感潮长河段航道测量中水位控制

现代物业・新建设 2012年第11卷第4期

感潮长河段航道测量中的水位控制

李大林 李金乾 袁鹏

（长江宜昌航道局，湖北 宜昌 443000）

摘 要：感潮河段潮差变化大，水位控制测量既是重点也是难点，其质量直接影响到最终成果的好坏。本文以瓯江河段航道测量为例，介绍感潮长河段水位控制的方法和原理。关键词：感潮长河段；水位测量；水位改正

中图分类号：U675.4 文献标识码：A 　 文章编号：1671-8089（2012）04-0014-02

为了解和积累瓯江航道流域水下地形资料，为今后该河段航道运行管理提供相应的地形资料，确保瓯江航道安全运行，充分发挥瓯江航道的经济效益，受当地港航部门委托，长江宜昌航道测绘处承担了瓯江流域73公里航道断面测量项目。

瓯江是浙江省第二大河，自西北向东南流向，由温州市流入东海，近海口码头林立，是温州市一条运输大动脉。受东海潮汐影响，感潮河段长78km，潮区界达温溪，潮差最大可达6米。如何组织实施感潮长河段的水位控制，使水位改正后水深数据精度符合规范要求，本文结合实践，做了一些探索和总结。

要求，进行了科学严谨的现场踏勘选点，使水尺既能充分反映测区的水位变化，又能方便测量员的观读。

（3）水尺的零点校准

目前GPS-RTK测量高程能达到厘米级，可以满足该工程需要。针对测区狭长的特点，我们分区域多次架设基站，并采用大功率发射天线，使差分信号能有效覆盖15公里范围，对所有水尺逐一进行零点校准，基本达到四等水准精度。

二、水位控制测量的实施

测区狭长，对水位站的合理使用以及人员的优化调配提出了较大挑战，如何在满足测量要求的同时最大程度地节省人力、物力是首要考虑的问题；另外水尺多布设于码头附近，过往船只和大风涌浪等环境因素对观测均有影响，如何消弱这样误差，尽可能提高观测精度也是重要的问题。为此我们采取了诸多措施，取得了较好的效果。

（1）提前制订作业进度

每晚召开工作会议，就第二天测量内容进行讨论，重点制订各组作业的工作安排和进度，以便科学摆设水位站，节省水位站搬迁时间，同时使各水位站能够方便地控制水深测量区域。

（2）严格校对时间

测量前测量船与水位站校对时间，保证各个水位组与水深组时间误差不超过1min。

（3）加大观测密度

按照施测方案，加密观测次数，观测时间间隔为10min，并在水深测前10min开始，测后10min结束。

（4）提高观测精度

一、水位站的选取和布设

（1）制订布设方案

针对甲方仅提供蓝图纸质版资料和部分水位站资料，难以满足长河段水位控制需要的情况，经现场踏勘后综合考虑决定在充分利用已有水位站的同时，对现在水位站进行加密，科学增设部分临时水尺。熟悉和查阅瓯江航道相关历史资料后，我们编写了施测方案，决定布设12处水尺，其中利用测区已有水尺8处（黄华水尺、七里水尺、龙湾水尺、状元桥水尺、液化气码头水尺、救助码头水尺、屿头水尺、金江预制件码头水尺），加密设立临时水尺4处（下村水尺、西州桥水尺、小旦村水尺、门岙水尺）。

（2）临时水尺的布设

根据《水位观测标准》（GB/T50138-2010）相关规范

[作者简介] 李大林（1961- ），男，湖北当阳人，本科，湖北黄石理工学院，长江宜昌航道局，工程师，研究方向：从事水运工程测量技术管理。

李金乾（1989- ），男，湖北省钟祥市，本科，中国地质大学，长江宜昌航道局，工程师，研究方向：从事航道测量工作。 袁 鹏（1976- ），男，贵州务川人，本科，武汉理工大学，长江宜昌航道局，高级工程师，研究方向：从事水运工程测量技术管理研究。 – 14 – 在外业水位测量时，每次分别读取水尺最高和最低读数各三次，取其平均值作为观读水位值，同时水位读取精度精确到1cm。

（5）绘制水位曲线图

水位测量外业完成后，按天按站对水位数据进行预处

理和保存，并绘制水位曲线图，结合当地潮汐表进行分析比较，剔除奇异值，以得到准确的水位资料（图1）。

图1 温州瓯江航道断面测量水位过程曲线图

我们以11月29日的数据为例进行检验，其统计结果如下：

参与对比总点数高程对比互差高程对比互差＞

≦0.4m0.4m

95289755

94.3%5.7%

三、水位改正的基本原理和方法

水位改正的实质是在瞬时测深值中扣除潮汐时变影响，获得与时间无关的“稳定”深度场，这个稳定深度场就是深度基准面下的河床高程。水位值由一个或多个水位站上的水位观测序列提供，按采用的水位站数量及分布，水位改正可以分为单站、双站和多站模式，分别适用于点领域、线域和面域的测深数据的归算。

在瓯江航道测量中，测区狭长类似带状，综合考量后，单站或双站水位改正即可满足测量要求。

（1）计算水位站控制范围

从需要相邻两水位站的观测资料中，选取水位差最大一天的资料，绘制水位曲线图，比较出瞬时最大水位差，根据公式计算每个水位站控制距离d=a×S/△h，其中a为测深精度，S为相邻两水位站之间的距离，△h为瞬时最大水位差。

（2）单站或双站水位改正

判断水深点是否在单个水尺控制范围内，如果在其控制范围内，则对测区内水深数据进行单站改正；如果单个水尺无法有效控制水位变化，则根据水深点距水位站之间的距离权重按线性内插的原理进行双站改正。

我们采用了相关软件进行水位改正处理，相比传统手算，明显提高了作业效率和质量（图2）。

点数

百分比

由此可见，高程对比互差满足测量精度要求，可以判定我们进行的感潮长河段水位控制是有效的。

五、结束语

首次进行感潮长河段的水位控制，对我处而言既是挑战，也是机遇。任务圆满完成，锻炼了队伍，培养了人才，积累了经验。我们通过实践，也总结出一些要点：

（1）水位站的布设是首要考虑的问题，要在充分踏勘的基础上，制订合理布设方案。

（2）利用GPS-RTK技术进行水尺零点校准，能达到四等水准精度，满足测量的要求，相比水准测量节约了经济和时间成本。

（3）利用水位曲线表，结合当地潮汐表进行分析比较，可有效剔除水位数据中的奇异值，确保观测数据的可靠性；根据实际情况合理选择单站或双站水位改正，保证了水深后处理数据的正确性。

（4）抽样检查纵、横断面重合部分水深点的高程对比互差，通过验证统计结果是否满足规范要求，可反过来检验水位改正是否正确，及时发现错误，确保成果质量。

四、水深改正后数据的检验

瓯江断面测量包括38条横断面测量和3条全河段的纵断面测量，施测时间并不完全同步。为验证经水位改正后水深数据的精度和正确性，我们以纵断面测量线为检查线，抽取纵、横断面重叠部分10%数据进行高程比对，验证数据的逻辑性和互差是否满足规范要求，即图上1mm范围内水深点的高程对比互差≦0.4m。高程比对超限点数超过参加比对总点数的20%时，说明测量有误，需及时重测。

参考文献：

[1] 暴景阳，刘雁春.海道测量水位控制方法研究[J].测绘科

学，2006，31(6)：49-51.

[2] 孟繁强.海港水深测量中水位控制的探讨[J].港工技术，

2008(4)：49.

[3] 黎学宇.水深测量中水位数据处理方法及程序开发[J].水

运工程，2009(7)：154-155.[4] JTJ203-2001.水运工程测量规范[S].

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