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溪流笔谈▏单波束水深测量项目的实施,从测线里程统计开始

溪流 溪流之海洋人生 2023-05-07
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对于海洋测绘从业者来说,海洋测绘的作业率计算是一门必修课。一方面经营者必须清楚,在项目报价的时候,要考虑这个项目需要多少工天才能完成,以便核算该项目需要多少租船成本;另一方面,作为管理者必须清楚,完成这个项目需要多少外业工天,那么外业成本等也就能做到心中有数了,便可以制定项目完成进度表;再一方面,作为项目实施者必须清楚,这个活到底需要干几天,需要配备多少耗材等。

海洋测绘作业率的计算分项目测线里程的统计与项目外业工天的计算两个部分,本文就来谈谈项目测线里程的统计。测线里程是衡量测量项目工作量大小的主要依据,而测线里程的统计与测量项目的属性有关,又与测图比例尺有关,也与测区的难易程度有关。

比如,多波束水深测量项目就与单波束水深测量项目统计的方法不同,因为多波束水深测量需要全覆盖探测,而单波束水深测量则不需要。多波束全覆盖测量就需要顾及海区的水深情况,一般来说,多波束水深测量的有效覆盖宽度在水深的6倍左右,也就是说水深越深覆盖宽度就越大,反之则相反。

在平坦海区布设多波束水深测量测线比较简单,而在沿岸复杂地区,尤其在航门水道及岛礁周边区域,布设多波束水深测量测线就需要费一番功夫。理论上,多波束测量测线布设应平行于等深线的总走向,平行于航道走向,但在岛礁地形复杂地区,就需要事先依据旧海区进行测线规划,在航道边坡或水下岸坡区域就需要分割较细。

在测线里程的统计中,单波束水深测量是最为简单的。一般任务书或招标书中都会告知测图面积,也会有测图比例尺。拿到任务后,第一时间就需要查找该区域的旧海图,了解海区的难易程度,因为海区的复杂程度事关实际工作量的大小。

在海洋测绘中,参照的作业规范有四类:国标《海道测量规范》(GB 12327-1998),国标《海洋工程地形测量规范》(GB17501-2017),交通部标准《水运工程测量规范》(JTS 131-2012),及交通部标准《港口工程技术规范》(JTJ223-87)。

测线里程的统计,与《规范》规定布设的主测线间隔有关,也与测图比例尺设置有关。对于水深测量主测线布设间隔,四类规范的解释并不完全一致。在《港口工程技术规范》第5.1.3条中,水深测量断面线间距为图上2cm;而在新版《水运工程测量规范》中,分类则较细,规划设计阶段和施工测量阶段的测线间距要求不同,规划设计阶段均为图上2cm,施工测量阶段又分基槽、炸礁、船闸、船坞、疏浚等不同施工类型,而航道测量一般水域为图上1.5cm,重点水域为图上1cm;在《海洋工程地形测量规范》中,原则上主测线间隔为图上1~2cm,可依据海区的重要性及海底地形的复杂程度设定;在国标《海道测量规范》中,主测线间隔则统一设定为图上1cm。

如此,在海洋测绘中,对主测线布设间隔各《规范》的基本范围为图上1~2cm,可依据作业任务的下达单位属性来参照执行。比如,对海洋部门下达的单波束水深测量任务,按图上1.5cm来设计大家就比较容易接受;对交通部门下达的任务,可以分阶段、分性质实施,一般航道区域可按图上1.5cm来设计;而对海军下达的作业任务,则需要统一按图上1cm间隔来布设测线。

现在就不妨按照图上1cm的布设间隔来计算测线里程,既然是图上间隔不是实地间隔,那么就需要先明白本项目的测图比例尺。下面以1:1000比例尺为例来说明,见下图所示。

一般而言,水深测量的项目是按平方公里下达任务的,内河航道和码头前沿区域除外。那么,就首先需要计算每平方公里所包涵的测线里程。1:1000比例尺按图上1cm间隔布设测线,则实地为10m,如果考虑是1km×1km的矩形区域,那么则需要布设101条每条长为1km的测线,才能涵盖整个测区,见上图。如此,就不难计算出每平方公里的测线里程,即:1km×101=101公里。如果1:10000比例尺,同样的1km×1km矩形区域,需要布设11条每条长为1km的测线,则每平方公里需要的主测线里程为11km。从这里大家就能知道,主测线里程与测图比例尺并不成对应的等比关系。

那么是不是以上统计的测线里程就是每平方公里海区的单位测线里程呢?其实并非那么简单。首先,在实际测量工作中,为了不产生漏测现象,船只均需提前上线,并待出了测区一定距离后再下线,这样就会产生多余测量;其次,从船只下线到船只调头上线,也需要多余测量,如果水平较差的操纵人员则需要更多的多余里程。在海洋测绘作业率统计中,需要考虑这样的因素,一般这样的调整系数为1.1~1.3,可依据海况情况、测图比例尺和海区特点来综合考虑。如上,若调整系数为1.2,那么1:1000比例尺测图每平方公里测线里程为121.2km,1:1000比例尺每平方公里测线里程则为13.2km。

有了测线里程,乘上测图面积,就能很方便地计算出该工程的测线工程量。当然,在单波束水深测量中,除了主测线里程需要统计外,还需要计算检查线里程;对于海底地形复杂区域,还需要计算加密测线、辐射线、螺旋线等测线里程,及明礁、干出礁、适淹礁等礁石探测的里程。在暗礁(或水下特殊深度)探测中,一般按礁石的等级(强级、中级、弱级)来估算,如强级区域可按30km/个来统计,等等。

海洋测绘的作业率计算,测线里程的统计只是第一步,后面是作业率及作业工天的计算。另外,不同的作业方式统计方法也会不同,除了单波束水深测量外,还有多波束水深测量、侧扫声呐扫侧、浅地层剖面测量、海洋磁力测量等测线里程的统计。限于篇幅,就不再展开说明了,大家可以依据以上的思路,结合任务的具体特点和要求进行推演计算。

■本文发表在《定位》杂志上,因约稿对字数有要求,便未能进行进一步说明

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