提高三峡船闸运行控制水深的测量精度方法研究

提高三峡船闸运行控制水深的测量精度方法研究

【摘要】自2003年三峡双线五级船闸正式投入运行以来，长江航运管理模式及运力结构均发生日新月异的变化，船舶吨位向着大型化和大吃水深度方向发展以满足提高货运能力的需要。三峡船闸的设计通航水深对船舶控制吃水深度的制约影响越来越凸显，充分掌握三峡船闸及引航道水域的设计水深情况，加强对船舶吃水标准的有效控制成为三峡通航的重要课题。

主题词：船闸；通航；运行控制水深；测量精度

概述：在三峡船闸及引航道设计水深不变的情况下，出于通航安全方面的考虑，对船舶吃水深度的控制要求已经精确到厘米级，对水下地形测量精度要求甚至达到1:500的要求。为进一步提升水下地形测量数据的准确性和精确度，消除水深测量误差影响造成实际水深控制的不足，我们对影响水下地形测量精度最大的两项指标（即水位、水深）进行技术处理以达到高、精、准的测量要求。

一、传统的水位和水深的处理分析

在水下地形测量方法中，对江、河、湖、海等水下地形的测量大多把测量水域相对应的水面理想化为镜面状态，仅做沿水流方向上呈直线变化的简化考虑，采取对该测量面始末断面的水面高程进行取样观测，对两断面之间的水面高程值采取直线内插办法进行模拟，用该方法基本实现了“水位到线” 的效果。

事实上，在绝大多数情况下，设置水下地形测量点所对应的水位沿流水方向呈非直线动态变化的，以内河测量为例河面的水位是沿河道方向非线性波动变化的，由此建立的虚拟模型也非常难以准确地描述这种非线性波动的变化，测量工程设计方案中若不考虑水流方向上的非线性波动造成的测量误差并对水位测量值进行修正，所引起的测量误差之大也是不言而喻的。

另外，从水声学方面考虑，人们习惯上认为声音在水中匀速传播，受外界影响较小或可忽略不计。实际上，水下声速受温度影响比较明显，并且相对于大比例尺测图来说水深测量值的误差也是比较大的。

基于以上因素考虑，我们认为目前传统的水深测量方法难以满足5m以内船闸通航水深测量精度的要求，误差主要来源于测量模型的搭建中存在缺陷，需要研究和采取新的测量方案来对设计测量点的水位和水深测量值进行修正，才能获得更准确的水下高程值。