浅谈水利工程管理范围划界工作的设计与施工

杨 崧

(常州市城市防洪工程管理处，江苏 常州 213000)

水利工程是实施防洪排涝 、抗旱供水 、农业灌溉 、生态调节的重要基础设施[1]，在国民经济和社会发展中发挥着极为重要的作用。水利工程确权划界是依法保护水利工程的重要措施，是加强水利工程管理的一项基础性工作[2]。通过确权划界，明确水利工程的保护和管理范围，可以依法管理水利工程，充分发挥水利工程的社会效益。

1 工程概述

澡港河南枢纽工程是常州市运北片的重要防洪控制节点工程，为大2型水利泵站，主要功能为防洪、排涝和改善城市水环境，防洪标准为200年一遇。工程由泵站和节制闸各1座组成，泵站设计流量为50 m3/s，采用5台2180ZGB10-1.3型双向竖井式贯流泵，配套450 kW的10 kV高压异步电动机。节制闸布置在泵站东侧，规模为2×10 m，闸门为升卧式平面钢闸门，通过卷扬式启闭机进行启闭。澡港河南枢纽管理范围划界工作主要有：实地踏勘水利枢纽具体情况，按要求布设控制点，修测河道堤脚线、堤肩线、河口线及地形图，预制、放样、埋设界桩(牌)、告示牌，实地采集界桩(牌)坐标信息等。

2 管理范围线图设计

2.1 基准线修测及优化

澡港河南枢纽划界主要依据《常州市河道管理实施办法》第8条“小型涵闸、抽水站：上下游河道、堤防各200 m，左右侧各50 m”和《江苏省水利工程管理条例》第6条“水利枢纽工程内分别由水利部门和其他管理部门管理的各类建筑物，凡各自的管理范围已经划分明确的，不再变动”的规定执行。澡港河南枢纽向上游河道延伸512 m，河道左侧至河口线外10 m，右侧为河口线外10 m；向下游河道延伸519 m，河道左侧为河口线外10 m，右侧为河口线外10 m；水工建筑物左侧至外80 m，右侧至外50 m为管理范围。根据现场踏勘，澡港南枢纽管理范围线的基准线是河口线。基准线基本没有发生明显变化，可修测部分以便检验。

2.2 管理界桩(牌)设计要求

在1∶1000地形图的基础上，依据基准线绘制管理范围线，预布设拐点界桩。界桩点都设置在了易埋设的位置，且在拐弯位置进行了适当的加密，基本体现出了河道的走向。界线拐点处设置界桩，圆弧段应加密以准确反映出界线走向为原则[3]。根据现场踏勘，澡港河南枢纽以河口线为基准线。为保证基准线顺延的连贯性和完整性，内业剔除不合理的折点，按上下断面优势合理优化。布设选择澡港河南水利枢纽上游(主要运行工况水流方向)右岸管理范围界桩作为起始点，按顺时针方向依次编号，间隔按照100 m布设，拐点和圆弧段处加设界桩，对于已安装护栏作为管理范围标识的，管理界桩布置间距适当加大。

2.3 公共界桩与移位桩

在相邻河道处埋设界桩时，根据其级别埋设界桩，公共界桩在一般界桩基础之上，在界桩顶部采用红色油漆喷涂；移位桩在界桩顶部采用黄色油漆喷涂，以示区别。澡港河南枢纽管理范围上下游与澡港河河道各有2个公共界桩，根据两者级别，公共界桩将由河道处埋设，不存在移位界桩。

2.4 管理界桩(牌)编号

(1)图上界桩编号由枢纽工程名称、县(市、区)名称各字拼音第一个字母缩写和界桩号组成。界桩号用阿拉伯数字0001、0002、0003流水编号。例如澡港河南枢纽第5号编号为“ZGHNSN-CZBJ-S0005”，其中ZGHZSN为澡港河南枢纽拼音首字母缩写，CZBJ为常州本级的拼音首字母缩写，S为岸别缺省值。

(2)当在已经立好的界桩之间需要增加界桩时，其界桩编号在上一个原有界桩号后加“-”再加数字序号，保证界桩编号不重号[4]。

3 施工执行

3.1 主要技术指标

平面坐标系统使用2000国家大地坐标系，投影面为椭球面。高程基准使用1985国家高程基准。测图比例尺为1∶1000，基本等高距为1 m。地形图分幅方式为400 mm×500 mm。

3.2 总体工作流程

总体工作流程见图1。

图1 工作流程

3.3 首级控制测量

根据实施方案要求澡港河南枢纽管理范围内均匀布设了2个E级GNSS点，1个位于澡港河南枢纽院内，1个位于澡港河旁绿化带内，并按照四等水准的要求进行水准联测。

3.3.1 选点

(1)选点人员在实施选点前，在野外踏勘的基础上，根据布网任务分析研究了测区已有资料，并合理利用资料。

(2)选点人员在熟悉和掌握测区情况后，在管理范围内布设了2个GNSS点。

3.3.2 点位情况

(1)方便操作和放置接收设备，视野良好；视场内如果有障碍物，高度角不能超过15°。

(2)必须远离电台、微波站等大功率无线电发射源200 m开外，远离微波无线电信号传送通道、高压输电线路50 m开外。

(3)周围没有强烈反射卫星信号的大型建筑物。

(4)交通方便，点位都位于路边，大型车辆可以直接到达，点与点之间保证可以通视，有利于其他测量手段扩展或联测。

(5)地面基础必须要稳定，有利于标石的长期保存。

(6)对符合要求的已有控制点可以直接利用。

3.3.3 埋石情况

(1)标石采用预先做好的标石，规格底部400 mm×400 mm，顶部200 mm×200 mm,高550 mm,中心标志为不锈钢制作，并刻有十字线。

(2)埋设标石时，根据标石尺寸，人工开挖到预定深度后，在坑底中间再开挖了长宽各200 mm、深100 mm的小坑，小坑底倒入100 mm厚的混凝土垫层，放入标石并摆正。为了确保标石底部排水畅通，标石底部边缘与土层直接接触。用原状土回填至一定深度后放上护框，为了防止周边雨水流入坑内，保证了护圈高出地表5 cm左右。

3.3.4 水准联测

本次四等水准联测使用电子水准仪、水准尺、尺垫1对。水准仪和水准尺都经过法定计量单位的检定和校准，并在有效期内。利用了枢纽附近二等水准点II309为起算点，并通过二等水准点II75对起算点进行了校核。形成了II309-E134-E133-II309闭合水准路线。四等水准测量各环节都按GB12898—2009《国家三、四等水准测量规范》的要求操作。

3.3.5 图根控制测量

(1)在建筑物周边、树林里不能使用RTK地方需要用全站仪测量，在这些区域外围布设了图根点。图根控制点利用了CZCORS根据CH/T2009—2010《全球定位实时动态测量技术规范》中RTK控制测量的要求布设。此次共布设了2个图根点，每个图根点观测了4测回，取平均值，见表1。

表1 图根点成果

(2)每次作业开始前，都在1个E级GNSS已知点的检核，平面坐标较差不大于±0.0 7m，见表2。

表2 已知点检核

3.4 地形修测

3.4.1 修测范围及内容

对澡港河南枢纽管理范围线向外扩20 m的范围内进行地形图全要素采集，约170 163 m2，涉及地形图9幅。包括测量控制点、交通、水系、地貌、居民地及设施、管线、境界、植被与土质注记，成图比例尺为1∶1000。

3.4.2 测图方法

本区域地形图修测主要采用RTK测图与全站仪测图相结合的方法。

RTK测图流动站的作业符合下列规定：

(1)流动站工作的有效卫星数量不少于5个，PDOP值小于6，使用固定解成果[5]。

(2)正确选择和设置测量模式、转换参数、基准参数和数据链的通信频率等。

(3)作业前，检测了2个以上E级GNSS已知点。检测结果同已知成果之间的平面较差不大于0.2 m，高差较差不大于0.2 m。

全站仪测图的作业符合下列规定：

(1)在不适宜RTK测图的区域采用全站仪测图。

(2)全站仪测图方法采用草图法。

(3)当布设的图根点不能满足测图需要时，采用了极坐标法增设少量测站点，一般不超过2站。

(4)仪器对中偏差不大于5 mm，仪器高和反光镜高的量取精确至1 mm。

(5)作业结束前，对定向方位进行检查。

(6)全站仪测图的测距长度不超过规定。

3.5 界桩的埋设

埋设前，依据内业布设的界桩点，采集界桩点理论坐标，作业组已对界桩点位置进行放样测量。埋设时，测量人员对桩位进行检核。检核无误后，用生石灰标定开挖范围线，指导工人开挖。

埋设规格：从地面往下600 mm，地面以上露出400 mm，下设50 mm的C20混凝土垫层。回填时先用C20混凝土300 mm，再用回填土250 mm，从而确保填筑密实。埋设界桩的时候，“严禁破坏”标识面向水利工程，要求平行于河道岸线。界桩垂直方向上偏斜不超过5°；水平方向上与河道岸线之间的夹角偏斜不超过15°。

界桩(牌)埋设(安装)结束后，待混凝土凝固后，采集界桩(牌)的三维坐标，测量精度参照地形图测量精度进行。每座桩(牌)埋设完成后，以数码相机距界桩3 m至5 m拍摄桩(牌)体正面照，与其坐标表对应，以便存档，并根据管理范围线绘制地形图及时绘制界桩位置略图，标明地理名称，形成界桩身份证。

3.6 公共界桩

在相邻河道处埋设界桩时，根据其级别埋设界桩，本次公共界桩由河湖处埋设，分别是ZGHNSN-S1，ZGHNSN-S2，ZGHNSN-S18，ZGHNSN-S19，界桩顶部用红色油漆喷涂。

4 结 论

通过开展水利工程管理范围划界工作，明确管理和保护范围，逐步建立起权责清晰的水利工程管理保护责任体系，保障防洪、供水、生态安全，促进水利工程管理工作不断向规范化、法制化和现代化迈进。