李 燃
(信陽市水利勘測設(shè)計院)
浉河古名浉口水,簡稱浉水,位于淮河上游江淮分水嶺的北坡,為淮河上游右岸較大的一級支流,發(fā)源于信陽市西南的四望山,在信陽市中心城區(qū)穿城而過,流經(jīng)浉河區(qū)、平橋區(qū)、羅山縣,在羅山縣顧寨村匯入淮河,河道全長約60 km,流域面積約2 000 km2。浉河南岸為延綿不斷的山地,自西向東依次有筆架山、賢山、龜山、琵琶山、震雷山等大小十幾座山峰。根據(jù)《信陽市河長制實施方案》,浉河屬于市級河流,上游建有南灣水庫,此次劃界調(diào)查測繪任務(wù)起點為南灣水庫下游約1km處賢橋至入淮口,劃界河長62.30 km。浉河河道略圖見圖1。
根據(jù)《河南省河湖管理范圍和水利工程管理與保護范圍劃定技術(shù)指南》具體要求,再結(jié)合信陽市浉河的實際情況,管理范圍線按照以下規(guī)范進行施測:在河道上游城區(qū)賢橋至規(guī)劃4#橡膠壩(樁號32+920)按照50 a一遇洪水位施測;浉河規(guī)劃4#橡膠壩(樁號32+920)至入淮口按照10 a 一遇洪水位施測;河道共有21處附屬設(shè)施,其范圍線按照實際邊界施測。
根據(jù)信陽市河湖劃界基本要求并結(jié)合浉河的實際情況,此次劃界項目須完成以下工作:①整個河道須布設(shè)D級GPS控制網(wǎng);②所有GPS控制點進行四等水準聯(lián)測;③對浉河河道進行航空攝影,并獲取整個河道的正射影像圖;④對浉河進行縱橫斷面測繪;⑤對浉河管理范圍及附屬設(shè)施實地測量劃界;⑥對浉河河道左右岸管理范圍線布設(shè)界樁點。
2.2.1 資料收集
圖1 浉河河道略圖
主要包括以下資料:①河道周邊1:10 000及以上比例尺地形圖;②河道周邊1:10 000及以上衛(wèi)星遙感影像;③河道周邊C 級GPS 點及三等水準點;④浉河河道水文資料;⑤浉河周邊行政權(quán)屬界線資料。
2.2.2 編制項目技術(shù)設(shè)計書
資料收集完畢后,及時組織開展項目工作會議,制定工作計劃,并編制項目技術(shù)設(shè)計書。
2.2.3 控制測量
項目進行D 級GPS 控制測量與四等水準測量,按照D 級GPS 控制測量要求,并結(jié)合浉河沿岸地形情況,共布設(shè)15 座D級GPS控制點,15座GPS點均聯(lián)測四等水準。GPS控制測量外業(yè)采用6 臺思拓力GNSS 接收機進行靜態(tài)采集,數(shù)據(jù)采樣間隔1s,每一觀測時段至少采集1 h,使用邊點混連式進行網(wǎng)傳遞;內(nèi)業(yè)使用思拓力靜態(tài)數(shù)據(jù)處理軟件SGO 進行基線解算,并完成網(wǎng)平差,基線解算與網(wǎng)平差精度均滿足D 級GPS 測量要求。四等水準測量外業(yè)使用Trimble Dini12電子水準儀和條碼式銦瓦水準標尺進行觀測,根據(jù)任務(wù)需要,在浉河沿岸共收集3 個三等水準點作為高程起算點,采用附和水準路線施測,項目水準測量共耗時12 d,完成水準路線72.60 km;內(nèi)業(yè)使用科傻軟件進行水準測量網(wǎng)平差,平差結(jié)果滿足四等水準測量要求。
2.2.4 航空攝影
項目利用積云1 號無人機進行航空攝影,航攝儀型號SONY ILCE-7R,為保證航攝影像的質(zhì)量,航攝當天天氣為晴天且無風,攝影的航向重疊率與旁向重疊均設(shè)置為70%;按照1:2 000 地形圖要求,地面分辨率應(yīng)優(yōu)于10 cm,我們將無人機航高設(shè)為400 m。此次外業(yè)航攝任務(wù)共規(guī)劃12個架次,每個架次沿河道中心線按照帶狀區(qū)域飛行,由于只能選擇在天氣狀況良好的條件下進行,該外業(yè)航攝工作13 d完成。無人機獲取原始影像后,使用Pix4D 軟件進行空三解算,并生成DOM 與DSM;為了獲取更精準的地形信息,在Pix4D 中對點云進行自動分類,剔除地表的建筑物與植被,獲取數(shù)字地面模型DTM。由于河道全長62.30 km,獲取的原始影像達6 582張,為提高內(nèi)業(yè)處理效率,我們采用分塊處理,最后將分塊數(shù)據(jù)進行拼接,形成一張完整的大圖。
2.2.5 洪水位分析計算
根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》(SL252-2017)、《防洪標準》(GB50201-2014)以及《浉河系統(tǒng)治理工程規(guī)劃》,確定信陽市賢橋至規(guī)劃4#橡膠壩樁號(32+920)段河段防洪標準為50 a一遇,4#橡膠壩樁號(32+920)至入淮口河段防洪標準為10 a一遇。外業(yè)實測浉河的縱橫斷面,根據(jù)現(xiàn)狀水面線成果以及縱橫斷面,推算各河段防洪能力,最終確定賢橋至規(guī)劃4#橡膠壩50 a 一遇洪水位高程,4#橡膠壩至入淮口10 a一遇洪水位高程。
2.2.6 輔助工作線生成
為了外業(yè)實測的方便,利用數(shù)字地面模型DTM 與推算的洪水位高程,使用EPS軟件生成一條與管理范圍線接近的輔助線。由于DTM 數(shù)據(jù)生成的高程線由程序自動生成,沒有經(jīng)過人工干預,會出現(xiàn)管理范圍工作輔助線穿過房屋、魚塘、公路、旱地、水田和支流等區(qū)域不能正確描述管理范圍工作輔助線的情況,所以需內(nèi)業(yè)結(jié)合實際情況對輔助工作線進行調(diào)整修飾。
2.2.7 外業(yè)實地勘測
將內(nèi)業(yè)生產(chǎn)的工作輔助線導入(RTK)GPS手簿軟件中,按照工作輔助線的走向與位置進行外業(yè)實測。依據(jù)《水利水電工程測量規(guī)范》(SL 197—2013),1:2 00 0比例尺地形點規(guī)定數(shù)據(jù)采集間距不超過20 m,特殊點位(明顯轉(zhuǎn)點,特征點等)必須采集,困難地區(qū)、山區(qū)等可適當放寬。采集的數(shù)據(jù)與設(shè)計數(shù)據(jù)偏差≤±10 cm,山區(qū)及特殊區(qū)域可放大到1.50倍。為方便外業(yè)測量,工作中需要一名河道管理人員陪同,特殊區(qū)域應(yīng)根據(jù)實際范圍線勘測。
2.2.8 管理范圍線制作與設(shè)計界樁點
根據(jù)外業(yè)實測的點位,在CASS軟件中繪制管理范圍線;按照界樁點布設(shè)要求,平地和丘陵地內(nèi)大片的農(nóng)田耕地每100~200 m 設(shè)計1 個界樁;面積不大的山區(qū)耕地、稀疏的獨立房屋、林地、荒地草地等每200~300 m設(shè)計1個界樁。河道工程管理區(qū)每100~150 m 設(shè)計1 個界樁,浉河河道共設(shè)計742 個界樁點。
2.2.9 成果整理,編寫工作報告,最終成果包括
項目技術(shù)設(shè)計書、D級GPS控制測量基線解算與網(wǎng)平差報告、四等水準測量平差報告、GPS 控制點成果表、1:2 000 正射影像圖、外業(yè)觀測記錄、儀器檢定證書、50 cm×50 cm影像分幅圖,并將管理范圍線與界樁點標注在分幅影像圖上,最終形成成果報告。工作技術(shù)路線圖見圖2。
圖2 工作技術(shù)路線圖
信陽市浉河管理范圍劃界工程自項目開始至全部成果提交,歷時7 個月,項目共完成D 級GPS 點15 座,并聯(lián)測四等水準;1∶2 000 正射影像圖196 km2;浉河左右岸管理范圍線138.62 km,設(shè)計界樁點742個,并按照項目要求制作成50 cm×50 cm影像分幅圖;以上所有成果均通過專家驗收。文章主要對信陽市浉河管理范圍劃界工作進行探討,詳細闡述了河道劃界的技術(shù)方法與工作流程,為本領(lǐng)域其他河道劃界工作提供一種技術(shù)方案,如有不足敬請批評指正。