淺談水利水電測量中誤差及控制策略

陳華平　孔令生　寧佐洪

【摘要】隨著我國經濟建設步伐加快，水利水電工程項目數量也呈現大幅度增長趨勢。水利水電工程是我國國民經濟建設體系中最重要的組成部分之一，其測量誤差程度直接影響工程質量。因此，明確水利水電測量誤差出現的影響因素，是做好測量工作的首要任務。接下來才能在具體實踐測量中，有的放矢，以有效的控制策略提高測量數據精準度，使策略誤差控制在最小范圍內，最終保障工程建設質量。

【關鍵詞】水利水電;測量;誤差;控制;策略;影響因素

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.10.077

引言：

隨著城市化建設進程加快，各地城市發展都離不開水利水電工程建設，其不僅保障我國國民經濟穩健發展，更推動城市建設符合相關質量要求。因此，針對水利水電測量中誤差出現的各種影響因素，要采取積極的改正態度，及時采取有效的控制策略。隨著信息技術不斷普及應用，水利水電測量儀器與方法都得到較大創新，從而大大提升水利水電測量數據精準度，將其對建筑工程質量影響降到最低，使城市化建設、國家發展順利前行，有效提升我國的綜合國力。

1、水利水電測量誤差出現的影響因素

1.1人為影響因素

水利水電測量目前主要采用測量儀器設備與人工讀數相結合的模式開展。雖然采用的測量儀器設備是最先進、誤差最小的，但其測量數值還需要人工讀取，這就容易導致出現一定的水利水電測量誤差，并且會因為認為因素大小而直接影響讀取數值的精準度。通常情況下，人為影響因素主要從以下幾個方面體現。第一，測量工作人員在利用水準儀對高程進行控制時，會因個人習慣等原因沒有采用十字絲定準，這是一種為確定望遠鏡視線方向，而在光學系統焦面上特制的一種固定標記，一般呈十字形，從而將測量數據讀取錯誤，最終產生測量正確但讀取出現誤差的情況[1]。第二，儀器使用具有可變性特點，測量工作人員沒有養成良好的儀器校準習慣，從而會在測量時，直接進行觀測，這在較大程度上會造成觀測誤差。第三，測量工作是一項需要認真再認真、仔細再仔細的工作。因此，測量工作人員的工作態度以及能力技術水平都會對觀測結果的準確性造成誤差。如不認真的態度導致水準管氣泡還沒有居中時，望遠鏡準軸還處于傾斜狀態時，就進行觀測工作，從而造成人為誤差。

1.2自然環境因素

自然環境變化是不可預見的，卻可以極大地增加測量與觀測誤差。一般情況下，大氣溫度、空氣濕度、可視透明度以及當時的風速等都屬于自然環境因素，都會對測量與觀測造成不利影響，產生極大測量誤差[2]。若想將每一次的水利水電測量工作做好，獲得精準測量數據，需要將當地自然條件深入研究，將實際測量過程中因大氣溫度過高影響儀器不穩，形成的光線不規則，最終影響水利水電測量精準度的情況避免;另外，通常情況下測量儀器都是在近地面使用，空氣密度會隨著測量高度變化，而使密碼發生變化，從而在測量中受到自然光的折射現象，最終使水準儀的測量精準度出現偏差;此外，若在測量過程中，因天氣變化，形成薄霧氣候，使大氣透明度逐漸變差，也會使測量目標的清晰度逐步降低，最終使測量目標的照準誤差隨之增大。最后，風速也是需要考慮的重要因素之一，其會直接影響測量儀器的使用，使其本身因測量目標的隨風晃動而出現測量與觀測誤差。由此可見，在開展水利水電測量工作時，要選擇適合的天氣，并進行多次測量，以便于將測量與觀測誤差減小到最低。

1.3測量方法影響因素

在實際測量時，測量工作人員會采用不同的測量方法對測量目標物進行精準測量。選擇不同的水利水電測量方法會產生不同程度的測量與觀測誤差。通常情況下，對某一目標物進行測量時，可以根據現有測量儀器選擇適合的測量方法。如直接測量方法、間接測量方法，其中間接測量方法會因為中間經過數據計算與轉化處理，從而產生人為誤差[3]。因此，若測量條件與測量儀器允許的情況下，盡可能地選擇直接測量方法，可以在較大程度上降低誤差形成率。此外，每一種測量儀器都有其測量地形、溫度、空氣密度、透明度等要求，測量工作人員要結合以往測量經驗，對測量目標選擇適合的測量儀器，從而利用科學的測量方法與精準測量儀器，將測量誤差控制在最小。

1.4測量儀器與設備誤差因素

隨著科學技術的不斷改革完善，目前用于水利水電工程測量的儀器與設備已經是最先進的技術研發的，其精密度、準確度極高。但為什么還會在水利水電測量中出現測量儀器與設備誤差呢？這主要是因為測量工作人員選擇使用測量儀器與設備的外在條件不滿足其規范條件，進而出現一定誤差。從測量儀器與設備的技術角度出發，我們了解到其主要應用全球地位GPS技術，配合傳統的測繪方法進行測量工作。因GPS技術支持，在測量時可以精準地、快速地找出定位點，點位確定后，通過儀器校準距離，正確的使用方法下，得到的測量數據精準度非常高。但由于測量儀器生產企業的生產工藝以及專業技術等影響，一些誤差是不可避免的，難以消除，所以，及時使用的是最先進的測量儀器與設備，測量工作人員也要保持嚴謹的工作態度，在實際工作中約束并規范自身行為，減少并避免因人工操作不當而產生的測量誤差。

2、控制水利水電測量誤差的有效策略

2.1積極提高水利水電測量工作人員素質

測量儀器與設備的先進與精密性是否全面發揮，取決于其使用者的專業態度。為此，積極提高水利水電測量工作人員素質，是控制水利水電測量誤差的最直接有效策略之一。首先，測量工作人員要清晰地認識到自身工作內容的重要價值，從而在工作中不斷積累經驗，努力提升個人專業技術能力。其次，施工企業要重視測量工作人員專業性培養[4]。其測量數據的準確性與專業性直接影響以后工程建設的安全與質量。因此，施工企業要積極邀請相關專家對測量工作人員進行專項培訓，使其掌握更多先進測量方法與理念，強化專業技能，將操作失誤降到最低，從而使測量誤差發生幾率降低。最后，在實際測量工作時，測量工作人員與數據記錄人員間要做好搭配工作，形成工作默契，減少并避免因溝通不良而產生的行為誤解導致測量產生誤差。此外，因水利水電工程涉及的測量環境都較差，環境對人的思維影響較大，這也會在較大程度上影響測量工作人員的工作情緒，進而在工作時產生行為誤差，所以，測量工作人員要積極調整自身情緒，保持高度精神狀態，認真做好每一個工作環節，在最大范圍內保障測量數據的精準度。

2.2積極改善水利水電測量的自然條件

自然條件是影響水利水電測量誤差存在的因素之一。首先，在低溫環境下進行水利水電測量，低溫會使測量儀器與設備中的某些零件停止工作，同時也會增加電子設備的耗電量，從而使測量儀器與設備處于虛電狀態。這種情況下，測量數據信息是不準確的，容易偏高、偏低，這樣的測量數據信息不可用[5]。其次，在高溫環境下進行水利水電測量，高溫會使測量儀器與設備中某些零件經過陽光暴曬后提前老化，降低使用壽命。隨著使用壽命減少，測量儀器與設備的測量精準度也會出現一定偏差，進而在測量時產生一些不可估量的誤差。再次，在大風天氣氣候環境下，測量儀器與設備會隨著風速出現不同程度的晃動，及時測量儀器使用的是GPS定位系統，也會因不可遇見的大風危險而發生觀測誤差，影響測量數據精準度。最后，雨雪天氣，可視空氣透明度較低等自然環境影響下，測量儀器與設備、測量工作人員、記錄工作人員等都會因自然環境變化而產生一定影響，進而不能將測量工作順利進行，獲得有效的測量數據，及時獲得一系列的觀測數據，其精準度也不能保障，測量誤差較大。因此，積極改善水利水電測量的自然條件，可以將這些影響因素不可確定性影響降到最低，在不耽誤工程工期的前提下，及時做好并完成測量任務。一般情況下，在進行實地測量時，最好選擇多云、風力較小，溫度合適的天氣進行。若選擇的測量地點不平，要及時增加穩定裝置，使其可以牢牢抓穩地面，順利進行下面的測量工作。若因施工工期不足，需要盡快完成測量任務，測量工作人員要盡量選擇自然條件更穩定的環境。如低溫環境下，要做好測量儀器與設備的保溫工作，使其處于可使用溫度狀態下，穩定完成測量任務;若遇高溫天氣，要及時配備降溫工具，將測量儀器與設備機身溫度保持在安全范圍內，并快速做好每一環節準備工作，爭取在最短時間內高效完成測量任務。

2.3提高水利水電測量工作人員的技術水平

隨著科學技術手段的不斷革新，水利水電測量儀器與設備也逐步完善改革，增加許多先進技術，使其測量精準度、使用利用率、功能性不斷提高，這是科技時代推動下的必然趨勢。因此，水利水電測量工作人員要積極并主動地學習先進的測量技術，提高自身技術水平。在實地測量工作中，可以熟練地操作各種類型的測量儀器與設備，并根據測量經驗科學地制定測量方案，及時外界環境發生變化，也能靜心完成測量任務，在最大程度上保障測量數據的精準度，降低測量誤差值。為實現這一測量目標，測量工作人員首先要熟悉測量地圖紙。在工程施工前，都會有大量的圖紙移交到施工單位。測量工作人員要在開展實地測量工作前，對設計圖紙進行充分了解與分析，并向其他專業人員請教，從而在明確設計宗旨與目標的同時，掌握設計結構，最終確定測量方案與適合的測量儀器與設備。其次，施工企業要重視測量工作的價值。定期安排測量相關工作人員進行專項培訓，使其學習到最先進的測量技術與方法，從而掌握最新測量技能，豐富學習經驗。最后，測量工作人員要重視自身能力的培養與提高，不僅僅依靠企業定期安排的專項培訓，還要通過互聯網這個廣闊的學習平臺，進行專業知識學習，及時做好知識的查缺補漏，做好扎實的基本功。這樣，及時沒有使用過的測量儀器放在自己面前，也能通過自身知識積累與儀器說明書，學會使用方法，正確操作測量儀器，測量出高精準的數據，將誤差控制在最小。

2.4科學合理使用和保養測量儀器與設備

科學合理使用測量儀器與設備進行水利水電測量工作，可以在最大程度上降低測量誤差率，獲得精準測量數據。因此，在實地測量工作中要滿足以下幾點工作要求。首先，在出發準備測量工作前，要對測量地的天氣、溫度、地形環境等因素深入了解，從而將測量過程中需要的各種輔助工具帶齊，減少因準備不足而出現意外事件，影響測量工作人員心情與狀態。其次，在測量地要根據測量數據要求，盡可能選擇平坦地面，若地面凹凸不平又無法更換地點時，要借用輔助工具做好測量儀器與設備的穩定工作，使其即使受到風力影響也不會出現突然傾斜、倒地的情況。再次，在測量過程中，若突遇大風天氣，要及時將測量儀器高度降低，使其受到風力影響力降低在安全范圍內，有效保障測量結果的精準度。最后，測量工作人員與記錄工作人員要保持嚴謹的測量態度，對測量中突發情況要有積極的應對措施，保護好測量儀器與設備。此外，測量工作人員在進行實地測量時，要在固定好測量儀器與設備后，再一次進行校驗工作，及時發現因固定儀器設備而產生的測量偏差，從而降低測量誤差率。

另外，測量儀器與設備的保養工作也非常重要。目前應用在水利水電測量中的測量儀器與設備都是最先進的，最精密的。若不小心發生碰撞，會使其精密度受到一定程度影響，最終影響測量數據的精準度。所以，測量工作人員在完成測量工作后，要及時做好測量儀器與設備的保養工作。如，在使用時要嚴格按照說明書、規范要求操作;在將測量儀器取出安放在三腳架上時，要輕拿輕放，避免因力度過猛而使三腳架發生傾斜、晃動，進而導致測量儀器掉落損壞;在使用過程中，若儀器發生故障，要立即停止測量工作，及時處理出現的儀器故障，保障其性能一直處于正常使用狀態下;對測量儀器中的各種鏡片，不可以用手直接接觸，要使用專業的擦拭工具進行日常護理保養，避免不當工具與動作造成鏡頭損傷。

2.5提高測量工作人員的職業操守與工作態度

通過調查以往的測量誤差形成原因可知，大部分的測量誤差是人為原因造成的。測量與記錄工作人員的職業操守與工作態度直接影響其在測量工作中的行為動作，關系到每一個測量環節數據的真實性、準確性。因此，提高測量工作人員的職業操守與工作態度，可以有效降低人為因素對測量誤差的影響力，使測量精準度有效提高。測量工作人員的工作態度決定其工作的認真程度與負責程度，因此要從多個方面入手，提高其責任意識。首先，施工企業要做好測量工作人員的崗前培訓工作，使其充分認識到測量工作對整個工程質量的影響力，進而使其態度認真地聽從安排，學習安全知識;其次，企業要積極構建完善的激勵機制，使測量工作人員明白，只要認真工作，做好每一個工作環節，就會獲得一定的崗位津貼。最后，施工企業要增加測量工作人員實地測量機會，使其擁有豐富的測量經驗，從而在實際工作中使測量誤差有效降低。

2.6制定多種測量應對方案

一般情況下，在實地進行水利水電測量工作時，兩種測量誤差產生原因較為常見，一種是人為誤差，另一種是非人為誤差。人為誤差形成的原因有很多。如測量工作人員專業性不足，難以將測量儀器與設備優勢充分發揮，進而造成測量誤差;測量與記錄人員間存在一定的溝通問題，測量工作人員通過無聲傳遞數據信息時，記錄人員沒有及時反應并記錄，從而產生記錄失誤，造成誤差;還有一種是測量工作人員態度不端正，沒有嚴格按照測量儀器與設備操作規范進行操作，從而出現測量誤差。以上幾個例子可以看出，人為誤差存在性很高，必須重視加強對測量工作相關人員的專業培訓力度，從而從根本上降低人為誤差形成概率，提高測量數據精準度。非人為誤差在水利水電測量誤差中的影響較人為因素低一些，最重要影響是自然環境影響，這也是非人力可以輕易改變的。因此，做好測量工作實施前的天氣調研情況，可以將這種非人為因素控制在可控范圍內，利用測量儀器與設備的專業性與精準度彌補因非人為因素引起的誤差，從而在最大程度上提高測量數據的精準度與可信度。兩種測量誤差產生原因各不相同，施工企業相關工作人員要針對原因形成過程，制定有效的、多種測量應對方案，從而通過優化完善的測量方案，將測量誤差控制在最小范圍內，為工程建設質量與安全提供最佳保障。

結語：

綜上所述，影響水利水電測量誤差的原因有很多，除外界自然環境影響外，最多為人為測量影響因素，其涉及范圍較廣，影響較深。為確實有效控制水利水電測量誤差，降低其對工程的影響，必須積極提高相關工作人員素質、強化其技術水平，使其科學并正確使用、保養測量儀器與設備，為測量數據精準性提供保障。此外，其他人為外界因素的影響也要積極重視，如資金支持保障工作、監管工作等。這些方面都嚴格按照要求執行，才能在最大程度上降低并避免誤差出現，進而使水利水電工程質量得到有效保障。

參考文獻：

[1]高年.水利水電測量中的誤差及控制策略探究[J].科技創新導報，2019，16（26）：30+32.

[2]李珍屹.探究水利水電測量中的誤差及控制策略[J].建材與裝飾，2019（24）：319-320.

[3]李濤.分析水利水電測量中的誤差及控制策略[J].智能城市，2019，5（09）：178-179.

[4]趙偉坡.影響水利水電工程測量誤差的因素及控制要點[J].河南水利與南水北調，2018，47（07）：63-64.

[5]杜晟昊.水利水電測量中誤差及控制策略分析[J].科技視界，2017（34）：99-100.