浅谈河床断面测量方式

李洪路

摘要：为掌握铁路桥梁桥墩基础冲刷情况和桥址处河道变迁及河床冲刷、淤积情况，对桥径渡洪能力作出评估，同时为水文检算提供依据，我处对桥址处和桥轴线上、下游各25米位置，确定横断面分别进行测量。

关键词：双频测量仪；便携式测深仪；iRTK智能测量定位仪

一、概述

河道断面测量是河道地形测量的主要内容，包括纵断面测量和横断面测量，本文主要讲解的是河道横断面测量方式。为掌握铁路桥梁桥墩基础冲刷情况和桥址处河道变迁及河床冲刷、淤积情况，对桥径渡洪能力作出评估，同时为水文检算提供依据，我处对桥址处和桥轴线上、下游各25米位置，确定横断面分别进行测量。测量仪器主要利用中海达iRTK智能测量定位仪、双频测量仪、便携式测深仪等专用设备。在近一年的测量实践中，遇到过各式各样的河流，有的水深流急、有的水流比较平缓、还有的障碍物很多，这就需要技术人员针对不同的作业环境采取不同的辅助测量措施，在保证人员和仪器设备安全的前提下，进行测量工作。下面对自己近一年的工作当中，针对不同的环境，所采用的各种测量方式进行一个总结，与大家共同探讨。

二、测量前准备工作

根据测量任务和现场地形地貌、水深和流速等的具体情况，编制切实可行的测量方案，制定可靠的辅助测量措施，确定测量人员组成并进行工作分工，明确工作职责，准备所需的测量仪器设备和辅助措施资源。

三、测量方式

针对测量现场不同环境，应该采取不同的测量方式，本文根据桥梁所处的河床位置有无水情况主要分为两大类，一种是岸上河床横断面测量，另一种是水下河床横断面测量，下面对这两种测量方式分别介绍。

（1）岸上河床横断面测量

岸上河床横断面测量相对简单，可以用中海达iRTK智能定位仪直接测取测点的三维坐标。测量时，首先分别设置iRTK基准站和移动站参数，得到固定解坐标，然后在河流两岸分别量取测线的一点并做好标记，方便测量人员按既定线路进行测量。由于所测铁路桥梁大都是老桥，没有控制点坐标，因此，所测得的河床断面原始数据都是相对坐标值。

基准点的位置应选择在开阔且地势较高的地方，保证基准站信号质量，基准点用钢钉作标记，基准站对中整平后架设在基准点上。需要注意的是，首次架设基准站测量需要对基准站进行平滑采点操作，并量取基准点至iRTK天线的垂直高度填入手簿中的斜高，点击设置完成。再次对同一个测量任务进行测量时，为得到同一个坐标系统的数据，基准站在同一个基准点上架设好后，不能平滑，只需要把首次平滑得到的经纬度手动输入到手簿中，并量取基准点至iRTK天线的垂直高度填入手簿中的斜高，点击设置完成即可。

（2）水下河床横断面测量

水下河床断面测量均需要采用冲锋舟等水上交通工具提供测量平台，针对不同水深、流速和桥址处地形等特点，本处在进行河床断面测量时，主要采用以下三种测量方式。

①HD-380双频测深仪和iRTK智能定位仪联测

在水面开阔，水深较深，能满足冲锋舟正常航行的条件下，多采用HD-380双频测深仪和iRTK智能定位仪联测的方式进行河床断面测量。测深仪和iRTK智能定位仪联测是利用测深仪测得水深，iRTK智能定位仪测得水面点的三维坐标，通过测深仪自身功能在测量过程中对高程值进行修正，从而得到测点处河床底的三维坐标的一种方式。

测深仪换能器的安装位置应使其周围杂声和水花干扰最小，应尽量远离机舱、螺旋桨，也不能靠近船首的水流平滑处，同时应避开排水口、海底阀及其它有碍水流平顺的凸出物，一般装于离船首1/2～1/3船长处。

②LJ20A便携式测深仪和iRTK智能定位仪联测

当水域环境复杂，水深较浅，水中障碍物多，冲锋舟航行受限制，如果采用HD-380双频测深仪进行测量时，换能器安全得不到保证的时候，可采用LJ20A便携式测深仪和iRTK智能定位仪联测的方式进行河床断面测量。

与第一种测量方式类似，LJ20A便携式测深仪可以测得测点处的水深，iRTK智能定位仪可以测得测点水面处的三维坐标，不同的是，这种方式测得的测点的水下河床底的相对高程H´，需要后期对iRTK智能定位仪测得的三维坐标的H值进行手动改正，即H´=H水面-h水深，这样才能得到测点处的水下河床底三维坐标。

需要注意的是，这种测量方式，一般需要两个人进行操作，一个人用便携式测深仪测量水深，另一个人用iRTK智能定位仪测量测点的水面坐标。在操作过程中，两个人需配合默契，以确保采点位置相同。

③iRTK智能定位仪直接测量

当测线处水深较浅且流速不大，iRTK智能测深仪移动站的测杆可以插到水底，且水流阻力不大，测杆可以保持垂直的情况下，可采用iRTK智能定位仪直接对水中断面进行测量。

④LJ20A便携式测深仪和全站仪联测

由于我处所进行的河床断面测量多为桥址处和上、下游25m位置，有时铁路线路较集中，在桥梁密集区以及受铁路高压线路的影响，iRTK智能定位仪信号较弱，移动站长时间不固定，无法测得固定解时，可以用全站仪代替iRTK智能定位仪，采用全站仪和LJ20A便携式测深仪联测。

全站仪需要架设在由iRTK智能定位仪测得的任意已知点上（注意全站仪位置必须通视所有待测点），岸上人员指挥测船在既定测线上行驶，全站仪记录测点的水面三维坐标，同时，LJ20A便携式测深仪测得该点的水深。测量完成后，对全站仪测得的三维坐标的高程值进行改正，即H´=H水面-h水深，最后得到测点处的水下河床底三维坐标。

四、内业处理

外业采集到的数据是河床断面测量的原始数据，需要进行内业计算，绘图前，需要把测得的数据导入到电脑中，对测量数据进行全面检查。对HD-380双频测深仪测得的假水深进行修正，对偏离测线较远的测点进行删除，对需要后期改正的高程值进行修正，最后把检查无误的测量数据保存为.dat格式的文件，用南方cass9.0测量软件进行河床断面图的绘制，并对测量结果进行必要的说明。

五、结语

河床横断面测量作业过程比较繁琐，本身技术难度不大，要确保交出一份优良的测量成果，测量前必须针对不同的地形环境，采取正确的辅助措施，制定符合实际的测量方案；测量过程中，严格按程序操作，不遗留任何一个特征点，并及时做好现场记录；测量完成后，对测量数据进行认真检查，方可正式绘制河床断面图。