中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)十五工程局第二工程公司 貴州畢節(jié)市 551700）

摘要：作為水利工程的基礎(chǔ)性工作，水利工程測(cè)量就成為重中之重，是為水利工程建設(shè)服務(wù)的專門測(cè)量。本文首先說(shuō)明了水利工程測(cè)量的主要工作，然后分析了水利工程中傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)的不足之處，最后詳細(xì)闡述了水利工程測(cè)量中新技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：水利工程；測(cè)量；GPS技術(shù)；數(shù)字化技術(shù)

一、水利工程測(cè)量的主要工作

水利工程主要項(xiàng)目有土方開(kāi)挖、壩體堆石、土工布、漿砌石工程、混凝土工程等。對(duì)于大壩施工測(cè)量主要分為以下幾個(gè)階段：大壩軸線的定位與測(cè)設(shè)，壩身平面控制測(cè)量，壩身高程控制測(cè)量，壩身的細(xì)部放樣測(cè)量和溢洪道測(cè)設(shè)等內(nèi)容。以下將針對(duì)水利工程各道工序施工實(shí)施中，施工測(cè)量的具體實(shí)施措施而展開(kāi)探討。對(duì)于水利工程中標(biāo)后，立即組織測(cè)量人員，在工程施工實(shí)施前，首先按監(jiān)理單位以書(shū)面形式提供的平面控制網(wǎng)點(diǎn)和高程控制網(wǎng)點(diǎn)，建立工程施工使用的平面控制網(wǎng)和高程控制網(wǎng)。

水利工程開(kāi)工前，對(duì)監(jiān)理單位提供的控制點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測(cè)，并且布設(shè)施工控制網(wǎng)，包括平面控制網(wǎng)及高程控制網(wǎng)，其測(cè)量等級(jí)、精度必須滿足《水利水電工程施工測(cè)量規(guī)范》規(guī)定，并且定期對(duì)其布設(shè)的施工控制網(wǎng)進(jìn)行核查。施工過(guò)程中的跟蹤測(cè)量。工程施工從進(jìn)場(chǎng)后的土方開(kāi)挖開(kāi)始，土石混合料、壩體堆石都必須跟蹤測(cè)量，主要包括：土方開(kāi)挖軸線、邊坡及高程放樣；水工建筑物位置、外觀尺寸、高程放樣；預(yù)埋件尺寸、高程放樣；土方回填高程放樣等?？⒐を?yàn)收測(cè)量。工程竣工前應(yīng)對(duì)施工建筑物（包括隱蔽工程覆蓋前）進(jìn)行測(cè)設(shè)建筑物位置和標(biāo)高。對(duì)工程預(yù)埋觀測(cè)設(shè)施測(cè)量，得出精確數(shù)據(jù)，報(bào)送監(jiān)理單位，并經(jīng)監(jiān)工程師審批后備案。

二、水利工程中傳統(tǒng)測(cè)量方法的不足之處

在水利工程中，河道測(cè)量是常規(guī)測(cè)量的對(duì)象，涉及測(cè)量及描述水下泥表面及相鄰地帶的物理特性的應(yīng)用科學(xué)。一直以來(lái)，河道水文測(cè)量我們一般都采用的是：六分儀、經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀測(cè)定，所涉及的傳統(tǒng)方法和設(shè)備測(cè)量周期長(zhǎng)、精度差，而且從測(cè)量人員來(lái)看勞動(dòng)強(qiáng)度大、耗費(fèi)大，不能滿足實(shí)際檢測(cè)和工作的需要。往往河道主流變化分析主要是反映河勢(shì)情況。通常包括對(duì)河道平面形態(tài)變化、河道

縱剖面變化及深泓線變化情況的分析等。因此在對(duì)于河道平面形態(tài)變化、河道縱剖面變化及深泓線變化的測(cè)量，傳統(tǒng)方法顯得束手無(wú)策，再加之由于實(shí)際地形的變化錯(cuò)綜復(fù)雜，河床參差不齊，所以傳統(tǒng)方法計(jì)算的沖淤量無(wú)法準(zhǔn)確反映河道的沖淤變化情況。

三、水利工程測(cè)量中新技術(shù)的應(yīng)用

（一）GPS 高程測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

1、GPS 高程測(cè)量技術(shù)簡(jiǎn)介

GPS 高程測(cè)量技術(shù)指的是將全球定位系統(tǒng)應(yīng)用到測(cè)定地面點(diǎn)的大地高當(dāng)中，直接或間接將地面點(diǎn)的大地高進(jìn)行確定。這種方法因其精度極高且效率非常高，而逐漸得到廣泛應(yīng)用。在利用這一方法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要明確相應(yīng)的數(shù)值、測(cè)算方法及步驟。

（1）大地高指的是地面點(diǎn)沿著橢球法線到橢球面的距離，而正常高指的是地面點(diǎn)到似大地水準(zhǔn)面的距離，大地水準(zhǔn)面基本上與似大地水準(zhǔn)面是相近的，地面點(diǎn)的正常高也是確定的，大地高與正常高之差即為高程異常。

（2）在進(jìn)行 GPS 高程測(cè)量技術(shù)應(yīng)用時(shí)，需要先進(jìn)行高程轉(zhuǎn)換，而高程轉(zhuǎn)換需要首先將大地高與正常高之間的差值求出來(lái)，進(jìn)而進(jìn)行兩個(gè)高值之間的轉(zhuǎn)換。

（3）在使用 GPS 高程測(cè)量技術(shù)進(jìn)行水利工程測(cè)量的過(guò)程中，為了達(dá)到較好的效果，則需要用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄊ估速M(fèi)掉的高程信息達(dá)到需求。

（4）GPS 高程測(cè)量較容易受到外界因素的影響，因此，需要不斷的加以完善，來(lái)保障其準(zhǔn)確性及實(shí)用性。

2、GPS 高程測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)量應(yīng)用中的現(xiàn)狀

GPS 因其全天候、精準(zhǔn)性、連續(xù)性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)被應(yīng)用于水利工程測(cè)量中。而在水利工程測(cè)量中，GPS 主要在相對(duì)測(cè)量定位中應(yīng)用，用 L1 及 L2 載波相位來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)量。這種測(cè)量方式主要是利用載波相位測(cè)量局域差分，通過(guò)差分法將接收機(jī)之間的一次差求出，再在衛(wèi)星觀測(cè)歷元及接收機(jī)之間進(jìn)行二次差的計(jì)算，進(jìn)而用兩次求得的差，進(jìn)行待定基線長(zhǎng)度的計(jì)算。而后，要進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)的確定，作業(yè)模式一般根據(jù)算法模型來(lái)確定，分為 RTK、快速靜態(tài)及靜態(tài)幾個(gè)模式。其中靜態(tài)作業(yè)模式高精度測(cè)量的應(yīng)用范圍相對(duì)較大，這種作業(yè)模式一般應(yīng)用在大壩的變形測(cè)量及國(guó)家大地測(cè)量等測(cè)量當(dāng)中；快讀靜態(tài)測(cè)量的作業(yè)效率非常高，并且精度能夠達(dá)到厘米級(jí)，因此這種測(cè)量方式在水利工程測(cè)量中被廣為推崇。RTK 作業(yè)模式具有快速性及實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)，并且精度也能夠達(dá)到厘米級(jí)，一般被應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集及工程放樣當(dāng)中。在當(dāng)前 GPS 在水利工程測(cè)量的應(yīng)用當(dāng)中，并沒(méi)有充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，還需要進(jìn)一步的利用及完善。

3、GPS 高程測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)量中應(yīng)用需注意的問(wèn)題

GPS 高程測(cè)量技術(shù)在水利工程測(cè)量應(yīng)用中還存在很多問(wèn)題：

（1）幾何水準(zhǔn)法是水利工程測(cè)量中常用的測(cè)量方法，但這一測(cè)量方法的作業(yè)效率非常低，因此，GPS 高程測(cè)量的科學(xué)性研究尤為重要，是保障水利工程測(cè)量精準(zhǔn)性的基礎(chǔ)。

（2）GPS 在軌衛(wèi)星數(shù)據(jù)有限性的特點(diǎn)，在對(duì)空視線受阻的狀況下，不能夠有效的保障水利工程的正常結(jié)算，勢(shì)必會(huì)影響到定位的精確性。

（3）GPS 高程測(cè)量在水利工程測(cè)量的應(yīng)用中需要解決相關(guān)的問(wèn)題。一方面，GPS 高程測(cè)量所獲得的僅僅是大地高，而水準(zhǔn)測(cè)量需要正常高的數(shù)值，因此，確定似大地水準(zhǔn)面對(duì)高程測(cè)量來(lái)說(shuō)非常關(guān)鍵；另一方面，似大地水準(zhǔn)面在確定時(shí)，需要運(yùn)用測(cè)區(qū)及其周邊的數(shù)學(xué)高程模型、重力場(chǎng)模型、大地水準(zhǔn)模型等，并運(yùn)用

中立法技術(shù)來(lái)進(jìn)行重力似大地水準(zhǔn)面的計(jì)算；進(jìn)而用平面似合的方式來(lái)進(jìn)行重力似大地水準(zhǔn)面糾正參數(shù)的計(jì)算；最終用糾正參數(shù)對(duì)似大地水準(zhǔn)面的精度分析及糾正計(jì)算。

（二）數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用

1、數(shù)字化技術(shù)的特點(diǎn)

與傳統(tǒng)的技術(shù)相比，數(shù)字化技術(shù)具有鮮明的特點(diǎn)，首先就是快速處理問(wèn)題，通過(guò)電子設(shè)備的使用將數(shù)學(xué)中的二進(jìn)制和電路通、斷兩種狀態(tài)相聯(lián)系，硬件設(shè)備就可以進(jìn)行計(jì)算，與人腦的計(jì)算相比，電子設(shè)備的效率明顯要高很多，然后將現(xiàn)實(shí)問(wèn)題建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，輸入到電子設(shè)備中就可以通過(guò)計(jì)算來(lái)解決?，F(xiàn)在廣泛的使用的計(jì)算機(jī)軟件就是采用了這樣數(shù)字化的原理，甚至一些專家提出了任何問(wèn)題都可以數(shù)字化的理念，由此可以看出未來(lái)發(fā)展的方向，數(shù)字化無(wú)疑占有重要的位置。在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)和工程測(cè)量中，數(shù)字化技術(shù)都具有廣泛的應(yīng)用。如在實(shí)際的工程測(cè)量中，采用數(shù)字化技術(shù)，很多問(wèn)題都可以交給設(shè)備來(lái)處理，人們只需要將相應(yīng)的設(shè)備放到指定的位置即可，然后等待設(shè)備測(cè)量的結(jié)果，尤其是近些年便攜設(shè)備的使用，一個(gè)人就可以進(jìn)行操作，極大地提高了測(cè)量的效率。

2.在水利工程測(cè)量中的應(yīng)用

（1）數(shù)字化設(shè)備的使用

近些年以數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ)逐漸地興起了自動(dòng)化技術(shù)，最大程度地減少人為的作用，這樣不但能夠提高工作的效率，同時(shí)也可以減少人為因素支出的成本。在水利工程測(cè)量中，同樣可以采用這樣的設(shè)備，傳統(tǒng)的水利工程測(cè)量都是利用測(cè)量工具，得到初步的參數(shù)，然后還需要進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算才能夠獲得想要的結(jié)果。如果采用數(shù)字化設(shè)備就可以節(jié)省這個(gè)計(jì)算的步驟，通過(guò)安裝相應(yīng)的程序，測(cè)量設(shè)備可以直接給出想要的結(jié)果，這樣在測(cè)量結(jié)果出來(lái)的第一時(shí)間，人們就可以看到直觀的數(shù)據(jù)，從而了解附近水域的情況。對(duì)于實(shí)際的水利工程測(cè)量來(lái)說(shuō)，這些數(shù)字化設(shè)備的使用，無(wú)疑可以提高測(cè)量的效率，同時(shí)能夠極大地提高測(cè)量的精度。

（2）同時(shí)測(cè)量多個(gè)區(qū)域

傳統(tǒng)的水利工程測(cè)量中，一次只能測(cè)量一個(gè)區(qū)域，要想同時(shí)測(cè)量多個(gè)區(qū)域，只能增加相應(yīng)的測(cè)量人員，而且在得出測(cè)量結(jié)果后，通過(guò)相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析后才能夠知道具體的結(jié)果。如果能夠采用數(shù)字化技術(shù)利，用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將整個(gè)區(qū)域內(nèi)的數(shù)字化設(shè)備連接起來(lái)，然后設(shè)立一個(gè)中央服務(wù)器，這樣就可以將不同區(qū)域的測(cè)量結(jié)果及時(shí)地傳輸?shù)街醒敕?wù)器上，然后服務(wù)器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析工作。這樣就可以同時(shí)測(cè)量多個(gè)區(qū)域，其中任何一個(gè)地方出現(xiàn)了問(wèn)題都可以及時(shí)地發(fā)現(xiàn)，而且系統(tǒng)運(yùn)作起來(lái)比較方便，只需要在安裝的時(shí)候，人們將設(shè)備放到指定的地點(diǎn)，然后定期地進(jìn)行維護(hù)和檢測(cè)即可，不需要過(guò)多的測(cè)量人員，所有的測(cè)量和計(jì)算工作都交給設(shè)備來(lái)完成，這樣測(cè)量和計(jì)算的效率都將會(huì)得到極大的提升。在水域出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，系統(tǒng)能夠直觀地反映出來(lái)，結(jié)合最新的人工智能技術(shù)，系統(tǒng)還可以在多個(gè)區(qū)域測(cè)量結(jié)果的基礎(chǔ)上對(duì)水域未來(lái)的情況進(jìn)行簡(jiǎn)單的預(yù)測(cè)，方便人們對(duì)水患進(jìn)行預(yù)防。

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