左佳佳，王予勻，萬 青，張 雪

（江蘇省灌溉總渠管理處，江蘇 淮安 223001）

1 概述

河道斷面測量是水利工程建設(shè)項目前期重要的基礎(chǔ)工作，測量成果質(zhì)量直接影響工程的設(shè)計與施工［1-2］?？茖W(xué)開展河道斷面測量工作分析，有助于提高河道斷面測量效率。當前國內(nèi)外學(xué)者采用不同的監(jiān)測手段對河道斷面進行了監(jiān)測分析［3-4］。鞏士群等［5］提出一種基于液面檢測傳感器的水位自動監(jiān)測系統(tǒng)；吳曉文等［6］分析了GNSS手持終端的優(yōu)勢及其在河道斷面測量中的應(yīng)用；張國學(xué)等［7］提出了一種基于H-ADCP河道斷面多層流速測量方法，結(jié)合部分流量累加法給出了測量區(qū)和盲區(qū)的流量計算公式；楊立志［8］探討了DEM的生產(chǎn)流程及在河道劃界中的應(yīng)用；張立剛［9］介紹了空中三角測量、數(shù)字高程模型匹配、數(shù)字正射影像生產(chǎn)等數(shù)字攝影測量關(guān)鍵技術(shù)在斷面測量數(shù)據(jù)處理中的實際應(yīng)用；趙雨琪等［10］闡述了利用無人機測繪技術(shù)進行河道斷面測量的原理與技術(shù)流程；楊朝輝等［11］將無人機與GPS-RTK引入河道斷面測量；劉少聰?shù)龋?2］選擇典型河段采用機載三維激光掃描技術(shù)和傳統(tǒng)測繪技術(shù)手段進行地形測繪，對2種技術(shù)手段采集的成果數(shù)據(jù)進行精度統(tǒng)計與分析評價。此外，還有部分學(xué)者研究了三維激光掃描技術(shù)和多普勒超聲波技術(shù)在河道斷面測量中的應(yīng)用［13-14］。

本文以淮安抽水二站為研究對象，為分析河道斷面特征變化，分別采用DNA03數(shù)字水準儀、過河索法和測深錘等方法，對淮安抽水二站垂直位移、底板測點沉降和上下游沖淤量進行了監(jiān)測分析，研究成果可為相關(guān)工程提供參考。

2 工程概況

江蘇省淮安抽水二站（淮安二站）位于京杭大運河和蘇北灌溉總渠的交匯處，于2013年4月完成通水驗收并交付淮安抽水二站管理所負責日常運行管理。具體控制運用原則為：排澇時，將沙莊引江閘、鎮(zhèn)湖閘、新河北閘分別進行關(guān)閉和開啟，目的是調(diào)取白馬湖地區(qū)的澇水進入灌溉總渠，然后通過云東閘排入大?；蚪?jīng)運西分水閘，淮安抽水三站與長江匯流；抗旱時，分別將新河北閘和沙莊引江閘進行關(guān)閉或打開，然后調(diào)取長江水流入灌溉總渠北上，彌補淮水不足。自1979年投運至2019年底建成運行以來，2臺主機累計運行173 745臺時，運行累計抽水總量為384億m3，平均泵站年抽水量約9.6億m3，為所在地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及淮北地區(qū)的防洪排澇、抗旱灌溉、航運供水發(fā)揮了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益

3 垂直位移觀測

本次河道垂直位移測量主要采用DNA03數(shù)字水準儀，DNA03包含1個8行LCD顯示器和1個鍵盤，水平驅(qū)動器位于儀器兩側(cè)，使用基于NA3003模型的磁阻尼補償器。由于所有擺錘系統(tǒng)沒有磁特性，地球磁場不會影響補償器。DNA03相比傳統(tǒng)的數(shù)字水準儀，對圓形水平面進行了改進，保證了氣泡在溫度變化下具有更高穩(wěn)定性。DNA03數(shù)據(jù)存儲概念基于TPS700進行開發(fā)，測量數(shù)據(jù)以二進制格式自動存儲在內(nèi)部存儲器中，該存儲器的容量約為6 000個測量值或1 650個站（后視-前視）。此外，存儲在內(nèi)部內(nèi)存中的數(shù)據(jù)可以先復(fù)制到PCMCIA卡上，然后再將復(fù)制到卡上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為讀取數(shù)據(jù)。

淮安二站的垂直位移觀測等級為二等,站內(nèi)設(shè)有1條觀測線路共40個垂直位移觀測標點，其中2塊底板共為8個，上左翼墻、下左翼墻分別為6個，上右翼墻、下右翼墻分別為10個?；窗捕旧嫌乙韷?-1、1-2處前期未設(shè)觀測標點，2018年3月工程項目增設(shè)了標點并于4月完成考證。

由于2010年10月至12月分別完成改造項目并通過測試，因此2010年與2011年加固改造期間無觀測資料。根據(jù)2012—2019年的翼墻測點監(jiān)測結(jié)果，最大間隔為2013年汛后發(fā)生在下左翼2-2處的-6.7 mm位移量，其余測點間隔位移量皆處于-6.7~6.6mm之間。2012—2019年的底板測點數(shù)據(jù)中，最大間隔為2018年汛后發(fā)生在底板2-3處的4.2mm位移量，其余底板測點間隔位移量為-3.3~4.2mm之間。分析得出每年間隔位移量變化很小，無明顯的不均勻沉降且總體趨勢是趨近于0刻度線，因此認為淮安二站工程整體較為穩(wěn)定。

4 河床斷面變化規(guī)律

本次在上游河床共布置的4個斷面為C.S.1~C.S.4（上），下游共布置的5個斷面為C.S.1~C.S.5（下）。引河橫斷面觀測采用過河索法測深錘測深。淮安二站分別在2010年10月和2012年12月進行加固改造并通過機組試運行驗收，因此2010年與2011年加固改造期間無觀測資料。2013—2019年淮安二站河床間隔沖淤量見表1、表2，2013—2019年淮安二站河床累計沖淤量見表3。

表1 淮安二站上游河床間隔沖淤量

表2 淮安二站下游河床間隔沖淤量

表3 淮安二站河床累計沖淤量

由相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知，淮安二站于2014年出現(xiàn)了最大累計淤積量，達到9 200m3。其中，上游淤積量為908m3，其比例占到了5%的河床標準容積；下游淤積量為9 200m3，其比例占到了23%的河床標準容積。出現(xiàn)這一變化規(guī)律是由于2014年淮安二站進行了長時間的開機運行，累計運行142 d，故上游淤積量和下游淤積量出現(xiàn)相反的變化趨勢。另一方面，2019年汛后，上游累計淤積量達到1 878m3，其比例占到了10.3%的河床標準容積；下游累計淤積量達到5 939m3，其比例占到了14.8%的河床標準容積。由于上下游引河斷面與標準斷面十分接近，對斷面過水流速影響不大。2019年汛后觀測上、下游引河斷面接近標準斷面，對斷面過水流速影響不大。

5 結(jié)語

本文以淮安抽水二站為研究對象，為分析河道斷面特征變化，分別采用DNA03數(shù)字水準儀、過河索法和測深錘等方法，對淮安抽水二站垂直位移、底板測點沉降和上下游沖淤量進行了監(jiān)測分析。研究結(jié)果表明，每年間隔位移量變化很小，無明顯的不均勻沉降且總體趨勢為趨近于0刻度線，因此認為淮安二站工程較為穩(wěn)定。此外，由于上下游引河斷面與標準斷面十分接近，對斷面過水流速影響不大。2019年汛后，觀測上下游引河斷面接近標準斷面，對斷面過水流速影響不大。