論水利水電工程測量技術發展

王 建

（重慶同望水利水電工程設計有限公司，四川 重慶 401147）

測量技術在水利水電工程中扮演著非常重要的角色。隨著現代科技技術的日益快速發展，水利水電工程測量技術發展勢頭強勁，為國民經濟建設做出了重大貢獻。了解以及掌握目前水利水電工程常見的測量技術的發展概況具有很大的意義，這有益于革新國內水利水電工程測量的方法，進一步拓寬我國水利水電工程的服務范圍，促進我國水利水電工程質量不斷上新臺階。

1 控制測量技術

控制測量與水利水電工程測量各項工作密不可分。傳統的控制測量模式已經難以滿足水利水電工程建設與發展的需要。為此，有必要更新控制測量模式?？上驳氖?，近幾年來，現代控制測量技術在水利水電領域如雨后春筍般，不斷涌現。如今，控制測量技術逐漸呈現出“以GPS等現代測量技術為主、傳統的測繪技術為輔”的模式[1]，這種模式具有測量迅速、工作效率高、測量精度高等特征。

在水利水電這個領域控制測量具有2個類型：測圖控制網與專用控制網。這2個類型中又有平面控制與高程控制。平面控制網過去是采用三角鎖網，最近幾年來已經逐漸發展成為三邊網與邊角網以及多種網混合組成的混合網。GPS目前在我國已經應用比較廣泛，已經運用在大區域范圍的測圖控制網中。在水利水電領域專用的平面控制網如今是采用邊角同測網，不過當前有的部分工程會運用GPS進行布置首級網抑或設置成GPS混合網。高程控制網所使用的測量儀器發展很快，在市場上可見到自動式、數字式的水準儀，這些儀器可以自動讀數、自動紀錄以及自動觀測。作業方式也顯現出多樣化，以前是單一的幾何水準，現在發展至三角高程以及GPS擬合水準等一系列作業方式[2]。

2 數字地形測繪技術

隨著計算機技術在國內越來越普及，數字地形測繪技術應用而生。這些方式一方面可以實現自動測繪成圖，也可對GIS前端所收集的數據進行更新。數字地形測繪技術一般具有以下3種系統：一是電子平板數字測圖的系統。這個系統一般由全站儀、電子平板以及繪圖軟件等組成[3]。這個系統的主要特點是可以模擬傳統的白紙進行成圖，不需要編制代碼進行作業，也不容易出現紕漏。不過，電子平板所使用的電池之使用壽命不長，一般只有3個小時，穩定性也比較差。由于這個系統的體積比較笨重，為此僅比較適于一些平坦的地區進行地形的測圖，對于一些自然環境非常不好的水利水電工程之地形圖的測繪則不適宜。二是測記法數字測圖的系統。這個系統一般由全站儀、電子手薄、草圖、繪圖軟件（帶有地物編碼的地形圖）等部分組成。這個系統的缺點為測量作業不夠直觀，需要測量的點號跟草圖的點號有可能不一樣，容易出現地物的紕漏，同時要求現場繪圖工作人員的專業水平比較高。三是掌上數字測圖的系統。這個系統是由全站儀、掌上電腦以及繪圖軟件。本系統所采用的掌上電腦，有效克服了電子平板之缺點，充分發揮出了電子手薄與掌上平板之固有的優點，可以進行可視化界面操作，并且操作比較簡單、攜帶也比較方便，可以適應各種環境。鑒于此，這個系統是當前使用比較廣，在野外測繪效果理想的數據采集與及成圖的工具。

3 變形監測技術

變形監測技術一般可以分為外部變形監測以及內部變形監測等2個部分，常見的水利水電工程外部變形監測技術有下面3種[4]：一是大地測量法。這種方法是一種經典的方法。這個方法測量理論與測量方法比較成熟，所測的數據比較可靠，所測的費用也低，不過觀測的時間比較長，測量勞動的強度比較高，測量精度跟觀測條件的關系比較大。觀測條件不好，則測量精度不高。測量數據的處理方式難以實現自動化或智能化操作，需要人工操作。二是基準線測量法。基準線測量法屬于變形監側（水平位移）之比較常見的方法。目前對近壩區巖體、高邊坡以及滑坡體水平位移進行監測的方法主要是運用大地測量法、視準線法以及垂線法。三是液體靜力水準測量法。當前，這種方法在國內發展很快。液體靜力水準測量系統比較適用于壩體廊道內高程觀測以及高程的傳遞，它是運用不同類型的傳感器來對容器之液面高度進行測量。實踐表明，它可以在同一時間獲取非常多的監測點，有時數十個、有時數百個的監測點之高程。精度高、自動化程度高、可以持續進行測量已經在實際工作中得到了有力的證明。

4 水下地形測量技術

過去對水下的地形進行測量大部分是運用經緯儀、測距儀與標桿等工具[5]，然后運用斷面法與交會法進行定位，接著運用測深桿以及測深錘進行水深數據的采集。可以說，這個方法的作業效率不高，產生的誤差比較大，最近幾年很少用于實際測量。近幾年，衛星定位技術得到了飛躍發展，DGPS(差分全球定位系統)和CORS系統在多波束的測深儀的大力配合下，可以非常方便、高效地對水下的地形進行測量[6]。DGPS可以以某一個已知點當作基準點，位于基準點之GPS的接收機能夠連續地接收衛星發射出來的各種信號，然后跟已知點所處的位置給予比較，明確當時誤差之偽距的修正值，把此些修正值運用無線電臺進行接收，各用戶通過接收機來接收上述修正值可以實時進行校正GPS的信號，它可以具有實時連續以及高精度等優點。當前CORS系統的定位精度可達厘米級。

5 結語

總之，國內水利水電領域的工程測量技術的發展突飛猛進，為我國國民經濟建設作出了很大的貢獻。筆者相信，為了更好地滿足水利水電工程的建設實際需要，未來的測量技術必將會不斷更新，將會朝著電子化與數字化等方向大力發展。

[1]周忠謨,易杰軍,周琪.GPS衛星測量原理與應用[M].北京測繪出版社,2004.

[2]王晏民,洪立波,過靜瑤，等.現代工程測量技術發展與應用[J].測繪通報,2007(04).

[3]馬保軍測繪新技術在工程測量中的應用分析[J].黑龍江科技信息2009(27).

[4]李力測繪新技術在工程測量中的應用[J]-中國新技術新產品2010(9).