河流淤积测量技术及应用研究

摘要：河流淤积测量由于受河道自身宽度、淤积厚度、使用仪器和测量人员的差别造成淤积测量误差，本文通过比较各项测量技术的先进性和适用性，并以河流测量实例为依据，提出改进测量的方法和建议。

关键词：河流淤积 测量

中图分类号：TV147文献标识码： A

1 前言

河流淤积测量是对河流淤积情况的摸底和排查，由于受河流宽度较窄、淤积厚度、测量设备以水准仪和标尺为主等因素限制，还存在作业效率不高、人为误差控制困难等问题，造成不同单位、不同人员在河流淤积测量时标准不统一、方法不一致、测量结果差别较大等问题。为比较各项淤积测量技术的先进性和适用性，统一测量标准和方法，有必要开展河流淤积测量技术的研究。

2河流淤积测量技术要求

2.1平面控制

在河流淤积测量过程中，以杭州为例，平面控制系统采用杭州坐标系，测量方法一般采用横断面法，在现有的杭州1:500基础数字地形图的基础上，合理设计和布置河流的断面位置，用杭州CORS-RTK测量系统或全站仪进行断面位置实地放样，放样精度按照图跟点精度进行测量，根据上述规范要求，平面精度≤5cm，为淤积方量计算提供河流实际长度奠定基础。

2.2高程控制

河流淤积测量关键技术就是高程测量。在杭州河流淤积测量中采用方法有：水准仪直接测量法（要求水深浅，岸边地形条件好）；测深杆法；测深锤法；测深仪法、静力触探法等。利用各种方法测得水深和水面高程相减求得水下高程。

采用仪器测量淤泥厚度的方法主要有：多普勒双频超声波测量法，放射线探测法等。其中多普勒双频超声波测量法是以高频测量泥水界面，再通过低频测量淤泥底层距水面的距离，从而得到淤泥的厚度。其只能够测定水底和某一层硬底间的厚度。这种方法对人员和被测区域环境有潜在的放射性危害。

2.3断面控制

在预定测量的河流范围内每隔约20~40米作一条预测断面，河流变化处和淤泥淤积量较大处适当加密。每条断面上点的采集密度为1~3米，变化较大的区域适当加密。断面两岸端点上埋设固定桩，用来确定断面位置和方向及引测高程的基准点，使每次采集数据的位置相同，以便进行比较。

2.4 淤积量计算

根据同一位置测的淤泥表面断面线和相对应河流淤泥底断面线，在CAD成图系统中绘制成一个封闭的切面并求得其面积S，即为该位置淤泥的断面面积。用下列公式计算相邻断面间淤积量：

式中V ──相邻断面淤积量

L ──断面面间河流中轴线上的距离

Ws1──第i条断面淤积面积

Ws2──第i+1条断面淤积面积

累积所有相邻断面间的淤泥量，即为该河流的河流实测淤泥量。进而由各段之间的河流实测淤泥量求和可得到整条河的淤泥沉积总量：f＝∑Ｖi。

2.5测量成果成图方法

根据野外所实测的断面位置，将其展绘到地形图上，绘制出断面的平面位置图；再根据野外测量所获得的测量数据绘制成河流断面图，纵向、横向比例尺均为1:100，距离取位至0.1米，高程取位至0.01米。利用专业数据分析软件导入测量数据，直观显示断面形状。

3河流淤积测量技术应用及成果分析

3.1河流基本状况

此次研究结合和睦港和罗家斗河两条河流开展河流淤积测量技术应用工作。和睦港淤积测量段北起杭海路，南止钱塘江，长度约为3214米。河流平均宽为28米，河底设计标高为0.50米。驳坎形式为一级驳坎，部分河段树根桩，部分河段干砌块石护坡。罗家斗河位于西湖区三墩镇，测量段北起大鱼斗港，南止古墩路段，全长2.37公里。平均河流宽度20米，河底设计标高为-2.0米。驳坎形式为一级驳坎，干砌块石护坡。

3.2 测量成果分析

采用水准仪、全站仪等设备在罗家斗河和和睦港开展了河流淤积测量工作。经测量，和睦港淤泥厚度最大处约为2.26m，最小处约为0.15m，平均厚度约为0.57m，清淤方量为41544.40立方米。罗家斗河淤泥厚度最大处约为0.77m，最小处约为0.10m，平均厚度约为0.36m，清淤工程量为14343.6立方米。

（1）断面间距设计，河流淤积测量一般按照每隔40米一个断面开展测量工作。实际测量时，根据河流弯曲情况、支流汇水情况、桥梁跨河情况、堰坝设置情况、河流宽窄变化情况等实际进行适当加密调整。

（2）断面上测点间距设计，由于不同河流在断面上布置的测点数量差别较大，和睦港某一断面布置了7个测点，罗家斗河某一断面布置了8个测点，这与河流宽度不同有较大关系。一般两侧挡墙各布置一个测点，清淤后退宽度处各布置一个测点，河流中部测点间距一般每隔2米左右布置一个测点。

（3）测量方法，目前杭州河流淤积测量基本上采用水准仪测量，测量选用两根测杆，其中一根测杆的底部使用尖头，该杆用来测量淤泥底部高程；另一根测杆的底部须增加特制“鸭蹼”，用来测量淤泥表面高程。在采集测点数据时均用采集水深和淤泥深。受不同的测量人员插杆时用力程度不一、对是否达到淤泥底表面判断标准掌握不一、不同测量断面水深不同等因素影响，这种方法存在人为误差控制较差等问题。

4结论与建议

4.1 建议建立河流淤积动态监控网点，长期观测河流淤积状况。按照水系分区，针对不同类型的河流特征位置，合理布设1~2条典型监测断面，开展长期监测（可每年监测1~2次），摸清各条河流的淤积规律，为开展清淤设计工作提供依据。并在此基础上，依托地理信息系统、遥感技术和全球定位系统（3S技术），采用物联网等技术，建立河流淤积数据库，开发相关决策支持系统，逐步实现河流管理的信息化、数字化、智能化，进一步推进河流清淤工作“常态化、标准化、规范化”。

4.2 建议开展河流清淤设计工作。目前河流清淤工作已测量单位出具的测量报告为施工依据。存在清淤设计线是否合理、退后宽度是否安全、放坡比例是否到位等问题。因此，有必要在专业测量单位提供测量数据的基础上，委托相关有资质的专业设计单位，根据河流不同的地质条件、驳坎形式、河床泥沙特性等，开展河流清淤设计工作，以确定合理的清淤设计线、后退宽度和放坡比例。

4.3 河流淤积测量要因地制宜，分门别类，采用适合的测量技术开展淤积测量工作。针对淤泥和浮泥具有一定的流塑性特点，需要开展淤泥和浮泥测量技术方法的比选，从杭州河流实际出发，选用精度更高、效率更佳的测量技术工艺。对于河流水下地形测量，建议采用测深仪+GPS（RTK、RTD、COR等模式）测量方法。对于河流宽度大于40米、水深大于2米的淤积测量，建议采用双频超声波测量法。对于河流深度不超过2米，宽度不大于50米的情况下，建议采用水准仪和全站仪进行测量作业。对于河流水深小于1米、河流宽度小于20米，可采用RTK直接接触河底测量高程。

参考文献：

1、《工程测量规范》（GB50026-2007）

2、《水运工程测量规范》（JTJ203-2001）

3、《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》（CH/T2009-2010）

4、PTK测量技术及其在河流测量中的应用，杜建国 杜得彦，甘肃水利水电技术-2002年3期