探究水利水電工程測量技術

劉佳城

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前言：水利水電工程的質量離不開良好的前期勘探和測量。近些年一些先進的測量技術，如控制測量技術、變形測量技術、數字地形測量技術和水底地形測量技術等，在水利水電工程建設中發揮了很好的作用，應用也十分廣泛。其高效、高精度和方便的特性更是得到了業內技術人員的一致肯定。鑒于此，本文對這些水利工程測量技術進行了研究和總結。

一、測量在水利水電工程建設中的地位

測量的主要內容包括：收集并整理各種地貌的形狀、特征、和位置等幾何信息，并根據施工設計的圖紙，在現場進行準確的標定。在水利水電工程建設中，必須利用勘察得出的資料和圖紙進行規劃設計，選擇經濟合理的方案，通過測量協調配合各項工程的建設，保證設計意圖的正確實施。

測量作為施工建設過程的“先遣部隊”，測量工作的完成好壞直接關系到整個工程的質量。水利工程的建設開始時的原始地形和地貌測量、基礎開挖的中心線和邊線放樣，或水工建筑物混凝土澆筑前的混凝土軸線標高，施工過程中的幾何尺寸、仰角等都與測量密不可分。項目完成后，應繪制竣工圖紙，并進行竣工測量，收集數據，以方便項目檢驗，管理維護與擴展。

二、控制測量技術

水利水電工程測量的基礎是控制測量技術。隨著水利水電的控制測量方法從傳統向現代化的巨大轉變。有一些先進的技術開始應用到測量當中，主要有GPS定位技術，該技術可以準確得到測量目標點的三維坐標，且具有較高的精度。水利水電工程的控制測量一般可分為兩種類型：專用控制網和測繪控制網。測量技術包含高程控制和平面控制。水利水電工程平面控制網的測量技術已從傳統的三角網發展到邊角網、三邊網、GPS網、導線網、混合網等先進的現代控制網。

三、變形監測技術

變形監測技術包括外部變形監測和內部變形監測技術，這種技術主要是通過對監測對象的變化進行測量，掌握準確的數據并加以分析。水利水電工程測量工作中應用的比較多的是外觀變形監測技術。下面主要就外部變形監測技術進行分析。

（一）變形監測方法之大地測量方法

大地測量涉及的領域很廣，可以應用于各種測量工作，如基準網測量、物體變形測量等，其測量過程中需要電子水平儀和測量機器人的輔助。大地測量的方法具有如下特點：（1）輔助設備比較普遍；（2）與其他變形監測方法相比，理論點較為全面；（3）該方法得到的數據誤差小；（4）實施成本低；（5）測量方法實施時間較長；（6）人力需求大；（7）測量方法的科學技術含量不夠高。

（二）變形監測方法之基準線測量法

對于水平位移的變化測量主要是應用基準測量方法，這種方法的原理主要是找到固定的參考來進行測量。基準測量的方法有很多種，由于實際的工程狀況不會完全相同，因此每種測量方法的實際應用情況也會有所不同。例如，直線壩一般采用真空激光準直法；拱壩一般采用垂直法；滑坡一般采用視線法。

（三）變形監測方法之液體靜力水準測量方法

液體靜力水準測量系統主要是利用聯通容器中靜止液面在重力作用下保持同一水平的這一原理來進行各監測點之間的高差計算。這種方法的測量面積大，準確性比較高，主要適用于海拔高度測量。

四、水下地形測量技術

原有的測量技術已經遠遠不能滿足目前水利水電工程水下測量作業的要求，以往的通過經緯儀、測距儀等測量的技術逐漸被新的技術所取代。依賴于衛星定位技術的巨大發展，差分GPS和連續運行的衛星定位服務系統在水下地形測量工作中的應用變得十分廣泛，起到的作用也越來越明顯。差分GPS是通過與探測器的郵寄合作，在特定的水下區域建立接收器。然后通過接收器來接收衛星發出的信號，技術人員再把精確的位置信息與通過接收器收到的信息進行比較，從而對中間的誤差進行修正。該技術最重要的部分是對位置信息的連續接收和校正，大大提高了測量結果的準確性。

五、數字地形控制測量技術

近年來，數字地形控制技術在水利水電工程中的應用十分廣泛。數字地形控制與測量技術，通過計算機技術的應用，不僅可以實現測繪項目，還可以對采集到的數據進行更新，保證相關數據和信息的準確性。

在我國的水利水電行業，數字地形控制測量技術主要包括以下幾個系統：①側記法數字測圖系統，這種方法主要是通過繪圖軟件和全站儀來實現對測區的綜合控制，對操作人員的技術水平與操作要求較高；②電子平板數字測繪系統，這種系統可以模擬白紙測繪測量區域，作業相對簡單，精準度較高。但由于這種系統受電子平板的電池壽命與體積的影響，限制了其應用的區域只能是較為平緩的地勢；③掌上數字測圖系統，不受限與地形、地貌的影響，相較于電子平板數字測繪系統，克服了復雜地形作業的難題，操作更簡單攜帶更便捷，是一套比較實用的測圖系統，可以更好地實現數據信息的收集。

六、實際測量中需注意的事項

在水利水電工程的建設中，對于測量的準確性的要求是比較高的，下面主要列舉了實際測量中需要注意的事項：

（1）了解設計施工圖紙：水利水電工程測量的首要工作是熟悉圖紙。技術人員需要根據設計標準圖紙確定工程測量的精度，掌握整個工程設計過程的結構圖，然后根據具體測量要求選擇合適的測量儀器。

（2）加強技術人員的培訓與管理，全面增強技術人員的測量水平。在測量前，技術人員就應了解并掌握各種測量技術要點，針對不同的地形，地貌選擇合適的測量方法，在測量時對數據要抱有一定的敏感度，具有一定的誤差處理能力，明確測量控制要點，及時檢測，對可能出現及現有的問題及時做出方案的調整。

七、結語

隨著現代化進程的不斷加快，國家對水利水電工程的投入也越來越大，現階段的工程測量技術也已經取得了巨大的進步，變得更加自動化、數字化與多媒體化，發展前景十分樂觀。測量數據的儲存和應用也將變得更加有效和簡易，總之，為了提高水利工程的測量水平，還需要相關工作人員不斷努力，對測量技術進行更深入的研究和探索，開發出更高效準確的測量技術，從而推動我國的水利水電工程測量技術水平的發展與提高。