一种潮汐河段航道整治工程动态监测方法转让专利
申请号 : CN201910461586.4
文献号 : CN110186440B
文献日 : 2021-07-02
发明人 : 徐元 , 刘红 , 贾雨少 , 杜梦 , 应铭 , 肖烈兵
申请人 : 中交上海航道勘察设计研究院有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种潮汐河段航道整治工程动态监测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:潮汐河段特点及动态监测需求分析:根据航道整治工程所在的径流和潮汐特征确定工程河段受潮汐影响的程度,结合工程总体设计、工程治理目标和预期效果的分析,确定动态监测的区域和监测内容,综合分析潮汐河段航道整治工程的动态监测需求;
步骤2:动态监测方案制定:根据上述步骤1的动态监测需求分析,结合工程整治目标,根据受潮汐影响的程度制订适合河段特点的动态监测方案,监测内容包括大范围河势监测、水文测验、整治建筑物监测、航道水深监测和水文水资源专项监测内容,并确定每项监测内容的测量频次;
步骤3:动态监测实施及调整:动态监测地形测量和水文测验需选择合适的时机实施,水深大于5m的深水区域地形测量可采用测量船施测,水深小于5m的水下浅滩区地形测量需乘大潮高潮位采用测量小艇施测;水文测验和水文水资源监测需选择合适的上游流量、潮型和潮差的组合分别开展,受潮汐影响较小的河段实施稳定时段水文测验,受潮汐影响明显的河段实施大小潮水文测验;整治建筑物沉降位移观测和堤身巡视需选择大潮低潮位上堤测量;根据动态监测分析成果,适时调整动态监测方案,变化较小的区域适当精简观测内容,变化大的区域适当加密和增加监测内容;
步骤4:动态监测资料整编:动态监测地形测量资料按照相关规范要求整编为1985国家高程基准和当地理论最低潮面或航行基准面两种基面下的CAD图纸和水深数据文本,水文资料整编为水潮位、流速、流向、含沙量、含盐度、悬沙颗分、底质颗分成果报表并统计相应的特征值,整治建筑物和水文水资源监测形成成果统计表,动态监测完成后形成地形测量、水文测验、整治建筑物监测、水文水资源监测成果报告;
其中,所述步骤2的具体过程为根据步骤1的动态监测需求分析,结合工程整治目标,根据受潮汐影响的程度制订适合河段特点的动态监测方案,监测内容包括大范围河势监测、水文测验、整治建筑物监测、航道水深监测和水文水资源专项监测内容,并确定每项监测内容的测量频次,所述步骤2中的确定动态监测方案的内容和频次,其步骤如下:河势监测:河道宽度5km以内且滩槽地形变化较大的河段,河势监测宜采用1:10000比例尺进行测量,河道宽度5km以上的河段,采用间距为250~1000m固定断面的方式进行测量,河势监测频次每季度安排一次;
水文测验:包括水潮位、流速、流向、含沙量、含盐度、悬沙颗分、底质颗分内容,受潮流作用相对较强的河段,进行洪枯季、大小潮水文测验,每年2月和8月共安排2次,受潮流作用相对较弱的河段,应进行枯水期、洪水期和平水期稳定时段水文测验,每年2月、8月、11月共安排3次;整治建筑物监测:包括整治建筑物周边固定断面和沉降位移观测内容,在工程施工期、试运行期和营运期实施,固定断面沿整治建筑物堤线布置,断面间距宜取100~250m,施工期和试运行期每月监测一次,营运期每季度监测一次,沉降位移观测点设置完成后即观测记录一次,至断面完工后第一个月1次/周,施工期1次/月,试运行期1次/3个月,至竣工验收为止,当堤身沉降、堤身冲刷和排体出现异常时应及时采取措施,以保证堤身安全并实现其功能,为深入了解整治建筑物周边地形变化和排体状况,不定期开展多波束地形测量;
航道水深监测:航道开通前,需开展航道水域多波束扫测,出图比例尺1:1000,并利用
0.5m×0.5m多波束格网数据形成水下地形晕渲图,航道开通后,需定期安排深水航道定期水下地形监测测量,用于支持航道维护疏浚、后续基建疏浚管理和航道回淤研究,测量比例尺为1:5000~1:10000,航道疏浚区每年枯季1~4月每月测量1次,洪季5月~10月每月测量
2次,航道非疏浚区每月测量一次,测量比例尺1:10000~1:25000;
水文水资源专项监测:航道整治工程对临近水文测站有影响的,在工程施工期和试运行期应开展水文监测站影响程度监测,若可能会使咸潮入侵加剧,开展盐水倒灌监测和分析,与工程相关的取排水口、水源保护区、水闸出口、引调水枢纽工程区域应开展地形测量和水文测验,地形测量比例尺采用1:2000;若整治工程实施可能影响沿江取水口或水源地的水环境质量,为满足水环境通量监测的需要,应在主要取水口或水源地附近开展稳定时段ADCP断面流量监测和环境水质监测。
2.根据权利要求1所述的一种潮汐河段航道整治工程动态监测方法,其特征在于:所述步骤1的具体过程为根据航道整治工程所在的径流和潮汐特征确定工程河段受潮汐影响的程度,结合工程总体设计、工程治理目标和预期效果的分析,确定动态监测的区域和监测内容,综合分析潮汐河段航道整治工程的动态监测需求;所述步骤1根据潮汐河段自然特点和工程预期目标确定动态监测需求。
3.根据权利要求1所述的一种潮汐河段航道整治工程动态监测方法,其特征在于:所述步骤3的具体过程为动态监测地形测量和水文测验需选择合适的时机实施,水深大于5m的深水区域地形测量可采用测量船施测,水深小于5m的水下浅滩区地形测量需乘大潮高潮位采用测量小艇施测;所述步骤3中的水文测验和水文水资源监测需选择合适的上游流量、潮型和潮差的组合分别开展,受潮汐影响较小的河段实施稳定时段水文测验,受潮汐影响明显的河段实施大小潮水文测验;
所述步骤3中的整治建筑物沉降位移观测和堤身巡视需选择大潮低潮位上堤测量,根据动态监测分析成果,适时调整动态监测方案,变化较小的区域适当精简观测内容,变化大的区域适当加密和增加监测内容,根据监测内容确定实施方案,结合监测成果分析,调整动态监测方案。
4.根据权利要求1所述的一种潮汐河段航道整治工程动态监测方法,其特征在于:所述步骤4的具体过程为动态监测地形测量资料按照相关规范要求整编为1985国家高程基准和当地理论最低潮面或航行基准面两种基面下的CAD图纸和水深数据文本,水文资料整编为水潮位、流速、流向、含沙量、含盐度、悬沙颗分、底质颗分成果报表并统计相应的特征值,整治建筑物和水文水资源监测形成成果统计表,动态监测完成后形成地形测量、水文测验、整治建筑物监测、水文水资源监测成果报告,动态监测成果整编,便于动态监测分析。
说明书 :
一种潮汐河段航道整治工程动态监测方法
技术领域
背景技术
道整治理论,研究和设计阶段虽对工程方案进行了深入研究,但在实施过程中仍需科学实
施动态管理,在动态监测的基础上,结合数、物模的跟踪研究成果,及时优化和调整工程实
施方案,力争实现最佳的航道整治效果。
晰,监测技术要求参差不齐,使得动态监测工作对动态管理的支撑作用大打折扣,严重时甚
至会影响航道整治工程功能的正常发挥。
发明内容
时优化工程设计,动态调整施工方案,确保航道整治工程按批复的标准、规模、投资顺利完
成,达到航道整治效果的目标,以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。
析,确定动态监测的区域和监测内容,综合分析潮汐河段航道整治工程的动态监测需求;
监测、水文测验、整治建筑物监测、航道水深监测和水文水资源专项监测内容,并确定每项
监测内容的测量频次;
量需乘大潮高潮位采用测量小艇施测;水文测验和水文水资源监测需选择合适的上游流
量、潮型和潮差的组合分别开展,受潮汐影响较小的河段实施稳定时段水文测验,受潮汐影
响明显的河段实施大小潮水文测验;整治建筑物沉降位移观测和堤身巡视需选择大潮低潮
位上堤测量;根据动态监测分析成果,适时调整动态监测方案,变化较小的区域适当精简观
测内容,变化大的区域适当加密和增加监测内容;
水文资料整编为水潮位、流速、流向、含沙量、含盐度、悬沙颗分、底质颗分成果报表并统计
相应的特征值,整治建筑物和水文水资源监测形成成果统计表,动态监测完成后形成地形
测量、水文测验、整治建筑物监测、水文水资源监测成果报告;
监测、水文测验、整治建筑物监测、航道水深监测和水文水资源专项监测内容,并确定每项
监测内容的测量频次,所述步骤2中的确定动态监测方案的内容和频次,其步骤如下:
进行测量,河势监测频次每季度安排一次;
作用相对较弱的河段,应进行枯水期、洪水期和平水期稳定时段水文测验,每年2月、8月、11
月共安排3次;整治建筑物监测:包括整治建筑物周边固定断面和沉降位移观测内容,在工
程施工期、试运行期和营运期实施,固定断面沿整治建筑物堤线布置,断面间距宜取100~
250m,施工期和试运行期每月监测一次,营运期每季度监测一次,沉降位移观测点设置完成
后即观测记录一次,至断面完工后第一个月1次/周,施工期1次/月,试运行期1次/3个月,至
竣工验收为止,当堤身沉降、堤身冲刷和排体出现异常时应及时采取措施,以保证堤身安全
并实现其功能,为深入了解整治建筑物周边地形变化和排体状况,不定期开展多波束地形
测量;
定期水下地形监测测量,用于支持航道维护疏浚、后续基建疏浚管理和航道回淤研究,测量
比例尺为1:5000~1:10000,航道疏浚区每年枯季1~4月每月测量1次,洪季5月~10月每月
测量2次,航道非疏浚区每月测量一次,测量比例尺1:10000~1:25000;
和分析,与工程相关的取排水口、水源保护区、水闸出口、引调水枢纽工程区域应开展地形
测量和水文测验,地形测量比例尺采用1:2000;若整治工程实施可能影响沿江取水口或水
源地的水环境质量,为满足水环境通量监测的需要,应在主要取水口或水源地附近开展稳
定时段ADCP断面流量监测和环境水质监测。
态监测的区域和监测内容,综合分析潮汐河段航道整治工程的动态监测需求;所述步骤1根
据潮汐河段自然特点和工程预期目标确定动态监测需求。
形测量需乘大潮高潮位采用测量小艇施测;所述步骤3中的水文测验和水文水资源监测需
选择合适的上游流量、潮型和潮差的组合分别开展,受潮汐影响较小的河段实施稳定时段
水文测验,受潮汐影响明显的河段实施大小潮水文测验;
变化大的区域适当加密和增加监测内容,根据监测内容确定实施方案,结合监测成果分析,
调整动态监测方案。
文本,水文资料整编为水潮位、流速、流向、含沙量、含盐度、悬沙颗分、底质颗分成果报表并
统计相应的特征值,整治建筑物和水文水资源监测形成成果统计表,动态监测完成后形成
地形测量、水文测验、整治建筑物监测、水文水资源监测成果报告,动态监测成果整编,便于
动态监测分析。
工程按批复的标准、规模、投资顺利完成,达到航道整治效果的目标;本发明解决了目前航
道整治工程动态监测内容不明确、动态管理机制不健全的问题,通过开展航道整治工程动
态监测,保证航道整治效果,该方法包括大范围河势监测、水文测验、整治建筑物监测、航道
水深监测和水文水资源专项监测内容;本发明可适用于潮汐河段或沿海航道整治工程动态
监测和动态管理工作。
附图说明:
具体实施方式
筑物监测布置示意图。图6为本发明的航道水深监测布置示意图。图7为本发明的水文水资
源专项监测布置示意图。
析,确定动态监测的区域和监测内容,综合分析潮汐河段航道整治工程的动态监测需求;
监测、水文测验、整治建筑物监测、航道水深监测和水文水资源专项监测内容,并确定每项
监测内容的测量频次;
量需乘大潮高潮位采用测量小艇施测;水文测验和水文水资源监测需选择合适的上游流
量、潮型和潮差的组合分别开展,受潮汐影响较小的河段实施稳定时段水文测验,受潮汐影
响明显的河段实施大小潮水文测验;整治建筑物沉降位移观测和堤身巡视需选择大潮低潮
位上堤测量;根据动态监测分析成果,适时调整动态监测方案,变化较小的区域适当精简观
测内容,变化大的区域适当加密和增加监测内容;
水文资料整编为水潮位、流速、流向、含沙量、含盐度、悬沙颗分、底质颗分成果报表并统计
相应的特征值,整治建筑物和水文水资源监测形成成果统计表,动态监测完成后形成地形
测量、水文测验、整治建筑物监测、水文水资源监测成果报告。
和监测内容,综合分析潮汐河段航道整治工程的动态监测需求;步骤1根据潮汐河段自然特
点和工程预期目标确定动态监测需求。
测验、整治建筑物监测、航道水深监测和水文水资源专项监测内容,并确定每项监测内容的
测量频次,步骤2中的确定动态监测方案的内容和频次,其步骤如下:
进行测量,河势监测频次每季度安排一次;
作用相对较弱的河段,应进行枯水期、洪水期和平水期稳定时段水文测验,每年2月、8月、11
月共安排3次;整治建筑物监测:包括整治建筑物周边固定断面和沉降位移观测内容,在工
程施工期、试运行期和营运期实施,固定断面沿整治建筑物堤线布置,断面间距宜取100~
250m,施工期和试运行期每月监测一次,营运期每季度监测一次,沉降位移观测点设置完成
后即观测记录一次,至断面完工后第一个月1次/周,施工期1次/月,试运行期1次/3个月,至
竣工验收为止,当堤身沉降、堤身冲刷和排体出现异常时应及时采取措施,以保证堤身安全
并实现其功能,为深入了解整治建筑物周边地形变化和排体状况,不定期开展多波束地形
测量;
定期水下地形监测测量,用于支持航道维护疏浚、后续基建疏浚管理和航道回淤研究,测量
比例尺为1:5000~1:10000,航道疏浚区每年枯季1~4月每月测量1次,洪季5月~10月每月
测量2次,航道非疏浚区每月测量一次,测量比例尺1:10000~1:25000;
和分析,与工程相关的取排水口、水源保护区、水闸出口、引调水枢纽工程区域应开展地形
测量和水文测验,地形测量比例尺采用1:2000。若整治工程实施可能影响沿江取水口或水
源地的水环境质量,为满足水环境通量监测的需要,应在主要取水口或水源地附近开展稳
定时段ADCP断面流量监测和环境水质监测。
潮高潮位采用测量小艇施测;步骤3中的水文测验和水文水资源监测需选择合适的上游流
量、潮型和潮差的组合分别开展,受潮汐影响较小的河段实施稳定时段水文测验,受潮汐影
响明显的河段实施大小潮水文测验;
的区域适当加密和增加监测内容,根据监测内容确定实施方案,结合监测成果分析,调整动
态监测方案。
料整编为水潮位、流速、流向、含沙量、含盐度、悬沙颗分、底质颗分成果报表并统计相应的
特征值,整治建筑物和水文水资源监测形成成果统计表,动态监测完成后形成地形测量、水
文测验、整治建筑物监测、水文水资源监测成果报告,动态监测成果整编,便于动态监测分
析。
上延至南京。
其在特殊水文条件下,局部洲滩将发生强烈的冲淤变化,导致工程建设过程中出现异常情
况,需要实施动态监测和动态管理。
河势监测,张家港以下河段采用断面间距为250~1000m的固定断面开展监测,河势监测的
频次为每季度观测一次,一年共计4次。
以上河段开展稳定时段水文测验,每年枯水期2月、洪水期8月和平水期11月实施,一年观测
3次;五峰山以下河段开展大小潮水文测验,每年枯季2月、洪季8月实施,一年观测2次,测验
内容包括水潮位、流速、流向、含沙量、含盐度、悬沙颗分、底质颗分内容。
季度观测一次,沉降位移观测含天然泥面观测点、沉降观测点、水平位移观测点内容,了解
整治建筑物的稳定性,观测点设置完成后即观测记录一次,至断面完工后第一个月1次/周,
施工期每月1次/月;试运行期1次/3个月,至竣工验收为止,为深入了解整治建筑物周边地
形变化和排体状况,不定期开展多波束地形测量。
渲图;深水航道开通后,需安排深水航道定期水下地形监测测量,分航道疏浚区和非疏浚区
水下地形测量,航道疏浚区水下地形测量洪季5~10月每月测量两次,枯季11月~次年4月
每月测量一次,测量比例尺1:5000~1:10000,航道非疏浚区水下地形测量每月测量一次,
测量比例尺1:10000~1:25000。
险工段和涉水设施附近开展1:2000地形测量,每年汛前5月和汛后11月测量一次,一年共计
2次。
在工程施工期和试运行期应开展水文监测站影响程度监测,主要监测内容包括水文站断面
流量、输沙量监测和率定。
速、流向、断面流量、含盐度。
环境水质监测内容在《水环境监测规范》(SL219‑2013)饮用水源地监测的常规项目中选择
22个项目,加上1项悬浮物,共23个项目。
可在类似的潮汐河段、河口海岸航道整治工程中推广应用。