西部部分重要湖泊測(cè)量項(xiàng)目質(zhì)量控制方法

陳松生，鄭亞慧

(長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局，湖北 武漢 430010)

我國(guó)西部地區(qū)湖泊多數(shù)地處偏遠(yuǎn)，海拔高，空氣稀薄，自然環(huán)境惡劣，且交通不便。生活物資極度匱乏，開(kāi)展測(cè)量工作難度巨大，并存在極高的安全風(fēng)險(xiǎn)。為系統(tǒng)獲得西部部分重要湖泊的水深、容積和水下地形等基礎(chǔ)信息，填補(bǔ)或完善歷史資料的不足，在第一次全國(guó)水利普查工作基礎(chǔ)上，展開(kāi)了對(duì)西部地區(qū)部分具有代表性重要湖泊的綜合性測(cè)量工作；本次測(cè)量工作涉及范圍廣、參與部門(mén)多、技術(shù)要求高、工作難度大，加強(qiáng)測(cè)量項(xiàng)目全過(guò)程質(zhì)量控制管理，保證優(yōu)質(zhì)高效地完成測(cè)量工作，任務(wù)艱巨，也面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

1 西部湖泊測(cè)量?jī)?nèi)容及工作難點(diǎn)

1.1 主要工作內(nèi)容

測(cè)量?jī)?nèi)容包括控制、水下地形測(cè)量及一定高度的岸邊地形測(cè)繪，通過(guò)資料整理分析，形成湖泊庫(kù)區(qū)地形圖，計(jì)算湖泊水面面積、最大水深、平均水深、湖泊容積等重要參數(shù)。2011～2015年完成青海湖、納木錯(cuò)、艾比湖、色林錯(cuò)、扎日南木錯(cuò)等11個(gè)重要湖泊測(cè)量任務(wù)，湖泊分布如圖1所示。

圖1 西部部分重要湖泊分布圖

1.2 測(cè)量工作難點(diǎn)

1.2.1 多重技術(shù)難題

(1)找已知點(diǎn)困難。測(cè)區(qū)地廣點(diǎn)稀，找一個(gè)已知點(diǎn)，可能行程上千公里；平面控制點(diǎn)多在空氣稀薄嚴(yán)重缺氧的高山之巔；有的控制點(diǎn)被村民壘上大量嘛尼堆作祭祀圣地；水準(zhǔn)點(diǎn)多埋在凍土層以下，且年久未用，需深挖。

(2)常規(guī)測(cè)量方法難以開(kāi)展。湖泊水域面積遼闊、有的局部水深超過(guò)200m，普通測(cè)深方法難以解決。

(3)測(cè)區(qū)無(wú)通訊信號(hào)，無(wú)法采用GSM網(wǎng)絡(luò)RTK技術(shù)。四是湖區(qū)周邊遍布大面積沼澤地及淺灘，測(cè)量人員和測(cè)船施測(cè)灘地地形及水邊線十分困難等等。

1.2.2 高原反應(yīng)劇烈

本次長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局承擔(dān)的西部重要湖泊測(cè)量任務(wù)，測(cè)區(qū)范圍海拔多在4500m左右，即所謂的“絕對(duì)生命禁區(qū)”，人體高原反應(yīng)嚴(yán)重。測(cè)量人員在測(cè)量過(guò)程中要克服頭疼、呼吸困難、全身乏力等劇烈的高原反應(yīng)；測(cè)船動(dòng)力設(shè)備、發(fā)電機(jī)等設(shè)施也多次出現(xiàn)故障，不能正常工作。

1.2.3 工作環(huán)境惡劣

西部湖泊多位于人跡罕至的偏遠(yuǎn)地區(qū)，交通極為不便，生活物資極度匱乏，進(jìn)出測(cè)區(qū)需要十天半個(gè)月以上。測(cè)區(qū)冰雪每年5月前才開(kāi)始消溶，8月又開(kāi)始封凍，年內(nèi)實(shí)際工作時(shí)間短。加之高原湖區(qū)早晚溫差大，氣候變化無(wú)常(有時(shí)狂風(fēng)大作，湖面波濤洶涌；有時(shí)傾盆大雨，道路泥濘；有時(shí)大雪紛紛，能見(jiàn)度極低。)，這些都影響著每天有效作業(yè)時(shí)間。

2 影響測(cè)量質(zhì)量的因素

2.1 人的綜合素質(zhì)

面對(duì)野外惡劣的自然工作環(huán)境，以及隨時(shí)可能出現(xiàn)的觀測(cè)設(shè)備故障、預(yù)定技術(shù)方案調(diào)整等不可預(yù)知情況，參與作業(yè)人員必須具有強(qiáng)健的體魄、良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、堅(jiān)強(qiáng)的意志品質(zhì)、強(qiáng)烈的工作使命感和責(zé)任心，高超的專業(yè)技能以及豐富的測(cè)量工作經(jīng)驗(yàn)等過(guò)硬的綜合素質(zhì)，獨(dú)立解決隨時(shí)遇到的難題。人的綜合素質(zhì)成為影響成果質(zhì)量的最主要因素。

2.2 測(cè)量專用設(shè)備與關(guān)鍵技術(shù)

測(cè)船體型大，抗風(fēng)浪強(qiáng)，在湖中平穩(wěn)，但運(yùn)輸及下水困難。反之，測(cè)船在風(fēng)浪中搖晃，嚴(yán)重影響水下測(cè)量成果；發(fā)動(dòng)機(jī)在咸水湖泊及缺氧環(huán)境下不能正常工作，需要改造。因此需要根據(jù)湖泊特性選擇合適的儀器設(shè)備。在西部重要湖泊測(cè)量中，面臨技術(shù)瓶頸，有些運(yùn)用常規(guī)技術(shù)手段和作業(yè)方法無(wú)法開(kāi)展，采用新技術(shù)是否準(zhǔn)確可靠又缺少資料佐證，直接影響湖泊測(cè)量成果質(zhì)量。

2.3 質(zhì)量過(guò)程控制的有效性

西部部分重要湖泊測(cè)量工作由不同省份的多個(gè)單位、多個(gè)部門(mén)，以及不同部門(mén)的多個(gè)專業(yè)人員聯(lián)合作戰(zhàn)，覆蓋面廣，參與作業(yè)人員多，控制好整個(gè)測(cè)量過(guò)程中每一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)難度大。

3 質(zhì)量管理措施與方法

3.1 耦合式管理

項(xiàng)目由水利部統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和部署，水利部水文局負(fù)責(zé)管理，流域機(jī)構(gòu)長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局、黃河水利委員會(huì)水文局和省(區(qū))水文單位具體承擔(dān)。根據(jù)年度工作任務(wù)，流域機(jī)構(gòu)和省(區(qū))水文單位分工協(xié)作。流域機(jī)構(gòu)主要負(fù)責(zé)制定湖泊容積測(cè)量技術(shù)方案，協(xié)同省(區(qū))水文單位開(kāi)展湖泊實(shí)地踏勘、測(cè)量人員技術(shù)培訓(xùn)、承擔(dān)外業(yè)測(cè)量、數(shù)據(jù)計(jì)算整理及成果報(bào)告編制工作；省(區(qū))水文單位全程參與組織實(shí)施湖泊測(cè)量工作，具體負(fù)責(zé)綜合協(xié)調(diào)、后勤保障與安全管理，流域機(jī)構(gòu)和省(區(qū))水文單位充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)和特長(zhǎng)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、密切合作。

在湖泊測(cè)量實(shí)施前，由省(區(qū))水文單位和流域機(jī)構(gòu)水文局聯(lián)合成立湖泊測(cè)量指揮部(包括1名指揮長(zhǎng)、3名副指揮長(zhǎng)及1～2名現(xiàn)場(chǎng)指揮助理)負(fù)責(zé)統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)。指揮部設(shè)在湖泊所在省(區(qū))水文單位，總指揮由省(區(qū))水文單位主要負(fù)責(zé)同志擔(dān)任，副總指揮流域機(jī)構(gòu)水文單位分管負(fù)責(zé)人及直接參與一線的單位負(fù)責(zé)同志擔(dān)任。指揮部下設(shè)安全生產(chǎn)部、技術(shù)部、質(zhì)量控制部、后勤保障部、內(nèi)業(yè)及容積計(jì)算部(各部部長(zhǎng)1名，副部長(zhǎng)2～3名)，以及各作業(yè)隊(duì)(各隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)1名，副隊(duì)長(zhǎng)2～3名)。具體組織機(jī)構(gòu)架構(gòu)如圖2所示。

項(xiàng)目組織分三個(gè)層次：決策層，全面負(fù)責(zé)項(xiàng)目的組織領(lǐng)導(dǎo)、統(tǒng)籌、調(diào)度與決策工作；管理層，負(fù)責(zé)項(xiàng)目實(shí)施的管理與監(jiān)督工作；生產(chǎn)層，具體完成各項(xiàng)內(nèi)外業(yè)、整理資料及自查互檢工作。各層之間通過(guò)任務(wù)書(shū)、明文制度、上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)指示、會(huì)議精神等多種形式，加強(qiáng)分工協(xié)作，保障工作機(jī)制高效運(yùn)行。

區(qū)別于一般項(xiàng)目，在組織管理上，生產(chǎn)層可將需求信息直接反饋給決策層，以應(yīng)對(duì)突發(fā)事件，及時(shí)化解矛盾和困難，確保安全和保障成果質(zhì)量，如藏區(qū)許多湖泊被當(dāng)?shù)厝罕娨暈槭ズ蛏窈话悴辉试S下水作業(yè)，這時(shí)指揮部需要跟當(dāng)?shù)卣疁贤▍f(xié)調(diào)，取得當(dāng)?shù)卣筒刈迦嗣袢罕姷睦斫庵С趾螅娇蓪?shí)施。

圖2 項(xiàng)目組織管理架構(gòu)圖

3.2 網(wǎng)格化質(zhì)量控制

西部部分重要湖泊測(cè)量質(zhì)量管理是在技術(shù)部指導(dǎo)和配合下，由質(zhì)量控制部全面負(fù)責(zé)。質(zhì)量過(guò)程控制按ISO9001∶2008質(zhì)量管理體系要求，具體采用網(wǎng)格化的質(zhì)量管理模式。

3.2.1 網(wǎng)格點(diǎn)的選取與確認(rèn)

網(wǎng)格點(diǎn)主要設(shè)定在參與人員、儀器設(shè)備(含軟件)和測(cè)量特殊環(huán)境等。參與人員勝任崗位工作能力水平評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)是學(xué)歷與經(jīng)歷、職稱與工齡、業(yè)績(jī)與培訓(xùn)等。加強(qiáng)對(duì)參與人員業(yè)務(wù)知識(shí)、行業(yè)規(guī)范、任務(wù)書(shū)等學(xué)習(xí)，邀請(qǐng)專業(yè)老師講解高原及高原湖泊測(cè)量的特性，提高作業(yè)人員解決實(shí)際問(wèn)題的能力以及對(duì)測(cè)量成果資料可靠性的綜合分析判斷能力，經(jīng)培訓(xùn)合格后持證上崗；儀器設(shè)備選用主要以先進(jìn)適用、滿足測(cè)區(qū)特殊使用為原則，節(jié)點(diǎn)控制主要以其年檢和使用前的檢校、比測(cè)結(jié)果滿足規(guī)范測(cè)量精度要求為準(zhǔn)。投入儀器設(shè)備包括Trimble R10雙頻接收機(jī)(可接受多星GNSS信號(hào))、Echotrac MKⅢ雙頻測(cè)深儀(可測(cè)定大水深以及探測(cè)浮泥層厚度)、HY1200聲速剖面儀(可測(cè)定水溫梯度)、SeaBat8101多波束和Riegl VZ2000三維激光掃描設(shè)備，運(yùn)用新儀器設(shè)備及新技術(shù)分別檢測(cè)特殊測(cè)量環(huán)境中水下和陸上測(cè)點(diǎn)精度等。測(cè)量環(huán)境對(duì)測(cè)量結(jié)果影響較大，如氣溫、氣壓、鹽度、風(fēng)浪等。同時(shí)還要考慮高海拔、大水深、大風(fēng)浪、湖泊含鹽度等。測(cè)量人員、儀器設(shè)備的特殊需求以及環(huán)境因素對(duì)測(cè)量精度的影響，控制方法主要通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量進(jìn)行數(shù)據(jù)改算。

3.2.2 網(wǎng)線的確定與控制

網(wǎng)線主要包括項(xiàng)目總體技術(shù)路線和以作業(yè)隊(duì)為單位的生產(chǎn)過(guò)程控制線兩個(gè)部分。項(xiàng)目技術(shù)路線由技術(shù)部制訂，生產(chǎn)過(guò)程控制線由質(zhì)量控制部實(shí)行監(jiān)管。西部部分重要湖泊測(cè)量項(xiàng)目確定的總體技術(shù)路線如圖3所示。

圖3 西部部分重要湖泊測(cè)量總體技術(shù)路線圖

任務(wù)下達(dá)后，立即成立指揮部，及時(shí)組織人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查勘、資料收集、編制項(xiàng)目專業(yè)技術(shù)設(shè)計(jì)書(shū)、安全工作手冊(cè)和方案，并報(bào)水利部水文局批準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，完成測(cè)量?jī)x器及測(cè)船的選型與調(diào)配、測(cè)量外業(yè)基地選建、簡(jiǎn)易泊船碼頭建設(shè)等前期準(zhǔn)備工作，并做好相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)、后勤保障和安全保障等工作。外業(yè)測(cè)量包括進(jìn)駐工地，儀器設(shè)備調(diào)試，控制網(wǎng)布設(shè)及測(cè)量，臨時(shí)水位站(水尺)測(cè)設(shè)與觀測(cè)，水下地形測(cè)量、陸上及岸邊線測(cè)量等。內(nèi)業(yè)處理包括測(cè)量數(shù)據(jù)的處理與加工，利用測(cè)量期間的影像提取岸邊線數(shù)據(jù)，岸上已有地形資料的接邊套繪，地形圖繪制，容積計(jì)算與復(fù)核、成果整理等。測(cè)量任務(wù)完成后，由水利部水文局組織召開(kāi)專家審查會(huì)，對(duì)測(cè)量成果進(jìn)行審查，所有湖泊測(cè)量任務(wù)完成后，進(jìn)行項(xiàng)目整體驗(yàn)收。

生產(chǎn)過(guò)程控制線主要是由參與人員、儀器設(shè)備及測(cè)量特殊環(huán)境三者之間構(gòu)成的網(wǎng)線。每個(gè)過(guò)程有四個(gè)階段，即輸入、操作、輸出、檢查，并保留必要的可追溯記錄文件。作業(yè)人員需保證輸入無(wú)誤、操作正確、輸出合格；質(zhì)檢人員在現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)各個(gè)環(huán)節(jié)有效，并對(duì)不符合技術(shù)規(guī)定達(dá)不到測(cè)量精度的，責(zé)令施測(cè)人員補(bǔ)測(cè)或重測(cè)。作業(yè)隊(duì)生產(chǎn)過(guò)程控制路線如圖4所示。

網(wǎng)線控制重點(diǎn)在關(guān)鍵數(shù)據(jù)采集與內(nèi)業(yè)計(jì)算、新技術(shù)運(yùn)用上。關(guān)鍵數(shù)據(jù)包括控制點(diǎn)復(fù)核、水位控制測(cè)量、水下數(shù)據(jù)采集及水下檢測(cè)線校對(duì)、內(nèi)業(yè)計(jì)算與分析方法等。新技術(shù)運(yùn)用重點(diǎn)放在對(duì)測(cè)量成果比對(duì)與驗(yàn)證上，并由質(zhì)量檢查員在現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)證實(shí)。關(guān)鍵技術(shù)能夠較好解決特殊環(huán)境下技術(shù)難題及取得的成果資料準(zhǔn)確可靠。如采用基于EGM2008重力場(chǎng)模型的高程擬合技術(shù)，有效解決了湖區(qū)高程控制點(diǎn)引測(cè)的難題；采用星站差分技術(shù)，有效解決GNSS RTK基站電臺(tái)信號(hào)傳輸距離近的問(wèn)題，使GNSS RTK在湖心區(qū)仍能正常進(jìn)行水下測(cè)量工作。

3.2.3 網(wǎng)格化全面質(zhì)量管理

整個(gè)項(xiàng)目質(zhì)量控制嚴(yán)格執(zhí)行“三級(jí)檢查、一級(jí)驗(yàn)收”的網(wǎng)格化管理。一級(jí)檢查主

圖4 作業(yè)隊(duì)生產(chǎn)過(guò)程控制線圖

要由質(zhì)量控制部和作業(yè)隊(duì)隊(duì)級(jí)質(zhì)檢員預(yù)先確定網(wǎng)格點(diǎn)，并對(duì)網(wǎng)格點(diǎn)的準(zhǔn)入、量測(cè)進(jìn)行監(jiān)督檢查；二級(jí)檢查主要是技術(shù)部和質(zhì)量控制部在一級(jí)檢查基礎(chǔ)上，對(duì)不同網(wǎng)格線過(guò)程(輸入、操作、輸出)的合理檢查與驗(yàn)證；三級(jí)檢查由指揮部所在質(zhì)量檢查機(jī)構(gòu)和專職檢查人員對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)行全面、最終檢查。一級(jí)驗(yàn)收由水利部水文局組織驗(yàn)收。各級(jí)質(zhì)量檢查均形成質(zhì)量檢查記錄，以便于作業(yè)隊(duì)整改及檢查人員驗(yàn)證。

4 結(jié)語(yǔ)

西部部分重要湖泊測(cè)量工作屬國(guó)家重大基礎(chǔ)測(cè)量項(xiàng)目，在水利部水文局的統(tǒng)一組織和部署、總指揮部的精心管理和協(xié)調(diào)下，歷經(jīng)三年時(shí)間，克服了重重艱難險(xiǎn)阻，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新不斷解決生產(chǎn)工作中遇到的各種技術(shù)難題，最終系統(tǒng)、準(zhǔn)確地掌握了西部部分重要湖泊的水深、面積、容積、水下地形分布及湖泊水量等基本國(guó)情信息，填補(bǔ)了歷史資料的空白，充實(shí)了基礎(chǔ)地理國(guó)情信息。

在西部部分重要湖泊測(cè)量工作中，項(xiàng)目部始終堅(jiān)持質(zhì)量就是生命的理念，始終重視生產(chǎn)過(guò)程控制，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格化質(zhì)量管理，全面貫徹了水利部部長(zhǎng)陳雷所強(qiáng)調(diào)的“質(zhì)量是普查工作的生命，也是衡量這次水利普查成敗的標(biāo)準(zhǔn)。要牢固樹(shù)立質(zhì)量第一的意識(shí)，建立嚴(yán)格的質(zhì)量控制體系，堅(jiān)持全過(guò)程質(zhì)量控制、全員質(zhì)量控制和分級(jí)分類質(zhì)量控制”這一要求，優(yōu)質(zhì)高效地完成了西部重要湖泊測(cè)量，為今后幾批西部重要湖泊測(cè)量工作提供了質(zhì)量控制參考。

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