現代測量技術在陸渾水庫工程監測中的應用

□陳功磊 □張 軻 □艾亞飛（河南省陸渾水庫管理處）

現代測量技術在陸渾水庫工程監測中的應用

□陳功磊 □張 軻 □艾亞飛（河南省陸渾水庫管理處）

隨著現代測量技術的發展和電子計算機技術的普及，特別是現代全球衛星定位系統的普及，為工程監測技術的進一步提高，提供了發展的契機和平臺。新技術在水庫管理中的應用，為水庫安全運行提供了保障。同時，新技術的發展，也對水庫管理人員各項素質的提高，提出了嚴峻的考驗。

自動化技術;水庫監測;應用

1.陸渾水庫概述

陸渾水庫位于黃河流域伊河支流的河南省嵩縣境內，控制流域面積為3492km2，占伊河總流域面積6029km2的58%，總庫容為13.2億m3，是一座以防洪為主，輔以灌溉、發電、養魚、城市供水和旅游等綜合利用的大(1)型水庫。水庫樞紐建筑物主要有：大壩、輸水洞、灌溉洞、泄洪洞、溢洪道和總裝機容量為10450kW陸渾水電站。

按照設計要求，陸渾水庫承擔著黃河下游防洪、洛陽防洪和自身保壩三大防洪任務。在黃河防洪體系中,陸渾水庫配合小浪底、三門峽、故縣水庫聯合運用，削減三門峽至小浪底區間洪水,確保黃河下游防洪安全。

陸渾水庫的地理位置非常重要，下游有洛陽、鄭州、開封三個重要城市，還有隴海、焦枝、京廣三條鐵路干線和連～霍、二廣等高速公路以及著名的世界文化遺產——龍門石窟，陸渾水庫直接對下游的277個村莊和111萬人、4.87萬hm2耕地起著重要的防洪減災作用。

2.水庫工程觀測

為保證水庫的正常運行，各水庫都設有不同的觀測設施。觀測方法雖然不同，但用途是一樣的，都是用于監測大壩及輸、泄水建筑物的運行情況，從而保證大壩的運行安全。其中大壩變形測量，是監測大壩縱向和豎向變形，以及各輸、泄水建筑物位移的重要手段和方法。

大壩變形觀測常用的方法是水平位移觀測和垂直位移觀測。水平位移觀測是監測大壩在水平方向的上下移動，用于監測壩體和輸、泄水建筑物在水平面上的位移變化，反映大壩及輸、泄水建筑物的穩定性。垂直位移觀測是監測大壩壩體和輸、泄水建筑物在自身重力和外界重力影響下的豎向變化和壩體密實度的觀測。

2.1 傳統測量方法

測點與布設：陸渾水庫現有觀測基點52個，分別位于大壩上游、壩頂和大壩下游的不同位置，用于垂直位移和水平位移觀測，水平和垂直位移觀測為共用基座，基準為強制對中基座，基礎為60cm混凝土基礎。上端平面鑲入一直徑約20cm不銹鋼圓盤，圓盤正中有一儀器按防孔。基礎地下埋深為80cm。基礎與四周接觸面留有10cm縫隙，用瀝青填充，以便使大壩表面的變化不至于影響基礎的穩定性，保證測量的精度。

傳統的觀測方法：平面位移多用視準線法，其中包括（中間設中站分段觀測法、中間設站連續觀測法、前方交會法、側方交會法、后方交會法）。豎向位移主要用高精度水準儀進行觀測。這兩種觀測方法為傳統的觀測方法，外業施測由于受天氣、觀測條件和人員的影響且費時費力，并且測量精度很難保證。在外業施測時需要大量的人力來完成測量工作，一般一次需7～8人，20d左右來完成，還需考慮天氣的影響，如遇意外因素，還有可能造成返工重測，其測量精度不高，如果成果超限，還得重新測量。在外業測量結束后，還需組織大量人工進行內業計算、校核和成果表的上報工作。

2.2 現代測量技術的優點

近年來隨著現代測量技術的發展，以及電子計算機技術的普及，特別是現代全球衛星定位系統的普及和3S技術在工程測量中的大量應用，使水庫大壩變形和輸、泄水建筑物變形的觀測技術有了質的飛躍，為測量技術的進一步發展，提供了契機和平臺。新技術在大壩變形測量中與傳統測量方法對比有以下顯著特點：

2.2.1 測量速度快、省時、省力

2.2.2 觀測精度高

以往人工測量的誤差，多在2～3mm左右，加上人為因素和儀器的校正問題，以及儀器的自身的制造誤差，測量精度很難保證。有時往往達不到測量規范要求。而用新的測量技術，由于不受天氣、人為和觀測儀器因素等的影響，可以很大程度地提高測量精度。如有誤差也為系統誤差，求出常數，從而提高測量精度，保證大壩的安全。

2.2.3 內業資料整理計算省時、省力，快速、準確

以往測量的資料，需專門進行內業計算，這樣費時費力。由于計算全為人工進行，測量數據的準確性也得不到保證。而有了現代的測量技術，就不會出現上述的差錯。測量時有電子儀器代替原來的人工操作，測量結束后，數據由儀器直接輸入電腦，再由編好的計算程序來進行計算，從而避免人工計算的誤差。同時，計算的結果可以使用附帶的電腦軟件，按自己的要求，生成所需要的各種圖形,這樣也免去了后期的曲線繪制工作。

現代測量技術的發展，為水庫的安全運行提供了保障。但再先進的儀器，再優良的設備，想要發揮其功能，都需要人的細心工作和精心維護。所以，在水庫安全監測工作中，水利人還要時刻明白肩上的責任，以負責任的態度，發揚老觀測人的細心、精心和認真精神，力爭把水庫安全監測工作做得更好！

新的全球衛星定位系統，一座大型水庫的大壩變形測量，可以在很短時間完成。且使用人員遠遠少于傳統的觀測方法。如國內的三峽大壩，由于使用全新的靜狀GPS觀測系統，可以實時不間斷的進行觀測，所測數據直接輸入電腦，直接生成所需的各種圖形和文本文件，且有自動報警功能，當觀測數據變化超過1mm時，就會自動發出報警信息，以便管理人員及時處理。

投稿日期：2012-06-29