分析水利水電工程測量技術

曾德排

廣東省河源市

摘要：當前水利水電工程測量技術得到了迅速發(fā)展。今后將繼續(xù)大力促進水利水電工程測量儀器和方法的更新?lián)Q代，積極推廣測繪新技術的應用，推動水利水電工程測量快速發(fā)展。

關鍵詞：水利水電；工程測量；測量技術

作為水利水電工程正常施工的基礎性因素之一，測量技術在水利水電工程中有著舉足輕重的地位。近些年來，隨著現(xiàn)代科學技術的快速發(fā)展，水利水電工程測量技術的發(fā)展也是日新月異，計算機技術、精確定位技術、微電子技術、激光技術等先進科技成果為工程測量提供了新的方法和手段。由于水利水電工程在國民經(jīng)濟中的重要地位決定著需要采取有效措施確保這一行業(yè)的發(fā)展，由此論述水利水電工程測量技術的發(fā)展與現(xiàn)狀就顯得尤為重要。這可以促進水利水電工程測量技術的發(fā)展，進而提高水利水電工程的質(zhì)量，進而確保國民經(jīng)濟的順利、有序、健康發(fā)展。

1 水利水電工程測量技術的現(xiàn)狀

作為一種集規(guī)劃、設計、施工為一體的全過程管理和全方位技術，工程測量是多專業(yè)測繪的綜合學科。就目前而言，工程測量的工作內(nèi)容主要包括：1）規(guī)劃階段。規(guī)劃階段的測量主要是為后續(xù)的施工做好合理、科學的預測和估計，由此在規(guī)劃階段首先要為流域的綜合利用和水利樞紐的布置等設計比例適中的地形圖，同時對于重點的引水排水和河道沖污情況等特殊地域則需要提供包括水下地形在內(nèi)的大比例的地形圖。2）施工階段。施工階段主要是要做好水利樞紐地區(qū)的地殼、滑坡、危崖的安全監(jiān)測。此外也要做好各種線路和施工控制網(wǎng)的測量。3）運行階段的測量。水利水電工程進入運行管理階段后，重點是要針對相關建筑物和庫區(qū)的淤積、電站的泄洪做好監(jiān)測。

2 平面控制測量技術

在水利水電工程中，傳統(tǒng)的平面控制網(wǎng)主要采用三角網(wǎng)及電磁波測距導線建立。近年來GPS衛(wèi)星定位技術在水利水電工程中得到了廣泛應用，其充分彌補了常規(guī)控制測量的局限性，并體現(xiàn)出了極大的優(yōu)越性。目前，已形成了以GPS衛(wèi)星定位技術為主、傳統(tǒng)控制測量方法為輔的GPS網(wǎng)、邊角網(wǎng)、導線網(wǎng)等混合網(wǎng)的靈活多樣的現(xiàn)代控制測量技術。在實際工作中，施工測量控制網(wǎng)主要采用邊角網(wǎng)，或采用由GPS布設首級網(wǎng)的混合網(wǎng)。大范圍測圖控制網(wǎng)基本采用GPS控制網(wǎng)作為首級控制，并根據(jù)需要加密混合網(wǎng)等。圖跟控制已從傳統(tǒng)的電磁波測距導線發(fā)展為目前的GPS RTK測量技術。由于RTK技術具有作業(yè)效率高、定位精度高、無須通視、操作簡便等優(yōu)點，能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果，并在一定范圍內(nèi)達到厘米級精度，被廣泛應用于圖根控制測量，地籍測繪、數(shù)字化測圖及施工放樣等各種工作中。

未來應充分利用GPS RTK技術的優(yōu)越性，并積極引進連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務系統(tǒng)（簡稱CORS系統(tǒng)）在水利水電工程控制中的應用。CORS系統(tǒng)是利用多基站網(wǎng)絡RTK技術建立的連續(xù)運行衛(wèi)星定位服務綜合系統(tǒng)，是現(xiàn)代GPS發(fā)展的必然趨勢。CORS系統(tǒng)由基準站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、定位導航數(shù)據(jù)播發(fā)系統(tǒng)、用戶應用系統(tǒng)五個部分組成。向不同類型、不同層次、不同需求的用戶提供不同類型的GPS觀測值、各種差分改正信息、以及其它相關的GPS服務。與傳統(tǒng)的GPS作業(yè)相比連續(xù)運行參考站具有作用范圍廣、24小時不間斷運行、精度更高、野外單機作業(yè)等眾多優(yōu)點，能夠極大地提高作業(yè)效率，減少測量成本。

3 數(shù)字地形測繪技術

隨著計算機技術在國內(nèi)越來越普及，數(shù)字地形測繪技術應用而生。這些方式一方面可以實現(xiàn)自動測繪成圖，也可對GIS前端所收集的數(shù)據(jù)進行更新。數(shù)字地形測繪技術一般具有以下3種系統(tǒng)：一是電子平板數(shù)字測圖的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)一般由全站儀、電子平板以及繪圖軟件等組成[3]。這個系統(tǒng)的主要特點是可以模擬傳統(tǒng)的白紙進行成圖，不需要編制代碼進行作業(yè)，也不容易出現(xiàn)紕漏。不過，電子平板所使用的電池之使用壽命不長，一般只有3個小時，穩(wěn)定性也比較差。由于這個系統(tǒng)的體積比較笨重，為此僅比較適于一些平坦的地區(qū)進行地形的測圖，對于一些自然環(huán)境非常不好的水利水電工程之地形圖的測繪則不適宜。二是測記法數(shù)字測圖的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)一般由全站儀、電子手薄、草圖、繪圖軟件（帶有地物編碼的地形圖）等部分組成。這個系統(tǒng)的缺點為測量作業(yè)不夠直觀，需要測量的點號跟草圖的點號有可能不一樣，容易出現(xiàn)地物的紕漏，同時要求現(xiàn)場繪圖工作人員的專業(yè)水平比較高。三是掌上數(shù)字測圖的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)是由全站儀、掌上電腦以及繪圖軟件。本系統(tǒng)所采用的掌上電腦，有效克服了電子平板之缺點，充分發(fā)揮出了電子手薄與掌上平板之固有的優(yōu)點，可以進行可視化界面操作，并且操作比較簡單、攜帶也比較方便，可以適應各種環(huán)境。鑒于此，這個系統(tǒng)是當前使用比較廣，在野外測繪效果理想的數(shù)據(jù)采集與及成圖的工具。

4 變形監(jiān)測技術

變形監(jiān)測技術一般可以分為外部變形監(jiān)測以及內(nèi)部變形監(jiān)測等2個部分，常見的水利水電工程外部變形監(jiān)測技術有下面3種[4]：一是大地測量法。這種方法是一種經(jīng)典的方法。這個方法測量理論與測量方法比較成熟，所測的數(shù)據(jù)比較可靠，所測的費用也低，不過觀測的時間比較長，測量勞動的強度比較高，測量精度跟觀測條件的關系比較大。觀測條件不好，則測量精度不高。測量數(shù)據(jù)的處理方式難以實現(xiàn)自動化或智能化操作，需要人工操作。二是基準線測量法。基準線測量法屬于變形監(jiān)側（水平位移）之比較常見的方法。目前對近壩區(qū)巖體、高邊坡以及滑坡體水平位移進行監(jiān)測的方法主要是運用大地測量法、視準線法以及垂線法。三是液體靜力水準測量法。當前，這種方法在國內(nèi)發(fā)展很快。液體靜力水準測量系統(tǒng)比較適用于壩體廊道內(nèi)高程觀測以及高程的傳遞，它是運用不同類型的傳感器來對容器之液面高度進行測量。實踐表明，它可以在同一時間獲取非常多的監(jiān)測點，有時數(shù)十個、有時數(shù)百個的監(jiān)測點之高程。精度高、自動化程度高、可以持續(xù)進行測量已經(jīng)在實際工作中得到了有力的證明。

5 水利水電工程測量技術的發(fā)展前景

第三次浪潮席卷全球的時候，“知識經(jīng)濟”和“數(shù)字地球”的發(fā)展已是大勢所趨。由此，水利水電工程測量工作者必須充分利用現(xiàn)代設備和科學成果，積極革新測量的方法，實現(xiàn)工程測量技術的自動化、數(shù)字化、電子化的目標。此外，要加強與工程測量技術有關的交叉學科和邊緣學科的研究，最大限度的拓展工程測量的服務范圍，提高工程測量的服務質(zhì)量。

概觀之，水利水電工程測量技術的發(fā)展前景主要是以下兩個方面：1）數(shù)字化測繪技術。主要是工程控制網(wǎng)、監(jiān)測網(wǎng)等技術的快速發(fā)展，將使數(shù)據(jù)的處理和采取實現(xiàn)全天候、自動化、信息化的目的。2）GPS技術。在水利水電工程測量中，GPS 的應用已獲得了很好的效果。其具備經(jīng)典測量方法不可比擬的優(yōu)點。這些優(yōu)勢將使在其他方面獲得更為廣泛的應用。隨著GPS 接收機的不斷改良和國內(nèi)數(shù)據(jù)后處理軟件的不斷開發(fā)與利用，這將促使GPS 在應用領域和定位測量技術方面不斷地拓寬和發(fā)展，并為以后促進測繪科技的發(fā)展和應用更好地服務。

6 結語

總之，我國水利水電工程測量技術的發(fā)展已經(jīng)取得了顯著成績，今后將繼續(xù)大力促進水利水電工程測量儀器和方法的更新?lián)Q代，積極推廣測繪新技術的應用，推動水利水電工程測量快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]周忠謨，易杰軍，周琪.GPS衛(wèi)星測量原理與應用[M].北京測繪出版社，2004.

[2]張健，測繪新技術在工程測量中的應用[J].中國新技術新產(chǎn)品，2009（09）：50.

[3]王晏民，洪立波，等.現(xiàn)代工程測量技術發(fā)展與應用[J].測繪通報，2007（04）：5.