水利水電工程測量技術的發展研究

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的發展研究

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性比較強、內容比較豐富的工程測量分支學科，直接為水利水電工程建設服務。水利水電工程的測量是一門研究在水利水電工程建設中，由規劃、施工階段和運行管理的全過程、多方位的數據測量工作組成的科學的技術數據測量，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濟組成中占有重要地位，而且對人們的生產生活有著很大影響。如果在水利水電工程施工中有一個環節發生了問題，都可能會影響整個水利水電工程的質量和工程進度。伴隨著科學技術的發展，各種各樣測量的技術已經慢慢滲入水利水電工程的領域當中，并且對工程質量有著深刻的影響。本文研究了水利水電工程測量技術的發展，著重介紹了幾種經常使用的水利水電測量技術。

水利水電；測量技術；發展

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，與經典的全球衛星GPS定位技術，地理信息GIS技術，遙感RS技術，大地測量技術以及數字攝影測量等多種專業的工程測量技術不斷融合，水利水電工程測量的服務領域在不斷拓寬。

1　數字地形測繪技術

隨著技術的不斷發展以及全站儀的普及，出現了了多種比例尺比較大的地形圖的新型數字測繪技術。采用三維測繪技術，開發出優秀的成圖軟件，不但能夠滿足專業圖和地形圖測繪，還能夠進行GIS數據的采集更新。數字地形測繪的模式主要是使用數字測記，電子平板以及數字攝影等測量模式。

數字化繪圖能克服手工繪圖所存在的很多弊端，它符合現代社會高速發展的水利水電工程的需要。比如在某些綜合性比較強的項目工程中，需要繪制出比例尺不同的同一區域的地形圖，以前的平板測圖得方法就需要去重復的工作，然而數字測圖就可以同一時間根據要求完成繪制，呈現出不同的比例尺的各種地形圖。數字化的成圖系統是在外面采集測量數據時，合理利用全站儀進行現場的自動采集相關地物地形點的空間三維坐標，并且進行自動存儲，其在內存進行數據的處理時，就會完全保持外面測量數據的精度，大大的消除人為錯誤，降低誤差的來源。數字化的成圖過程，不僅減少進行作業的人員的勞動，而且讓生產周期進行了縮短，可以及時的滿足用戶的相關要求。數字化的產品不僅可以把它存儲在內置的軟盤上，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勢性，可以避免反復的測繪造成浪費，也增加了地形圖的相關實用性。

2　變形監測技術

變形監測技術就是測量變形體，確定其內部的形態變化特征以及空間位置。在水利水電工程的測量當中，變形監測基本包括基準網測量、工作基點測量、變形體變形監測、監測資料分析等內容，目前，基準線測量法，大地測量法，以及液體靜力水準的測量方法是變形監測的幾種主要的監測方法。

2.1基準線測量法

基準線法是水平位移變形監側的常用方法，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，視準線法，以及垂線法進行觀測。如果壩體比較短，可以使用激光準直線法和視準線法進行觀測。拱壩的壩基壩體，主要是使用大地測量法和垂線法進行觀測。近壩區高邊坡，巖體和滑坡體的水平位移的監測，大都采用視準線法，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中變形監測的經典而又傳統的方法，可進行工作基點的測量，基準網的測量以及變形體的監測等，測量的方法主要有幾何水準測量，三角測量，現代邊角測量，交匯測量，等方法。測量的設備有精密全站儀，電子水準儀。大地測量法的主要特征有，使用比較常規的測量儀器，方法和理論比較成熟完善，測量的數據可靠準確，測量的費用比較低。缺點有勞動的強度比較高，觀測的所花費的時間比較長，觀測條件也會影響到測量的精準度，觀測和后期數據處理當中，智能化和自動化的程度比較低。

2.3液體靜力水準測量方法

垂直位移的測量監測技術主要三角高程的測量，水準測量，以及液體靜力水準的測量，當前液體靜力水準的測量技術是發展的比較快的一種測量技術。液體靜力水準的測量系統比較適用于在壩體的廊道內部進行高程傳遞和高程觀測，通過各種傳感器來測量容器內的液面的高度，能夠同時獲得數百個的監測點高程，有遙測，高精度，可移動，自動化，以及持續性比較好的特點。

3　水下地形測量技術

在水利水電工程的測量當中，水下地形的測量，一般都采用電磁波測距儀，經緯儀，以及標桿，標尺作為主要的測量工具。用極坐標法，斷面法，以及交會法進行定位。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中，已經很少使用了。隨著GPS定位的不斷發展，GPS，RTK，CORS，以及DGPS系統配合測深儀，在水下地形的測量當中已經廣泛應用了。DGPS系統是把某個已知的點當作基準點，在基準點，接收機不斷接收衛星的信號，并和已知點位置比較，確定誤差的修正值，把修正值使用無線電臺進行接收，用戶的接收機在接收到修正值時，不斷校正GPS的信號。它具有實時連續，全天候，精度高的特點。目前RTK，GPS，以及CORS系統的定位已經達到了厘米級的精度。以上定位技術，在進行水下地形測量的時候可以減輕勞動的強度，縮短工作的周期。

4　控制測量技術

控制測量技術是水利水電工程的測量中的基礎方法。隨著經濟以及科技的不斷發展，水利水電的控制測量方法已經由傳統的控制測量方法轉變到了現代的控制測量，就是運用GPS等先進的定位技術，結合傳統的測繪方法，高精度，快速準確的確定測量目標點的三維坐標。水利水電工程的控制測量按照水利水電工程的服務內容和階段，可以劃分為專用控制網和測圖控制網兩種基本類型。包含高程控制和平面控制兩個方面的測量技術。在水利水電工程當中的平面控制網的測量技術已經開始由傳統三角網發展成了邊角網，三邊網，GPS網，導線網，以及混合網等先進的現代控制網的測量技術。

近年來，在水利水電工程的測量當中，GPS衛星定位技術已經得到了廣泛的應用。GPS全球定位系統在車輛導航、航空航天、變形監測等一些方面被廣泛應用。因為它的獨特性使得GPS數據測量的技術在水利水電工程測量中也有著廣闊應用。GPS測量儀在水利水電工程中的不斷應用，舍得數據的測量不會再受到地勢地形等一些條件的嚴重影響，并且可以通過控制數據測量的布局類型以及觀測方法，可以大大的減少傳統的測量中的過度點和傳算點的數據的測量的工作，它使得選點變得更為靈活，而且數據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測量的優點會體現的更加的明顯。中小型的水利水電項目中，利用GPS的高精度特點，使得測量的工作節省了大量的人力資源并且減少了工作時間以及勞動強度。

5　結束語

在水利工程當中，測量工作是水利工程施工建設當中的一個十分重要的部分，是水利工程施工質量的重要環節。水利工程的測量工作，關系到工程的安全，功能，使用壽命以及整個水利工程的質量。現在隨著科技的不斷發展，多種測繪的新技術開始使用到水利水電工程的領域中，各種新技術之間相互促進、相互滲透，影響著水利水電工程的質量與成敗，相信隨著新的測繪技術不斷進步，水利水電工程測量現在正向著測量的內外作業的一體化、處理自動化以及數據獲取和測量過程控制的不斷發展，不僅會提高水利水電工程測量的效率和數據測量的精確度，還會方便水利水電工程的質量施工。

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2015-12-8