海洋测绘成果在港口与航道维护保障中的应用探析

彭永波

（河北港口集团港口工程有限公司，河北 秦皇岛 066000）

作为海上运输、港口建设、海洋工程等多方面建设中必备的工作，海洋测绘有着极高的精准性要求。身为基础性工作，为我国海洋尖端事业做出了自己的贡献。海洋测绘是一项特殊的基础性工作，在我国多年的港口与航道维护中负责计算工程所需要的各种数据，这其中包括：水下挖槽量、回淤量以及航道边坡土方量等等。

1 海洋测绘成果在港口与航道维护保障中的应用

1.1 在疏浚工程中对水下挖槽量的计算

在疏浚工程中，对水下挖槽量的计算是非常关键的，这项工作决定着在未来航道的航行是否安全与疏浚工程的整体效率［1］。在没有进行疏浚工程实际施工的计算阶段，一般都是先将测量得出的数据形成数字地图，这个过程中需要进行格网化的测量。而后将数据与设计水深图进行叠加，再对数据网格中的高程值进行比较。通过之前的网格测量与设计值的计算后，能够对水下挖槽工程量量得到相应的数据。这种传统模式的施工方法适用于施工地点为矩形的区域，方便进行网格的规划。而在施工过程中，不可能所有的施工地点都是矩形，多边形或者不规则地形也常有出现，当在复杂地形使用这种网格计算时，会相当的麻烦。在传统施工过程中，对于复杂地形的测量方法往往是进行三角形测量，因此，在这里为了省去步骤，直接使用三角网数字海底地形叠加测量法。在进行工程前的计算中，只需要将设计图中预备施工的疏浚深度输入，再导入由三角网数字海底地形测量法所得到的海底地形图数据，就能得出各个三角面的土方施工量［2］。

1.2 航道边坡土方量及超宽量计算

在以往的施工过程中，航道边坡土方量以及相应的超宽量都是土方计算中的难题。在计算过程中，首先需要输入航道边坡的相应指数，其中包括：坡度、底宽、疏浚深度以及超宽宽度，之后再根据疏浚前后的水深数据来进行土方量和超宽量的计算。在以往的施工过程中，具体的施工顺序如下：

1）在计算程序中输入相应的航道数据：边线、边坡、超宽；2）在对疏浚前后的数据进行读取后，进行三维建模；3）通过对航道边线以及边坡底部宽度，来计算边坡超宽部分的矩形范围；4）最后进行设计疏浚深度、边坡土方量以及挖槽量进行计算。在计算过程中需要注意的是，设计图中的设计基准疏浚图此时应该是一个平面，因此在计算中需要进行逐点计算，每点计算的土方量不同；5）得出相应土方量计算结果后，进行航道边线上的边坡超宽量计算；6）最终得出计算结果。

1.3 疏浚工程期间回淤量计算

在施工过程中要确定泥沙的回淤量，这也是港口维护疏浚工程中最大的难题。目前通常使用测图区域类比法与计算法，进行凝砂回淤量的确定［3］。测图区域类比法，是对浚前、浚后与水深图上挖泥区域相邻的未挖区域进行计算，算出具体的回淤值，再预测水深因素，算出回淤厚度。计算法主要是通过泥沙回淤规则进行计算，算出施工区域泥沙回淤速率。在计算的过程中，必须考虑测图区域的资料，优先处理相邻未挖区域不足的问题。时段计算类比法是统计施工前的两个重要时刻（t1、ta）、平均水深（h1）、浚前（ha）、施工后的两个重要时刻 （tb、t2）、平均水深 （hb）、浚后（h2）的计算，计算时间段的差，根据浚前、浚后非施工过程中的回淤量，计算施工过程中的泥沙回淤量。假设，t1至ta、tb至t2时间段内该区域并未施工。如此，h1至ha是浚前的泥沙淤积厚度，而h2至hb是浚后的泥沙淤积厚度，那么平均泥沙回淤速率可以通过公式计算得出。为了避免受季节和月份的影响，t1-t2时间段要尽量选取在同一季节，对季节性速率变化系数进行校正。此外，水深对泥沙回淤速率的影响也非常大。水深大，泥沙回淤的速率大；反之，泥沙回淤的速率小。

1.4 疏浚工程效益保障方法分析

保障疏浚工程的效益，主要是通过疏浚深度了解有效水深时间。不同区域的泥沙回淤速率不同，所以，在进行疏浚工程效益分析过程中，只能以某一区域进行谈论。如：回淤速率与水深没有太大关联，那么工程效益基本保持一致。但是通常情况下水深越深，回淤速率越快。所以，不同浚深可以影响泥沙回淤速率，影响疏浚工程效益［4］。

2 结语

在进行航道通行时，不能按照设计等级直接进行通行。而是应当按照水深来决定，只有水深到达了20万吨级，才能进驻20万吨级的巨轮。也就是说需要时刻针对水深来决定船只，所以海洋测绘数据的精准就显得异常重要。只有将海洋测绘技术在港口以及航道维护保障中进行更多的使用，才能确保在未来的航道航行中实现安全有序，将事故出现的可能性降为零。除了要不断扩大海洋测绘成果，还要进行新的成果应用探索，以此满足不断发展的港口与航道设计需求。