浅谈在乐山水利工程测绘中水下测量的设备与测量方式选择

程浩磊

摘 要：近年来，随着社会的迅猛发展，国家加大了对各项基础建设的投资，由于乐山地处三江汇流，水资源丰富，大部分基础建设工程需要进行水下测量。本文结合在实际作业过程中的经验，对乐山地区水下测量在保证人员安全，选择适合仪器提高工程质量和改进作业方式等方面提出了一些方法和建议。

關键词：水利工程;水下测量;设备

乐山市境江河众多，拥有岷江、大渡河、青衣江和众多中小河流，雨量充沛，属丰水地区。在乐山城市防洪，河道采砂，航道疏浚，河堤整治等工程中，有涉及大量的水下测量作业。而水下测量较之普通的常规测量存在诸多不利因素，首先是水下地形无法直接观测，其次是水面的不稳定性，对人员安全造成安全隐患，测量成果精度也会受到不同程度的影响。基于以上原因，选择适合的仪器，运用合理的作业方式针对不同环境的水下测量工作十分重要，正确的选择能有效保证测量人员的安全以及提高水下测量效率，保证测量成果的数据精度。

1 测量仪器的选择

（1）GPS-RTK RTK技术是全球卫星导航定位技术与数据通信技术相结合的载波相位实时动态差分定位技术，它能够实时的提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果。RTK配合测深仪在测量船上进行水下地形测量是现在较为普遍的工作模式，为了保证测量精度、准确性和可靠性，应选择操作方便，性能稳定，故障率低的设备，工作前，应该对仪器进行检验，设备的天线型号与设备一致，外观良好，各种部件应匹配，齐全，完好，紧固的部件应不得松动或脱落。

RTK还能够直接作为测深杆使用，在乐山，每年11月至次年4月为枯水季节，大部分河道水位已降至一年中最低，水深已小于测深仪的最小测量范围，在这种情况下，测量人员可以直接利用RTK测量水深，得到可靠的水深数据。

传统的RTK技术需要架设基准站，才能让流动站得到的准确数据。这就造成RTK的局限性，作业半径受到限制，一般情况下半径5000米才能接收到较强的差分信号，若遇到建筑物，山体等有关因素都会对基站传输信号造成干扰，对RTK的测量精度造成影响。因此，使用四川省卫星定位连续运行基准服务平台（SCCORS）也十分有必要。使用CORS系统的优势在于，在长距离范围的水下测量工作中，不再受到基准站半径范围的限制，只要在CORS信号覆盖的区域内，都能得到准确的测量数据，也消除的反复移动基准站带来的累积误差。

（2）测深仪 测深仪是水深测量的核心设备。在使用测深仪之前，应对仪器进行设定，计算值要加以校正。在选择测深仪时，应根据工作环境，选择不同的设备，便携式测深仪外观小巧，需要配置海洋测量软件才能完成声图显示，记录与定位，自带电源。普通单频或双频测深仪，适应不同的水文条件下水下地形测量，具有更好的测深仪性能和利用率，和同类产品纵向比较，它拥有更高的密封防水性，更耐久的抗腐蚀性，更多样的数据兼容性，更高速的CPU主频和更稳定的嵌入式系统，需要自备电源。

（3）测量船 第一种当地渔船或渡船，使用当地渔船或者渡船，可以一并征用船主或船工，优势在于船体较大，船主或船工熟悉当地水下环境，负责开船，测量人员只做本职工作，即水下地形数据点采集，各司其职，能够提高水下测量作业工程的安全性。适用于水流湍急，水下情况复杂的工作环境。第二种气垫船，使用气垫船优势在于它具有便携式，在一般测量面积小，水面平静的环境，无法找到当地船只的情况下，可以使用气垫船作为测量船使用，完成水下测量数据采集。第三种是智能无人测量船，智能无人测量船船体小巧，携带方便，耐波性好，速度快，航行稳，智能无人测量船极大降低了测量人员的涉水风险，可搭载测深仪自动巡航。劣势是存在一定的转弯半径和测量死角。在进行水下测量时，应根据不同的测量环境，选择不同的测量船，在保证测量人员安全的情况下，完成测量工作。

2 应用实例

下面本人将通过实际工程分析如何选择适合的设备组合及测量方式来完成水下测量工作。

（1）该工程为乐山市峨边彝族自治县龚嘴电站库区采砂规划设计，测绘工作人员需要在龚嘴电站现有库区规划可开采范围进行1：1000水域地形测量工作。测区属乐山市高山地貌，峨边县城到龚嘴电站库区有一条公路可行驶，平时路况一般，常年有大量货车通行，影响交通。库区地势高差悬殊巨大，两岸都是高山。首先选择测量船，该工程位于大渡河上，大渡河是岷江中游右岸最大支流，河道宽敞，比降大，而且未到枯水季节，河水流速很大，测区全长约20公里。因河道水流速度快，使用气垫船造成工作人员的涉水风险过高。因测区长，交通不便，排除使用无人船。综合考虑，我们选择采用当地渡船作为测量船，才能对人员安全，工作效率有保证。其次选择RTK，考虑到交通不便，测区山高路弯，架设基准站效率太低，信号不好，本次我们选择使用CORS技术，能够避免架设基准站，提高工作效率和数据精度。最后在测深仪的选择上，我们不建议使用便携式测深仪，便携式测深仪，电量有限，此次为大工作量工程，我们选择外接电源的普通单频或双频测深仪，它有更高的性能优势，能够在复杂水域保证数据精度，提高工作效率。

（2）该工程为乐山市大佛水库放水塔改造工程，测绘工作人员需要在库区内放水塔附近测量水下地形，该工程测量面积不大，库区内水面平静但植被丰富。综合考虑，我们选择气垫船搭配便携式测深仪的方式，避免了使用智能无人船存在的转弯半径造成的测量死角。使用RTK时建议架设基准站，在植被茂盛的地方，能够比CORS接收到更强的信号，保证了测量数据的精度和准确性。

3 结论

随着科学技术的不断进步，水下测绘设备日渐智能化，多样化。选择合适的设备进行测量工作，无论是对人员安全，数据精度，工作效率都有十分重要的影响，我们需要根据自己的工作经验，结合测量区域的实际条件，综合分析，制定出最佳的测量方式。

参考文献

[1]庄培泳 RTK与数字测深集成技术在水下测量中的应用 陕西水利，2019，（7）：143-145.

[2]陈立波，罗正龙，汪嵩 无人船水下测量系统及水下测量实验分析 城市勘测，2016，（10）151-154.

[3]水深测量数据采集与处理技术要求 JT/T 701-2007.

[4]水运工程测量规范 JTS 131-2012.