金門大橋海域3D地形測量監測計畫概述(上)
一、計畫目的：
為瞭解金門大橋興建後對鄰近海域及地形變化之影響，本工程施工及營運期間將進行海域3D地形測量監測，並逐年比對沖刷與淤積之地形變化情形，以確實掌握金門大橋興建後對鄰近海域及地形變化影響程度，作為後續海域主管機關或學術單位研究之用。
二、工作範圍：
鑑於金門大橋水工模型試驗結果得知，如圖2-1，深水區橋墩無防淘刷保護工時，沖刷影響範圍約為橋軸中心線上下游各達約11倍樁徑(約30m)；有防淘刷保護工時，沖刷影響範圍約為保護工範圍外約8倍樁徑。本工程最大尺寸之防淘刷保護工約為橋軸中心線上下游各50m，另加保護工範圍外8倍樁徑(約22m)後，影響範圍約為橋軸中心線上下游各約80m(即帶寬約160m)，如圖2-2。本監測計畫為蒐集較詳細之資料，並利於設計階段補充測量成果比對，爰採該沖刷影響帶寬之2.5倍為工作範圍，即地形水深測量範圍為橋軸中心線上下游各200m(即帶寬400m)，如圖2-3。
三、測量作業規定：
水深測量大致分平面位置定位及測深作業。平面位置定位目前主要以GPS衛星定位儀為主；測深作業主要以聲波儀器為主，一般採用船載測深儀方式施測，利用聲波傳播來測量水深，施測時需進行聲速校正，及搭置湧浪補償器來進行載具姿態改正，以修正載具受波浪起伏搖晃之影響。
水深測量作業流程，如圖3-1所示。
四、測量方式：
本監測計畫海域水深地形測量採用單音束、多音束或干涉式測深儀，測深精度應達IHO(International Hydrographic Organization) SP-44 第4 版規範標準。施工工程採用單音束測深儀之精度在0.01公尺±0.25%depth（測深值）內。
1.測線規劃:以多音束水深測量儀進行測量，每條航線範圍之覆蓋重疊至少20%，利用主測線與檢核測線交錯方式檢核水深資料並計算水深測量精度。
2.率定測試:單音束測深儀於海域風浪平靜處採用金屬長桿(bar check)、 金屬圓盤(dial check)、水鉈或已有之標準件加以校驗。多音束測深儀每日應採用單音束測深儀進行測深值比對，並選擇在有平靜沙底之校正場地海面進行檢校，凡經比對後，若發生差異量，除需改正外亦須紀錄發生之原因，並檢視測深值是否在合理範圍內。
3.儀器架設偏移修正:以船隻重心為相對座標之中心，船隻重心至船首方向為基準方向，在安置測深系統的各項裝置時記錄並繪製各裝置的相對位置以茲修正計算，其中包括音鼓、GPS定位儀之平面位置及高(深)度。
4.船隻湧浪起伏觀測:在進行海域水深地形測量時，全程安裝湧浪補償儀，其可減低測深儀因波浪起伏振動所造成之誤差，提昇水深測量的精確性。湧浪補償儀的量測誤差不得超過波高(Heave)高度5%或5cm(取大者)。
5.船隻導航及定位:定位方式採用DGPS差分式衛星定位測量，配合船上移動站測定船隻位置，記錄測深時刻的位置座標，定位儀器之精度需優於2公尺（95%信賴區間內）。
6.潮位觀測:在當地港區碼頭邊設置臨時潮位站，以架設自動驗潮儀或人工量測方式，每6分鐘量測一次，用以修正水位高程變化。臨時潮位站之高程採直接水準往返觀測方式從已知高程控制點引測，施測精度需優於±8mm√K(K為施測里程公里數，不足1公里者以1公里計)以上。
7.聲速量測:在每日進行水深測量作業範圍內，選取較深位置量測水中聲速，若測量期間氣候變化遽烈導致水中溫差變化大，則需增加量測次數，精確修正水深測量成果。
8.測深記錄:單音束測深包含測深記錄紙，記錄紙內容包含測量時間、音鼓吃水深、測深地形剖面及儀器型號等資訊。
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| ▲ | 圖2-1 深水區橋墩(無防淘刷保護工下)沖刷結果 |
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| ▲ | 圖2-2 深水區橋墩(有防淘刷保護工下)沖刷結果 |
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| ▲ | 圖2-3 測量範圍示意圖 |
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| ▲ | 圖3-1 水深測量作業流程 |