基于實例的水庫測量技術(shù)的探討

李吉華

(貴州省安順市水利水電勘測設(shè)計院，貴州安順 561000)

1 概述

全站儀是全站型電子速測儀的簡稱，又被稱為“電子全站儀”，它是一種兼有自動測距、測角、計算和數(shù)據(jù)自動記錄及傳輸功能的自動化、數(shù)字化的三維坐標(biāo)測量與定位系統(tǒng)[1]。按其結(jié)構(gòu)可分為整體式與積木式2種。前者是將測距測角與電子計算單元和儀器的光學(xué)與機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計成整體;后者則分別由各自獨立的光電測距頭、電子經(jīng)緯儀，即電子測角與電子計算單元組成。

2 案例分析

2.1 工程概況

底西水庫屬位于安順市西秀區(qū)巖臘鎮(zhèn)黃土坎村，距安順市城區(qū)23 km，水庫大壩建于長江流域烏江水系型江河支流黑秧河上，壩址以上集水面積5.8 km2(原設(shè)計4.5 km2)，多年平均流量0.11 m3/s，最枯流量0.006 m3/s。水庫區(qū)域地處山盆期剝夷面上，溶蝕地貌與侵蝕構(gòu)造地貌的交接部位，在碎屑黏土巖地區(qū)主要以侵蝕構(gòu)造地貌為主，其形態(tài)為剝蝕侵蝕丘陵，山頂與溝谷相對高差較小，一般≤150 m;在碳酸鹽地區(qū)主要以溶蝕地貌為主。

底西水庫是一座以灌溉為主兼有防洪任務(wù)的蓄水工程，灌區(qū)涉及雙堡鎮(zhèn)的平寨、革老寨等6個村共13個自然村寨，設(shè)計灌溉面積300 hm2。

水庫始建于1958年，由安順專署農(nóng)水局進(jìn)行勘測設(shè)計，并于當(dāng)年冬季施工，1965年由安順地、縣水電局進(jìn)行勘測設(shè)計，大壩為均質(zhì)土壩，設(shè)計最大壩高15 m，壩頂高程1 328.0 m，正常高水位1 325.0 m，正常蓄水庫容95.5萬m3，設(shè)計洪水位(P=2%)1 326.0 m，校核洪水位(P=0.2%)1 326.5 m，總庫容126萬m3，溢洪道寬8 m，長79 m，放水涵洞長95 m，設(shè)計灌溉面積300 hm2。

2.2 對中整平全站儀，進(jìn)行測站定向工作

1)輸入測站點點號A，全站儀自動提取對應(yīng)已知控制點的坐標(biāo)和高程，確認(rèn)后量取和輸入儀器高[2]。

2)詢問和輸入后視點點號B，全站儀自動提取對應(yīng)已知控制點的坐標(biāo)和高程，詢問和輸入后視點棱鏡高，最后回報確認(rèn)后視點點號及棱鏡高。

3)望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)后視點棱鏡，然后按測量鍵并確認(rèn)，完成測站后視定向工作。

4)定向起算邊長的檢核:使用全戰(zhàn)儀內(nèi)的放樣功能，放樣后視點B，檢查起算邊長誤差是否符合精度，通常實測邊長與坐標(biāo)反算邊長的相對誤差應(yīng)＜1/4 000。否則，測站點或后視點就有問題。

2.3 開始放樣工作

1)輸入放樣點點號，全站儀自動提取對應(yīng)已知控制點的坐標(biāo)和高程，并顯示放樣點與測站點的方向和距離。

2)將水平度盤旋轉(zhuǎn)到放樣點方向，并鎖定水平度盤，使用望遠(yuǎn)鏡粗瞄，指導(dǎo)司尺員到達(dá)預(yù)定放樣點方向上，通知司尺員面對儀器方向向左或向右移動棱鏡桿。

3)指導(dǎo)司尺員調(diào)整棱鏡，使棱鏡在望遠(yuǎn)鏡視線以內(nèi)，最終到達(dá)全戰(zhàn)儀望遠(yuǎn)鏡十字絲附近，然后測量距離，全戰(zhàn)儀顯示當(dāng)前棱鏡位置的前后偏距，并通知司尺員相對儀器延長或縮短的距離。

4)接近放樣點設(shè)計坐標(biāo)位置處時，望遠(yuǎn)鏡瞄準(zhǔn)棱鏡桿根部，指導(dǎo)司尺員調(diào)整方向，使得棱鏡桿根部位于望遠(yuǎn)鏡豎絲方向上，然后搏動豎直方向瞄準(zhǔn)棱鏡，再次測量距離，再次通知司尺員相對儀器延長或縮短的距離，直至最終放樣點的方向和距離的偏距都滿足放樣精度要求。

5)確認(rèn)并通知司尺員釘樁，在樁位處再次立好棱鏡后，詢問棱鏡高，測站修改棱鏡高后，進(jìn)行測量并記錄實際放樣點的坐標(biāo)和高程。

2.4 平面控制測量

2.4.1 測區(qū)平面首級控制

布設(shè)Ⅰ級導(dǎo)線點20個，組成4個環(huán)、6個結(jié)點的網(wǎng)絡(luò)型導(dǎo)線網(wǎng)，其中最大邊長約1 100 m(與起算點相連)，最短邊150 m，平均邊長約314 m。最長導(dǎo)線節(jié)長1 130 m。以上指標(biāo)均符合《規(guī)程》要求。在此基礎(chǔ)上布設(shè)II級導(dǎo)線進(jìn)行加密。Ⅰ、Ⅱ級導(dǎo)線技術(shù)要求及觀測技術(shù)要求，見表1。

表1 Ⅰ、Ⅱ級導(dǎo)線技術(shù)要求及觀測技術(shù)要求

水平角采用方向法觀測，使用J2經(jīng)緯儀。I級導(dǎo)線測2個測回，II級導(dǎo)線測定1個測回。方向數(shù)≥4個時應(yīng)歸零。各項觀測限差規(guī)定見下表2。

表2 各項觀測限差規(guī)定

垂直角以中絲法測量，J2經(jīng)緯儀觀測一測回，同一測站指標(biāo)差互差不超過±15″。

2.4.2 導(dǎo)線邊長測量

I、II級導(dǎo)線以AGA116光電測距儀實測斜距，觀測垂直角計算平距。測距時，以3次讀數(shù)為一測回。I級導(dǎo)線測定往返各一個測回或往測二個測回。所有邊長均應(yīng)加入加、乘常數(shù)改正。

Ⅰ、II級導(dǎo)線點編號分別為 Ii和 Iii，(i=1，2，3，…，n自然數(shù)排列)。Ⅰ級導(dǎo)線點和主要Ⅱ級導(dǎo)線點應(yīng)為埋石點，并填繪點之記。Ⅰ、Ⅱ級導(dǎo)線用計算機(jī)進(jìn)行嚴(yán)密平差，程序選用大地委員會推薦的全國優(yōu)秀程序選中的導(dǎo)線平差程序。坐標(biāo)、邊長值取至0.001 m，方位角、角度值取至1"。作業(yè)采用的儀器，應(yīng)按《規(guī)范》1相應(yīng)項目進(jìn)行檢驗。

2.5 高程控制測量

首級高程采用四等水準(zhǔn)測量的方法。水準(zhǔn)點與I級導(dǎo)線點重合，不另行埋設(shè)水準(zhǔn)標(biāo)石。水準(zhǔn)測量采用DZS3型水準(zhǔn)儀，區(qū)格式木質(zhì)水準(zhǔn)尺一對(帶尺墊)，作業(yè)要求見表3。

表3 高程控制測量作業(yè)要求

3 測區(qū)技術(shù)工作的經(jīng)驗與教訓(xùn)

水利工程中通常都要施測庫區(qū)地形圖，多采用1/500，1/1000的大中比例尺，而在貴州這樣的山區(qū)乃至高山區(qū)的特征地形條件下所施測的庫區(qū)地形圖往往便成了狹窄陡長的帶狀地形圖，即使是分散或發(fā)射的，其每一局部、分支仍呈現(xiàn)這樣的態(tài)勢，便有一個如何進(jìn)行綜合取舍，既使圖面美觀又不失真失準(zhǔn)的問題，如何掌握好這個“度”除牢記活用原則外，更重要的是經(jīng)驗的不斷積累和總結(jié)及嘗試。

[1]王輝，趙振偉.淺談無棱鏡全站儀在城市規(guī)劃測量中的應(yīng)用[J].遼寧科技學(xué)院學(xué)報，2011(02):26－28.

[2]時丕慶.全站儀與測繪軟件在工程測量中的應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2008(07):101－102.