水利水電工程測量技術(shù)的發(fā)展研究

胡威　臺文斌（河南省水利勘測有限公司　河南鄭州　450000）

水利水電工程測量技術(shù)的發(fā)展研究

胡威臺文斌
（河南省水利勘測有限公司河南鄭州450000）

水利水電工程測量是一門專業(yè)性比較強(qiáng)、內(nèi)容比較豐富的工程測量分支學(xué)科，直接為水利水電工程建設(shè)服務(wù)。水利水電工程的測量是一門研究在水利水電工程建設(shè)中，由規(guī)劃、施工階段和運(yùn)行管理的全過程、多方位的數(shù)據(jù)測量工作組成的科學(xué)的技術(shù)數(shù)據(jù)測量，它的作用貫穿了整個水利水電工程，并且在水利水電工程的施工中承擔(dān)著非常重要的比重，對整個水利水電工程有著非常重要的影響。水利水電工程不僅在我國的國民經(jīng)濟(jì)組成中占有重要地位，而且對人們的生產(chǎn)生活有著很大影響。如果在水利水電工程施工中有一個環(huán)節(jié)發(fā)生了問題，都可能會影響整個水利水電工程的質(zhì)量和工程進(jìn)度。伴隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種各樣測量的技術(shù)已經(jīng)慢慢滲入水利水電工程的領(lǐng)域當(dāng)中，并且對工程質(zhì)量有著深刻的影響。本文研究了水利水電工程測量技術(shù)的發(fā)展，著重介紹了幾種經(jīng)常使用的水利水電測量技術(shù)。

水利水電；測量技術(shù)；發(fā)展

水利水電工程測量通常包括地形測量、變形測量、水下測量、監(jiān)控測量和竣工測量等幾個部分，由于廣泛采用新的方法，新的儀器，與經(jīng)典的全球衛(wèi)星GPS定位技術(shù)，地理信息GIS技術(shù)，遙感RS技術(shù)，大地測量技術(shù)以及數(shù)字?jǐn)z影測量等多種專業(yè)的工程測量技術(shù)不斷融合，水利水電工程測量的服務(wù)領(lǐng)域在不斷拓寬。

1　數(shù)字地形測繪技術(shù)

隨著技術(shù)的不斷發(fā)展以及全站儀的普及，出現(xiàn)了了多種比例尺比較大的地形圖的新型數(shù)字測繪技術(shù)。采用三維測繪技術(shù)，開發(fā)出優(yōu)秀的成圖軟件，不但能夠滿足專業(yè)圖和地形圖測繪，還能夠進(jìn)行GIS數(shù)據(jù)的采集更新。數(shù)字地形測繪的模式主要是使用數(shù)字測記，電子平板以及數(shù)字?jǐn)z影等測量模式。

數(shù)字化繪圖能克服手工繪圖所存在的很多弊端，它符合現(xiàn)代社會高速發(fā)展的水利水電工程的需要。比如在某些綜合性比較強(qiáng)的項(xiàng)目工程中，需要繪制出比例尺不同的同一區(qū)域的地形圖，以前的平板測圖得方法就需要去重復(fù)的工作，然而數(shù)字測圖就可以同一時間根據(jù)要求完成繪制，呈現(xiàn)出不同的比例尺的各種地形圖。數(shù)字化的成圖系統(tǒng)是在外面采集測量數(shù)據(jù)時，合理利用全站儀進(jìn)行現(xiàn)場的自動采集相關(guān)地物地形點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)，并且進(jìn)行自動存儲，其在內(nèi)存進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理時，就會完全保持外面測量數(shù)據(jù)的精度，大大的消除人為錯誤，降低誤差的來源。數(shù)字化的成圖過程，不僅減少進(jìn)行作業(yè)的人員的勞動，而且讓生產(chǎn)周期進(jìn)行了縮短，可以及時的滿足用戶的相關(guān)要求。數(shù)字化的產(chǎn)品不僅可以把它存儲在內(nèi)置的軟盤上，還可以用繪圖儀描繪在所需要的圖紙上，線條、注記、圖面整齊、字體工整，美觀而且便于人員修改，能更好的保證工程圖形的不變形性以及現(xiàn)勢性，可以避免反復(fù)的測繪造成浪費(fèi)，也增加了地形圖的相關(guān)實(shí)用性。

2　變形監(jiān)測技術(shù)

變形監(jiān)測技術(shù)就是測量變形體，確定其內(nèi)部的形態(tài)變化特征以及空間位置。在水利水電工程的測量當(dāng)中，變形監(jiān)測基本包括基準(zhǔn)網(wǎng)測量、工作基點(diǎn)測量、變形體變形監(jiān)測、監(jiān)測資料分析等內(nèi)容，目前，基準(zhǔn)線測量法，大地測量法，以及液體靜力水準(zhǔn)的測量方法是變形監(jiān)測的幾種主要的監(jiān)測方法。

2.1基準(zhǔn)線測量法

基準(zhǔn)線法是水平位移變形監(jiān)側(cè)的常用方法，支墩壩，重力壩，土石壩等直線形式的大壩壩基，壩體一般都使用真空激光法，視準(zhǔn)線法，以及垂線法進(jìn)行觀測。如果壩體比較短，可以使用激光準(zhǔn)直線法和視準(zhǔn)線法進(jìn)行觀測。拱壩的壩基壩體，主要是使用大地測量法和垂線法進(jìn)行觀測。近壩區(qū)高邊坡，巖體和滑坡體的水平位移的監(jiān)測，大都采用視準(zhǔn)線法，垂線法以及大地測量法。

2.2大地測量法

大地測量法是一種在水利水電工程當(dāng)中變形監(jiān)測的經(jīng)典而又傳統(tǒng)的方法，可進(jìn)行工作基點(diǎn)的測量，基準(zhǔn)網(wǎng)的測量以及變形體的監(jiān)測等，測量的方法主要有幾何水準(zhǔn)測量，三角測量，現(xiàn)代邊角測量，交匯測量，等方法。測量的設(shè)備有精密全站儀，電子水準(zhǔn)儀。大地測量法的主要特征有，使用比較常規(guī)的測量儀器，方法和理論比較成熟完善，測量的數(shù)據(jù)可靠準(zhǔn)確，測量的費(fèi)用比較低。缺點(diǎn)有勞動的強(qiáng)度比較高，觀測的所花費(fèi)的時間比較長，觀測條件也會影響到測量的精準(zhǔn)度，觀測和后期數(shù)據(jù)處理當(dāng)中，智能化和自動化的程度比較低。

2.3液體靜力水準(zhǔn)測量方法

垂直位移的測量監(jiān)測技術(shù)主要三角高程的測量，水準(zhǔn)測量，以及液體靜力水準(zhǔn)的測量，當(dāng)前液體靜力水準(zhǔn)的測量技術(shù)是發(fā)展的比較快的一種測量技術(shù)。液體靜力水準(zhǔn)的測量系統(tǒng)比較適用于在壩體的廊道內(nèi)部進(jìn)行高程傳遞和高程觀測，通過各種傳感器來測量容器內(nèi)的液面的高度，能夠同時獲得數(shù)百個的監(jiān)測點(diǎn)高程，有遙測，高精度，可移動，自動化，以及持續(xù)性比較好的特點(diǎn)。

3　水下地形測量技術(shù)

在水利水電工程的測量當(dāng)中，水下地形的測量，一般都采用電磁波測距儀，經(jīng)緯儀，以及標(biāo)桿，標(biāo)尺作為主要的測量工具。用極坐標(biāo)法，斷面法，以及交會法進(jìn)行定位。用測深錘和測深桿來測量水深。這種測量方法的誤差大，效率比較低。近年來，在我國的水利水電工程的測量當(dāng)中，已經(jīng)很少使用了。隨著GPS定位的不斷發(fā)展，GPS，RTK，CORS，以及DGPS系統(tǒng)配合測深儀，在水下地形的測量當(dāng)中已經(jīng)廣泛應(yīng)用了。DGPS系統(tǒng)是把某個已知的點(diǎn)當(dāng)作基準(zhǔn)點(diǎn)，在基準(zhǔn)點(diǎn)，接收機(jī)不斷接收衛(wèi)星的信號，并和已知點(diǎn)位置比較，確定誤差的修正值，把修正值使用無線電臺進(jìn)行接收，用戶的接收機(jī)在接收到修正值時，不斷校正GPS的信號。它具有實(shí)時連續(xù)，全天候，精度高的特點(diǎn)。目前RTK，GPS，以及CORS系統(tǒng)的定位已經(jīng)達(dá)到了厘米級的精度。以上定位技術(shù)，在進(jìn)行水下地形測量的時候可以減輕勞動的強(qiáng)度，縮短工作的周期。

4　控制測量技術(shù)

控制測量技術(shù)是水利水電工程的測量中的基礎(chǔ)方法。隨著經(jīng)濟(jì)以及科技的不斷發(fā)展，水利水電的控制測量方法已經(jīng)由傳統(tǒng)的控制測量方法轉(zhuǎn)變到了現(xiàn)代的控制測量，就是運(yùn)用GPS等先進(jìn)的定位技術(shù)，結(jié)合傳統(tǒng)的測繪方法，高精度，快速準(zhǔn)確的確定測量目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。水利水電工程的控制測量按照水利水電工程的服務(wù)內(nèi)容和階段，可以劃分為專用控制網(wǎng)和測圖控制網(wǎng)兩種基本類型。包含高程控制和平面控制兩個方面的測量技術(shù)。在水利水電工程當(dāng)中的平面控制網(wǎng)的測量技術(shù)已經(jīng)開始由傳統(tǒng)三角網(wǎng)發(fā)展成了邊角網(wǎng)，三邊網(wǎng)，GPS網(wǎng)，導(dǎo)線網(wǎng)，以及混合網(wǎng)等先進(jìn)的現(xiàn)代控制網(wǎng)的測量技術(shù)。

近年來，在水利水電工程的測量當(dāng)中，GPS衛(wèi)星定位技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。GPS全球定位系統(tǒng)在車輛導(dǎo)航、航空航天、變形監(jiān)測等一些方面被廣泛應(yīng)用。因?yàn)樗莫?dú)特性使得GPS數(shù)據(jù)測量的技術(shù)在水利水電工程測量中也有著廣闊應(yīng)用。GPS測量儀在水利水電工程中的不斷應(yīng)用，舍得數(shù)據(jù)的測量不會再受到地勢地形等一些條件的嚴(yán)重影響，并且可以通過控制數(shù)據(jù)測量的布局類型以及觀測方法，可以大大的減少傳統(tǒng)的測量中的過度點(diǎn)和傳算點(diǎn)的數(shù)據(jù)的測量的工作，它使得選點(diǎn)變得更為靈活，而且數(shù)據(jù)測量可以不再受到天氣、時間等一些自然條件影響。尤其是在一些中小型的水利水電工程測量中，GPS測量的優(yōu)點(diǎn)會體現(xiàn)的更加的明顯。中小型的水利水電項(xiàng)目中，利用GPS的高精度特點(diǎn)，使得測量的工作節(jié)省了大量的人力資源并且減少了工作時間以及勞動強(qiáng)度。

5　結(jié)束語

在水利工程當(dāng)中，測量工作是水利工程施工建設(shè)當(dāng)中的一個十分重要的部分，是水利工程施工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。水利工程的測量工作，關(guān)系到工程的安全，功能，使用壽命以及整個水利工程的質(zhì)量?，F(xiàn)在隨著科技的不斷發(fā)展，多種測繪的新技術(shù)開始使用到水利水電工程的領(lǐng)域中，各種新技術(shù)之間相互促進(jìn)、相互滲透，影響著水利水電工程的質(zhì)量與成敗，相信隨著新的測繪技術(shù)不斷進(jìn)步，水利水電工程測量現(xiàn)在正向著測量的內(nèi)外作業(yè)的一體化、處理自動化以及數(shù)據(jù)獲取和測量過程控制的不斷發(fā)展，不僅會提高水利水電工程測量的效率和數(shù)據(jù)測量的精確度，還會方便水利水電工程的質(zhì)量施工。

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2015-12-8