浅析长河段内河航道水深测量技术手段

（四川省交通勘察设计研究院有限公司，四川 成都 610000）

0 前言

在航道测量主要包括航道控制、航道地形和水深的测量等，而水深测量又是航道测量的关键环节，测量的质量对航道图的制作具有直接的影响。在航道的水深测量中，涉及的内容十分复杂，同时由于受到很多因素的影响，其测量难度也比较大，为了对水深进行准确的测量，就需要把握好航道水深测量技术要点，并根据航道实际情况按照相关规范进行测量。

1 工程案例

在该文案例中，A 航道在我国珠三角的区域内，其航道长约23 km，是一种内河航道类型，其主航道实际水深约在4 m～9 m，且受潮水的影响。该次测量主要是通过GPSRTK 实施常规性的测量，测量目的是为后期航道日常的运维管理提供数据依据。测量使用的是1980 的国家坐标系和1985 的国家高程的基准，测量的内容主要有航道的水深、巷道沿岸的地形等，另外，还涉及对航道周围相关建筑物的测量等，在该文中主要对水深的测量进行分析和研究[1]。

在水深测量中，主要借助GPS 的接收天线获取点位置与基准面的关系，同时获取GPS 接收天线到测深仪换能器的具体距离、测深仪换能器和泥面的距离。测深仪的换能器能够对水下进行声波的连续性发射，并借助回声定位原理测出水下声波传播的时间，进而获取相应位置的水深值，并借助测量软件进行分析，得到水下地形具体特征点的高程。

2 长河段内河航道水深测量技术要点

2.1 对水深数据的采集

在进行航道水深的数据采集过程中，控制方面的数据测量和沿岸地形实施测量过程同步进行。在采集数据前，要先对水尺和测深规划线合理布设，并对声速和动吃水现象实施测定，同时还要对定位的系统以及测深仪的精度等进行检验。

2.1.1 水尺的布设

水尺布设的是一种临时性的水尺，主要在水深的数据采集中对水位进行同步观测和记录。在对A 航道进行水深的测量过程中，按照平均3 km 布设8 条水尺的标准，在水尺布设中，其具体位置一般在前期工程的勘探中就已经初步进行选定。在对控制方面进行测量的过程中，要对每个准点进行有效分析，确保水尺零点位置满足图根水准要求的测量精度，才能够进行测定的操作[2]。

2.1.2 测深的计划线布置

对于测深的计划线来说，主要是为测深操作设备提供船舶搭载航行的计划路线。A航道测图的比例是1∶2000，根据相关要求，在等深线垂直方向每20 m 的距离就要布置一条测深线，在测深的检查线布置中，要按水流方向实施布设处理。

2.1.3 对定位系统的精度检验

在获取WGS84 转换1980 的国家坐标系参数后，对信标机实施静态数据的采集，且要求采集的时间超过1 h，同时采集的频率也要求每秒完成一组数据的采集。在完成数据的采集后，按照要求对定位中的误差进行估算，要求误差满足表1 的要求。

表1 测深的定位点其点位误差的限值

2.1.4 测定动吃水

造成动吃水现象的原因主要是由于船在一定的航速过程中，船体会出现下沉或者上升的现象，此时就会导致船体上设置的测深仪换能器发生下沉或者上升的情况，如果其下沉或者上升的值小于0.05 m 就可以忽视。通过对A 航道使用RTK 的定位法来对测深仪的换能器的动吃水改正数进行测定，得到的结果是3.8 cm，因此不用改动[3]。

2.1.5 声速的测定

在测深仪使用中，主要是借助声波反射来进行水深的测量，而声波在传输中会受水温、水内含盐度以及浊度等影响，为了提高测定准确性，要在水体测区内进行声速测定。在对A 航道实施测量中，可以借助剖面仪对声速进行测定，但要在测深仪内合理地设置测定值。

2.1.6 对测深仪的精度检验

通过对检查板的绳钢进行深度检测，对水底检测区内不同深度的水域进行精度探测，根据相关要求实施操作，要先对测深仪设置准确的参数，还要确保其具有良好的状态，然后检查板顺着换能器下沉1 m， 2 m……深度，此时对实际下沉深度同测深仪具体显示深度实施对比，从而对测深仪的精度进行检验。

2.1.7 对水位的观测和记录

对水深数据的采集数据要精确到厘米级。在对A 航道的水深实施测量中，为了实现水位数据良好准确性，避免出现返工，就通过双站观测的方案，在距作业点最近两水尺位置，对水位同时进行观测和记录。

2.1.8 水深的数据采集

在水深的数据采集中，主要是将定位系统以及测深系统的测深仪按照计划要求的路线匀速实施前进，如果实际测线和计划测线存在大于5 mm 的距离，就要进行相应的补测处理，在测深中，定位点的要求间距主要见表2 的要求。在测深中，其检查线要求在水位站变换前实施测量，对岸边等一些水深较的区域内，要求借助信标机以及测深杆实施作业，在那些桥底或者树木等遮挡性的区域内，一般信标机就存在使用障碍，此时可以借助全站仪以及测深仪进行作业处理[4]。

表2 测深的定位点其间距符合表

2.2 对深度的基准面复核和确定

深度的基准面是计算航道图水深的基础，其取值如果不合理就会对航道图实际计算数值有直接影响。在进行内河的航道测深过程中，传统做法是对航行的基准面通过航道设计通航水位最低值，同时确定该水位和航道的等级以及维护的尺度，而由于河床情况受人类以及自然环境等影响，并不是一成不变的，因此早期通航水位的最低值设定已经不能满足实际情况，所以，在航道的测量过程中就要对其进行复核。

在复核过程中，要先收集相连航道最新设计的通航水位最低值，与测区原来设计通航水位的最低值进行对比；同时还要对比采集的水深数据中水位的观测记录和设计通航水位最低值。对完整的高低潮水面的比降进行综合观测，计算河流水面的比降，再与原设计的通航水位最低值进行对比[5]。

2.3 内业的处理

2.3.1 对水位的改正

在完成水深数据的采集后，在测深的软件内按照要求进行取样和剔除假水深，来实现对水位的更正。在A航道的水深测量过程中，在对每测段的水深数据进行采集时，都需要通过和作业位置最近距离的两个水尺进行水位的同时观测和记录，并且每测段中水位都按照单站+联合水位+单站的方案进行数据更正。在各个临时水尺上下游的各1 km 区域内，通过实际水尺水位所获取的观测值，来对瞬时情况下水深的数据进行单站的更正，而2 个水尺的中间位置主要通过2 个水尺的水位平均值对水深的数据进行更正。该方法的缺点是布设临时水尺时，要求水尺间距是不能过大。优点是不用制作水位的曲线图，操作较为简便。

2.3.2 对基准面的换算

图载水深是按照深度的基准面进行计算的，其高时呈现负值，低时则呈现正值。对A 航道的水深进行测量中，通过基础资料对起讫点设计通航水位最低值，且起点是-0.85 m，而讫点是-0.20 m，其比降是0.64 m/23 km，大约是2.707 cm/km。在图上的水深点要求标示的精度是分米，根据改正的偏差不大于0.05 m 去对改正段划分来满足要求标准。为了方便计算，对24 km 长的A 航道按照1.5 km 进行16 个改正段的划分，并对深度的基准面进行取值，其中靠近其起点段约是-0.83 m，而靠近其讫点段约是-0.22 m，其他段约是上一段值+0.04 m。

3 结语

综上所述，该文主要以A 航道为例，对其长河段内河航道水深测量技术要点进行了详细的分析和阐述，经过分析可知，该技术的应用效果较好，但是还需要不断地进行探索和改进，才能更好地发挥作用。希望通过笔者的阐述，能够为相关工程的开展提供参考。