海道測量區(qū)域分類及測量方法研究

王成雙

摘要：淺灘、礁石區(qū)、養(yǎng)殖區(qū)、繁忙的航道/港池、船舶密集的錨地等區(qū)域都是常規(guī)的海道測量作業(yè)方法作業(yè)難道較大，較危險，甚至不能完成的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，海道測量的可用手段逐漸豐富，海道測量的應(yīng)用范圍也由傳統(tǒng)的保障航海安全，擴展到如國防服務(wù)、海洋環(huán)境保護(hù)、海洋劃界 、海洋資源開發(fā) 以及科學(xué)研究。本文主要對海道測量區(qū)域進(jìn)行分類研究，分析實施海道測量的難點，并對不同類型測區(qū)提出可行的測量方法。

關(guān)鍵詞：海道測量 測區(qū)分類 測量方法

0 引言

為更好地實現(xiàn)海圖覆蓋水域、特別是港口及附近通航水域、航路及其他通航水域的測量，需要對應(yīng)用常規(guī)手段難以完成測量任務(wù)的水域進(jìn)行精細(xì)化分類，歸納不同測量區(qū)域的特點，找出測量的難點。根據(jù)難點、特點集合現(xiàn)有測量手段，分析研究合適的測量技術(shù)手段。

1 測區(qū)分類

根據(jù)測區(qū)距海岸的遠(yuǎn)近，水下地形的復(fù)雜狀況和制圖的要求，海道測量通常分港灣測量、沿岸測量、近海測量和遠(yuǎn)海測量4類。

（1）港灣測量

港河、港灣錨地、進(jìn)出港航道水域的海道測量。港灣水淺，水下地形復(fù)雜，進(jìn)出航道和航門狹窄，一般需測制大比例尺圖。為了保證定位精度，通常采用光學(xué)經(jīng)緯儀、海用微波測距儀或激光測距儀等定位。采用高精度回聲測深儀測探，并進(jìn)行潮位觀測，將所測水深歸算至深度基準(zhǔn)面。為了使測量船的實際航跡順直，間距均勻，往往要設(shè)立導(dǎo)標(biāo)，引導(dǎo)測量船沿計劃測深線航行。

（2）沿岸測量

目視定位儀器所能達(dá)到的，距岸約10海里水域內(nèi)的海道測量。沿岸水域水下地形比較復(fù)雜，島嶼、礁石眾多，航道交錯，通常采用1：25000～1：50000比例尺測量。用高精度回聲測深儀測深，按實際潮位將所測水深歸算至深度基準(zhǔn)面。測深點位置用前方交會法、后方交會法，以及高精度無線電定位儀器測定，并根據(jù)相鄰的實測船位連線修正航向，引導(dǎo)測量船沿計劃測深線航行。

（3）近海測量

一般指距海岸 10～200海里水域內(nèi)的海道測量。近海水域開闊，海底平坦，通常用1：100000～1：500000比例尺測量。這個海域內(nèi)難以觀測到陸地上的目標(biāo)，需采用精密無線電定位儀器定位。用回聲測深儀測深，所測深度應(yīng)歸算至深度基準(zhǔn)面。

（4）遠(yuǎn)海測量

距岸約 200海里以外水域的海道測量。遠(yuǎn)海水域是十分開闊的深海，可用小于1：500000的比例尺測量。采用回聲測深儀測深，高精度無線電導(dǎo)航系統(tǒng)、組合導(dǎo)航系統(tǒng)和衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備等定位。遠(yuǎn)海水深，潮差小，可把瞬時海面當(dāng)作深度基準(zhǔn)面。

根據(jù)海道測量難度或危險度較大的水域。一般可分為政治敏感、環(huán)境復(fù)雜和交通密集三大類區(qū)域。

（1）政治敏感水域

政治敏感水域指接近陸地國境線的海域、存在主權(quán)爭執(zhí)或界線不明確易引發(fā)國際爭端的水域。前者如丹東鴨綠江口水域，后者如東海釣魚島、南沙個別島嶼，盡管我國擁有主權(quán)，但由于種種原因未能實際控制。

在政治敏感水域開展常規(guī)的海道測量，可能會引起爭端，因此，應(yīng)考慮采用衛(wèi)星遙感、無人機激光測量等方式開展測量。相應(yīng)地，要解決平面和垂直控制、成果精度檢測等問題。

（2）環(huán)境復(fù)雜水域

環(huán)境復(fù)雜水域可分為淺灘、礁石、急流、海島礁、養(yǎng)殖區(qū)、潮汐復(fù)雜區(qū)、聲速變化復(fù)雜區(qū)等具有典型特征的區(qū)域。針對這些區(qū)域，分析實施海道測量的難點，比如說淺灘、礁石測量的時候，需高潮時測量船迎其而上，危險系數(shù)高，測量受時間限制，影響效率。

① 淺灘

淺灘指海底坡度較緩且水深較淺的區(qū)域。沙質(zhì)、泥質(zhì)、淤泥質(zhì)等性質(zhì)的底質(zhì)易出現(xiàn)淺灘。在淺灘進(jìn)行水深測量時，由于測量船的吃水一般都大于1m，必須乘高潮時測量零米線以上的區(qū)域，否則就要采用其他手段進(jìn)行測量。

② 礁石區(qū)

礁石，一方面是指高出海蝕平臺的海蝕殘留體；礁石可為生物礁體組成，也可為火山巖體或大陸巖體延伸于水下所組成，因其分布于海中或靠近海岸，對沿海漁業(yè)及航行都不利。礁石上面也經(jīng)常長滿了海礪和貝殼，若礁石的規(guī)模很大，則稱島嶼。生物礁體組成的礁石是由造礁珊瑚的石灰質(zhì)遺骸和其它造礁生物如石灰質(zhì)藻類，對生成礁的鈣物質(zhì)長期堆積而成的礁體。

礁石按其高度可分為明礁、干出礁、適淹礁、暗礁。

明礁是指理論大潮高潮面以上的孤立巖石，其干出高度（高程）是從當(dāng)?shù)仄骄Ｃ嫫鹚愕?。干出礁是指理論大潮高潮面以下，深度基?zhǔn)面以上的孤立巖石，其干出高度從理論深度基準(zhǔn)面起算。適淹礁又可以分為低潮適淹礁和高潮適淹礁。暗礁是指深度基準(zhǔn)面以下的孤立礁石。

由于礁石區(qū)往往明暗相間，變化莫測，船舶在礁石區(qū)進(jìn)行測量危險度較大。

③ 潮汐復(fù)雜區(qū)域

潮汐現(xiàn)象是沿海地區(qū)的一種自然現(xiàn)象，指海水在天體（主要是月球和太陽）引潮力作用下所產(chǎn)生的周期性運動，習(xí)慣上把海面垂直方向漲落稱為潮汐，而海水在水平方向的流動稱為潮流。我們的祖先為了表示生潮的時刻，把發(fā)生在早晨的高潮叫潮，發(fā)生在晚上的高潮叫汐。

不同海域因自然條件的不同，會形成全日潮、半日潮、不規(guī)則潮等潮汐特征。在測量時必須提前進(jìn)行潮汐觀測，掌握其漲落的規(guī)律，在測區(qū)布設(shè)一定密度的驗潮站，否則就會造成較大的測量誤差。

④ 聲速變化區(qū)

聲波在海水中的傳播速度。聲波傳播速度的主要因素是溫度、鹽度和壓強（深度）等。其中溫度的變化對聲速的影響最大。由于海水介質(zhì)中溫度、鹽度分布的不均勻，會造成聲速分布的不均勻，從而形成海洋中的聲速梯度。在測量的過程中如果不能較為詳細(xì)地測量聲速隨溫度、鹽度和深度的實際聲速剖面值，就不能得到精確的水深數(shù)據(jù)。

對于聲速變化較復(fù)雜的區(qū)域，應(yīng)采取特殊測量手段進(jìn)行聲速加密測量。

⑤ 海上養(yǎng)殖區(qū)

由于地方經(jīng)濟的發(fā)展過程中對海域使用規(guī)劃的不科學(xué)、不合理，甚至是失控，造成部分通航水域被養(yǎng)殖區(qū)占據(jù)，并隨著養(yǎng)殖季節(jié)性發(fā)展而有所變化。沒有經(jīng)過行政審批的養(yǎng)殖區(qū)的范圍在海圖上不能標(biāo)明其范圍，但水深必須進(jìn)行測量，這就給測量工作帶來了很大的難度。在養(yǎng)殖區(qū)進(jìn)行測量，必須用小船緩慢行駛，不然就會損壞儀器或破壞養(yǎng)殖網(wǎng)具。

⑥ 水下礙航物

在海道測量工作中，必須對危及船只航行安全的障礙物，如礁石、沉船、淺地等，均應(yīng)準(zhǔn)確測定其位置，最淺深度（或干出高度和高程），范圍、性質(zhì)，對新發(fā)現(xiàn)的航行障礙物要及時上報。

水下障礙物有多種性質(zhì)，根據(jù)其性質(zhì)可以分為三類：

礁石類：明礁、干出礁、適淹礁、暗礁、點礁、險惡地和特殊深度等；

沉船類：沉船和沉船殘骸；

其他類：鐵錨、飛機殘骸、鐵木或混凝土樁柱。

在進(jìn)行水下礙航物探測時，測量船本身就要承受較大的危險。

（3）交通密集水域

測量船在進(jìn)行作業(yè)時都是按照既定的測線進(jìn)行航行的，臨時改變航線就會造成廢線，必須進(jìn)行重新測量，并且測量船往往還會進(jìn)行側(cè)掃聲納測量的拖曳作業(yè)，不便改變航線，因此，國際航行規(guī)則規(guī)定，過往船只應(yīng)避讓正在進(jìn)行海道測量的作業(yè)船。

但是，在交通量較大的水域，過往船只較多，無法讓多艘航行船舶避讓測量船時，測量船就只能在航行船舶之間穿行，因此也會造成廢線重測，甚至碰撞事故時有發(fā)生。

2 不同水域海道測量實施方法

通過對海道測量主要內(nèi)容和任務(wù)、水域的類型和作業(yè)難度以及各種海道測量平臺的特點的分析，將不同平臺及手段適應(yīng)不同的任務(wù)的研究分析對照如表2-1。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB12327-1998海道測量規(guī)范.

[2]國際海道測量組織海道測量標(biāo)準(zhǔn)（S-44）第四版.

[3] JTS 131-2012水運工程測量規(guī)范.endprint