探究水利水電工程測(cè)量技術(shù)

劉佳城

（身份證號(hào)碼：441481198911126499；深圳市廣匯源環(huán)境水務(wù)有限公司，廣東 深圳 518000）

前言：水利水電工程的質(zhì)量離不開良好的前期勘探和測(cè)量。近些年一些先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)，如控制測(cè)量技術(shù)、變形測(cè)量技術(shù)、數(shù)字地形測(cè)量技術(shù)和水底地形測(cè)量技術(shù)等，在水利水電工程建設(shè)中發(fā)揮了很好的作用，應(yīng)用也十分廣泛。其高效、高精度和方便的特性更是得到了業(yè)內(nèi)技術(shù)人員的一致肯定。鑒于此，本文對(duì)這些水利工程測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了研究和總結(jié)。

一、測(cè)量在水利水電工程建設(shè)中的地位

測(cè)量的主要內(nèi)容包括：收集并整理各種地貌的形狀、特征、和位置等幾何信息，并根據(jù)施工設(shè)計(jì)的圖紙，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行準(zhǔn)確的標(biāo)定。在水利水電工程建設(shè)中，必須利用勘察得出的資料和圖紙進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，選擇經(jīng)濟(jì)合理的方案，通過測(cè)量協(xié)調(diào)配合各項(xiàng)工程的建設(shè)，保證設(shè)計(jì)意圖的正確實(shí)施。

測(cè)量作為施工建設(shè)過程的“先遣部隊(duì)”，測(cè)量工作的完成好壞直接關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量。水利工程的建設(shè)開始時(shí)的原始地形和地貌測(cè)量、基礎(chǔ)開挖的中心線和邊線放樣，或水工建筑物混凝土澆筑前的混凝土軸線標(biāo)高，施工過程中的幾何尺寸、仰角等都與測(cè)量密不可分。項(xiàng)目完成后，應(yīng)繪制竣工圖紙，并進(jìn)行竣工測(cè)量，收集數(shù)據(jù)，以方便項(xiàng)目檢驗(yàn)，管理維護(hù)與擴(kuò)展。

二、控制測(cè)量技術(shù)

水利水電工程測(cè)量的基礎(chǔ)是控制測(cè)量技術(shù)。隨著水利水電的控制測(cè)量方法從傳統(tǒng)向現(xiàn)代化的巨大轉(zhuǎn)變。有一些先進(jìn)的技術(shù)開始應(yīng)用到測(cè)量當(dāng)中，主要有GPS定位技術(shù)，該技術(shù)可以準(zhǔn)確得到測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，且具有較高的精度。水利水電工程的控制測(cè)量一般可分為兩種類型：專用控制網(wǎng)和測(cè)繪控制網(wǎng)。測(cè)量技術(shù)包含高程控制和平面控制。水利水電工程平面控制網(wǎng)的測(cè)量技術(shù)已從傳統(tǒng)的三角網(wǎng)發(fā)展到邊角網(wǎng)、三邊網(wǎng)、GPS網(wǎng)、導(dǎo)線網(wǎng)、混合網(wǎng)等先進(jìn)的現(xiàn)代控制網(wǎng)。

三、變形監(jiān)測(cè)技術(shù)

變形監(jiān)測(cè)技術(shù)包括外部變形監(jiān)測(cè)和內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)技術(shù)，這種技術(shù)主要是通過對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象的變化進(jìn)行測(cè)量，掌握準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)并加以分析。水利水電工程測(cè)量工作中應(yīng)用的比較多的是外觀變形監(jiān)測(cè)技術(shù)。下面主要就外部變形監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行分析。

（一）變形監(jiān)測(cè)方法之大地測(cè)量方法

大地測(cè)量涉及的領(lǐng)域很廣，可以應(yīng)用于各種測(cè)量工作，如基準(zhǔn)網(wǎng)測(cè)量、物體變形測(cè)量等，其測(cè)量過程中需要電子水平儀和測(cè)量機(jī)器人的輔助。大地測(cè)量的方法具有如下特點(diǎn)：（1）輔助設(shè)備比較普遍；（2）與其他變形監(jiān)測(cè)方法相比，理論點(diǎn)較為全面；（3）該方法得到的數(shù)據(jù)誤差?。唬?）實(shí)施成本低；（5）測(cè)量方法實(shí)施時(shí)間較長(zhǎng)；（6）人力需求大；（7）測(cè)量方法的科學(xué)技術(shù)含量不夠高。

（二）變形監(jiān)測(cè)方法之基準(zhǔn)線測(cè)量法

對(duì)于水平位移的變化測(cè)量主要是應(yīng)用基準(zhǔn)測(cè)量方法，這種方法的原理主要是找到固定的參考來進(jìn)行測(cè)量?；鶞?zhǔn)測(cè)量的方法有很多種，由于實(shí)際的工程狀況不會(huì)完全相同，因此每種測(cè)量方法的實(shí)際應(yīng)用情況也會(huì)有所不同。例如，直線壩一般采用真空激光準(zhǔn)直法；拱壩一般采用垂直法；滑坡一般采用視線法。

（三）變形監(jiān)測(cè)方法之液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量方法

液體靜力水準(zhǔn)測(cè)量系統(tǒng)主要是利用聯(lián)通容器中靜止液面在重力作用下保持同一水平的這一原理來進(jìn)行各監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的高差計(jì)算。這種方法的測(cè)量面積大，準(zhǔn)確性比較高，主要適用于海拔高度測(cè)量。

四、水下地形測(cè)量技術(shù)

原有的測(cè)量技術(shù)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足目前水利水電工程水下測(cè)量作業(yè)的要求，以往的通過經(jīng)緯儀、測(cè)距儀等測(cè)量的技術(shù)逐漸被新的技術(shù)所取代。依賴于衛(wèi)星定位技術(shù)的巨大發(fā)展，差分GPS和連續(xù)運(yùn)行的衛(wèi)星定位服務(wù)系統(tǒng)在水下地形測(cè)量工作中的應(yīng)用變得十分廣泛，起到的作用也越來越明顯。差分GPS是通過與探測(cè)器的郵寄合作，在特定的水下區(qū)域建立接收器。然后通過接收器來接收衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)，技術(shù)人員再把精確的位置信息與通過接收器收到的信息進(jìn)行比較，從而對(duì)中間的誤差進(jìn)行修正。該技術(shù)最重要的部分是對(duì)位置信息的連續(xù)接收和校正，大大提高了測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

五、數(shù)字地形控制測(cè)量技術(shù)

近年來，數(shù)字地形控制技術(shù)在水利水電工程中的應(yīng)用十分廣泛。數(shù)字地形控制與測(cè)量技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以實(shí)現(xiàn)測(cè)繪項(xiàng)目，還可以對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新，保證相關(guān)數(shù)據(jù)和信息的準(zhǔn)確性。

在我國(guó)的水利水電行業(yè)，數(shù)字地形控制測(cè)量技術(shù)主要包括以下幾個(gè)系統(tǒng)：①側(cè)記法數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)，這種方法主要是通過繪圖軟件和全站儀來實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)區(qū)的綜合控制，對(duì)操作人員的技術(shù)水平與操作要求較高；②電子平板數(shù)字測(cè)繪系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以模擬白紙測(cè)繪測(cè)量區(qū)域，作業(yè)相對(duì)簡(jiǎn)單，精準(zhǔn)度較高。但由于這種系統(tǒng)受電子平板的電池壽命與體積的影響，限制了其應(yīng)用的區(qū)域只能是較為平緩的地勢(shì)；③掌上數(shù)字測(cè)圖系統(tǒng)，不受限與地形、地貌的影響，相較于電子平板數(shù)字測(cè)繪系統(tǒng)，克服了復(fù)雜地形作業(yè)的難題，操作更簡(jiǎn)單攜帶更便捷，是一套比較實(shí)用的測(cè)圖系統(tǒng)，可以更好地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的收集。

六、實(shí)際測(cè)量中需注意的事項(xiàng)

在水利水電工程的建設(shè)中，對(duì)于測(cè)量的準(zhǔn)確性的要求是比較高的，下面主要列舉了實(shí)際測(cè)量中需要注意的事項(xiàng)：

（1）了解設(shè)計(jì)施工圖紙：水利水電工程測(cè)量的首要工作是熟悉圖紙。技術(shù)人員需要根據(jù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖紙確定工程測(cè)量的精度，掌握整個(gè)工程設(shè)計(jì)過程的結(jié)構(gòu)圖，然后根據(jù)具體測(cè)量要求選擇合適的測(cè)量?jī)x器。

（2）加強(qiáng)技術(shù)人員的培訓(xùn)與管理，全面增強(qiáng)技術(shù)人員的測(cè)量水平。在測(cè)量前，技術(shù)人員就應(yīng)了解并掌握各種測(cè)量技術(shù)要點(diǎn)，針對(duì)不同的地形，地貌選擇合適的測(cè)量方法，在測(cè)量時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)要抱有一定的敏感度，具有一定的誤差處理能力，明確測(cè)量控制要點(diǎn)，及時(shí)檢測(cè)，對(duì)可能出現(xiàn)及現(xiàn)有的問題及時(shí)做出方案的調(diào)整。

七、結(jié)語

隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷加快，國(guó)家對(duì)水利水電工程的投入也越來越大，現(xiàn)階段的工程測(cè)量技術(shù)也已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，變得更加自動(dòng)化、數(shù)字化與多媒體化，發(fā)展前景十分樂觀。測(cè)量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和應(yīng)用也將變得更加有效和簡(jiǎn)易，總之，為了提高水利工程的測(cè)量水平，還需要相關(guān)工作人員不斷努力，對(duì)測(cè)量技術(shù)進(jìn)行更深入的研究和探索，開發(fā)出更高效準(zhǔn)確的測(cè)量技術(shù)，從而推動(dòng)我國(guó)的水利水電工程測(cè)量技術(shù)水平的發(fā)展與提高。