丁躍群

摘要：當(dāng)前，城市河道建設(shè)以及河道整治已經(jīng)成為了生態(tài)城市建設(shè)和城市生態(tài)恢復(fù)的一個重要組成部分。對城市河道進(jìn)行基礎(chǔ)測繪，以求產(chǎn)生精確的數(shù)據(jù)與圖紙，能為生態(tài)城市建設(shè)的科學(xué)規(guī)劃和合理開發(fā)提供技術(shù)和數(shù)據(jù)方面的保障。

關(guān)鍵詞：測深儀;城市河道測繪;應(yīng)用

前言

城市河道建設(shè)與河道整治是生態(tài)城市建設(shè)與城市生態(tài)恢復(fù)的重要組成部分。精確的基礎(chǔ)測繪為生態(tài)城市建設(shè)的科學(xué)規(guī)劃合理開發(fā)提供了技術(shù)和數(shù)據(jù)保障。

1 測深儀回聲測深原理

回聲測深是利用聲波在水中的傳播特性測量水深的技術(shù)。聲波在均勻介質(zhì)中作勻速直線傳播，在不同介面上產(chǎn)生反射，利用這一原理，選擇對水的穿透能力最佳、頻率在1500Hz附近的超聲波，在水面垂直向水底發(fā)射聲信號，并記錄從聲波發(fā)射到信號由水地返回返回的時間間隔，通過模擬或直接計算，測定水體的深度。

回聲測深儀由發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、發(fā)射換能器、顯示設(shè)備和電源部分組成。為了求得正確的水深需要對回聲測深儀實測的深度數(shù)據(jù)是加改正數(shù)，這種改正是由于回聲測深儀在設(shè)計、生產(chǎn)制造和使用過程中產(chǎn)生的誤差造成的。改正數(shù)的求取主要使用校對法和水文資料法，包括吃水改正、轉(zhuǎn)速改正及聲速改正。

回聲測深儀按照頻率分為單頻測深儀和雙頻測深儀。雙頻測深儀可發(fā)射高、低頻聲脈沖，由于低頻聲脈具有較強(qiáng)的穿透性，可以打到水底硬底層，高頻僅能打到水底沉積物表層。

2 城市河道測繪地形、高程與水位控制要求

2.1地形測量一般規(guī)定

地形測量測圖比例尺根據(jù)測量類別、測區(qū)范圍、任務(wù)要求和經(jīng)濟(jì)合理性選用適當(dāng)比例。地形圖符號應(yīng)按現(xiàn)行《1：500、1：1000、1：2000地形圖圖式》GB/T7929執(zhí)行。圖根點相對于圖根起算點的點位中誤差，不得大于圖上0.1mm;高程中誤差不得大于測圖基本等高距的1/10。

地形和地貌應(yīng)現(xiàn)場勾繪。對跨越航道的架空電纜、管道、索道、橋梁等應(yīng)測定其在大潮潮高潮面或設(shè)計最高通航水位以上的凈空高度。地貌應(yīng)用等高線表示。地形修測應(yīng)利用原有的鄰近圖根點和冊由坐標(biāo)的固定地物點設(shè)站進(jìn)行。

2.2高程控制一般規(guī)定

城市高程控制測量分為水準(zhǔn)測量和三角高程測量。水準(zhǔn)測量的等級依次分為二、三、四等，當(dāng)需布設(shè)一等時，應(yīng)另行設(shè)計，經(jīng)主管部門審批后實施。城市高程控制網(wǎng)布設(shè)范圍應(yīng)與城市平面控制網(wǎng)相適應(yīng)。

城市地面沉降觀測的精度，可根據(jù)需要和年均沉降量的大小、沉降區(qū)域的面積、復(fù)測周期長短按二等或三、四等水準(zhǔn)測量的要求進(jìn)行。應(yīng)采取有效措施消除或削弱沉降過程中水準(zhǔn)點或沉降點之間的不均勻沉降所產(chǎn)生的影響。

2.3水位控制一般規(guī)定

內(nèi)河兩相鄰水位站或沿海港口潮汐性質(zhì)相同的兩相鄰水位站，應(yīng)按實測瞬時最大水位差或潮汐調(diào)和常數(shù)計算有效控制范圍。當(dāng)有效控制范圍互相重疊時，水位站有效控制范圍內(nèi)的瞬時水深應(yīng)采用該站水位改正;當(dāng)有效控制范圍互不重疊時，水位站間的瞬時水深應(yīng)采用分帶內(nèi)插改正。

水位觀測應(yīng)采用北京時。沿海港口及感潮河段水深測量時每 10～30min 觀測一次，內(nèi)河水位觀測根據(jù)日水位變幅按規(guī)范規(guī)定觀測，使用水位遙報儀應(yīng)符合規(guī)范規(guī)定。

3 測深技術(shù)要求

3.1一般規(guī)定

水深測量前應(yīng)檢查平面控制點，校對基準(zhǔn)面與水尺零點或自記水位計零點的關(guān)系。水深測量應(yīng)采用有模擬記錄的單波束或多波束回聲測深儀。在淺水區(qū)宜采用測深桿或測深錘。測深宜在風(fēng)浪較小的情況下進(jìn)行。

測深定位點點位中誤差，應(yīng)滿足限差規(guī)定：測圖比例>1：5000，限差不大于圖上1.5mm;≤1：5000，限差不大于圖上1.0mm。在不考慮平面位移的情況下。水深測量的深度誤差不應(yīng)大于：水深H≤20m，限差±0.2m;H>20m，限差±0.01h。

航道基本測量應(yīng)充分利用已有測量成果，控制網(wǎng)和地形應(yīng)根據(jù)實際變化進(jìn)行復(fù)測、局部補(bǔ)測或修測，并提交完整的控制點成果及地形資料。航道檢查測量或維護(hù)性測量可根據(jù)實際情況確定測量內(nèi)容。

3.2測深線布設(shè)

主測深線宜垂直于等深線總方向、挖槽軸線或岸線，也可布設(shè)成平行線、螺旋線或45°斜線。測深線間距：在沿海地區(qū)，圖上10mm;內(nèi)河重點水域，圖上10～15mm;內(nèi)河一般水域15～20mm。測深檢查線宜垂直于主測深線，其長度不宜小于主測深線總長度的5%。不同測深組測深的相鄰測段應(yīng)布設(shè)一條重合測深線;同一測深組不同時期測深的相鄰測深段應(yīng)布設(shè)兩條重合測深線。

3.3定位

測深定位點間距應(yīng)根據(jù)項目類型及儀具類型應(yīng)符合圖上最大間距規(guī)定。定位中心應(yīng)與測深中心一致，其偏差不宜大于圖上0.3mm，超限時應(yīng)進(jìn)行歸心改正。GPS定位，在水深測量開始前應(yīng)在高級點上對差分GPS接收機(jī)進(jìn)行檢驗和比對，比對時間不應(yīng)少于1h。利用DGPS定位系統(tǒng)測得的WGS-84坐標(biāo)，應(yīng)轉(zhuǎn)換為測圖或施工所用的坐標(biāo)，并應(yīng)滿足定位精度要求。

3.4測深

測深前測量船應(yīng)與水位站及定位觀測站校對時間。水位觀測應(yīng)在測前 10min開始，測后 10min 結(jié)束。

3.5測深儀應(yīng)定期檢驗

每次測深前、后應(yīng)在測區(qū)對測深儀進(jìn)行現(xiàn)場比對。檢查手段有聲速儀、水聽儀、檢查板等技術(shù)性手段和水文資料計算深度改正數(shù)等經(jīng)驗型手段。測深儀換能器應(yīng)安裝在距測量船船艏 1/3～1/2 船長處。當(dāng)使用機(jī)動船測深時，應(yīng)根據(jù)需要測定測深儀換能器動吃水改正數(shù)。測深儀記錄紙的走紙速度應(yīng)與測量船的航速相匹配。

4 某河段測量實例

4.1測深線布設(shè)

主航道測深線間距100m，總計372條;重點區(qū)域內(nèi)采取加密測量，測深線間距50m，內(nèi)插37條;在港口處布設(shè)一條，向內(nèi)測深線的間距為50m，至港內(nèi)第一座橋外側(cè)一條共計12條。在平行于航道中心線的方向布設(shè)一條檢查線，其長度約37km，用以檢查測量成果準(zhǔn)確性。

4.2測量方法

采用SDH-13D回聲測深儀進(jìn)行測深，采用RTK-DGPS、VRS方法進(jìn)行平面定位，專用水道測量軟件HYPACKMAX完成水深及定位點數(shù)據(jù)采集。由于河段碼頭作業(yè)區(qū)船舶眾多并且兩岸灘地過淺，測量斷面兩端無法一次測足，為此，測量組通過在測量小艇上安裝GPS接收機(jī)或采用導(dǎo)標(biāo)距離法完成定位，在高潮位時進(jìn)行兩岸淺灘的測量，碼頭前沿水深則用測深錘測量。

4.3驗潮及水位改正

采用人工方式進(jìn)行驗潮，即在驗潮站采用皮尺人工量取，每十分鐘記錄一次，精確至0.01m。水位改正則按單站改正，改正的區(qū)域劃分按照圖幅來確定。

5結(jié)語

本文旨在通過分析城市河道測繪工程中測深儀的原理，測深技術(shù)的要求以及對測深關(guān)鍵誤差的分析，獲得改進(jìn)城市河道測繪工程工藝、流程的優(yōu)化方法，從而為科學(xué)規(guī)劃、合理開發(fā)河道建設(shè)提供精確技術(shù)及數(shù)據(jù)保障。

參考文獻(xiàn)：

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[2] 張正祿.工程測量學(xué).武漢：武漢大學(xué)出版社，2002.

（作者身份證號碼：340824199103113838）