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水利水电工程测量样例十一篇

时间:2023-07-19 09:29:30

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水利水电工程测量

篇1

水利水电工程测量是工程测量学科的分支,是一门直接为水利水电工程建设服务的专业性学科。按照工程建设程序,水利水电工程测量分为规划设计阶段的测量、施工兴建阶段的测量和运营管理阶段的测量。按照测量内容,水利水电工程测量分为地形测量、水下测量、变形监测以及地下洞室测量等几部分,通过对大地测量技术、卫星定位技术(GPS)、数字摄影测量与遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS) 技术等技术的不断融合,水利水电工程测量领域,目前已经涵盖了线路测量、地籍与界线测量、施工测量、计量测量等多方面内容,而且还会不断拓宽。

1 地形测量

地形测量指的是测绘地形图的作业,即对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行测定,并按一定比例缩小,用符号和注记绘制成地形图。随着全站仪和计算机技术的普及,开发数字成图软件,并采用三维数字地形测绘技术已经成为现代数字地形测绘技术的主要方向。数字化测绘技术的作业模式主要有:电子平板模式、数字测记模式和数字摄影测量模式。

电子平板模式主要采用全站仪、便携机以及地形图绘图软件,作业方式有测站和镜站两种。其特点是模拟传统白纸成图,作业直观,无需编码,测绘不易产生错漏,但便携机电池使用时间短、相对笨重且稳定性差,比较适合平坦地区、城镇地区地形测图,不适合环境条件恶劣的水利水电工程地形图测绘。

数字测记模式主要采用全站仪、草图以及带有地物编码的地形图内业绘图软件等。它适合各类环境数字地形图测绘,但是作业不直观,测量点号与草图点号可能产生不一致,易产生地物错漏,对现场绘制草图人员要求较高。

数字摄影测量模式主要采用全站仪、掌上测图系统以及地形图内业绘图软件。它克服了笔记本电脑电子平板的缺点,发挥笔记本电脑、电子手薄、掌上平板的优点,可视化界面,人性化设计,操作简单,携带方便,环境适应性强,是目前较为理想的野外测绘数据采集及成图工具。

2 变形监测

变形监测又称变形测量,是对变形体进行测量,确定其空间位置及内部形态的变化特征。水利水电工程的变形监测主要包括基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测、监测资料分析等内容,目前常用的变形监测方法主要有大地测量法、基准线测量法以及液体静力水准测量方法等。

2.1 大地测量法

大地测量方法是变形监测的经典方法,可完成变形监测基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测等工作,测量设备主要有电子水准仪、精密全站仪,测量方法包括传统的三角测量、几何水准测量、交会测量和现代的边角测量、三角高程测量等方法。大地测量方法利用常规大地测量仪器,理论方法成熟,数据可靠,观测费用较低,但观测时间长,劳动强度高,精度易受观测条件影响,自动化和智能化程度较低。

2.2 基准线测量法

基准线法是水平位移变形监侧的常用方法,土石坝、重力坝、支墩坝等直线形大坝的坝体、坝基一般采用引张线法、真空激光准直法和垂线法观测,若坝体较短可采用视准线法、大气激光准直法观测;拱坝坝体坝基主要采用垂线法或大地测量法观测;近坝区岩体、高边坡、滑坡体水平位移监测主要采用大地测量法、视准线法和垂线法。

2.3 液体静力水准测量方法

垂直位移监测技术主要有水准测量、三角高程测量、液体静力水准测量技术,目前发展最快的是液体静力水准测量技术。液体静力水准测量系统特别适用于坝体廊道内高程观测及高程传递,它通过各种类型的传感器测量容器的液面高度,可同时获取数十乃至数百个监测点的高程,具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。两容器间的距离可达数十公里,可用于跨河与跨海峡的水准测量;通过一种压力传感器,允许两容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。

3 水下测量

传统的水下测量一般以经纬仪、电磁波测距仪及标尺、标杆,采用断面法或极坐标法及交会法定位,并用测深杆和测深锤来采集水深数据,这种方法效率低,误差大,已经很少采用。近年来随着卫星定位技术的发展,DGPS、GPSRTK及CORS 系统配合多波束测深仪得到了广泛的应用。DGPS 是以某已知点作为基准点,基准点的GPS 接收机连续接收卫星信号,并与已知点的位置进行比较,确定当时误差的伪距修正值,将这些修正值通过无线电台接收,用户接收机接收修正值来实时校正GPS 信号。目前GPSRTK及CORS 系统定位已达到厘米级的定位精度,并且能够做到实时无验潮测量,对于大面积的水下地形测量,可以大大缩短工作周期,减轻劳动强度。

4 地下洞室测量

地下洞室测量工作是水利水电工程测量的重要组成部分,主要包括地面控制测量、地下起始数据的传递、地下控制测量、贯通测量、施工测量、变形监测等内容。

地下洞室测量以地下为主、地面为辅,地面部分主要是针对地下工程进行地面控制测量和地面变形监测等。由于作业空间狭窄、空气潮湿、粉(烟) 尘大、光线弱照度差、施工干扰严重等因素,地下洞室测量需借助专用(防震动、防爆炸、防潮湿) 全站仪、无棱镜激光测距仪、陀螺全站仪、激光指向仪、无棱镜激光断面测量系统。

篇2

测量是一门实践性强,技术操作性要求高,是贯穿于水利水电工程建设全过程的基本工作,是从事水利水电工程规划设计与施工技术工作的基本条件。在水利水电工程建设中起着举足轻重的作用,被誉为工程建设的眼睛和尖刀兵。

一、测量在水利水电工程建设中的地位

测量作为一门能采集和表示各种地物和地貌的形状、大小、位置等几何信息,以及能把设计的建筑物、设备等按设计的形状、大小和位置准确地在实地标定出来的技术,在各种工程建设中的应用广泛。

在国民经济建设中,例如水利水电工程的建设、工业与民用建筑建设、道路与桥梁建设等,都需要利用测量提供的资料和图纸进行规划设计,选定经济合理的方案,并通过测量配合各项工程的施工,保证设计意图正确执行。竣工后还要编绘竣工图,以满足工程的使用、管理、维修以至扩建的需要。

测量工作在水利水电工程建设中起着十分重要的作用。我国的水资源按人口平均是很少的,只有世界人均占有量的四分之一,但因我国地域辽阔,水资源总量却居世界第6位,许多未开发利用。为了合理开发和利用我国的水资源,治理水旱灾害,必须进一步发展水利事业,兴建水利工程,但是,水利工程的规划、设计、施工和运行管理各个阶段都离不开测量工作。

二、测量在水利水电工程建设中的任务

在水利水电工程建设中,测量是一项很重要的工作,它在水利水电工程中的主要任务是:

1、为水利工程规划设计提供所需的地形资料,规划时需提供中、小比例尺地形图及有关信息以及进行建筑物的具体设计时需提供大比例尺地形图;

2、在工程施工阶段,要将图上设计好的建筑物按其位置,大小测设于地面,以便据此施工,称为施工放样;

3、在施工过程中及工程建成后的运行管理中,都需要对建筑物的稳定性及变化情况进行监测――变形观测,确保工程安全。

由此可见,测量工作贯穿着整个水利水电工程全过程。

三、测量在水利水电工程建设中的作用

测量被称为水利水电工程施工的眼睛,测量放线为水利工程施工开辟了道路,提供方向。准确、周密的测量工作不但关系到一个水利工程是否能顺利按图施工,而且还给施工质量提供重要的技术保证,为质量检查等工作提供方法和手段。可以这样说,如果没有测量,水利水电工程施工将寸步难行。

1、测量在水利水电工程开工建设前期的作用

在水利水电工程开工建设前期,测量工作都必须按照建设单位的建设规模和要求,以及按照自然条件和预期目的,进行规模设计。在这个阶段中的测量工作,主要是为水利水电工程施工提供各种比例尺的地形图与地形数字资料,另外还要为工程地质勘探、水文地质勘探以及水文测验等进行测量。对于水利工程主坝或在地质条件不良的地区进行建设,则还要对地层的稳定性进行观测。

2、测量在水利水电工程施工建设过程中的作用

每项水利水电工程建设的设计,都必须经过讨论,审批和批准之后,才能进入施工阶段。这时,首先要将所设计的水工建筑物,按照施工的要求在现场标定出来(即所谓定线放样测量),作为实地修建的依据。例如对于整个大坝来说,首先应确定坝轴线,根据坝轴线的位置依次确定溢流坝段、非溢流坝段、电站厂房、闸门等位置。

为此,要根据水利水电工程建设地形、性质以及施工的组织与计划等。建立不同形式的施工控制网。作为定线放样测量的基础,然后再按照水工建筑物位置与施工的需要,采用各种不同的放样方法,将图纸上所设计的内容移到实地,这就是我们常听到的“先整体后局部”、“先控制后碎部”。 这一步工作非常重要,测量精度要求非常高,关系整个水利水电工程建设的成败。假如在这一环节里面出现了差错,那将会造成重大事故,带来的经济损失无法估量。在水利施工行业里也发生过类似事故:因为测量数据的错误,小数点向前移了一位,将图纸上水工建筑物的开挖线后移十米,事故的处理结果是:把超挖部分用混凝土进行回填,直接经济损失近百万,从而增加了工程成本,影响了施工进度。可见水利水电工程中的控制测量是多么的重要。

在水利水电工程主体施工阶段,测量的主作任务是施工放样,放样内容包括地面点位放样和高程放样。地面点位放样的精确度直接影响施工质量,所以每次混凝土施工完毕后,第一道工序就是测量放样,通过测量放样不但能够为下一道工序提供依据,并且能及时发现上一道工序所遗留下来的问题,使得现场施工人员及时处理已经发生的问题,避免了问题的累积,最终导致工程事故。

在高程放样方面,测量能为模板施工提供准确的基准点,是模板施工平整度的保证,同时为混凝土施工提供标高控制线,保证施工后混凝土平整度。精确的标高控制,是施工人员严格按图施工的前提。对于施工面积较大的工程,如何保证模板施工的总体平整度、混凝土面的平整度,基本的前提就是测定一个准确、详细的标高控制系统面。

3、测量在水利水电工程运行管理阶段的作用

水利水电工程竣工后,进入运行管理阶段,为了监测大坝安全和稳定的情况,了解其设计是否合理,验证设计理论是否正确,需要定期地对其位移,沉陷倾斜以及摆动等进行测量。通过观测取得的第一手资料,可以监测建筑物的状态变化和工作情况,在发生不正常现象时,及时分析原因,采取措施,防止重大事故的发生,保证水利水电工程安全运行。

准确的观测成果为水利水电工程的质量、人民生命财产安全提供了最有效的保证。特别是在特殊地质断层构造带的水利水电工程显得尤为重要,而由于水工建筑物沉降、位移引起的安全质量事故也时有发生,因此我们必须努力作好水工建筑物的变形观测,确保水利工程安全稳定。

四、提高水利水电工程施工质量,加强水利水电工程测量管理

为保证水利水电工程质量,在实际水利工程施工过程中,我们必须加强测量管理,采取确实可行的措施,全方位的做好施工测量放线工作。具体如下:

第一、提高测量放线人员的素质,作为一个合格的、专业的测量员,应懂得施工生产的工艺过程,对水利工程的各分部、分项的施工程序有明确的了解,能在施工过程中与其他工种协调配合,提供所需的测量服务。

第二、增加设备投入,采用比较先进的测量仪器设备,并经常对它们进行维护、保养。

第三、提高认识,从领导到一线施工技术人员应提高对测量工作的重视程度,做到反复检查,及时纠正错误。

第四、合理安排施工进度,为测量提供良好的施工放样环境,保证测量放线成果。

五、结束语

纵上所述,在水利水电工程中,测量是一项很重要的工作,它贯穿着水利水电工程建设全过程,是水利水电工程建设的眼睛、尖刀兵,为水利水电工程建设规划、施工,水工建筑物变形观测,防止重大事故发生,保证水利水电工程安全运行,为人民生命财产安全提供着技术性的支持,对促进水利水电事业起着至关重要的作用。

参考文献:

牛志宏、徐启杨等,2005,《水利工程测量》,中国水利水电出版社

篇3

1测量在水利水电工程建设中的重要地位

测量是水利水电工程准确实施的前提,也是其基本环节与任务,通过工程测量,相关的施工人员可以充分地了解项目所在地的各种情况,从而进行精准的设计与规划,并确保水利项目的准确性与安全性。根据从调查中获得的数据创建设计图和施工计划,选择合理的施工计划,并根据调查提供的数据制定并准备施工计划,直到项目完成为时候,还需要提供相关的数据信息,为项目的后续管理、维护和扩建等做准备。对于测量而言,可以说整个水利水电工程建设中的重要环节,对水利水电工程具有不可替代的作用与影响。中国幅员辽阔,资源丰富,如果我们充分合理地开发和利用水资源,就需要强调测量在水利水电项目中的作用,以治理一些地区的干旱、洪水等灾害,从而促进我国水利事业的快速发展。如果研究人员对变形观察工作没有给予足够的重视,可能会导致事故的发生。

2水利水电工程中工程测量的主要任务

对于水利水电项目来说,其得以顺利建设的前提是必须在各种技术的支持下完成,其中,工程测量技术是保证施工顺利的关键性因素。工程研究包含相对较多的内容,主要包括以下几点:(1)在水利水电工程建设的初期,可以使用工程测量来分析相关结构的形状变化。只有遵守适用的安全标准并确保结构的形状保持不变和稳定,才能启动后续施工,因此,可以确定水利水电项目有必要实施全程的工程测量工作,确保施工的顺利进行;(2)对于水利水电工程的施工阶段来说,有必要对水环境进行相应的工程测量,并根据相关数据和信息进行施工的设计。另外,对于水利水电工程项目来说,工程测量任务的质量与设计的整体质量有关,因此,特定设计需要考虑周围因素的干扰和隐患,从而确保设计的有效性;(3)在特定的施工过程中,如果施工负责人想在具体的水利水电工程实施有关建筑图纸的内容,则必须根据结果确认特定位置,保证工程测量技术和定位的准确性,确定施工计划,并进行之后的施工工作计划。

3工程概况

现有一项水利工程,其正常蓄水量为175m,汛期洪涝极限水位为145m,枯水期降水量为155m,相应的总存储容量为393亿立方米,防洪存储容量为221.5立方米。在水利项目完成后,荆江河段的防洪标准将从每10年一次更改为每100年一次。该水电站配备了26台700MW水力发电机,总装机容量为18200MW,平均长期发电量为874亿千瓦/小时。水库形成后,长江重庆至宜昌之间的航行距离将变为570km至650km,水库地区的水路将通过一条路,产能从1000万吨提升至5000万吨。

3.1水利控制测量及放样

可以使用GPS或双模卫星测量设备用于工程测量,在水利水电保护项目中,需要对河流开挖边界、道路中心等基础项目进行控制性测量。由于卫星设备发展,在测量工作中进行了使用,诸如三角锁网、三边网以及边角网等传统的测量方法逐渐被最新的控制测量技术所取代,例如,GPS控制网络和混合控制网络。随着当前基站GPS测量设备的测量精度达到厘米的水平,水利项目通常位于相对开阔的区域,空中几乎没有摩天大楼或高大建筑等。因此,GPS测量仪器对于整个控制测量工作都是有效的。水利水电工程中的海拔管理调查比平面坐标网更重要,水利水电工程的河床高度和坝顶高度必须进行严格的控制,否则会影响水的传导性和运河的安全性。大型水库建设中高程管理不当会影响水力发电的效率,对于水轮机的控制来说,影响着大坝运行的安全。随着RTK技术的普及,在河道和大坝建设过程中,将基于整个项目的质量控制进行高密度监测,首先可以将过程布局偏差与计算机设计模型和实际施工模型进行比较,以制定应急措施,确保整个施工过程得以顺利执行,且处于高度准确的状态下。

3.2测量阶段

首先,对于所有的水利水电工程来说,在进行具体的施工之前,有必要进行项目的审批与研究等,此阶段的测量工作具体包括:(1)根据设计意图对项目进行现场校准。一方面,为开始施工的进行奠定基础,另一方面,它可以用作建筑防御的参考标准;(2)对于施工阶段的放样工作来说,应根据实际位置和施工要求进行,并应按照“先整体后局部”的原则进行;(3)必须确保工程测量的精度,测量精度不正确会导致非常严重的后果,有时会发生由此类错误引起的与水利水电工程有关的事故。例如,由于人为因素,导致水利水电保护项目的数据增加了十倍,导致设计图纸上的开挖线后移了10米,当发现问题时,过度开挖的区域需要回填,这给项目造成了巨大的财务损失,浪费了人力资源、物力和财力,并对施工进度产生了重大影响。事实证明,测量工作是建设水利水电项目的重要组成部分。在施工现场进行放样的作用是由于在水利水电工程的主要建设阶段中,测量工作主要针对的就是放样,具体包括高程放样和地面点位的放样。对于地面点的放样来说,对其精度的要求是非常高的,如果发生精度错误,建筑将会出现质量问题,甚至发生工程事故。因此,有必要在每次混凝土注入后进行测量工作,目的是在以前的过程中找到遗留下的问题,一旦发现问题,就可以快速开发解决方案,避免积累太多问题而导致事故,同时提供与下一个过程相关的依据。测量工作对于高程放样来说也很重要,确保模具平整度以及在注入混凝土后相容性的标准要求需要进行测量工作,只有根据测量数据进行施工时,施工人员才能正确控制标高。

3.3加密点测量

在该项目中,在进行水利水电工程的平面测量的过程中,将选择索佳RTP650RK3全站仪,并将执行六个基于地形和制图的调查周期,其中将测量六各往返,对于每一边的长度,均按照二级国家标准进行技术研究。根据电子水准尺和条形码以及水准仪的水平要求执行测量工作,提高控制桩复测结果的准确性,并将其提交给监督工程师进行审查。检查完成后,将执行实时加密点测量,并通过横向精度测量和精确水平测量技术对这些点进行加密,对测量数据进行严格调整并提交测量结果。

3.4基岩变形测量

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中图分类号:TB22 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0060-01

随着社会的进步、测量仪器的发展、各项测绘新技术的研究与应用,水利水电工程测量技术也得到了快速发展。同时,GPS卫星定位技术、数字摄影测量与遥感技术、地理信息系统技术、常规大地测量技术及多种专业工程测量技术不断融合,进一步革新了测量方法,拓宽了水利水电工程测绘市场和服务领域。下面将具体介绍目前水利水电工程测量技术的发展现状和发展趋势。

1 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。

2 高程控制测量技术

水利水电工程高程控制的发展主要体现在两个方面。首先,使用的测量仪器从以前的光学水准仪发展到数字水准仪,从人工读数发展到仪器自动读数、自动记录。数字水准仪具有操作简便、测量速度快、精度高、可实现内外业一体化等优点,是观测方法的一次革命。其次,高程控制改变了单一依靠几何水准测量的局面,目前可以综合采用几何水准、测距三角高程、GPS拟合水准等多种测量技术。

目前,高差不大的平原、丘陵地区GPS拟合高程可达到四等水准测量的精度。高程控制的研究主要在大地水准面的精化方面。随着GPS定位技术的发展和普及,结合水准测量、重力测量、地形测绘资料精密确定大地水准面模型后,GPS高程可达到更高的精度,并逐步取代传统水准测量,真正实现GPS三维测量,更好地为水电工程服务。

3 地形测绘技术

在水利水电工程中,有些地区已有其现势性、精度、比例尺均能满足要求的纸质地图,一般直接对原图进行数字化处理,再辅以修测、补测等方法,实测一部分地物点的精确坐标,再用这些点的坐标代替原来的坐标,可在一定程度上提高原图的精度,获得所需的数字化地形图。对于没有符合要求的纸质地图的地区一般采用全站仪数字测图或数字摄影测量进行施测。GPS辅助空中三角测量,是公认的我国西部困难地区测图最经济、最成熟的方法。

目前,大比例尺数字化成图技术主要为全站仪(或GPS RTK)+电子平板(或草图)+地形成图软件和近景摄影测量两种模式。GPS RTK技术已广泛应用于水利水电工程大比例尺(1∶500~1∶2000)地形测绘,其平面、高程精度满足规范要求,大大提高了测图效率。但受地形、植被等条件的制约,有些地区必须与全站仪配合使用。

未来应大力研究并推广新一代航空航天数字测图方法,如GPS辅助空中三角测量、遥感技术、三维激光扫描技术、移动测量技术(MMS)、无人机等在水利水电工程中的应用。最新应用的三维激光扫描技术能大面积、高密度地快速采集空间三维数据。可应用于地面形体测量与建模、三维可视化模型的建立、带状地形图测量和库区调查、变形监测等领域。必将在水利水电工程规划、设计、施工、竣工各个阶段中广泛应用,成为“数字水电”建设强有力的工具。

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

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中图分类号:TV文献标识码: A

近年来,随着我国经济建设的快速发展,基础设施建设进程显著加快,同样,水利水电工程建设的数量也增长迅速。同上个世纪相比,我国水利水电测量技术在测绘技术、测量仪器的研究与应用以及卫星定位技术、数字测量上的水平也大幅提高。了解以及掌握水利水电工程技术的发展以及目前水利水电测量技术的发展将有助于促进我国水利水电工程不断登上新台阶。

一、水利水电工程的发展及重要性

二十世纪八十年代以来,电子经纬仪、电子全站仪、光电测距仪、激光准直仪、数字水准仪、激光扫平仪等仪器在水利水电工程中的应用,为工程测量面向自动化、现代化、数字化方向的发展创造了极其有利的条件。近十年来,水利水电系统相继引进了一些高精确度的数字化测图系统和地面测量仪器,如,全站仪、电磁被距测仪以及自动水准仪等等,它们在水利水电工程的建设中发挥了巨大作用,并逐渐改变了传统的测量方式。水利水电工程测量工作是贯穿于水利水电工程建设全过程的基本工作,它对技术性和实践性的要求很高。通过测量工作,对各种地貌和地物的形状、位置和大小等几何信息进行数据采集,这些数据将决定水利水电工程设计的建筑物以及设备的大小、形状和位置。因此,水利水电测量技术在水利水电工程建设的地位举足轻重,其数据准确性决定着水利水电工程的成功与失败。

二、控制测量技术控制

测量是一切水利水电工程测量工作的基础。传统的测量技术已经难以满足水利水电工程建设与发展的需要,因此,更新控制测量技术势在必行。近几年来,控制测量技术逐渐形成以“GPS等空间技术为主、传统测绘技术为辅”的新的测量模式,这种模式优势鲜明:工作效率高、测量迅速、准确性强。水利水电工程测量按服务内容和水利水电工程阶段可分为专用控制网和测图控制网两大类型,包含高程控制测量技术和平面控制测量技术。传统的平面控制网主要采用电磁波测距导线和三角网建立,随着GPS卫星定位技术在水利水电工程中的应用,弥补了常规平面控制测量的局限性,同时体现出了极大的优越性。因而,目前,我国已经形成了以GPS卫星定位技术为主、传统的控制测量为辅的边角网、导线网等灵活多样的现代平面控制测量技术。在实际工作中,施工测量控制网也主要采用混合网或边角网。在高程控制测量技术上,其发展主要体现在:一是高程控制改变了原来单一依靠几何水准测量测量的局面,现在可以采用测距三角高程、几何水准以及卫星定位拟合水准等多样化的测量技术;二是高程控制测量技术现在使用的测量仪器为数字水准仪。以往的光学水准仪需要人工读数,不仅操作复杂而且容易出现人为差错。数字水准仪具有操作简便、精度高、测量速度快、可实现内外一体化等优点。从人工读数发展到自动读数、自动记录可以说是水利水电观测方法上的一次革命。目前,高程控制的研究主要在大地水准面的精化方面。相信经过不断的发展,GPS高程能够达到更高的精度,更好的为水利水电工程服务。

三、数字地形测绘技术

伴随着计算机技术的普及,数字地形测绘技术应运而生。这种方法可以实现自动测绘成图,同时对GIS前端所收集的数据进行更新。数字地形测绘技术主要包含数字测记模式、电子平板模式和数字摄影测量模式三种。其中数字测记模式一般由电子手簿、全站仪、草图、绘图软件等部分组成。这一模式的缺点是需要测量的点号可能跟草图点号不一致、测量作业不够直观、对现场工作人员的专业水平要求较高、容易出现地物的纰漏等。电子平板模式一般由全站仪、电子平板和绘图软件组成。这一模式不容易出现纰漏,可以模拟传统的白纸进行成图,同时也不需要编制代码进行作业。但是,电子平板模式的缺点主要表现在电子平板的电池使用寿命不长,仅有三小时,稳定性也较差,而且由于体积笨重,仅仅适于对一些平坦的地区进行测量,对于一些自然环境较差的地区则不适合使用电子平板系统。数字摄影测量模式主要由掌上测图系统、全站仪和地形图内绘图软件三种。数字摄影测量模式克服了电子平板模式的缺点,充分发挥了电子手簿、掌上平板和笔记本电脑的优点,人性化的设计,可视化的界面,携带方便,操作简单,环境适应性强。因而,这种模式在目前使用范围最广,是较为理想的野外测绘数据采集的工具。

四、水下地形测绘技术

过去,对水下的地形进行测绘主要依靠测距仪、标杆和经纬仪等工具,然后通过交会法和断面法的运用进行定位,接着运用测深锤和测深杆进行水下数据采集。这种方法不仅产生的误差较大,而且作业效率极低,近几年很少再被用于实际测量。随着卫星定位技术的发展,连续运行卫星定位服务综合系统(CORS)和差分全球定位系统(DGPS)在多波束探测仪的大力配合下,水下地形测量已经得到了高效的发展。差分全球定位系统以某一个已知点当做基准点,位于基准点之间的GPS接收机根据连续接收的卫星发射出来的各种信号,跟已知点所处的位置进行比较,明确误差,并进行修正,然后,将这些修正值运用无线电台接收,各用户根据接收机接受来的修正值对GPS信号进行实时的校正。当前的差分全球定位系统的定位精度能够达到厘米级,具有实时、连续和高精度的优点。

结语:

总之,国内的水利水电工程测量技术正在突飞猛进的发展着,为我国的国民经济建设做出了很大的贡献。近年来,国家对水利水电测量技术的投入也越来越多,为了更好的满足水利水电工程建设的实际需要,未来的测量技术势必会不断更新,将朝着数字化、电子化等的方向大力发展。本文通过对水利水电控制测量技术的重要性及发展历史以及多种测绘技术的描述,简要介绍了我国现阶段的水利水电测量控制技术。

参考文献:

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中图分类号:TB22 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)06(c)-0060-01

随着社会的进步、测量仪器的发展、各项测绘新技术的研究与应用,水利水电工程测量技术也得到了快速发展。同时,GPS卫星定位技术、数字摄影测量与遥感技术、地理信息系统技术、常规大地测量技术及多种专业工程测量技术不断融合,进一步革新了测量方法,拓宽了水利水电工程测绘市场和服务领域。下面将具体介绍目前水利水电工程测量技术的发展现状和发展趋势。

1 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。

2 高程控制测量技术

水利水电工程高程控制的发展主要体现在两个方面。首先,使用的测量仪器从以前的光学水准仪发展到数字水准仪,从人工读数发展到仪器自动读数、自动记录。数字水准仪具有操作简便、测量速度快、精度高、可实现内外业一体化等优点,是观测方法的一次革命。其次,高程控制改变了单一依靠几何水准测量的局面,目前可以综合采用几何水准、测距三角高程、GPS拟合水准等多种测量技术。

目前,高差不大的平原、丘陵地区GPS拟合高程可达到四等水准测量的精度。高程控制的研究主要在大地水准面的精化方面。随着GPS定位技术的发展和普及,结合水准测量、重力测量、地形测绘资料精密确定大地水准面模型后,GPS高程可达到更高的精度,并逐步取代传统水准测量,真正实现GPS三维测量,更好地为水电工程服务。

3 地形测绘技术

在水利水电工程中,有些地区已有其现势性、精度、比例尺均能满足要求的纸质地图,一般直接对原图进行数字化处理,再辅以修测、补测等方法,实测一部分地物点的精确坐标,再用这些点的坐标代替原来的坐标,可在一定程度上提高原图的精度,获得所需的数字化地形图。对于没有符合要求的纸质地图的地区一般采用全站仪数字测图或数字摄影测量进行施测。GPS辅助空中三角测量,是公认的我国西部困难地区测图最经济、最成熟的方法。

目前,大比例尺数字化成图技术主要为全站仪(或GPS RTK)+电子平板(或草图)+地形成图软件和近景摄影测量两种模式。GPS RTK技术已广泛应用于水利水电工程大比例尺(1∶500~1∶2000)地形测绘,其平面、高程精度满足规范要求,大大提高了测图效率。但受地形、植被等条件的制约,有些地区必须与全站仪配合使用。

未来应大力研究并推广新一代航空航天数字测图方法,如GPS辅助空中三角测量、遥感技术、三维激光扫描技术、移动测量技术(MMS)、无人机等在水利水电工程中的应用。最新应用的三维激光扫描技术能大面积、高密度地快速采集空间三维数据。可应用于地面形体测量与建模、三维可视化模型的建立、带状地形图测量和库区调查、变形监测等领域。必将在水利水电工程规划、设计、施工、竣工各个阶段中广泛应用,成为“数字水电”建设强有力的工具。

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

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1.引言

通常水利水电工程测量包括水下测量、施工测量、地形测量、控制测量等若干内容,因为大量使用了新方法和新仪器,逐渐融合了卫星定位技术(GPS)、经典大地测量技术等多种专业的工程测量技术,所以涵盖了施工测量、地籍和界线测量、线路测量等多方面内容,同时水利水电工程的测量服务领域也不断的得到了拓宽。在水电工程项目设计中,例如水电站及水库的坝址定线、渠道(排水渠、引水渠)定线等定线测量是常常会遇到的问题,为达到科学设计项目,保证质量优良,使工程最大效益得到发挥,同时满足工程施工和验收方面的需要的目标,最需解决的问题就是定线问题。

2.坝址定线测量

2.1做好前期工作,提高效益

最好先进行详细的实地查勘再选择坝址,其位置要依据已有的实地水文地质资料来确定。坝址的选择很多时候要测定不同的比较线进行优化,还要结合地质勘查结果来选择,并不是一次就可以满足其要求。例如某电站坝址在进行定线测量时,坝址位置的确定前后共进行了3次改线测量。另外,山区的定线涉及到了过河和砍树等问题,每次改线都会给工程物探和地质勘探带来很多消耗和重复工作,也给测量工作带来很多困难。这就要求我们在坝址定线的问题上,降低消耗,使外业工作少走弯路, 多方论证,一定要把前期工作做的细致入微,提高效益。

2.2重复定线,选择坝址

在设计水电站和水库的项目时,坝址定线是关键,整个项目能否成功直接受坝址选定的优劣程度的影响,设计人员要将坝线实地勘查后画在1/5万或1/10万的地形图上,然后由测量人员进行实地定线测量,还要测出坝址区的大比例尺地形图,比例尺视情况而定,一般为1/1 000或1/2 000。坝址一般情况下都是选在便于截流,两岸地势陡峭,河道狭窄的地方。但是,常遇到测量人员发现根据图上确定的坝址做实地测量时所测线路不是最佳方案的情况,例如,坝址的两个端点不是两侧山体的最突出部位,坝址并不是最短的,如果旋转或平移某一角度后能得到更趋于合理的坝址位置,主要原因是使用地形图的比例尺过小,图上一根线的偏差在实地就有几十米,再者等高线在地形图测绘时的勾绘涉及到综合取舍问题,实地的地形情况和图上所绘存在出入,所以就无法避免重复定线。

3.渠道定线测量

下达野外勘测任务书后,要对所接项目的设计阶段进行了解,大致分为可行性研究,初步设计和施工图三个阶段,对项目设计的目的按照设计阶段进行了解,确定实地定线的精度,将所测渠道是排水渠还是引水渠分清,渠道设计走向和长度,测量设计的工作要按照设计人员提供的图纸进行。

3.1渠道定线前要做踏勘工作

渠道定线前必须对渠道沿线所经过地理的具体情况进行了解,要查看图上设计的线路是否在实地会穿越居民地或其它一些建筑物,争取节约土方,包括挖方和填方,降低赔偿,尽量不占或少占耕地和居民地及其它经济作物,这是渠道定线的重要原则。在实际工作中经常会遇到的问题是,因为地形图的更新换代跟不上实地的发展变化,所以实地和图上所划的线路存在误差,通常遇到图上所定的线路占用了草地上而实地却变成了居民地的情况,这就给测量工作带来了很多麻烦干,增加了很多如通讯线、电力线、道路等地物,此外还涉及到了改线的问题,如果线路是从丘陵地带通过,那么改线问题就可能相对较复杂,这时就要了解线路是沿岗上走或是沿岗下走,前进方向是高水位或是低水位,因为通常是左右移动几米就能够给施工时节省掉大量的土方;如果线路是从平原地区经过,应以尽可能少占耕地为原则,在草地和耕地上进行选择。由于如果拐弯的地方过多不仅对测量工作的开展不利,而且对水流的运行不利,所以要尽可能的减少拐弯的次数,同时靠近居民地时应提前改变线路走向,不要拐急弯。

3.2全面考虑,处理改线问题

改线时,要考虑的周到一些,例如,虽然定线时和道路或输电线路等距离较远,但也要对施工开挖时可能给周围地物带来的破坏问题进行考虑。为了避免项目整体设计受局部改动的影响,一定要在改线测量前及时和设计人员沟通,如实反映实地情况,并提出符合实际的方案。最佳的选择是设计人员可以去现场查看并将改线问题实地解决。比如,某水库灌区定线测量进行时,定线测量任务长度为300多km,其中不但有灌水渠还有排水渠,设计人员提供的图纸也不全,所以,工作起来特别困难,因此就只有在当地水利站人员的帮助下才能够进行工作。经常遇到图上所定的线路要穿过树带和道路的情况,白天测得的数据,晚上就必须把成果计算出来,然后具体到图上再和设计线路进行对比,若发现异常就必须向设计人员汇报或者及时改正,为了使设计的线路更为合理,设计人员也不止一次的去实地解决问题。

4.极坐标测量法在定线测量中的应用

随着现代观测工具和计算工具的快速发展,极坐标测量法给测量定线带来了很大的便利。第一,能够对镜测任意点置设立曲线点和直线点,用一个小的FX-4500p计算器程序就能够在野外用测得的坐标便捷的推算出其距离或桩号。这种方法特别是对定线时某一段不通视的问题进行解决时,体现出了很大的优势;第二,进行定线测量使用极坐标测量法时,突破了传统法后视方向的限制,能够靠后视任何已知点的方向来确定定线方向。

仪器和已知点对准作为后视方向,度盘读数和其方位角值对准,当仪器在直线点或转折点上设站时,待仪器旋转到已知的线路方向就能定线加桩测量了,当仪器在线外点设站时(直线点或转折点间不通视),将定线点的坐标求出,实地加桩就可以根据边长和方位角进行了。

5.结束语

综上所述,本文结合实际工作中的一些体会和可能遇到的一些情况对水电工程中的坝址定线渠道定线问题进行了探讨,不但要对实地的特定情况进行考虑,还要对工程的总体布置要求进行考虑;不但要对对施工阶段的具体工作进行考虑,还要对工程地质和测量的专业要求进行考虑,只有综合各方面的因素及多方面条件的制约因素进行考虑,才能够制定一条非常合理的设计线路。测量人员应该和设计人员紧密配合,依据设计优良的原则,对一些相关的专业知识尽量去多学习和运用,此外设计人员还要详细的掌握外业实地情况,测量人员对作业信息要进行及时的沟通和反馈,这样才可让设计方案达到优化,给精品工程的创造奠定良好的基础。

参考文献:

[1] 毛黎虎.水利水电工程测量技术发展探讨[J].中国水运(下半月), 2009,(09).

[2] 孙维成,朱宏军.水利水电工程测量定线实践综述[J].黑龙江水利科技, 2006,(04).

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中图分类号:TV文献标识码: A 文章编号:

社会的进步推动着各项技术的发展与应用,而水利水电工程测量技术的实现更为突出。在GPS卫星定位技术、地理信息系统技术、数字摄影测量与遥感技术等多种专业测量技术的融合下,水利水电工程测绘服务领域得到了进一步扩展。本文这要通过对水利水电工程测量技术的阐述,浅析了工程测量技术的现状和发展。

一、控制测量技术

科学技术的发展推动着水利水电控制测量转换为现代控制测量模式,即以传统测绘方法为辅,主要通过GPS 等空间定位技术对空间点位的三维坐标进行确定。依据水利水电工程阶段及服务内容的划分,其工程控制测量主要包括专用控制网和测图控制网两种类型,涵盖了高程控制、平面控制的测量技术。目前,GPS卫星定位技术的应用越来越广泛,大区域测图控制网均采用GPS控制网技术得以实现;专用平面控制网则采用边角同测网,部分工程也采用GPS布设首级网实现了对工程的有效测量。随着技术的进一步发展,液体静力水准系统、数字水准仪等高新技术的应用越来越突出,且观测方法也发展为自动观测、自动读数纪录,与此同时,静力水准、测距三角高程、GPS 拟合水准等多元作业方式也得到了运用。就数字水准仪而言,其测量速度非常的快,且精度较高,一定程度上减轻了工作人员的劳动强度。此外,通过高程控制点的小型GPS网的分布均匀布置,其GPS高程的测量精度可达到四等水准;对于高差不大的丘陵和平原地区,采用GPS 高程可促使三、四跨河水准测量的有效开展。

测图控制网技术逐步发展为电磁波测距导线,现主要以CORS技术和RTK技术为主。其中,RTK技术能够对测站点在指定坐标系中的三维定位结果进行实时地提供,可达到厘米级精度。通过RTK技术的应用,可较好的促使作业效率的提高,一般仅需几秒的时间就可以得到一组图根点的三维坐标。CORS系统则由数据传输系统、数据处理中心、基准站网、用户应用系统、定位导航数据播发系统五个部分组成。GPS卫星观测数据由基准站网进行采集,之后输送至数据处理中心并进行数据处理,多基准站差分定位用户数据形成后组成一定格式的数据文件,然后借助Internet、移动网络等形式可为用户进行定位导航数据的播发。用户使用GPS流动站设备,如果具备网络RTK模块功能,系统提供的CMR+、RTCM3.0格式的差分数据就能够得以接收。用户则需要一台流动站就可以实现24小时的RTK测量,同时获得WGS84坐标系统,最后则转换为地方坐标系统。该系统可24小时不间断运行,且无需架设基站,因而减少了测量成本的投入,并促使了作业效率的提高。当前,CORS系统的建立在国土、测绘、水利等领域中得到了广泛应用,且取得了较好的测量成果,同时,断面测量、地形测量、水下地形测量等工作的实现,CORS技术与RTK技术作用的发挥也是非常重要。

二、地下洞室测量

地下洞室测量工作主要包括地下控制测量、地面控制测量、变形监测、施工测量等,其以地下为主、地面为辅,地面部分则是针对地下工程进行的地面变形监测和地面控制测量。因为空气潮湿、空间狭窄等干扰因素的存在,地下洞室测量必须借助无棱镜激光测距仪、激光指向仪、全站仪等设备进行作业操作。通过人机交互,专用全站仪可实现地下测量数据的图形编辑和自动处理;激光指向仪可提供实时导向功能促使地下洞室掘进作业的实施;无棱镜激光断面测量系统则可完成炮孔放样、数据采集、现场成果分析等工作,并能够进行方量计算、自动生成报表成果、显示生成超欠挖图形,具有高效的应用功能。

三、变形监测

变形监测是对变形体进行的一种测量,可对其空间位置及内部形态的变化特征进行确定。水利水电工程的变形监测包括变形体变形监测、工作基点测量、基准网测量等,而液体静力水准测量、基准线测量、大地测量则是常用的变形监测方法。

(一)基准线测量法

支墩坝、重力坝、土石坝等直线形大坝的坝体及坝基通常采用真空激光准直法、引张线法、垂线法进行观测,对于较短的坝体,可通过大气激光准直法和视准线法进行观测;采用垂线法可对拱坝坝体坝基进行观测;高边坡、近坝区岩体、滑坡体水平位移监测通过垂线法、视准线法的应用可获得良好的工程测量结果。

(二)大地测量法

大地测量方法能够完成变形体变形监测、工作基点测量等工作,精密全站仪和电子水准仪是主要应用的测量设备,其测量方法为现代的边角测量、交会测量和几何水准测量等。通过常规大地测量仪器的利用,大地测量方法的理论正日趋成熟,但较高的劳动强度和长时间的观测影响了测量精度,且智能化、自动化程度较低。

(三)液体静力水准测量方法

液体静力水准测量技术、三角高程测量、水准测量均属于垂直位移监测技术,其中液体静力水准测量技术的发展最快。该测量系统适用于坝体廊道内高程传递及高程观测,在传感器测量容器的液面高度的利用中,数百个监测点的高程均能够有效获得,且具有自动化、高精度等特点。两容器间的距离达数十公里,能够对跨河与跨海峡的水准测量进行实施;而随着压力传感器的应用,允许两容器之间的高差现已由数厘米转变为数米。

四、数字地形测绘技术

全站仪、计算机技术的应用得到了普及,而形成的大比例尺地形图的数字测绘方法也得到了较好的应用,通过三维测绘技术的采用,一方面能够实现地形图和专业图测绘成图,另一方面可进行GIS前端数据的更新与采集。该技术作业模式以电子平板模式、数字摄影测量模式、数字测记模式为主,其相应内容如下。

电子平板数字测图系统:地形图绘图软件、便携机、全站仪的组合,包括镜站和测站,通过白纸成图的模拟,其作业直观、无需编码,且不容易有错漏的产生,适合于城镇地区、平坦地区的地形测图。

测记法数字测图系统:地形图内业绘图软件、草图、全站仪的组合,其作业并不直观,草图点号与测量点号存在差异,容易有地物错漏的产生,对现场绘制草图人员有较高要求,在环境数字地形图测绘中的适用性较强。

掌上数字测图系统:地形图内业绘图软件、掌上测图系统、全站仪的组合,其系统克服了电子平板的缺点,具有掌上平板、电子手薄、笔记本电脑的良好优势,具备操作简单、可视化界面、携带方便、人性化设计等特点,在野外测绘数据采集工作中发挥着重要作用。

结语语

总而言之,计算机技术的发展推动者GIS、RS、GPS等测绘新技术、地面测量、数字化测绘技术设备的发展和应用,而水利水电工程测量的手段及方法也取得了新的突破。在不久的将来,水利水电工程测量技术也会实现数字化、实时化、自动化功能的发挥和应用,使得测量数据的管理更具标准化和科学化,从而为测量数据传播及应用的良好发展作出重要贡献。

参考文献:

[1]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.

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中图分类号:TV文献标识码: A

一、水利水电工程测量技术的现状

1、先进的地面测量仪器和数字化测图技术的应用

20世纪80年代以来,先进地面测量仪器层出不穷的被研发出来和应用到工程测量之中,这使得工程测量有了光电测距仪、电子全站仪、激光准直仪、电子经纬仪、激光扫平仪等信息化、自动化和数字化的测量仪器作为依靠。其中,电子全站仪的使用标志着新的测量技术抛弃了以往手工记录数据的落后方式,由此实现了全天候,无地域限制的记录野外测量数据;记录好数据之后,在相关接口设备的作用下传输到计算机中;而后,应用先进的平差软件对之进行数据处理而形成明确生动的图形。由此,就形成了一个野外采集数据到数据处理,进而进行图形编辑,最后进行自动绘图的自动测量系统。

2、GPS定位技术的兴起和应用

GPS定位系统具有高度的精度性、全天候、连续性、速度快、费用低、方法种类多样和操作简单等一系列特点。这使其在水利水电工程测量及其相关学科领域得到了极其广泛的运用。GPS可以向用户连续发送定位信息;接收和储存由地面监控站发来的卫星导航电文等信息,并适时发送给用户;接收并执行由地面监控站发来的控制指令,适时地改正运行偏差和启用备用卫星等;通过星载的高精度铷钟和铯钟,提供精密的时间标准。

近些年来,GPS在水利水电工程测量方面也获得了很大的发展。特别是在首级控制,碎部测量以及变形观测等各个方面,都得到了充分的应用。例如,在老江底电站工程建设中,首先是在截流施工阶段就应用静态GPS测量系统进测量,成功布设三等平面控制网;在库区左滑坡的监测中,使用GPS进行高程检测取得非常高的精准度;在运营期的检测使用GPS实时检测大坝的拱冠、拱座等重部位的测量。通过对GPS技术的应用,可以水利水电工程的施工、运用提供安全的保障。

二、水利水电工程测量技术的发展

1、控制测量技术

控制测量与水利水电工程测量各项工作密不可分。传统的控制测量模式已经难以满足水利水电工程建设与发展的需要。为此,有必要更新控制测量模式。可喜的是,近几年来,现代控制测量技术在水利水电领域如雨后春笋般,不断涌现。如今,控制测量技术逐渐呈现出“以GPS等现代测量技术为主、传统的测绘技术为辅”的模式,这种模式具有测量迅速、工作效率高、测量精度高等特征。

在水利水电这个领域控制测量具有2个类型:测图控制网与专用控制网。这2个类型中又有平面控制与高程控制。平面控制网过去是采用三角锁网,最近几年来已经逐渐发展成为三边网与边角网以及多种网混合组成的混合网。GPS目前在我国已经应用比较广泛,已经运用在大区域范围的测图控制网中。在水利水电领域专用的平面控制网如今是采用边角同测网,不过当前有的部分工程会运用GPS进行布置首级网抑或设置成GPS混合网。高程控制网所使用的测量仪器发展很快,在市场上可见到自动式、数字式的水准仪,这些仪器可以自动读数、自动纪录以及自动观测。作业方式也显现出多样化,以前是单一的几何水准,现在发展至三角高程以及GPS拟合水准等一系列作业方式。

2、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。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。

3、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: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传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。

4、水下地形测量技术

过去对水下的地形进行测量大部分是运用经纬仪、测距仪与标杆等工具,然后运用断面法与交会法进行定位,接着运用测深杆以及测深锤进行水深数据的采集。可以说,这个方法的作业效率不高,产生的误差比较大,最近几年很少用于实际测量。近几年,卫星定位技术得到了飞跃发展,DGPS(差分全球定位系统)和CORS系统在多波束的测深仪的大力配合下,可以非常方便、高效地对水下的地形进行测量。DGPS可以以某一个已知点当作基准点,位于基准点之GPS的接收机能够连续地接收卫星发射出来的各种信号,然后跟已知点所处的位置给予比较,明确当时误差之伪距的修正值,把此些修正值运用无线电台进行接收,各用户通过接收机来接收上述修正值可以实时进行校正GPS的信号,它可以具有实时连续以及高精度等优点。当前CORS系统的定位精度可达厘米级。

结束语

我国的水利工程测量技术发展迅速,并获得了一定的成效,我国不断加大对水利工程测量研究的资金和人力投入。我们要不断对水利工程测量技术进行革新和改进,积极尝试新的技术,让测量技术不断向电子化和自动化发展,并汲取相关行业的知识和技术,让水利工程的测量技术不断应用于新的领域,加大发展力度,使水利测绘逐渐趋于服务型技术。

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2水利水电工程在GPS技术下的测量应用分析

在水利水电工程测量中,GPS技术能够科学有效的对控制网进行设计。对于控制网在设计中,可以减少误差,保证测量的图形和施工具有较高的精度。在进行测图工作中,要遵循先整体后局部的原则,控制网设计工作非常重要,其基本图形的有三角形网和环形网以及星形网等。三角形网的分布比较均匀,有着良好的结构条件,且稳定性较高,有很强的自检能力,在遇到很多测量缺陷或者测量错误时能够及时的发现并加以改正,从而使控制网具有更高的可靠性和可行性。但是三角形网也有一些不足,其工作量很大,且需要较多的观测时间,同时其测量中接收机的数量应保持一定条件,否则会引起测量时间的延后。对于环形网的结构虽然不如三角形,且其结构主要是很多条的独立闭合环,具有良好的安全性,同时其测量工作量较小,自检能力较强。只是在相邻点上的基线没有较高的精确度。对于星形网的结构也比较简单,且观测比较方便,测量的精度以及自检能力稍低于三角形网和环形网。在工程中的应用上,一般要根据实际的情况,按水利水电工程的地形条件和工程特点,来选择相应的控制网。要注意到在地势开阔且水利水电工程比较重要的情况下,比如一些大型水电水闸、以及枢纽工程,应该使用三角网,严格保证工程的精度。而对于地形非常复杂、且地形属于丘陵山区,一般受制于地形环境的制约,加上工程进度的控制,可采用环形网,应保证一定的精度要求,从而使工程的施工效率提高许多。对高程系统测量属于水电工程的重点,高程控制对于水利水电工程水位线的测量和推算有决定性作用,同时还对工程量的计算有着控制作用,对水利水底的造价预算有直接影响,同时还影响到工程的安全新。一般水利水电都处于高山河谷地带,且地形非常复杂,有的山形切割很深,且坡度非常陡,环境非常恶劣,给高程测量工作带来了难度。目前的高程测量,一般采用的是三角形高程测量,应用较为普遍,不过需要测量的时间很长,且测量工作量很大。应用GPS技术,进行控制网的建设,对平面的精度非常高,测量的精度能够提升很高。对于变形监测时,如果变形程度非常严重,且超出一定的许可值,那么建筑物的稳定性就会受到很多影响。一般情况下,对于变形监测的精度有很高的要求,且精度要在毫米以内。在测量方法中比较常用的是水准测量法,用来测量建筑物沉降情况。而相对于地基滑移测量以及水电工程建筑物的测量,一般采用的是三角测量方法,测量工具是水准仪和测距仪以及全站仪。这种方法有很好的适应性,但工作量较多,测量时间长,对于地形条件影响较大,且没有良好的自动化水平。很多水利水电工程,有一部分是在居民区的上游部位,或者是在居民区附近,一些大型的水库,水闸等有的是在居民区附近。如果出现质量问题,后果不堪设想,直接造成大量人员的伤亡。因此,对于变形监测工作十分重要,运用GPS技术可以将接收机安装到固定点上,然后进行数据采集和处理,然后在进行变形分析自动化,其得出的效果非常好,有很高的精度。建筑物形变有动态性,这一特点应引起相关工作人员的注意,要先获取相关状态和运动的规律,然后再做出预测,这写监测的内容较多,在实际工作中,应仔细对待。

3具体案例分析和应用

某市大河流向甲处,大河水量丰富,省政府决定主要用来发电。根据甲处作为引水河流,建立两个跨河水电站,分别是A座和B座。工程开工于2014年,投资10亿,A座水电站的装机容量设置为10万kW,取水口的高度为675m,且引水隧洞的长度为5.65m。水电工程建筑物主要有厂房和大坝,同时有压水管道和引水隧洞,溢洪道等。B座水电站的装机容量为5.5万kW,且取水口在460m,引水隧洞有2.0m长,厂房高程有410m左右。高程控制点与平面控制点是共用标。工程采用GPS技术进行精度测量,主要用了7台GPS接收机进行同步观测,每条基线都有两个观测时段,且保证了每个时段至少哟100分钟的观测时间,观测基数在200条,检测失败有10条,有8条观测结果有较大差异。因此,现在182条基线作为独立观测量。通过观测结果来看,GPS短基线的精确度有一定的差别,高程测量的精度和几何水平相当,由于水准连测点的问题,在精度测量上达到要求。

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1、测量在水利水电工程中的重要性

水利水电工程中,无论工程项目的大小,系统的工程测量、公路测量和大面积测绘等,都少不了测量技术,工程测量在工程项目中起着重要的作用。在工程建设规划设计的阶段,测量技术主要提供各种比例的地形图和地形资料,还要提供地址勘测、水文地质勘测和水文测量的数据;在工程建设施工阶段,要把测量之后的设计变为实地建设的依据,即根据工程现场地形和工程性质,建立完整的施工网,逐一把图纸化为实物。从施工开始到结束,都离不开工程测量这项工作。这是因为,对于一个工程,首先需要对建筑物进行定位,确定其实际位置,之后确定准确的标识从而确定该区域是否有设计后新增建筑物或者其他,以保证机械设备的使用。基础设施完毕后,还要进行竣工线的投测,即对设备的平整度等进行跟踪测量,来保证设备工艺的流畅。在建筑物的运营管理阶段,通过测量工程建筑物的运行状况,对不正常现象进行探讨分析,采取有效措施防止事故发生。为了提高工程质量和施工效率,必须重视测量技术和新时期下测量技术的新发展。

2、水利水电工程测量新技术应用实践

2.1 CAD计算机绘图技术在工程测量中的应用

Auto CAD作为高效的计算机辅助设计软件,其对图形准确的绘制和对点线的精确定位测量及标注功能,不仅能减少测量作业时的人工计算处理工作,并提高了数据的精度。在工程线路测量中应用Auto CAD技术进行坐标定位计算,可快速、准确根据施工图纸计算各个部位的坐标,保证施工效果。

现如今南方CASS成图系统已成为工程测量人员在前期地形测量、施工放样、内业操作等方面使用最为广泛的软件,在整个测绘工作中起到了很大的作用。图解计算功能可以提高水利工程制图的准确性。由于水利工程本身具有的复杂性以及特殊性,所以水利工程的计算方法许多只是在理论上能够达到精度要求,而在实际的计算过程中因为各种条件的不确定,许多数值都是由经验或者推理,有一些是根本就无法计算出来的,因此在水利工程的计算中,常常在精确度满足工程要求的情况下对许多计算方法进行简化,图解法就是其中应用广泛的一种方法。在采用相应方法利用AutoCAD绘制出计算图后,只要在对应的地方进行截取,就能够很方便快捷地得到相应数据,这样还能广泛应用于工程设计上,对各种参数采用内插法取值和关系曲线图、表的查算。因此,图解计算功能能快速计算数据,进而可以提高水利工程制图的准确性。

Office已经成为了家喻户晓的通用软件。随着AutoCAD不断的完善和发展,其与Office相关的软件已经相互的进行了融合,取得了很好的效果。在word结合方面,AutoCAD通常应用于坝基底、闸门等压力计算时。在Word文档制作中,往往需要各种插图,由于Word绘图功能有限,特别是复杂的图形,该缺点就显得更加的明显。AutoCAD是专业的绘图软件,当制好图形后,插入Word制作复合文档是解决问题的好办法,可以用AutoCAD提供EXPORT功能先将AutoCAD图形以BMP或者WMF等格式输出,然后插入到Word文档中,也可以先将AutoCAD图形拷贝到剪贴板上,再在Word文档中进行粘贴。在水利工程中,如要对围堰、桥梁等绘制施工图时去列材料表,需要在AutoCAD中来制作表格,在AutoCAD环境下用手工画法进行绘制表格,然后,再在表格中填写上文字,这样不但效率低下,而且不能难精确的控制文字书写位置,文字排版也成为了问题。高效率的制作表格方法为:先在Excel中制好表格,复制到剪贴板上,然后再在AutoCAD环境下选择“edit”菜单中的“Paste special”,选择AutoCAD Entities,确定以后,表格即转化成为了AutoCAD实体。AutoCAD Entities,确定以后,表格即转化成为了AutoCAD实体。这样就提高了制图的有效性。

2.2 GIS技术

GIS是集计算机科学、空间科学信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘学科。从20世纪60年代至今只有短短的四十多年的时间,但已经成为多学科集成并应用于各领域的基础平台成为地学空间信息显示的基本手段与工具。其技术优势不光在于它的集地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程,还在于它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。目前,GIS不仅发展成为一门较为成熟的技术科学,而且已经成为一门新兴的产业,在测绘、地质矿产、农林水利、气象海洋、环境监测、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用采用GIS、数据库、内外一体化测图、扫描矢量化及全数字摄影测量等技术,为专业信息系统提供及时、准确、标准化、数字化的基础空间信息,以建立各类专业信息系统,从而实现管理的科学化、标准化、信息化。

2.3 GPS定位技术

GPS是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统,它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能,而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此,GPS技术率先在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了应用,并在军事、交通、通信、资源、管理等领域展开了研究并得到广泛应用。近年来,GPS高精度的定位技术在工程测量领域得到了广泛的应用,它的突出优点有以下几点:GPS设备操作简便,不需要太多的专业知识。它重量轻,体积小,所带来的后勤压力也小,减少了测绘人员的劳动强度。观测站选址灵活,不需要通视,减少了观测站的数量,也就减少了测量工作的经费和时间。几乎不需要人工计算,定位精度高,减少了计算失误率。随着基线的加长,其定位相对精度就越高,这是人工观测不能比拟的。GPS观测成果同时提供了三维坐标。在测量经纬度的同时,也测量了所处地的高度,这就为研究大地水准面的形状和地面点的高程开辟了新途径。

2.4地图数字化技术

在建立各种GIS系统时,对原有地图进行数字处理,在建库工作中占据了相当大的工作理,各工程测绘部门都投入相当大的人力和财力。对于已有纸质地图,若其现势性、精度和比例尺能满足要求,就可以利用数字化仪将其输入计算机,经编辑、修补后生成相应的数字化图。当前有手扶跟踪数字化和扫描矢量化两大类仪器,手扶跟踪数字化仪工艺流程为硬件连接分图开定向数据采集僵形编辑僵形输出。扫描仪数字化仪的工作流程为原图扫描僵形纠正僵形定向户原图矢量化僵形编辑僵形输出。利用扫描矢量化技术进行地图数字化是提高数字化质量与速度的必由之路,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真对地图进行数字化处理。

3、结束语

伴随着测绘新技术的不断进步,现代工程测量正朝着测量内外作业一体化、数据获取及处理自动化、测量过程控制和系统行为智能化、测量成果和产品数字化、测量信息管理可视化、信息共享和传播网络化的趋势发展,提高了工程测量的工作效率和测量数据的精确度,方便了水利水电工程的施工。