海洋測繪成果在港口與航道維護保障中的應用探析

彭永波

（河北港口集團港口工程有限公司，河北 秦皇島 066000）

作為海上運輸、港口建設、海洋工程等多方面建設中必備的工作，海洋測繪有著極高的精準性要求。身為基礎性工作，為我國海洋尖端事業做出了自己的貢獻。海洋測繪是一項特殊的基礎性工作，在我國多年的港口與航道維護中負責計算工程所需要的各種數據，這其中包括：水下挖槽量、回淤量以及航道邊坡土方量等等。

1 海洋測繪成果在港口與航道維護保障中的應用

1.1 在疏浚工程中對水下挖槽量的計算

在疏浚工程中，對水下挖槽量的計算是非常關鍵的，這項工作決定著在未來航道的航行是否安全與疏浚工程的整體效率［1］。在沒有進行疏浚工程實際施工的計算階段，一般都是先將測量得出的數據形成數字地圖，這個過程中需要進行格網化的測量。而后將數據與設計水深圖進行疊加，再對數據網格中的高程值進行比較。通過之前的網格測量與設計值的計算后，能夠對水下挖槽工程量量得到相應的數據。這種傳統模式的施工方法適用于施工地點為矩形的區域，方便進行網格的規劃。而在施工過程中，不可能所有的施工地點都是矩形，多邊形或者不規則地形也常有出現，當在復雜地形使用這種網格計算時，會相當的麻煩。在傳統施工過程中，對于復雜地形的測量方法往往是進行三角形測量，因此，在這里為了省去步驟，直接使用三角網數字海底地形疊加測量法。在進行工程前的計算中，只需要將設計圖中預備施工的疏浚深度輸入，再導入由三角網數字海底地形測量法所得到的海底地形圖數據，就能得出各個三角面的土方施工量［2］。

1.2 航道邊坡土方量及超寬量計算

在以往的施工過程中，航道邊坡土方量以及相應的超寬量都是土方計算中的難題。在計算過程中，首先需要輸入航道邊坡的相應指數，其中包括：坡度、底寬、疏浚深度以及超寬寬度，之后再根據疏浚前后的水深數據來進行土方量和超寬量的計算。在以往的施工過程中，具體的施工順序如下：

1）在計算程序中輸入相應的航道數據：邊線、邊坡、超寬；2）在對疏浚前后的數據進行讀取后，進行三維建模；3）通過對航道邊線以及邊坡底部寬度，來計算邊坡超寬部分的矩形范圍；4）最后進行設計疏浚深度、邊坡土方量以及挖槽量進行計算。在計算過程中需要注意的是，設計圖中的設計基準疏浚圖此時應該是一個平面，因此在計算中需要進行逐點計算，每點計算的土方量不同；5）得出相應土方量計算結果后，進行航道邊線上的邊坡超寬量計算；6）最終得出計算結果。

1.3 疏浚工程期間回淤量計算

在施工過程中要確定泥沙的回淤量，這也是港口維護疏浚工程中最大的難題。目前通常使用測圖區域類比法與計算法，進行凝砂回淤量的確定［3］。測圖區域類比法，是對浚前、浚后與水深圖上挖泥區域相鄰的未挖區域進行計算，算出具體的回淤值，再預測水深因素，算出回淤厚度。計算法主要是通過泥沙回淤規則進行計算，算出施工區域泥沙回淤速率。在計算的過程中，必須考慮測圖區域的資料，優先處理相鄰未挖區域不足的問題。時段計算類比法是統計施工前的兩個重要時刻（t1、ta）、平均水深（h1）、浚前（ha）、施工后的兩個重要時刻 （tb、t2）、平均水深 （hb）、浚后（h2）的計算，計算時間段的差，根據浚前、浚后非施工過程中的回淤量，計算施工過程中的泥沙回淤量。假設，t1至ta、tb至t2時間段內該區域并未施工。如此，h1至ha是浚前的泥沙淤積厚度，而h2至hb是浚后的泥沙淤積厚度，那么平均泥沙回淤速率可以通過公式計算得出。為了避免受季節和月份的影響，t1-t2時間段要盡量選取在同一季節，對季節性速率變化系數進行校正。此外，水深對泥沙回淤速率的影響也非常大。水深大，泥沙回淤的速率大；反之，泥沙回淤的速率小。

1.4 疏浚工程效益保障方法分析

保障疏浚工程的效益，主要是通過疏浚深度了解有效水深時間。不同區域的泥沙回淤速率不同，所以，在進行疏浚工程效益分析過程中，只能以某一區域進行談論。如：回淤速率與水深沒有太大關聯，那么工程效益基本保持一致。但是通常情況下水深越深，回淤速率越快。所以，不同浚深可以影響泥沙回淤速率，影響疏浚工程效益［4］。

2 結語

在進行航道通行時，不能按照設計等級直接進行通行。而是應當按照水深來決定，只有水深到達了20萬噸級，才能進駐20萬噸級的巨輪。也就是說需要時刻針對水深來決定船只，所以海洋測繪數據的精準就顯得異常重要。只有將海洋測繪技術在港口以及航道維護保障中進行更多的使用，才能確保在未來的航道航行中實現安全有序，將事故出現的可能性降為零。除了要不斷擴大海洋測繪成果，還要進行新的成果應用探索，以此滿足不斷發展的港口與航道設計需求。