特克斯山口水電站變形監測及監測數據分析

摘要：通過采用精密星歷對特克斯山口水電站變形監（GPS）數據的處理，及水電站變形監測歷次測量平差數據進行分析，得出精密星歷解算數據精度高，提供了更可靠的山體滑坡的監測數據，為管理者做出正確的管理措施，提供依據，做到防患于未然。

關鍵詞：特克斯山口水電站；變形監測；GPS；數據分析

1.特克斯山口水電站工程概況

特克斯河山口水電站位于鞏留縣和新源縣交界處特克斯河山口，是伊犁河恰甫其海水利樞紐二期工程，距鞏留縣約30公里。水庫正常蓄水位912m，總庫容1.21億m3，壩頂高程917.2m，最大壩高51m，壩頂長度963.1m，電站總裝機容量141MW。

2.特克斯山口水電站變形監測變形監測的施測

2.1變形監測的坐標系統

特克斯山口水電站變形監測的坐標與高程系統保持與施工階段一致，平面關聯坐標系為1954年北京坐標系，高斯投影三度帶第27帶，中央子午線為81度，邊長投影至900米高程面上，高程基準采用1985國家高程基準。

2.2測量采用的儀器

平面基準網為A級GPS網，采用目前最為先進的Trimble 5700雙頻GPS接機（標稱精度5mm+0.5ppm×D）進行施測。

垂直基準網采用Trimble Dini 12電子水準儀1臺，用于變形監測基準網的高程控制測量（一、二等水準測量）。使用儀器均有新疆測繪產品質量監督檢驗站出具的合格證書，并在有效期內。在使用前的外觀檢視及常規檢查記錄，測量期間每天均有水準儀i角的檢驗，最大值-10.2″，規范限差15″。

2.3 平面基準點的觀測

平面基準點觀測按表1（A、B級GPS測量技術基本要求）的A級GPS網觀測要求，布設成圖形結構較強的邊連式GPS網進行觀測。按規范要求，觀測時時段長度可適當延長，減少觀測時段數，但總的觀測時間必須滿足上表1的要求。實際測量時A級共觀測2個時段，每個時段大于27小時。這樣觀測的目是，GPS衛星絕的繞地球運動的周期都在12小時左右，當連續觀測24小時，GPS觀測的大部分誤差將以周期性體現出來，我們既可以剔除大部分GPS觀測誤差項。有利于后續數據處理消除各項周期性誤差的影響。

觀測時的時段長度可適當延長，減少觀測時段數，但總的觀測時間必須滿足上表要求。

2.4高程測量

高程基準點的觀測、檢測按一等水準測量方法進行，以三個起算點（IS01、IS02、SK103）中較為穩定的一點為起點，布設一等閉合水準路線臉聯測，平面基準點應聯測高程，便于后續監測的施測。監測點按二等水準支線聯測。具體觀測方法件表2（一、二等水準觀測技術要求）。

3.特克斯山口水電站變形監測數據的分析

3.1 起算數據穩定性的分析

變形監測基準點共觀測三次，每次觀測前均對起算點邊長及高程進行檢測（邊長采用GPS觀測，高程采用一等水準觀測），觀測數據統計見下表3（平面起算點GPS基線邊檢測統計表）、表4（高程起算點監測統計表）。

由上表4可見，四次觀測三個起算點間高差的差值很小，均在限差以內，說明三個起算點的相對位置關系沒有發生變化，起算點位穩定可靠。

3.2變形監測基準網平差結果的分析

變形監測基準網共觀測三次，平差結果的統計見下表5（A級網GPS歷年觀測精度統計表）。由上表5可見，三次觀測平差結果都在限差的一半以內，說明每次測量外業完成的較好，測量精度較高，平差數據可靠。

3.3 GPS測量數據的統計與分析

結合以上三次測量成果，繪制各基準點的變形位移統計成果表（見表6三次觀測變形位移量統計表）。

2005年11月觀測值為初始值，其他位移量都是與初始值的差值。

通過表6（四次測量變形位移統計表），繪制各點位移-時間變化過程曲線圖。通過位移---時間過程線可以看出所有基準點中除SK105的差值較大外，其余位移均在6mm以內，可以視為測量誤差，即除SK105外，其它基準點均穩定。

從位移---時間過程線中可以看出SK105向南移了20mm、向東位移了23.8 mm、向下沉降了78.2mm，這說明了SK105基準點地基有向西北方向的位移及垂直向下的位移；SK105基準點坐落在水庫東南側的山體；即水庫東南側的山體有向水庫方向的滑坡。

3.4水準測量數據分析

采用一等水準對SK105高程進行復合，復合測量中一等閉合水準的往返測量高差不符值最大的為“IS04—SK103”段，差值為+2.07mm，允許值為“±3.50mm”路線閉合差為-1.82mm，路線長為4.88Km，測站數為148站，限差為±4.87mm。各項指標差均遠小于規范要求，說明水準測量精度較高。將測量成果調制成垂直位移統計表（見表7垂直位移統計表）。

從表中可以看出除SK05基準點的垂直位移87.5mm外，其他各點垂直位移均在6mm以內，視為測量誤差，即各基準點穩定。

從垂直位移統計表（見表7垂直位移統計表）可以得出SK05基準點下沉了87.5mm，SK05基準點地基下沉。為此我們對SK05基準點坐落的東南側山體進行了巡視，結果發現水庫東南方向，離水庫500米左右的山體有一條明顯的裂縫，裂縫寬度50cm，經管理者及當地群眾確定裂縫為蓄水后形成的，說明水庫東南方的山體有向水庫的滑坡，這與GPS測量數據分析結果相吻合。

4.結論

1.基準點SK105座落的地基基礎發生了沉降，并有東南方向的位移，說明水庫東南方向的山體有向水庫的滑坡。

2.采用GPS測量數據分析得出基準點SK105沉降了78.5mm，通過一等水準測量得出基準點SK105沉降了87.5mm，兩種方法差值為9mm，說明采用精密星歷結算出的GPS大地精度較高，說明用GPS來監測建筑物和山體的水平位移及沉降，方法可靠，測量數據可靠、精度較高。

3.經過巡視發現水庫東南方向，離水庫500米左右的山體由已明顯的裂縫，裂縫寬度50cm，經管理者及當地群眾確定裂縫為蓄水后形成的，這與測量結果吻合，進一步說明水庫東南方的山體有向水庫的滑坡，當引起水庫管理部門的注意，建議增加觀測次數，防患于未然。

參考文獻：

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