赵山渡电厂新设变形监测一等高程控制网的测量

余 荣

（浙江珊溪经济发展有限责任公司，浙江 温州 325300）

0 概况

赵山渡枢纽工程位于温州市瑞安市龙湖镇西北的赵山渡，距温州市87 km，距瑞安市41 km。赵山渡水库通过调蓄上游珊溪水库（电站）下泄水量和拦引珊溪至赵山渡区间来水，经引水水库反调节，由输水渠系向温州、瑞安、平阳等市县城镇居民生活供水及工农业供水，年供水量7.3亿m3，其中生活及工业供水6.53亿m3，农业供水0.77亿m3，改善了农田灌溉98.63万亩，并利用多余水量发电，以达到综合利用水资源目的。

为了确保大坝的安全运行，现需对赵山渡水库现有的外部变形监测进行改造、完善，建立赵山渡水库外部变形监测控制网，为日常水工监测提供统一的基准数据，并通过定期复测和数据处理分析，了解大坝工作基点的位移变化情况。

1 选点布网

受现场条件限制，大坝下游无法布点，故在大坝上游左右岸各新建一个基准点（左岸ZX2，右岸YX2，），与大坝两端现有的两点（左岸 ZX1，右岸YX1）组成平面监测控制网。

右岸原有基准点YX1通视条件受限制，造成如下结果：①YX1点左右视线都被护坡挡住，无法与新设右岸上游控制点YX2通视，本次测量YX2-YX1的边长采用C级GPS边长来代替； ②YX1与左岸原有控制点ZX1的部分视线被大坝上的抓机横梁遮挡，对水平的观测精度有明显影响，本次测量虽对YX1与ZX1双向水平方向值进行了观测，但为了不影响平差精度和数据的可靠性，YX1与ZX1双向水平方向值参与平差计算。

因此本次基准网测量共组成一个大地四边形边长网、一个三角形（YX2-ZX1-ZX2）和两个独立角度观测值（∠ YX2-ZX1-ZX2，∠ YX1-ZX2-YX2），除YX1-YX2的边长用GPS边长代替外，其余按一等三角形网技术要求观测，网形图见图1；工作基点网由 GZ1、GZ2、GZ3、YX2、ZX2五个点组成三个三角形边角网（网形图见图2），其中ZX2、YX2为起算点。

图1

2 施测组成

图2

本次测量一等高程网共有高程联测网和高程监测网组成。

由于赵山渡水库高程基准点一直未与外界联测过，其高程值来源不详，与相隔较近的珊溪水库也从未进行过高程联测，不利于该流域的水利规划。本次水准引测从珊溪水库变形监测网中的水准基准点L0为起算点，按一等水准要求引测至赵山渡变形监测网高程基准点YX2。为后期水位监测及高程监测的需要，沿途联测了赵山渡水库上游水位台高程控制点（SW1）、峃口水位台高程控制点（SW8）以及大坝右岸附近山脚原有高程控制点SY1。赵山渡水库至珊溪水库的距离较远，因此在高程联测网水准线路上布设了 GZ1-1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S9、S10、S11、S12、S13共12个水准间歇点。高程联测网由上述17点组成。

由于YX1点位于防护坡上，且坡度较陡无法联测水准，故本次大坝高程监测网由三个基准点YX2、ZX1、ZX2，三个工作基点 GZ1、GZ2、GZ3和其边上的水准点 YX2-1、ZX2-1、GZ1-1、GZ2-1、GZ3-1共11点组成。

3 作业要求

3.1 测站观测顺序和方法

采用电子水准仪的观测顺序和方法。

往测奇数站观测顺序：后-前-前-后

往测偶数站观测顺序：前-后-后-前

返测时奇、偶测站照准标尺的顺序分别与往测偶、奇测站相同，每一测段的往测与返测，其站数均为偶数，由往测转向返测时，两支标尺互换位置并重新整置仪器。

3.2 观测中均严格遵守事项

（1）观测前30 min，将仪器置于露天阴影下，使仪器与外界气温趋于一致。

（2）自动安平水准仪的圆水准器，严格置平。

（3）在连续各测站上安置水准仪的三脚架时，使其中两脚与水准路线方向平行，而第三脚轮换置于路线方向的左侧与右侧。

（4）除线路转弯处外，每一测站上仪器与前后视标尺的三个位置接近一直线。

（5）每一测段的往测与返测，其测站数均为偶数。由往测转为返测时，两只标尺均互换位置，并重新整置仪器。

3.3 测站观测限差

表1 测站观测限差

由于L0点在山坡上，且坡度比较大，部分测站的视线长度小于4 m，但观测时成像均清晰。本次使用的是电子水准仪，无基辅分划，采用前后读3次取其中数。两次读数差≦0.3mm。

4 观测

作业中使用的仪器为Trimble DINI03电子水准仪，仪器已送专业仪器计量校准实验室鉴定合格，一对条码水准尺经检验后每米真长平均修正值为0.01 mm。

本仪器的特点是只需人工照准和调焦，仪器自动读数记录，并保存至PC卡上，可单独测距以调整前后视距离。

5 观测值精度统计

5.1 往返测高差不符值统计

规范中规定每公里水准测量的偶然中误差按式（1）计算：

根据表2和式（1）计算的每公里偶然中误差为±0.26 mm，符合技术设计书和规范要求（M∆≤±0.7）。

表2 往返测不符值统计表

5.2 闭合环闭合差统计

表3 闭合环闭合差统计表

从表3可以看出，两个水准闭合环的闭合差均远小于技术设计书和规范规定的限差。

综上所述，本次高程网外业测量的各项精度指标均符合技术设计书和规范规定。

6 平差计算

6.1 定权

采用测段定权，权为测段长的倒数。

6.2 平差

以珊溪水库变形监测网中的水准基准点L0（2014年观测成果）作为高程联测网起算点，以YX2点作为高程监测网的起算点，采用清华山维NASEW 3.0平差系统进行平差。

平差前后基本观测量中误差情况见表4。

控制网中最大误差情况见表5。

综上所述，本次高程网平差的各项精度均符合技术设计书和规范规定。

表4 平差前后基本观测量中误差表

表5 控制网中最大误差表

7 结论及建议

7.1 结论

分析可知，高程网平差的各项精度指标均符合技术设计书及规范要求，因此本次高程控制网的测量成果精度可靠，成果可以作为后期大坝监测的高程起算数据。

7.2 建议

YX1与左岸原有控制点ZX1的部分视线被大坝上的抓机横梁遮挡，对水平的观测精度有明显影响，进而对基准网的精度有了明显的影响，因此建议如下：

（1）测量时拆除遮挡的设备；

（2）改变YX1的位置，在比现在位置低或者高的地方重新布设一个点，代替现有的YX1点；

（3）对变形监测网进行定期复测，以此保证大坝监测数据的可靠性，建议复测周期为1年。