簡析水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段測量

□李冬韓（廣東省潮州市水利水電勘測設(shè)計(jì)院）

0 前言

水利水電工程是當(dāng)前我國現(xiàn)代化建設(shè)中必不可少的重要組成部分，在人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活和社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著極其重要的作用，受到了人們的廣泛關(guān)注。水利水電工程是指以防洪、灌溉、發(fā)電、改善水環(huán)境質(zhì)量等為目標(biāo)的綜合性系統(tǒng)性工程，涉及許多專業(yè)學(xué)科的內(nèi)容，其施工和管理非常復(fù)雜，尤其是水利工程測量工作，實(shí)踐性強(qiáng)，技術(shù)要求高，在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，一旦測量出現(xiàn)差錯(cuò)或較大誤差，必然會(huì)給工程的后續(xù)施工造成極大的影響，需要引起工程參建各方的高度重視。

1 工程控制測量

在水利水電工程中，工程控制網(wǎng)的主要作用，是為測量區(qū)域提供相對(duì)統(tǒng)一的空間參考框架，從而確保各項(xiàng)測量工作的準(zhǔn)確性，水利水電工程建設(shè)不同階段對(duì)于測量精度、進(jìn)度和成本等的要求也不盡相同。在實(shí)際操作中，工程控制測量可以分為以下兩種：

1.1 高程控制測量

從目前來看，我國水準(zhǔn)點(diǎn)的高程系統(tǒng)采用的是正常高系統(tǒng)，主要是按照1985 國家高程基準(zhǔn)起始。但是在水利水電工程的實(shí)際建設(shè)中，受歷史因素的影響，許多地區(qū)仍然沿用本區(qū)域的高程系統(tǒng)。同時(shí)，為了確保與當(dāng)?shù)厮幕A(chǔ)資料相互匹配，高程控制系統(tǒng)的選擇應(yīng)該考慮當(dāng)?shù)氐氖褂昧?xí)慣。如廣東省內(nèi)多采用珠江基面高程系統(tǒng)，其起算點(diǎn)以珠江口附近測站多年平均值和后來多次復(fù)測、平差和調(diào)整后的高程計(jì)算；而粵東韓江流域多采用韓江基面高程系統(tǒng)，其起算點(diǎn)以舊時(shí)汕頭海關(guān)水尺零點(diǎn)推算。

1.2 平面控制測量

通常情況下，水利水電工程的建設(shè)位置多依河川溪流而行，因此，測區(qū)具有狹長、獨(dú)立的特點(diǎn)。對(duì)此，測量人員應(yīng)該結(jié)合工程的具體情況，從工程項(xiàng)目的大小、所處位置等方面進(jìn)行綜合考慮，對(duì)平面控制系統(tǒng)進(jìn)行合理選擇。在對(duì)水利水電工程建設(shè)地區(qū)進(jìn)行測量時(shí)，如果測區(qū)內(nèi)投影長度的變形值在5cm/km 以上，或者測區(qū)偏離現(xiàn)行國家坐標(biāo)系統(tǒng)中央子午線45km 以外或與中央子午線經(jīng)度差>40′，考慮投影變形，可以采用以下平面控制系統(tǒng)：

①以一個(gè)國家大地點(diǎn)的坐標(biāo)以及該點(diǎn)至另一個(gè)大地點(diǎn)的方位角作為起始數(shù)據(jù)的獨(dú)立坐標(biāo)系統(tǒng)，即所謂“一點(diǎn)一方向”；②高斯正形投影任意帶平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)，換言之，就是國家大地點(diǎn)的坐標(biāo)通過換代計(jì)算的方式，換算成測區(qū)平均中央子午線處的坐標(biāo)。

2 地形圖測繪

在水利水電工程中，地形圖的作用，是為工程的規(guī)劃選址、建筑物布置等提供必要的參考依據(jù)。因此，在對(duì)地形圖進(jìn)行測繪的過程中，一方面，應(yīng)該嚴(yán)格遵守現(xiàn)行國家行業(yè)測量規(guī)范的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，另一方面，需要充分考慮水利水電地形圖自身的特點(diǎn)。

2.1 地物測繪

在水利水電工程中，地物測繪是非常關(guān)鍵的，其內(nèi)容也相對(duì)繁雜，主要包括：測量控制點(diǎn)、道路、管線、居民點(diǎn)、輸配電線路、獨(dú)立地物、地質(zhì)勘探點(diǎn)、氣象設(shè)施等。在實(shí)際測量中，應(yīng)該結(jié)合工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)，圍繞工程的特性進(jìn)行細(xì)致測量，將測繪區(qū)域分為兩個(gè)部分，即工程區(qū)域內(nèi)和工程區(qū)域外。以中小型河流的治理為例，工程的主要內(nèi)容包括堤防加固、河道疏浚、護(hù)岸護(hù)坡等，對(duì)此，在進(jìn)行地物測量過程中，需要重點(diǎn)關(guān)注堤防周邊的房屋建筑、電力及通訊設(shè)施、現(xiàn)有堤防與河道的護(hù)岸護(hù)坡及構(gòu)建材質(zhì)等，在地形圖上，對(duì)建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、高程等進(jìn)行細(xì)致標(biāo)注。對(duì)工程區(qū)域內(nèi)的房屋應(yīng)該詳細(xì)測量，而在工程區(qū)域外，即使是大比例地形圖，也可以適當(dāng)放寬測量，合理取舍。同時(shí)，村莊外圍房屋應(yīng)該詳細(xì)測量，內(nèi)部房屋則可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行取舍，為工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供必要的參考信息。

2.2 地貌測繪

通常來講，水利水電工程多處于山林地區(qū)，與城市建筑工程的測量相比更加困難、復(fù)雜。在實(shí)際測量中，應(yīng)該使用等高線，配合專用的地貌符號(hào)以及高程注記點(diǎn)，對(duì)地貌進(jìn)行表示。為了滿足水利水電工程對(duì)于地貌的高要求，不僅需要保留高程點(diǎn)，還需要進(jìn)行等高線的勾繪，同時(shí)，為了顯示地貌碎部特征，還應(yīng)該添加相應(yīng)的繪間曲線。在部分地形圖中，還需要適當(dāng)保留部分高程注記點(diǎn)和比高，對(duì)于面積在地形圖上>1cm2，并且具有相應(yīng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的地貌和植被等，需要用地類界繪制出具體范圍。

2.3 水下測量

對(duì)于水利水電工程而言，水下地形測量是工程測量的重點(diǎn)，也是水利工程測量與其他測量最大的區(qū)別。在測量時(shí)，需要確保全面性和準(zhǔn)確性，對(duì)于一些重要的涵閘和溝渠，還應(yīng)該在地形圖上注記底部高程。

3 斷面測繪

在水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測量中，涉及到的土石方工程相對(duì)較多，包括填高、削坡、挖深等，這些工程量的測量都會(huì)涉及到縱斷面測量工作，其測量精度直接影響著水利水電工程的實(shí)際工程量。當(dāng)前，在工程項(xiàng)目工程量的計(jì)算中，一般都是利用專業(yè)的計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行，也可以按照以下公式，由人工對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行審核：

在公式中，s1、s2表示相鄰斷面需要進(jìn)行開挖或者回填的面積，△D 表示相鄰橫斷面之間的間距，V總表示土方總量。

由公式可以看出，縱斷面與橫斷面的測量精度與總工程量的計(jì)算有著密切聯(lián)系。對(duì)此，在對(duì)水利水電工程縱斷面和橫斷面進(jìn)行測量與繪圖的過程中，需要從多個(gè)方面著手，提高測量的精度，確保工程量的概算值更加接近真實(shí)值。

3.1 斷面點(diǎn)的精準(zhǔn)測量

目前，在針對(duì)縱橫斷面點(diǎn)進(jìn)行測量時(shí)，采用的測量方法包括GPSRTK 測量法以及全站儀法。這兩種方法各自都存在相應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該結(jié)合工程的具體情況，對(duì)其進(jìn)行合理選擇，盡可能消除縱斷面點(diǎn)和橫斷面點(diǎn)中存在的測量錯(cuò)誤，確保測量精度能夠完全滿足斷面測量的要求。在測量過程中，應(yīng)該保證采集到的縱橫斷面點(diǎn)在該橫斷面左右一定范圍內(nèi)，按照水利水電工程相應(yīng)的規(guī)范要求，這個(gè)距離≤2m。

3.2 橫斷面位置選擇

在水利水電工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)階段，橫斷面位置的選擇和布設(shè)，是影響工程量的關(guān)鍵因素之一。一般情況下，規(guī)劃設(shè)計(jì)階段橫斷面的間距應(yīng)該控制在50～200m 之間，選擇合適的間距能縮小實(shí)際施工與設(shè)計(jì)工程量的差別。因此，在對(duì)橫斷面進(jìn)行布設(shè)時(shí)，一方面，需要充分滿足斷面間距的要求，另一方面，應(yīng)該盡可能將橫斷面布設(shè)在河道急轉(zhuǎn)彎、支流入口、斷面形態(tài)顯著變化等部位。同時(shí)，為了保證橫斷面位置布設(shè)的合理性，在地形圖測繪完成后，應(yīng)該根據(jù)區(qū)域內(nèi)地形特點(diǎn)，在地形圖上進(jìn)行選擇，然后到實(shí)地進(jìn)行勘查，部分地形復(fù)雜則需要對(duì)斷面間距進(jìn)行適當(dāng)加密。

3.3 縱斷面測量

根據(jù)測繪服務(wù)對(duì)象的差異，縱斷面的測量與橫斷面有著很大的不同，其斷面的選取也存在一定的差別，例如，在河道疏浚工程中，通常會(huì)選擇河道中心線；在河流堤防加固工程中，一般會(huì)選擇堤頂線；在擬建渠道工程中，多選擇規(guī)劃中心線等。縱斷面測量的主要目的，是對(duì)橫斷面間距進(jìn)行量取，對(duì)中心線高程變化情況進(jìn)行明確，對(duì)沿線地物投影在中心線上的位置進(jìn)行判斷等，而縱斷面的合理性直接影響著工程量的計(jì)算，因此，做好縱斷面的測量工作，是非常重要的。

4 結(jié)語

在國家日益重視水利行業(yè)的背景下，水利水電工程的建設(shè)數(shù)量呈遞增趨勢，做好水利水電工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段的測量工作，直接影響著工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)質(zhì)量。對(duì)此，測量業(yè)務(wù)員需要充分重視，不斷提升自身的專業(yè)素質(zhì)，熟練掌握先進(jìn)測量技術(shù)，在測量中引用高科技測量儀器，對(duì)工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)實(shí)際測量工作進(jìn)行合理靈活安排，提升測量的精度，推動(dòng)水利水電工程的建設(shè)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

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