淺談在樂山水利工程測(cè)繪中水下測(cè)量的設(shè)備與測(cè)量方式選擇

程浩磊

摘 要：近年來，隨著社會(huì)的迅猛發(fā)展，國家加大了對(duì)各項(xiàng)基礎(chǔ)建設(shè)的投資，由于樂山地處三江匯流，水資源豐富，大部分基礎(chǔ)建設(shè)工程需要進(jìn)行水下測(cè)量。本文結(jié)合在實(shí)際作業(yè)過程中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)樂山地區(qū)水下測(cè)量在保證人員安全，選擇適合儀器提高工程質(zhì)量和改進(jìn)作業(yè)方式等方面提出了一些方法和建議。

關(guān)鍵詞：水利工程;水下測(cè)量;設(shè)備

樂山市境江河眾多，擁有岷江、大渡河、青衣江和眾多中小河流，雨量充沛，屬豐水地區(qū)。在樂山城市防洪，河道采砂，航道疏浚，河堤整治等工程中，有涉及大量的水下測(cè)量作業(yè)。而水下測(cè)量較之普通的常規(guī)測(cè)量存在諸多不利因素，首先是水下地形無法直接觀測(cè)，其次是水面的不穩(wěn)定性，對(duì)人員安全造成安全隱患，測(cè)量成果精度也會(huì)受到不同程度的影響?；谝陨显?，選擇適合的儀器，運(yùn)用合理的作業(yè)方式針對(duì)不同環(huán)境的水下測(cè)量工作十分重要，正確的選擇能有效保證測(cè)量人員的安全以及提高水下測(cè)量效率，保證測(cè)量成果的數(shù)據(jù)精度。

1 測(cè)量?jī)x器的選擇

（1）GPS-RTK RTK技術(shù)是全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)與數(shù)據(jù)通信技術(shù)相結(jié)合的載波相位實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位技術(shù)，它能夠?qū)崟r(shí)的提供測(cè)站點(diǎn)在指定坐標(biāo)系中的三維定位結(jié)果。RTK配合測(cè)深儀在測(cè)量船上進(jìn)行水下地形測(cè)量是現(xiàn)在較為普遍的工作模式，為了保證測(cè)量精度、準(zhǔn)確性和可靠性，應(yīng)選擇操作方便，性能穩(wěn)定，故障率低的設(shè)備，工作前，應(yīng)該對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)，設(shè)備的天線型號(hào)與設(shè)備一致，外觀良好，各種部件應(yīng)匹配，齊全，完好，緊固的部件應(yīng)不得松動(dòng)或脫落。

RTK還能夠直接作為測(cè)深桿使用，在樂山，每年11月至次年4月為枯水季節(jié)，大部分河道水位已降至一年中最低，水深已小于測(cè)深儀的最小測(cè)量范圍，在這種情況下，測(cè)量人員可以直接利用RTK測(cè)量水深，得到可靠的水深數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)的RTK技術(shù)需要架設(shè)基準(zhǔn)站，才能讓流動(dòng)站得到的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。這就造成RTK的局限性，作業(yè)半徑受到限制，一般情況下半徑5000米才能接收到較強(qiáng)的差分信號(hào)，若遇到建筑物，山體等有關(guān)因素都會(huì)對(duì)基站傳輸信號(hào)造成干擾，對(duì)RTK的測(cè)量精度造成影響。因此，使用四川省衛(wèi)星定位連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)服務(wù)平臺(tái)（SCCORS）也十分有必要。使用CORS系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，在長(zhǎng)距離范圍的水下測(cè)量工作中，不再受到基準(zhǔn)站半徑范圍的限制，只要在CORS信號(hào)覆蓋的區(qū)域內(nèi)，都能得到準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，也消除的反復(fù)移動(dòng)基準(zhǔn)站帶來的累積誤差。

（2）測(cè)深儀 測(cè)深儀是水深測(cè)量的核心設(shè)備。在使用測(cè)深儀之前，應(yīng)對(duì)儀器進(jìn)行設(shè)定，計(jì)算值要加以校正。在選擇測(cè)深儀時(shí)，應(yīng)根據(jù)工作環(huán)境，選擇不同的設(shè)備，便攜式測(cè)深儀外觀小巧，需要配置海洋測(cè)量軟件才能完成聲圖顯示，記錄與定位，自帶電源。普通單頻或雙頻測(cè)深儀，適應(yīng)不同的水文條件下水下地形測(cè)量，具有更好的測(cè)深儀性能和利用率，和同類產(chǎn)品縱向比較，它擁有更高的密封防水性，更耐久的抗腐蝕性，更多樣的數(shù)據(jù)兼容性，更高速的CPU主頻和更穩(wěn)定的嵌入式系統(tǒng)，需要自備電源。

（3）測(cè)量船 第一種當(dāng)?shù)貪O船或渡船，使用當(dāng)?shù)貪O船或者渡船，可以一并征用船主或船工，優(yōu)勢(shì)在于船體較大，船主或船工熟悉當(dāng)?shù)厮颅h(huán)境，負(fù)責(zé)開船，測(cè)量人員只做本職工作，即水下地形數(shù)據(jù)點(diǎn)采集，各司其職，能夠提高水下測(cè)量作業(yè)工程的安全性。適用于水流湍急，水下情況復(fù)雜的工作環(huán)境。第二種氣墊船，使用氣墊船優(yōu)勢(shì)在于它具有便攜式，在一般測(cè)量面積小，水面平靜的環(huán)境，無法找到當(dāng)?shù)卮坏那闆r下，可以使用氣墊船作為測(cè)量船使用，完成水下測(cè)量數(shù)據(jù)采集。第三種是智能無人測(cè)量船，智能無人測(cè)量船船體小巧，攜帶方便，耐波性好，速度快，航行穩(wěn)，智能無人測(cè)量船極大降低了測(cè)量人員的涉水風(fēng)險(xiǎn)，可搭載測(cè)深儀自動(dòng)巡航。劣勢(shì)是存在一定的轉(zhuǎn)彎半徑和測(cè)量死角。在進(jìn)行水下測(cè)量時(shí)，應(yīng)根據(jù)不同的測(cè)量環(huán)境，選擇不同的測(cè)量船，在保證測(cè)量人員安全的情況下，完成測(cè)量工作。

2 應(yīng)用實(shí)例

下面本人將通過實(shí)際工程分析如何選擇適合的設(shè)備組合及測(cè)量方式來完成水下測(cè)量工作。

（1）該工程為樂山市峨邊彝族自治縣龔嘴電站庫區(qū)采砂規(guī)劃設(shè)計(jì)，測(cè)繪工作人員需要在龔嘴電站現(xiàn)有庫區(qū)規(guī)劃可開采范圍進(jìn)行1：1000水域地形測(cè)量工作。測(cè)區(qū)屬樂山市高山地貌，峨邊縣城到龔嘴電站庫區(qū)有一條公路可行駛，平時(shí)路況一般，常年有大量貨車通行，影響交通。庫區(qū)地勢(shì)高差懸殊巨大，兩岸都是高山。首先選擇測(cè)量船，該工程位于大渡河上，大渡河是岷江中游右岸最大支流，河道寬敞，比降大，而且未到枯水季節(jié)，河水流速很大，測(cè)區(qū)全長(zhǎng)約20公里。因河道水流速度快，使用氣墊船造成工作人員的涉水風(fēng)險(xiǎn)過高。因測(cè)區(qū)長(zhǎng)，交通不便，排除使用無人船。綜合考慮，我們選擇采用當(dāng)?shù)囟纱鳛闇y(cè)量船，才能對(duì)人員安全，工作效率有保證。其次選擇RTK，考慮到交通不便，測(cè)區(qū)山高路彎，架設(shè)基準(zhǔn)站效率太低，信號(hào)不好，本次我們選擇使用CORS技術(shù)，能夠避免架設(shè)基準(zhǔn)站，提高工作效率和數(shù)據(jù)精度。最后在測(cè)深儀的選擇上，我們不建議使用便攜式測(cè)深儀，便攜式測(cè)深儀，電量有限，此次為大工作量工程，我們選擇外接電源的普通單頻或雙頻測(cè)深儀，它有更高的性能優(yōu)勢(shì)，能夠在復(fù)雜水域保證數(shù)據(jù)精度，提高工作效率。

（2）該工程為樂山市大佛水庫放水塔改造工程，測(cè)繪工作人員需要在庫區(qū)內(nèi)放水塔附近測(cè)量水下地形，該工程測(cè)量面積不大，庫區(qū)內(nèi)水面平靜但植被豐富。綜合考慮，我們選擇氣墊船搭配便攜式測(cè)深儀的方式，避免了使用智能無人船存在的轉(zhuǎn)彎半徑造成的測(cè)量死角。使用RTK時(shí)建議架設(shè)基準(zhǔn)站，在植被茂盛的地方，能夠比CORS接收到更強(qiáng)的信號(hào)，保證了測(cè)量數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確性。

3 結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，水下測(cè)繪設(shè)備日漸智能化，多樣化。選擇合適的設(shè)備進(jìn)行測(cè)量工作，無論是對(duì)人員安全，數(shù)據(jù)精度，工作效率都有十分重要的影響，我們需要根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合測(cè)量區(qū)域的實(shí)際條件，綜合分析，制定出最佳的測(cè)量方式。

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