土地平整土方量的計(jì)算
土地平整挖填土方量的計(jì)算方法有多種。傳統(tǒng)計(jì)算方法有方格網(wǎng)法、梯形法(斷面法)、辛卜生法(拋物線法)、等高線法等。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,一些軟件被廣泛地應(yīng)用到土方量計(jì)算中。常用的有MAPGIS制圖計(jì)算軟件、TFT土方計(jì)算繪圖軟件、數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)等(4)。采用相關(guān)軟件計(jì)算土方量,精度高,速度快,效率高。但其運(yùn)算原理,與傳統(tǒng)計(jì)算方法并無(wú)實(shí)質(zhì)性差異,而且必須以精度較高的地形圖作為基礎(chǔ)圖件。而平原地區(qū)的大多數(shù)土地整理項(xiàng)目區(qū),總體地形平坦,微地貌復(fù)雜,地面高差常常在1米以內(nèi),項(xiàng)目區(qū)地形圖中甚至沒(méi)有一條等高線。這樣的地形圖當(dāng)然不能作為土方量計(jì)算的基礎(chǔ)圖件。必須先按照一定規(guī)律采集項(xiàng)目區(qū)各離散點(diǎn)的地面標(biāo)高,然后才能進(jìn)行土方量的計(jì)算。方格網(wǎng)法正是按照這樣的步驟進(jìn)行土方量計(jì)算的,有必要在此對(duì)這一傳統(tǒng)計(jì)算方法的基本原理加以說(shuō)明。
方格網(wǎng)法計(jì)算土地平整挖填土方量的基本原理是:把要平整的土地分成若干方格,測(cè)出各方格點(diǎn)的高程,計(jì)算出它們的平均高程,根據(jù)平均高程和設(shè)計(jì)坡度,求出填挖邊界和各方格點(diǎn)的填挖數(shù),最后計(jì)算挖填土方量。以下以河北省阜城縣土地整理項(xiàng)目區(qū)中的一個(gè)典型地塊(400×400米)為例,介紹方格網(wǎng)法計(jì)算挖填土方量的簡(jiǎn)要過(guò)程。
4.1測(cè)設(shè)方格網(wǎng)
先在要平整的地塊內(nèi)測(cè)設(shè)方格網(wǎng),方格的大小根據(jù)地形繁簡(jiǎn)程度和施工方法而定,一般人工施工多用20×20米方格,地而起伏較大時(shí)用10×10米;機(jī)械施工多用40×40米或100×100米。因項(xiàng)目區(qū)地形起伏不大,且以機(jī)械施工為主,方格的大小擬采用100×100米,各方格點(diǎn)按所在的橫縱行列編號(hào)(如2.1等),測(cè)設(shè)完畢繪制一張略圖。
4.2測(cè)量各方格點(diǎn)處的地面高程
用水準(zhǔn)儀實(shí)地測(cè)量各方格點(diǎn)的水平讀數(shù)(精確到毫米),為以后運(yùn)算方便需將該水平讀數(shù)換算成海拔高度。各點(diǎn)的高程值應(yīng)按點(diǎn)號(hào)記錄在設(shè)計(jì)圖中各方格點(diǎn)的右上角。
4.3計(jì)算方格網(wǎng)的平均高程
由于各方格點(diǎn)所控制的面積不相同,四角點(diǎn)和周圍邊點(diǎn)控制的面積較中問(wèn)各點(diǎn)所控制的面積小,采用算術(shù)平均法計(jì)算平均高程會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。一般采用加權(quán)平均法來(lái)計(jì)算,以一個(gè)方格的四分之一作為一個(gè)單位面積,定其權(quán)為1,那么各點(diǎn)的權(quán)分別是:角點(diǎn)為l(a角=1),邊點(diǎn)為2(a邊:2),中心點(diǎn)為4(Q中=4)。加權(quán)平均法就是把各方格點(diǎn)的高程分別乘上各點(diǎn)的權(quán),求得總和后,再除以各點(diǎn)權(quán)數(shù)總和,此加權(quán)平均值即為項(xiàng)目區(qū)的設(shè)計(jì)高程(H)。照此方法計(jì)算,此典型地塊的加權(quán)平均高程(H)為12.584米。
H=[a角(H角1+H角2+H角3+H角4)+a邊(H邊1+H邊2+…+H邊12)+a中(H中I+H中2+…+H中9)]/(4 a角+12 a邊+9 a中)
=[1×(12.810+12.466+12.488+12.618)+2×(12.818+12.615+12.680+12.302+12.374+12.460+12.545+12.502+12.601+12.854+12.811+12.730)+4×(12.684+12.614+12.594+12.612+12.481+12.488+12.400+12.481+12.534)]/(4×1+12×2+9×4)=12.570(米)
土地平整挖填土方量的計(jì)算方法有多種。傳統(tǒng)計(jì)算方法有方格網(wǎng)法、梯形法(斷面法)、辛卜生法(拋物線法)、等高線法等。近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,一些軟件被廣泛地應(yīng)用到土方量計(jì)算中。常用的有MAPGIS制圖計(jì)算軟件、TFT土方計(jì)算繪圖軟件、數(shù)字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)等(4)。采用相關(guān)軟件計(jì)算土方量,精度高,速度快,效率高。但其運(yùn)算原理,與傳統(tǒng)計(jì)算方法并無(wú)實(shí)質(zhì)性差異,而且必須以精度較高的地形圖作為基礎(chǔ)圖件。而平原地區(qū)的大多數(shù)土地整理項(xiàng)目區(qū),總體地形平坦,微地貌復(fù)雜,地面高差常常在1米以內(nèi),項(xiàng)目區(qū)地形圖中甚至沒(méi)有一條等高線。這樣的地形圖當(dāng)然不能作為土方量計(jì)算的基礎(chǔ)圖件。必須先按照一定規(guī)律采集項(xiàng)目區(qū)各離散點(diǎn)的地面標(biāo)高,然后才能進(jìn)行土方量的計(jì)算。方格網(wǎng)法正是按照這樣的步驟進(jìn)行土方量計(jì)算的,有必要在此對(duì)這一傳統(tǒng)計(jì)算方法的基本原理加以說(shuō)明。
方格網(wǎng)法計(jì)算土地平整挖填土方量的基本原理是:把要平整的土地分成若干方格,測(cè)出各方格點(diǎn)的高程,計(jì)算出它們的平均高程,根據(jù)平均高程和設(shè)計(jì)坡度,求出填挖邊界和各方格點(diǎn)的填挖數(shù),最后計(jì)算挖填土方量。以下以河北省阜城縣土地整理項(xiàng)目區(qū)中的一個(gè)典型地塊(400×400米)為例,介紹方格網(wǎng)法計(jì)算挖填土方量的簡(jiǎn)要過(guò)程。
4.1測(cè)設(shè)方格網(wǎng)
先在要平整的地塊內(nèi)測(cè)設(shè)方格網(wǎng),方格的大小根據(jù)地形繁簡(jiǎn)程度和施工方法而定,一般人工施工多用20×20米方格,地而起伏較大時(shí)用10×10米;機(jī)械施工多用40×40米或100×100米。因項(xiàng)目區(qū)地形起伏不大,且以機(jī)械施工為主,方格的大小擬采用100×100米,各方格點(diǎn)按所在的橫縱行列編號(hào)(如2.1等),測(cè)設(shè)完畢繪制一張略圖。
4.2測(cè)量各方格點(diǎn)處的地面高程
用水準(zhǔn)儀實(shí)地測(cè)量各方格點(diǎn)的水平讀數(shù)(精確到毫米),為以后運(yùn)算方便需將該水平讀數(shù)換算成海拔高度。各點(diǎn)的高程值應(yīng)按點(diǎn)號(hào)記錄在設(shè)計(jì)圖中各方格點(diǎn)的右上角。
4.3計(jì)算方格網(wǎng)的平均高程
由于各方格點(diǎn)所控制的面積不相同,四角點(diǎn)和周圍邊點(diǎn)控制的面積較中問(wèn)各點(diǎn)所控制的面積小,采用算術(shù)平均法計(jì)算平均高程會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。一般采用加權(quán)平均法來(lái)計(jì)算,以一個(gè)方格的四分之一作為一個(gè)單位面積,定其權(quán)為1,那么各點(diǎn)的權(quán)分別是:角點(diǎn)為l(a角=1),邊點(diǎn)為2(a邊:2),中心點(diǎn)為4(Q中=4)。加權(quán)平均法就是把各方格點(diǎn)的高程分別乘上各點(diǎn)的權(quán),求得總和后,再除以各點(diǎn)權(quán)數(shù)總和,此加權(quán)平均值即為項(xiàng)目區(qū)的設(shè)計(jì)高程(H)。照此方法計(jì)算,此典型地塊的加權(quán)平均高程(H)為12.584米。
H=[a角(H角1+H角2+H角3+H角4)+a邊(H邊1+H邊2+…+H邊12)+a中(H中I+H中2+…+H中9)]/(4 a角+12 a邊+9 a中)
=[1×(12.810+12.466+12.488+12.618)+2×(12.818+12.615+12.680+12.302+12.374+12.460+12.545+12.502+12.601+12.854+12.811+12.730)+4×(12.684+12.614+12.594+12.612+12.481+12.488+12.400+12.481+12.534)]/(4×1+12×2+9×4)=12.570(米)