趙山渡電廠新設變形監測一等高程控制網的測量

余 榮

（浙江珊溪經濟發展有限責任公司，浙江 溫州 325300）

0 概況

趙山渡樞紐工程位于溫州市瑞安市龍湖鎮西北的趙山渡，距溫州市87 km，距瑞安市41 km。趙山渡水庫通過調蓄上游珊溪水庫（電站）下泄水量和攔引珊溪至趙山渡區間來水，經引水水庫反調節，由輸水渠系向溫州、瑞安、平陽等市縣城鎮居民生活供水及工農業供水，年供水量7.3億m3，其中生活及工業供水6.53億m3，農業供水0.77億m3，改善了農田灌溉98.63萬畝，并利用多余水量發電，以達到綜合利用水資源目的。

為了確保大壩的安全運行，現需對趙山渡水庫現有的外部變形監測進行改造、完善，建立趙山渡水庫外部變形監測控制網，為日常水工監測提供統一的基準數據，并通過定期復測和數據處理分析，了解大壩工作基點的位移變化情況。

1 選點布網

受現場條件限制，大壩下游無法布點，故在大壩上游左右岸各新建一個基準點（左岸ZX2，右岸YX2，），與大壩兩端現有的兩點（左岸 ZX1，右岸YX1）組成平面監測控制網。

右岸原有基準點YX1通視條件受限制，造成如下結果：①YX1點左右視線都被護坡擋住，無法與新設右岸上游控制點YX2通視，本次測量YX2-YX1的邊長采用C級GPS邊長來代替； ②YX1與左岸原有控制點ZX1的部分視線被大壩上的抓機橫梁遮擋，對水平的觀測精度有明顯影響，本次測量雖對YX1與ZX1雙向水平方向值進行了觀測，但為了不影響平差精度和數據的可靠性，YX1與ZX1雙向水平方向值參與平差計算。

因此本次基準網測量共組成一個大地四邊形邊長網、一個三角形（YX2-ZX1-ZX2）和兩個獨立角度觀測值（∠ YX2-ZX1-ZX2，∠ YX1-ZX2-YX2），除YX1-YX2的邊長用GPS邊長代替外，其余按一等三角形網技術要求觀測，網形圖見圖1；工作基點網由 GZ1、GZ2、GZ3、YX2、ZX2五個點組成三個三角形邊角網（網形圖見圖2），其中ZX2、YX2為起算點。

圖1

2 施測組成

圖2

本次測量一等高程網共有高程聯測網和高程監測網組成。

由于趙山渡水庫高程基準點一直未與外界聯測過，其高程值來源不詳，與相隔較近的珊溪水庫也從未進行過高程聯測，不利于該流域的水利規劃。本次水準引測從珊溪水庫變形監測網中的水準基準點L0為起算點，按一等水準要求引測至趙山渡變形監測網高程基準點YX2。為后期水位監測及高程監測的需要，沿途聯測了趙山渡水庫上游水位臺高程控制點（SW1）、峃口水位臺高程控制點（SW8）以及大壩右岸附近山腳原有高程控制點SY1。趙山渡水庫至珊溪水庫的距離較遠，因此在高程聯測網水準線路上布設了 GZ1-1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S9、S10、S11、S12、S13共12個水準間歇點。高程聯測網由上述17點組成。

由于YX1點位于防護坡上，且坡度較陡無法聯測水準，故本次大壩高程監測網由三個基準點YX2、ZX1、ZX2，三個工作基點 GZ1、GZ2、GZ3和其邊上的水準點 YX2-1、ZX2-1、GZ1-1、GZ2-1、GZ3-1共11點組成。

3 作業要求

3.1 測站觀測順序和方法

采用電子水準儀的觀測順序和方法。

往測奇數站觀測順序：后-前-前-后

往測偶數站觀測順序：前-后-后-前

返測時奇、偶測站照準標尺的順序分別與往測偶、奇測站相同，每一測段的往測與返測，其站數均為偶數，由往測轉向返測時，兩支標尺互換位置并重新整置儀器。

3.2 觀測中均嚴格遵守事項

（1）觀測前30 min，將儀器置于露天陰影下，使儀器與外界氣溫趨于一致。

（2）自動安平水準儀的圓水準器，嚴格置平。

（3）在連續各測站上安置水準儀的三腳架時，使其中兩腳與水準路線方向平行，而第三腳輪換置于路線方向的左側與右側。

（4）除線路轉彎處外，每一測站上儀器與前后視標尺的三個位置接近一直線。

（5）每一測段的往測與返測，其測站數均為偶數。由往測轉為返測時，兩只標尺均互換位置，并重新整置儀器。

3.3 測站觀測限差

表1 測站觀測限差

由于L0點在山坡上，且坡度比較大，部分測站的視線長度小于4 m，但觀測時成像均清晰。本次使用的是電子水準儀，無基輔分劃，采用前后讀3次取其中數。兩次讀數差≦0.3mm。

4 觀測

作業中使用的儀器為Trimble DINI03電子水準儀，儀器已送專業儀器計量校準實驗室鑒定合格，一對條碼水準尺經檢驗后每米真長平均修正值為0.01 mm。

本儀器的特點是只需人工照準和調焦，儀器自動讀數記錄，并保存至PC卡上，可單獨測距以調整前后視距離。

5 觀測值精度統計

5.1 往返測高差不符值統計

規范中規定每公里水準測量的偶然中誤差按式（1）計算：

根據表2和式（1）計算的每公里偶然中誤差為±0.26 mm，符合技術設計書和規范要求（M?≤±0.7）。

表2 往返測不符值統計表

5.2 閉合環閉合差統計

表3 閉合環閉合差統計表

從表3可以看出，兩個水準閉合環的閉合差均遠小于技術設計書和規范規定的限差。

綜上所述，本次高程網外業測量的各項精度指標均符合技術設計書和規范規定。

6 平差計算

6.1 定權

采用測段定權，權為測段長的倒數。

6.2 平差

以珊溪水庫變形監測網中的水準基準點L0（2014年觀測成果）作為高程聯測網起算點，以YX2點作為高程監測網的起算點，采用清華山維NASEW 3.0平差系統進行平差。

平差前后基本觀測量中誤差情況見表4。

控制網中最大誤差情況見表5。

綜上所述，本次高程網平差的各項精度均符合技術設計書和規范規定。

表4 平差前后基本觀測量中誤差表

表5 控制網中最大誤差表

7 結論及建議

7.1 結論

分析可知，高程網平差的各項精度指標均符合技術設計書及規范要求，因此本次高程控制網的測量成果精度可靠，成果可以作為后期大壩監測的高程起算數據。

7.2 建議

YX1與左岸原有控制點ZX1的部分視線被大壩上的抓機橫梁遮擋，對水平的觀測精度有明顯影響，進而對基準網的精度有了明顯的影響，因此建議如下：

（1）測量時拆除遮擋的設備；

（2）改變YX1的位置，在比現在位置低或者高的地方重新布設一個點，代替現有的YX1點；

（3）對變形監測網進行定期復測，以此保證大壩監測數據的可靠性，建議復測周期為1年。