鲁北平原地区河道水下横断面测量技术探讨

2010-06-11吴洪礼

海河水利 2010年4期

吴洪礼

（滨州市水利设计研究院，山东滨州 256600）

1 前言

鲁北平原地区河道上游段一般因建闸蓄水具有河宽水深且为静水的特点，冬季结冰期一般为60～70d，而下游感潮段往往水深流急水面宽阔。在进行水下横断面测量时，一是水下部分因存在隐蔽性对测量成果的精度影响极大，二是施测条件比较复杂、测量难度较大。通过多年的探索实践，结合测区情况、施测时间、使用仪具等经过测量方法的改进和优化，可以达到确保安全生产、成果精度高、速度快、费用节省的目的。

2 非潮汐河段测量

2.1 未结冰状态

可采用常规测量方法，即用人力橡皮舟或小型人力船作为测深及渡河工具，用经过缩水处理的绳索标记后进行水下横断面点定位，用测深杆或测深锤测深。

2.2 临界状态

临界状态是指水面已结冰但不能承受测量人员重量或无法判定冰上作业是否安全时的状态。此状态测量船已无法在水面上航行，人员上冰操作又具有很大的危险性，需运用符合此状态的水上测深装置。该装置就是在橡皮舟下增设一特殊加工的木托架，该木托架的四框尺寸略大于橡皮舟的尺寸，为增加牢固性并保护橡皮舟底部可加2～3道横肋，前后两端加装与充气后橡皮舟同高的保护木板，木托架与橡皮舟用绳索进行固定。测量时沿木托架长度方向在木托架两端系好带刻度绳索，用于水下断面点定位并拖动测深装置，一人乘坐水上测深装置进行打孔测深。此方法的优点是：①一旦冰面被压碎，利用木托架及橡皮舟的浮力可确保船上作业人员的安全。②木托架与冰面接触的面积较小，从而摩擦力较小而省力，同时避免橡皮舟底面直接与冰面摩擦，延长其寿命。③当冰面被压碎时，可利用河岸人员给予拉力，使木托架重新上冰或破冰前进，利用木托架保护木板使橡皮舟不会被冰渣划坏。

2.3 已结冰状态

当确认冰面能承受测量人员重量时，可使用冰镩破冰后用测深杆或测深锤量取水深。为了确保万无一失，最好有另外一人拖动上述水上测深装置随行，一旦遇有特殊情况，两人可随时利用水上测深装置进行自救，确保人身安全。

3 感潮河段测量

感潮河段只能在动水中进行水下断面点定位及测深。由于电子测距仪器已非常普及，可以将测深断面线作为定位方向线，采用定向测距法定位。在动水状态下测量船无法保证沿断面方向直线行进，所以势必影响成果精度并增加内业处理工作量。为了确保安全生产及定位精度，可改测量船直线行进为折线行进，并尽可能采用机动船进行水下断面点测量。机动船的规模应视所测河流的水面宽度及潮汐流速大小确定，同时又要节约费用。根据经验，一般水面宽度100 m以内或潮汐流速1 m/s以内的河道可采用8～12 PS的小型机动船，水面宽度大于100 m或潮汐流速大于1 m/s的河道应采用较大型的机动船。定位可采用电磁波测距定位或GPS定位；测深方法宜采用测深铅鱼或回声测深仪。

3.1 电磁波测距定位

3.1.1 测前准备

（1）根据规范要求，首先在待测横断面两侧设置断面端点，此端点要达到规范规定的测站点的精度。

（2）在一侧端点安置好测距仪或全站仪，另一端点安置导向标。

（3）在测量船上安装测深仪并固定好棱镜，两者位置偏差符合规范要求。

（4）约定好联络信号，以便定位测量与水深测量同步。

3.1.2 具体施测

（1）测距仪或全站仪瞄准好对岸导标，测量船按图1所示方向逆流低速前进（见图1），以便岸上仪器测距定位，当到达图示1号点时由仪站测距定位、观测河道水位并发出信号，由测船同步观测该点水深，记录1号点观测时间。

（2）测船行驶到转折点时，掉转船的航行方向，进一步减小机动船输出动力，充分利用潮汐流速驶向2号观测点，完成测距定位及水深测量。依此类推，完成整个横断面的水下断面点观测。

3.1.3 注意问题

此方法的关键是测量船行驶方向及距离。根据经验，确定各测深点之间的合理点距（点距要符合规范要求），可以通过测船驾驶人员观察其前一点的航行痕迹来判断，因刚刚行驶过去，会在水面形成气泡、漩涡等痕迹，然后据此调整测船行进方向，完全可以避免迂回法布点造成的点距不均或漏测重测现象。转折点的位置可以由测船驾驶人员通过观测对岸上两导标连线确定，在不因水面扰动而影响水深测量精度的前提下离断面方向线越近越好，以利于节约时间和节省测量船燃料。横断面水位观测可只在第一个测深点和最后一个测深点进行，其余测深点所对应的水位根据首尾两端测深点水位的观测时间及潮差值用直线内插法求得即可。