大坳攔河壩河床測量技術(shù)要點研究

【摘要】隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國對于水利資源的利用達到了前所未有的發(fā)展階段，針對水利工程建設(shè)開展的河床測量技術(shù)也得到了快速發(fā)展。本文以流溪河大坳攔河壩河床測量項目為例，對河床測量中的技術(shù)要求進行了研究。

【關(guān)鍵詞】河床測量；技術(shù)要求；縱橫斷面；水下地形測量

河床測量的主要作用在于通過對河道的水下地形和縱、橫斷面測量，為水利工程的施工提供有效水下地形圖和河道縱、橫斷面的具體信息。在水利工程規(guī)劃和建設(shè)施工中，河床測量的重要性不言而喻。

1、工程概況

流溪河大坳攔河

壩位于廣州市東北面流溪河中下游的從化區(qū)境內(nèi)，其所在的流溪河灌區(qū)是廣東省的三大灌區(qū)之一，始建于1958年秋。作為灌區(qū)的主要引水樞紐大坳攔河閘壩1959年投入運營。該閘壩設(shè)左右干兩個進水閘，左干設(shè)計引水流量11.03立方米/秒，右干設(shè)計引水流量22.36立方米/秒。其中攔河壩大壩全長237.5米。

由于其在保證流溪河灌區(qū)水利設(shè)施中的重要地位，從2007年11月開始，直至2016年12月，相關(guān)部門又對該大壩所處河道的上游進行16次，對下游進行了17次測量工作。

2、河床測量技術(shù)應(yīng)用

基于該河壩2007～2015年度河床測量的成果及經(jīng)驗，對其2016的河床測量工作進行了安排：按照大坳攔河壩及其上、下游庫區(qū)的實際情況，嚴格按照河道中心及大壩位置設(shè)定斷面線方向及里程樁號，繪制大壩測量上、下游1：500地形圖；測量1：500斷面數(shù)據(jù)；監(jiān)測下游河道K0+325（原來樁號K0+200）處沖擊坑，根據(jù)測量成果結(jié)合歷次數(shù)據(jù)進行對比分析。河床測量的計劃工作量設(shè)置如下表：

測量工作量統(tǒng)計

為獲得更有效的資料對比數(shù)據(jù)，此次測量所用的控制點為2007年11月中旬布設(shè)的GNSS點和水準點。經(jīng)檢測，控制點的點位保存完好，可以確保測量的業(yè)度。相關(guān)工作采用的設(shè)備為華測CHS-100測深儀、華測三星 GNSS接收機和TOPCON全站儀，經(jīng)檢驗符合相關(guān)測量的具體規(guī)范。

3、測量技術(shù)要點分析

本次測量中，首先確定比例尺，縱斷面測量采用了河道擬合中線的方式進行施測，在縱斷面圖中體現(xiàn)河堤左側(cè)位置及兩個沖擊坑的位置，縱向斷面圖以1：200比例進行繪制，橫向斷面圖以1：2000比例進行繪制。在進行斷面測量時采用的設(shè)備是全站儀。相關(guān)技術(shù)的實施是通過在控制點布設(shè)全站儀。

3.1 確定斷面樁位置

根據(jù)測量的實際需要，按照河道規(guī)劃軸線坐標確定間距為100米設(shè)一斷面間距，確定測量的斷面樁號，并測量出樁位及樁頂高程。此次測量中，每一斷面點平均點距小于5米，并在地形變化處加測了點位。斷面測量寬度均測量至河道兩側(cè)河堤大壩頂。

3.2 測量樁頂高程

這一工序以三角高程測量法利用全站儀完成。采用三角高程測量時，需按照2等以上水準測量技術(shù)要求進行?，F(xiàn)場作業(yè)員根據(jù)河道斷面左、右兩岸的斷面基點坐標放樣出實地所在位置。然后河道同一斷面左右兩岸基點處各站立一人，指揮第三人沿斷面線方向測量各個斷面點的高程，保證其不偏離斷面線，從而測量出逐條斷面點的坐標和高程。河床下游有時有局部較深水，采用人工陡步和局部用皮劃艇相結(jié)合，為確保測點在同一直線上，通常在兩岸設(shè)兩人及時糾正測位。

3.3 斷面數(shù)據(jù)采集

在進行橫斷面的測量時，先將斷面尺的零點水平放在中線位置，在出現(xiàn)坡度變化的地方放另一個斷面尺，記錄平距和高差。相關(guān)的計算公式為：

（i=1，2……n-1）

完成以上工作后，進行斷面數(shù)據(jù)的采集工作。利用全站儀以由左向右的順序開展相關(guān)數(shù)據(jù)的采集。要求斷面保持與河道規(guī)劃軸線垂直，確保采集到的數(shù)據(jù)真實反應(yīng)地形的起伏變化。地形線的變化決定了點的采集密度，采集數(shù)據(jù)時的寬度不應(yīng)受到建筑等障礙物的影響，相關(guān)測量人員應(yīng)本著以上原則做好斷面測量的寬度和點密度控制。針對河床的地形變化情況，適當增加橫斷面和縱斷面的測量個數(shù)和點采集密度。岸上的全站儀把電子記錄的數(shù)據(jù)完完整整地傳給電腦保存，避免了人工記錄所出現(xiàn)的人為錯誤。相關(guān)數(shù)據(jù)在電腦中經(jīng)過處理之后，再轉(zhuǎn)換為表格、坐標。

3.4 內(nèi)業(yè)成圖

內(nèi)業(yè)成圖是基于相關(guān)數(shù)據(jù)的采集工作完成，并對所有外業(yè)記錄進行檢查確定相關(guān)工作符合各級規(guī)定后，結(jié)合河床測量工作的實際特點和對測量成果的應(yīng)用要求，通過自編成圖軟件成圖。在繪制縱橫斷面圖之前，可采用內(nèi)插法計算的方法，結(jié)合參照斷面上前后兩點的高程，計算出該中心點的高程，并在圖面上進行展繪反映。在內(nèi)業(yè)成圖的過程中，以復合線連接河床斷面線時，應(yīng)將關(guān)注點放在起始位置，繪圖時應(yīng)由左向右、由上游至下游展開。繪制出的橫斷面圖上必須標記清楚中心線的位置及高程。

對于外業(yè)記錄進行復查，內(nèi)容包括：成果是否符合測量規(guī)范要求，是否存在明顯的錯誤點，是否符合實際。該項目中斷面數(shù)據(jù)采用GNSS RTK+測深儀進行測量，整個河床的繪圖比例尺根據(jù)相關(guān)要求按1：500地形圖精度施測。等深線、等深距為0.5米。沖刷坑做重點測量，沖刷坑坑頂、坑低邊緣線及最深點準確測量出突變點坐標。沖刷坑位于河道下游中心位置，且處于變化的狀態(tài)。現(xiàn)代的測繪技術(shù)可以每次準確測量出當前坑周邊地形的坐標，通過對比計算得出坑位的位移變化情況。下圖為內(nèi)業(yè)完成的河床斷面圖樣式。

4、

外業(yè)測量控制措施

外業(yè)測量的準確性是保證河床測量數(shù)據(jù)有效的關(guān)鍵，因此在外業(yè)測量中應(yīng)采取以下措施削弱測量誤差的產(chǎn)生。

4.1 采用往返觀測

往返觀測是保證外業(yè)測量準確性的最有效方法。進行往返觀測時，應(yīng)確保相關(guān)作業(yè)是在定觀測員、定儀器、定傳點尺承的狀態(tài)下完成。這樣可以將人為因素及設(shè)備因素對測量誤差的影響降到最低。在自然地理條件，想要找到完全一致的有利于精密水準觀測的往返測量線路的可能性不大，但路線差異過大必然會導到測站數(shù)的差異變大，因此在實際的往返觀測中，應(yīng)保證往返的路線盡可能的一致。另外，每一測段的往返測站數(shù)應(yīng)保持偶數(shù)，往返測時進行轉(zhuǎn)換時，通過互換兩個標盡的位置，并重新調(diào)整儀器，可以實現(xiàn)標尺零點差影響的完全消除。

4.2 控制測量時間

在同一測量段，往返測量的時間應(yīng)進行區(qū)分，可分別在上午和下午進行。日間氣溫變化不大的陰天相對來說對于測量的影響較小，可保證較好的測量條件。

4.3 選擇有利時段

觀測時段的科學選擇有利于提高測量的精度。在進行測量工作前，可先將儀器在自然環(huán)境中進行充分的晾置，使儀器與外界溫度達到平衡狀態(tài)再進行測量。根據(jù)當?shù)厍闆r測量時段為8點30分至17點。在晴天進行測量時，采用測采對儀器進行蔽光保護。陰天時進行測量，則可將測量時段進行一定程度的放寬。

4.4 克服天氣影響

在進行河床測量時，不可能確保觀測時的天氣完全符合測量的最佳狀態(tài)。本次測量如遇風力較大時，要力求接收機信號穩(wěn)定，以確保測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠。

5、結(jié)語

河床測量的作業(yè)過程本身的技術(shù)難度并不大，然而其過程相對較為連貫瑣碎，因此在實際的測量工作中，應(yīng)著重相關(guān)技術(shù)的操作要點，做好事著準備、事中控制、事后檢查的相關(guān)程序，并提高測量人員的責任心，這樣就能有效保證測量成果的精準度，為后續(xù)工作的開展奠定良好的基礎(chǔ)。

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