胡子全

摘要：淤泥方量的預算是河道清淤工程進行的前提，關系到工程的費用和方案選優(yōu)，其計算要精確、符合實際。淤泥方量的常見計算方法有斷面法、DEM數(shù)字高程模型法、方格網(wǎng)法、區(qū)域土方量平衡法和平均高程法等。本文以方格網(wǎng)法為例，探討其在象湖清淤方量計算中的作用。

Abstract： The budget of silt amount is the premise of dredging engineering， it is related to the optimal selection of engineering cost and its calculation scheme. The calculation must be precise and consistent with the actual situation. The common methods of calculating the amount of silt are section method， DEM digital elevation model method， the grid method， the regional earthwork balance method and the average height method. This paper takes the method of square grid as an example to discuss the dredging of volume calculation of Xiang Lake.

關鍵詞：清淤；數(shù)據(jù)采集；方格網(wǎng)法；方量

Key words： dredging；data acquisition；grid method；volume

中圖分類號：TV697.3+1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）09-0145-03

0 引言

清淤工程指疏浚河道，為水利工程。目前我國水利工程的開發(fā)建設發(fā)展比較迅速，特別是南水北調等戰(zhàn)略性工程的快速推進，同時河流對人類的作用是不可或缺的，因此在當今社會，河流治理以及存在的問題也廣受群眾關注，清淤工程是切斷河流內源污染的有效工程措施之一。為了在我國經濟迅速發(fā)展的同時不對人們的生活以及其它物種的生存造成傷害和影響，我們需要嚴格按照水利施工的規(guī)范，對河流進行清淤工程的措施。使得日益影響到排澇、防洪、供水、通航等種種功能的發(fā)揮得以正常，使得群眾的生產條件和居住環(huán)境得到明顯改善。而測量工作是清淤工程的首要工作。

1 研究現(xiàn)狀及存在的問題

如今大型工程之中，一般先選擇將水庫或者某段湖泊內的水抽干，用免棱鏡全站儀或者RTK對淤泥表面的高程進行測量，等到施工完成之后，再次用上述辦法對測量淤泥低層的高程?；蛘呤紫冗M行水下測量，利用游船和棱鏡或者測深桿配合RTK流動站，來測出水下的三維坐標和高程，接著在工程施工結束之后，再用免棱鏡的全站儀或者RTK對淤泥底部的高程進行測量，兩種方式視測區(qū)水深程度和地域壞境而決定。

清淤工程作為水下方施工，其受自然環(huán)境與水流速度的影響較大，必須選擇在風平浪靜的天氣，這個對于工程實施的效率造成了困難。其次，在清淤工程測量工作當中，河流或者湖泊邊遮蓋物較多，例如灌木叢。再者因為天氣原因，在水面之上經常霧氣騰騰，造成通視困難，遇到這種天氣會使得全站儀無法正常工作，對工作進度造成麻煩。最后，由于河流、湖泊周圍容易受到河水的沖刷，對控制點，基準站的選擇也造成了一定的困擾，綜上各種不可預計的自然因素，在選擇控制點和測量工具的問題上需要仔細斟酌比較，以便造成不必要的損失。

2 研究的意義

基于現(xiàn)今在清淤工程測量工作中遇到的各種難題，以及在最終方量計算方面不同方法的合適性選擇，通過此課題的研究，首先能更好地明確在不同區(qū)域環(huán)境中測量方式以及測量工具的選擇，同時對測量人員的安全如何起到一定的保障作用。以及控制點、基準站的位置選擇性。在方量計算方面，通過不同的計算方式結果的分析與比較，給工程實際操作提供合適的借鑒作用，確保精度達到工程規(guī)范的要求，以及資金和效率的保證。

3 項目概況

象湖位于南昌市的西郊，由東江、南江、西江、北江和青山湖的水流集合而成，總面積216平方千米。在進行象湖景區(qū)建設之前，需進行清淤工程，并將用象湖淤泥來打造濕地景觀。

4 外業(yè)數(shù)據(jù)采集

4.1 水域部分的數(shù)據(jù)采集

對于湖中央等一些水深區(qū)域，將全站儀架設在己測控制點上進行碎部測量，測量人員做好相應保護工作，乘坐游船，在待測點位置將棱鏡桿插入湖水當中，全站儀進行三維坐標點位的測取。碎部點要求按照10m*10m的方格間距進行淤泥點位測量。

4.2 淤泥較淺區(qū)域的數(shù)據(jù)采集

對于淺水區(qū)，采用全站儀碎部測量。測量人員穿著下水褲直接走在淤泥表面進行碎部點的采集，要求棱鏡桿立在淤泥的表面，而不能深入其淤泥內部。

4.3 淤泥較深區(qū)域的數(shù)據(jù)采集

象湖少部分區(qū)域在自然風干的情況下，導致淤泥厚度較大，土質疏松與濕潤，對測量人員的安全與測量精度都造成了一定的麻煩，此時，利用全站儀免棱鏡模式對淤泥的三維坐標進行采集。

5 清淤范圍的確定

清淤范圍的確定影響著清淤量的大小，在實際碎部點采集的過程中，測量人員手持棱鏡需要沿著象湖測區(qū)的最邊緣進行碎部點的測量，測出的數(shù)據(jù)區(qū)域則為整個清淤工程的清淤范圍。

將數(shù)據(jù)點位在CASS圖中進行高程點的擴展，檢查所有控制點與后視點及一些異常數(shù)據(jù)點位是否進行了正確的處理。用復合線沿著邊緣將所有高程點進行連接，將所有的高程點通過復合線形成閉合圖形，即實際清淤工程中清淤的范圍（見圖1）。

6 方格網(wǎng)法計算方量

方格網(wǎng)法原理是將測區(qū)分成若干個邊長相等的正方形，通過實地測量測或者相應圖紙得到每個方格網(wǎng)點的自然標高，在由已知的地面設計標高，與自然標高的差值，可以求出零線位置，然后求出每個方格的填挖方量，所有方格的填挖方量相加就是整個區(qū)域總量。

將清淤前的所有點位在CASS中展開高程點，沿著所有的邊緣高程點進行復合線的圈定，將象湖圍成一個閉合曲線，注意到小島同樣會進行方格網(wǎng)的計算，新建工程用復合線將兩個小島閉合起來，用方格網(wǎng)的辦法求出小島的方量，將總的方量減去小島的方量，即清淤前的總方量。

具體步驟：打開【工程應用】菜單欄下的【方格網(wǎng)計算方量】，鼠標選取剛閉合的復合曲線。彈出對話框如圖2所示。

在高程點坐標數(shù)據(jù)文件一欄中選擇加載清淤前的總點位數(shù)據(jù)dat文件目標高程為默認0米根據(jù)實際碎部點采集間隔，將方格寬度改為10米點擊“確定”，會自動生成經過計算的方格網(wǎng)圖，如圖3所示。

其中豎列代表挖方量，橫排代表填方量，由CASS圖可得出，清淤前的挖方量為：

V1=31492878.9m3（包括小島的挖方量）。同樣方法新建工程中得出的小島方量為V島=835173.7+340707.7=1175881.4m3，如圖4所示。

求出清淤前的方量（減去小島）為：

V前=V1-V島=31492878.9-1175881.4=30316997.5m3

清淤后的點位展開到象湖地形圖中，將象湖的復合線和小島的復合線分別進行處理，接著與清淤前的方法相同，用方格網(wǎng)法進行方量計算，求出的方量V2=30258404.9m3，如圖5所示。

同樣求出小島的清淤量為V島=341827.7+830700.6=1172528.3m3，如圖6所示。

由此得出清淤后的V后=V1-V島=30258404.9-（341827.7+830700.6）=29085876.6m3。

即清淤總量V清=V前-V后=30316997.5-29085876.6=1231120.9m3。

7 方法評價

地形模型上截取的，算出的填挖高度不準確，求出的方量有誤差，方格網(wǎng)法是用平面四邊形方格來擬合斜坡，當方格的寬度越小，就越接近斜坡。優(yōu)點是沒有龐大冗雜的數(shù)據(jù)存儲量。缺點是始終存在著一定的誤差，因此方格網(wǎng)法只適用于開挖前后比較平坦，高程起伏不大的地面，象湖的清淤工程的淤泥高差總體比較平緩，適用于方格網(wǎng)法。

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