現代工程測量新技術在水利工程的應用探析

張健　魏峰　詹勇

摘 要：水利工程作為一項基礎性工作，保證工程質量極其重要，其根本在于測量，關鍵在于技術的應用。文章探討了水利工程測量應用現代測量新技術的必要性，闡明了水利工程測量的主要任務，著重分析了水利工程應用的現代工程測量新技術，包括3S（全球定位系統、地理信息系統、遙感系統）技術、RTK技術、數字化測繪技術、數字化攝影技術，并指出水利施工測量中需注意的問題，新技術的應用將極大地促進水利工程的發展。

關鍵詞：水利工程；工程測量；技術

水資源作為一種稀缺性的自然資源，如何有效地利用好它對于國民經濟的發展至關重要。由于我國水資源時空分布不均，為了更好的滿足經濟的發展需要，人民的生活需求，國家加強了水利工程建設，水利工程能夠有效地調配水資源。工程測量作為水利工程的基礎性工作，其重要性不言而喻。

1 應用新技術開展水利工程測量工作的必要性

工程測量涵蓋了工程項目建設的各個環節，是對整個過程開展測量的一項工作。工程測量工作專業性要求較高，注重團隊分工配合，加之涉及到的環節復雜多樣，因而必須嚴格控制誤差的出現，堅決避免“一著不慎滿盤皆輸”局面的出現。在設計階段，要遵循“沒有調查就沒有發言權”原則，認真考察實地具體情況，著重加強對重要位置的考察測量，這是收集工程建設的第一手資料，意義重大；在施工過程中，為保證施工的順利安全進行，在建設各個建筑構件前，必須對建筑構件位置進行測量定位；工程驗收階段，按照工程設計要求，必須加強施工質量的檢驗。

水利工程測量本身具有其特殊性，測量工作多在偏遠山區實施，地理位置復雜，測量實施難度較大，甚至會發生安全狀況，危及測量工作人員的生命安全。因此，水利工程測量對于新技術的使用更為迫切，一方面應用新技術有利于提高測量的準確性，降低測量工作的難度，提高測量的質量和效率；另一方面有利于保障工作人員的人身安全，極具現實意義。

2 水利工程測量的主要任務

工程建設是一項復雜的系統性工作，它涉及方方面面，水利工程也是如此。水利工程建設項目一般包括土方開挖、壩體堆石、土工布、漿砌石工程、混凝土工程等，其主要工作任務包括以下幾點：一是水利工程在開始前，需對照監理單位提供的控制網點進行詳細的復測，認真布設施工控制網（平面控制網和高程控制網），其測量的等級和精度必須達到《水利水電工程施工測量規范》的標準，平面控制測量和高程控制測量技術要求分別按精密導線測量技術和精密水準測量技術，具體如表1、表2所示，此外還需定期核查施工控制網，保證測量施工的精準度。二是施工過程中的跟蹤測量，測量工作并不是一勞永逸，而是貫穿于工程始終，跟蹤測量的重點在于土方開挖、土石混合料、壩體堆石等方面。三是竣工時的驗收測量，認真做好測設建筑物位置和標高工作，加強對工程預埋觀測設施測量，保證數據的精確性，以便進行審批后備案。

3 現代工程測量新技術在水利工程中的應用

隨著工程建設要求的提高和技術的進步，傳統的工程測量技術已然無法滿足其發展需求，簡便、靈活、快捷、高效、精確的技術應運而生，即現代工程測量新技術，其具有的一系列優點讓它在工程測量中得到廣泛應用。當前，在水利工程中應用到的工程測量新技術主要包括3S技術、RTK技術、數字化測繪技術、數字化攝影技術。

3.1 3S技術

所謂3S技術，是GPS（全球定位系統）、GIS（地理信息系統）、RS（遙感系統）的統稱。3S技術在水利工程測量中價值巨大，一是提高了測量效率，獲取更為準確的水利環境信息，一定程度上可以預測自然災害。二是可以及時監測與分析己經發生的水利施工事故，提高解決事故的效率和質量。三是3S技術能夠精確有效地確認水利建筑腐蝕部位，可以明顯提高水利工程建筑的維護質量和效率。四是3S技術可以實現水資源動態管理與監測，豐富了水利管理的數據，為后續工作的開展奠定堅實的基礎[2]。

3.2 RTK技術

RTK技術也就是實時動態定位技術，主要由基準站和流動站兩部分組成，它結合了GPS技術和數據傳輸技術，是在利用實時處理兩個測量站載波相位的基礎上，觀測其測量差分，從而三維定位到特殊點上[3]。RTK技術在控制點加密、工程放樣、斷面測量等測量任務方面利用前景廣闊[4]。目前RTK技術主要用于測量縱橫斷面，如測量堤防工程、灌區的縱橫斷面。它擅長遠距離測量，能夠測量十數公里的距離，精度依然可以達到厘米級。RTK技術靈活、方便的特點使其在水利工程測量中得到了廣泛的應用，其在水利工程建設上的占據了一定的地位。

3.3 數字化測繪技術

數字化測繪技術是一種利用數字化成圖及測圖的技術，它包括數字化原圖技術和數字化成圖技術。較之傳統測量技術，數字化測繪技術優勢明顯，具有以下四個方面的優點，一是精確度較高，水利工程測量多在野外進行，易受外界因素干擾，而應用數字化測繪技術能有效避免人為誤差的出現，提高數據的精確性；二是自動化程度更高，數字化測繪技術是基于計算機技術發展的，具有較強的自動化性能，存儲更加便利；三是圖形屬性信息更加豐富，能準確使用各類測圖符號，明確地圖測繪中的坐標位置；四是測量結果直觀形象，將地形地貌模型化、直觀化，非專業人士也可以讀懂地圖信息[5]。

3.4 數字化攝影技術

基于全數字的攝影測量系統，數字化攝影技術可以直接從數字影像中獲得測繪信息，在提供實時三維空間信息上優勢巨大，可以有效地提升了生產效率和數字線劃圖的精度，并且可以按照要求制作高精度的數字高程模型，極大地滿足了水利工程建設的需求[6]。當前全數字攝影測量系統在測量領域不斷深入推廣應用，其產品可以將影像圖、線劃圖轉化為數字化系列產品。在水利工程建設工程中，利用數字化攝影測量技術可以快速獲得制作大比例尺影像圖和斷面圖圖庫，有效建立并永久保存高分辨率建基面三維影像數字地面模型數據庫[7]。此外，在檢查陡坡地段的開挖質量和工程竣工部位的形體資料方面，數字化攝影測量技術優勢明顯，作用突出。

4 水利施工測量中需注意的問題

當前，在水利施工測量方面，施工單位和工作人員有了不錯的經驗積累，然而在實際過程中仍有一些問題存在，這影響了水利工程質量