分析水利水电工程测量技术

曾德排

广东省河源市

摘要：当前水利水电工程测量技术得到了迅速发展。今后将继续大力促进水利水电工程测量仪器和方法的更新换代，积极推广测绘新技术的应用，推动水利水电工程测量快速发展。

关键词：水利水电；工程测量；测量技术

作为水利水电工程正常施工的基础性因素之一，测量技术在水利水电工程中有着举足轻重的地位。近些年来，随着现代科学技术的快速发展，水利水电工程测量技术的发展也是日新月异，计算机技术、精确定位技术、微电子技术、激光技术等先进科技成果为工程测量提供了新的方法和手段。由于水利水电工程在国民经济中的重要地位决定着需要采取有效措施确保这一行业的发展，由此论述水利水电工程测量技术的发展与现状就显得尤为重要。这可以促进水利水电工程测量技术的发展，进而提高水利水电工程的质量，进而确保国民经济的顺利、有序、健康发展。

1 水利水电工程测量技术的现状

作为一种集规划、设计、施工为一体的全过程管理和全方位技术，工程测量是多专业测绘的综合学科。就目前而言，工程测量的工作内容主要包括：1）规划阶段。规划阶段的测量主要是为后续的施工做好合理、科学的预测和估计，由此在规划阶段首先要为流域的综合利用和水利枢纽的布置等设计比例适中的地形图，同时对于重点的引水排水和河道冲污情况等特殊地域则需要提供包括水下地形在内的大比例的地形图。2）施工阶段。施工阶段主要是要做好水利枢纽地区的地壳、滑坡、危崖的安全监测。此外也要做好各种线路和施工控制网的测量。3）运行阶段的测量。水利水电工程进入运行管理阶段后，重点是要针对相关建筑物和库区的淤积、电站的泄洪做好监测。

2 平面控制测量技术

在水利水电工程中，传统的平面控制网主要采用三角网及电磁波测距导线建立。近年来GPS卫星定位技术在水利水电工程中得到了广泛应用，其充分弥补了常规控制测量的局限性，并体现出了极大的优越性。目前，已形成了以GPS卫星定位技术为主、传统控制测量方法为辅的GPS网、边角网、导线网等混合网的灵活多样的现代控制测量技术。在实际工作中，施工测量控制网主要采用边角网，或采用由GPS布设首级网的混合网。大范围测图控制网基本采用GPS控制网作为首级控制，并根据需要加密混合网等。图跟控制已从传统的电磁波测距导线发展为目前的GPS RTK测量技术。由于RTK技术具有作业效率高、定位精度高、无须通视、操作简便等优点，能够实时提供流动站在指定坐标系中的三维定位结果，并在一定范围内达到厘米级精度，被广泛应用于图根控制测量，地籍测绘、数字化测图及施工放样等各种工作中。

未来应充分利用GPS RTK技术的优越性，并积极引进连续运行卫星定位服务系统（简称CORS系统）在水利水电工程控制中的应用。CORS系统是利用多基站网络RTK技术建立的连续运行卫星定位服务综合系统，是现代GPS发展的必然趋势。CORS系统由基准站网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统、用户应用系统五个部分组成。向不同类型、不同层次、不同需求的用户提供不同类型的GPS观测值、各种差分改正信息、以及其它相关的GPS服务。与传统的GPS作业相比连续运行参考站具有作用范围广、24小时不间断运行、精度更高、野外单机作业等众多优点，能够极大地提高作业效率，减少测量成本。

3 数字地形测绘技术

随着计算机技术在国内越来越普及，数字地形测绘技术应用而生。这些方式一方面可以实现自动测绘成图，也可对GIS前端所收集的数据进行更新。数字地形测绘技术一般具有以下3种系统：一是电子平板数字测图的系统。这个系统一般由全站仪、电子平板以及绘图软件等组成[3]。这个系统的主要特点是可以模拟传统的白纸进行成图，不需要编制代码进行作业，也不容易出现纰漏。不过，电子平板所使用的电池之使用寿命不长，一般只有3个小时，稳定性也比较差。由于这个系统的体积比较笨重，为此仅比较适于一些平坦的地区进行地形的测图，对于一些自然环境非常不好的水利水电工程之地形图的测绘则不适宜。二是测记法数字测图的系统。这个系统一般由全站仪、电子手薄、草图、绘图软件（带有地物编码的地形图）等部分组成。这个系统的缺点为测量作业不够直观，需要测量的点号跟草图的点号有可能不一样，容易出现地物的纰漏，同时要求现场绘图工作人员的专业水平比较高。三是掌上数字测图的系统。这个系统是由全站仪、掌上电脑以及绘图软件。本系统所采用的掌上电脑，有效克服了电子平板之缺点，充分发挥出了电子手薄与掌上平板之固有的优点，可以进行可视化界面操作，并且操作比较简单、携带也比较方便，可以适应各种环境。鉴于此，这个系统是当前使用比较广，在野外测绘效果理想的数据采集与及成图的工具。

4 变形监测技术

变形监测技术一般可以分为外部变形监测以及内部变形监测等2个部分，常见的水利水电工程外部变形监测技术有下面3种[4]：一是大地测量法。这种方法是一种经典的方法。这个方法测量理论与测量方法比较成熟，所测的数据比较可靠，所测的费用也低，不过观测的时间比较长，测量劳动的强度比较高，测量精度跟观测条件的关系比较大。观测条件不好，则测量精度不高。测量数据的处理方式难以实现自动化或智能化操作，需要人工操作。二是基准线测量法。基准线测量法属于变形监侧（水平位移）之比较常见的方法。目前对近坝区岩体、高边坡以及滑坡体水平位移进行监测的方法主要是运用大地测量法、视准线法以及垂线法。三是液体静力水准测量法。当前，这种方法在国内发展很快。液体静力水准测量系统比较适用于坝体廊道内高程观测以及高程的传递，它是运用不同类型的傳感器来对容器之液面高度进行测量。实践表明，它可以在同一时间获取非常多的监测点，有时数十个、有时数百个的监测点之高程。精度高、自动化程度高、可以持续进行测量已经在实际工作中得到了有力的证明。

5 水利水电工程测量技术的发展前景

第三次浪潮席卷全球的时候，“知识经济”和“数字地球”的发展已是大势所趋。由此，水利水电工程测量工作者必须充分利用现代设备和科学成果，积极革新测量的方法，实现工程测量技术的自动化、数字化、电子化的目标。此外，要加强与工程测量技术有关的交叉学科和边缘学科的研究，最大限度的拓展工程测量的服务范围，提高工程测量的服务质量。

概观之，水利水电工程测量技术的发展前景主要是以下两个方面：1）数字化测绘技术。主要是工程控制网、监测网等技术的快速发展，将使数据的处理和采取实现全天候、自动化、信息化的目的。2）GPS技术。在水利水电工程测量中，GPS 的应用已获得了很好的效果。其具备经典测量方法不可比拟的优点。这些优势将使在其他方面获得更为广泛的应用。随着GPS 接收机的不断改良和国内数据后处理软件的不断开发与利用，这将促使GPS 在应用领域和定位测量技术方面不断地拓宽和发展，并为以后促进测绘科技的发展和应用更好地服务。

6 结语

总之，我国水利水电工程测量技术的发展已经取得了显著成绩，今后将继续大力促进水利水电工程测量仪器和方法的更新换代，积极推广测绘新技术的应用，推动水利水电工程测量快速发展。

参考文献：

[1]周忠谟，易杰军，周琪.GPS卫星测量原理与应用[M].北京测绘出版社，2004.

[2]张健，测绘新技术在工程测量中的应用[J].中国新技术新产品，2009（09）：50.

[3]王晏民，洪立波，等.现代工程测量技术发展与应用[J].测绘通报，2007（04）：5.