胡子全

摘要：淤泥方量的預算是河道清淤工程进行的前提，关系到工程的费用和方案选优，其计算要精确、符合实际。淤泥方量的常见计算方法有断面法、DEM数字高程模型法、方格网法、区域土方量平衡法和平均高程法等。本文以方格网法为例，探讨其在象湖清淤方量计算中的作用。

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.

关键词：清淤；数据采集；方格网法；方量

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

中图分类号：TV697.3+1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）09-0145-03

0 引言

清淤工程指疏浚河道，为水利工程。目前我国水利工程的开发建设发展比较迅速，特别是南水北调等战略性工程的快速推进，同时河流对人类的作用是不可或缺的，因此在当今社会，河流治理以及存在的问题也广受群众关注，清淤工程是切断河流内源污染的有效工程措施之一。为了在我国经济迅速发展的同时不对人们的生活以及其它物种的生存造成伤害和影响，我们需要严格按照水利施工的规范，对河流进行清淤工程的措施。使得日益影响到排涝、防洪、供水、通航等种种功能的发挥得以正常，使得群众的生产条件和居住环境得到明显改善。而测量工作是清淤工程的首要工作。

1 研究现状及存在的问题

如今大型工程之中，一般先选择将水库或者某段湖泊内的水抽干，用免棱镜全站仪或者RTK对淤泥表面的高程进行测量，等到施工完成之后，再次用上述办法对测量淤泥低层的高程。或者首先进行水下测量，利用游船和棱镜或者测深杆配合RTK流动站，来测出水下的三维坐标和高程，接着在工程施工结束之后，再用免棱镜的全站仪或者RTK对淤泥底部的高程进行测量，两种方式视测区水深程度和地域坏境而决定。

清淤工程作为水下方施工，其受自然环境与水流速度的影响较大，必须选择在风平浪静的天气，这个对于工程实施的效率造成了困难。其次，在清淤工程测量工作当中，河流或者湖泊边遮盖物较多，例如灌木丛。再者因为天气原因，在水面之上经常雾气腾腾，造成通视困难，遇到这种天气会使得全站仪无法正常工作，对工作进度造成麻烦。最后，由于河流、湖泊周围容易受到河水的冲刷，对控制点，基准站的选择也造成了一定的困扰，综上各种不可预计的自然因素，在选择控制点和测量工具的问题上需要仔细斟酌比较，以便造成不必要的损失。

2 研究的意义

基于现今在清淤工程测量工作中遇到的各种难题，以及在最终方量计算方面不同方法的合适性选择，通过此课题的研究，首先能更好地明确在不同区域环境中测量方式以及测量工具的选择，同时对测量人员的安全如何起到一定的保障作用。以及控制点、基准站的位置选择性。在方量计算方面，通过不同的计算方式结果的分析与比较，给工程实际操作提供合适的借鉴作用，确保精度达到工程规范的要求，以及资金和效率的保证。

3 项目概况

象湖位于南昌市的西郊，由东江、南江、西江、北江和青山湖的水流集合而成，总面积216平方千米。在进行象湖景区建设之前，需进行清淤工程，并将用象湖淤泥来打造湿地景观。

4 外业数据采集

4.1 水域部分的数据采集

对于湖中央等一些水深区域，将全站仪架设在己测控制点上进行碎部测量，测量人员做好相应保护工作，乘坐游船，在待测点位置将棱镜杆插入湖水当中，全站仪进行三维坐标点位的测取。碎部点要求按照10m*10m的方格间距进行淤泥点位测量。

4.2 淤泥较浅区域的数据采集

对于浅水区，采用全站仪碎部测量。测量人员穿着下水裤直接走在淤泥表面进行碎部点的采集，要求棱镜杆立在淤泥的表面，而不能深入其淤泥内部。

4.3 淤泥较深区域的数据采集

象湖少部分区域在自然风干的情况下，导致淤泥厚度较大，土质疏松与湿润，对测量人员的安全与测量精度都造成了一定的麻烦，此时，利用全站仪免棱镜模式对淤泥的三维坐标进行采集。

5 清淤范围的确定

清淤范围的确定影响着清淤量的大小，在实际碎部点采集的过程中，测量人员手持棱镜需要沿着象湖测区的最边缘进行碎部点的测量，测出的数据区域则为整个清淤工程的清淤范围。

将数据点位在CASS图中进行高程点的扩展，检查所有控制点与后视点及一些异常数据点位是否进行了正确的处理。用复合线沿着边缘将所有高程点进行连接，将所有的高程点通过复合线形成闭合图形，即实际清淤工程中清淤的范围（见图1）。

6 方格网法计算方量

方格网法原理是将测区分成若干个边长相等的正方形，通过实地测量测或者相应图纸得到每个方格网点的自然标高，在由已知的地面设计标高，与自然标高的差值，可以求出零线位置，然后求出每个方格的填挖方量，所有方格的填挖方量相加就是整个区域总量。

将清淤前的所有点位在CASS中展开高程点，沿着所有的边缘高程点进行复合线的圈定，将象湖围成一个闭合曲线，注意到小岛同样会进行方格网的计算，新建工程用复合线将两个小岛闭合起来，用方格网的办法求出小岛的方量，将总的方量减去小岛的方量，即清淤前的总方量。

具体步骤：打开【工程应用】菜单栏下的【方格网计算方量】，鼠标选取刚闭合的复合曲线。弹出对话框如图2所示。

在高程点坐标数据文件一栏中选择加载清淤前的总点位数据dat文件目标高程为默认0米根据实际碎部点采集间隔，将方格宽度改为10米点击“确定”，会自动生成经过计算的方格网图，如图3所示。

其中竖列代表挖方量，横排代表填方量，由CASS图可得出，清淤前的挖方量为：

V1=31492878.9m3（包括小島的挖方量）。同样方法新建工程中得出的小岛方量为V岛=835173.7+340707.7=1175881.4m3，如图4所示。

求出清淤前的方量（减去小岛）为：

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

清淤后的点位展开到象湖地形图中，将象湖的复合线和小岛的复合线分别进行处理，接着与清淤前的方法相同，用方格网法进行方量计算，求出的方量V2=30258404.9m3，如图5所示。

同样求出小岛的清淤量为V岛=341827.7+830700.6=1172528.3m3，如图6所示。

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

即清淤总量V清=V前-V后=30316997.5-29085876.6=1231120.9m3。

7 方法评价

地形模型上截取的，算出的填挖高度不准确，求出的方量有误差，方格网法是用平面四边形方格来拟合斜坡，当方格的宽度越小，就越接近斜坡。优点是没有庞大冗杂的数据存储量。缺点是始终存在着一定的误差，因此方格网法只适用于开挖前后比较平坦，高程起伏不大的地面，象湖的清淤工程的淤泥高差总体比较平缓，适用于方格网法。

参考文献：

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[2]廖小延，熊俊杰.方格网法计算土方量的应用分析[J].城市勘测，2015（01）.

[3]王铁生，程鹏里，赵东保，缑慧娟.方格网法土方量计算及误差影响[J].测绘通报，2012（S1）.