绘制河道横断面图。河道纵断面是指沿河流中线（也有取沿程横断面上河床的最低点）的剖面，控制测量船沿河道中线行驶，测出中线上（或河床最低点）地形变化转折点的高程。以河道中线为横坐标，高程为纵坐标，即可绘出河道纵断面图。由于水流、波浪和风的作用，使得船只无法按照直线或接近直线的航迹行驶，这样测量的数据就不在断面线上，或者测点分布于断面线的两侧，如果这种偏离没有超过规定，可以量取测点垂直于横断面线的垂足作为断面测点；如果这种偏离稍稍超过规定（超过规定，需重测），可采用内插的办法，解析该处测点的三维数据。另外，还须注意横断面线与纵断面线交点数据的统一，避免发生矛盾，如果差值较大，应现场核实。四、河岸占地实物指标调查河道整治工程涉及到现有河岸的房屋拆迁、青苗赔偿、电杆移位、地下管线的连通、现有桥梁道路的改建与接顺等。为了向政府管理部门提供科学的决策依据，河岸占地实物指标调查就成了必不可少的一项工作。河岸占地实物指标调查的内容包括房屋、鱼塘、堆场、树林、果树、种植地、荒地、坟墓、涵洞（含排水口）、桥梁、市政管线（含水下）、堤防险工段现状、沿河水利设施等实物指标。河岸占地实物指标调查作业方法主要有：1．调查房屋的户主（厂名）、门牌号、结构、层数，实地丈量房屋尺寸，计算每一层涉及面积、影响面积，分门别类统计房屋面积；2．调查与房屋相关的其他设施，如围墙的种类与长度、与农用房相关的粪池沼气池、与厂房相关的烟囱地磅、与码头相关的天吊龙门吊或起重机，调查房前屋后或河岸上的坟墓个数；3．鱼塘、种植地（粮棉、蔬菜）、树林、果园、荒地、砼场地、道路、堆场、绿化等测量其范围，计算各范围线内实物指标的占地面积，鱼塘按完整的个体计算面积（涉及面积、影响面积）；4．分布于房前屋后、河岸、田间地头的零星树木、果树以及成片林地，记录其数量、品种、大小，树木按其直径300mm以上、100mm～300mm、100mm以下三类，界定其大、中、小，古树名木另行注记。5．市政管线分类调查、统计数量。调查沿河、跨河高低压电线、通信涉及和影响的电杆根数、电线长度；调查燃气、上水、下水等市政管线的埋设位置和埋设方式，跨河管桥测量其底标高；6．丈量水面以上涵洞（含排水口）的高宽、管径，并标注顶标高；7．调查河道堤防险工段现状，测量其位置、损毁长度，并描述险情。河岸占地实物指标调查的内业数据处理分图、表两部分。以测量的河道地形图为底图，采用AutoCAD绘图软件，按调查的实物指标建立独立图层并归类，在图上标注实物指标的属性、位置、占地范围，在此基础上进行相关面积计算。占地实物指标调查表按河道里程分段统计各实物指标的属性、面积等。五、施工测量河道整治工程包括河道疏浚、堤岸加固、防洪通道以及部分水利设施的建设等，在此期间的施工测量内容包括堤防中心线定线、细部轮廓点放样以及计算工程量所需的水下水上地形测量和断面测量。堤防中心线定线、细部轮廓点放样与一般建设工程的施工放样相同，利用附近控制点，使用全站仪进行定线放样，也可使用GPS-RTK进行，放样点的密度视施工需要而定，放样精度应满足国家规范、行业标准或地方规定。河道疏浚工程量的计算以设计图纸和实测的断面数据为依据，计算内容包括堤防加固、桩台工程及其他收方工程。一般河道疏浚工程量宜采用平均断面计算法进行，对于块状或面状区域，可采用南方CASS软件中的三角网法进行计算，在回淤或冲刷严重地区，可按挖泥船产量计逐日积累的方量进行计算以上所述只是河道工程测量的基本方案或方法。在各阶段的具体作业过程中，还须根据任务的不同，编写相应的技术设计书，进行测绘生产。