浅谈水利水电工程测量技术

摘要：测量技术贯穿于水利水电工程勘测、设计、施工以及竣工等流程，为水利工程满足设计与使用标准发挥积极作用，目前我国存在一些水利工程项目因选择不合理的测量技术，而导致出现测量高误差、低精度和施工效率低等情况。本文详细阐述水利工程常见的测量技术，深入剖析变形测量、水下地形测量、地下洞口测量、地形测量等技术要点，对总结我国现有测量水利工程技术具有积极指导意义。

关键词：水利水电；工程测量；技术要点

前言：

随着工程测量技术高速发展与测量设备更新不断加快，水利工程测量朝着数据采集自动化、数据处理规范化、数据测量精确化的方向快速发展。在工程测量领域中，水利水电工程测量是专业对水利水电工程进行测绘服务的学科，根据目前水利水电工程的施工环节，将其测量阶段分为勘察设计、施工建设以及运营使用阶段。水利与水电的测量工程内容主要包括变形测量、水下地形测量、地下洞口测量、地形测量等，在测量过程中融入大地测绘技术、卫星定位技术、数字遥感技术以及地理信息技术等先进科学技术，其测量技术已经涉及路线测绘、地界测量、计量测量等领域。

1.变形测量

变形测量主要通过测量对变形物体，来判断物体内部与空间位置形态的主体变化，水利工程的变形测量的内容涉及工作基点、基准网点、材料监测、构件变形分析等内容，目前变形测量常采用基准线法、大地测绘法、静力液体水准测绘法等。

1.1基准线测绘法

基准线法是测量人员在水利水电工程测量中最广泛使用的测量方法，主要是测量对象为重力坝、土石坝以及支墩坝等体量较大的坝体，测量人员对体量较小的坝体通常选择准直激光法、视准线法进行测量，对于拱坝坝体则选择垂线法进行测量。

视准线法主要是用来监测坝体水平位移的方法，具有高精度、低成本、监测速度快等特点，视准线读数设备由传统人工视准测读仪快速发展为先进的光电跟踪式视准仪、感应式电容视准仪以及电磁式视准仪，实现了自动化实时监测。

垂线法主要是用来监测坝体纵向位移变形的方法，其中正垂线法主要运用在监测水利工程不同高度的水平位移、挠度以及斜率等。而倒垂线应用于稳定、深入的基岩监测，包括测量岩层挠度、错动以及基准点水平变化。

1.2大地测绘法

大地测绘法是测量人员在水利水电工程变形监测中广泛使用的方法，常用于测量基准网变形情况、工作支点、变主体结构变形等内容，其设备包括全站仪、水准仪，主要采取交会测量、三角测量、几何测量以及边角测量等方法进行监测工作。大地测绘法仪器运用较为常规，理论体系可靠，计算数据准确度较高，测量成本低，然而作业时间过长、劳动强度高、智能化水平过低。

1.3 静力液体水准测绘法

静力液体水准测绘法常用于测量水利水电结构廊道内高程，通过设置传感器来容器内部液面高度的测量，获取各个监测位置的高程，该方法具有自动化水平高、持续性好、测量速度快等特点。除此以外，测量容器的间距可控制在五十公里的范围内，能够精确测量大跨度水利工程的水准。

2.地形测量

水利水电工程的地形测量的主要内容是测量工程所在区域表面的地形地貌水平投影高程与位置，根据设定的比例进行缩小，将所获得信息数据绘制成为地形图。随着我国计算机技术高速发展，水利水电工程的测量技术融入了数字生图系统，实现数字三维地形实时地形测绘。现阶段，数字化三维地形测量作业技术主要模式包括平板电子、数字记测、遥感摄影测量等模式。平板电子模式主要是测量人员使用便携机、全站仪、绘图地形软件等工具，采取镜站或测站作业方式进行地形测量，这种模式具有传统白纸模拟成图、无编码、直观作业等特点，在测量过程中很少出现错漏的情况，然而测量仪器的电池消耗较快、设备笨重且缺乏稳定性，在测量过程中受到周围环境条件的影响，只能适用于城市地区、平原地形测量。数字记测模式是使用图纸、全站仪结合内业图形绘图技术，进行测量，它这种模式尽管能够满足复杂环境地形的测量，然而成图效果不直观，甚至出现草图点号与测量点号发生冲突的情况，并且对制作现场草图人员的专业要求过高。遥感摄影模式主要是测量人员在使用全站仪进行测量同时结合内业图形绘图技术以及掌上绘图系统，这种模式它解决了平板电子模式的不足，充分发挥掌上电脑的优点，具有成图效果好、操作便利、稳定性强，成为目前最为理想的水利水电工程地形测量模式。

3地形水下测量

大型水工建筑在进行地形水下测量过程中过去常用激光测距仪、经纬仪、标尺等测量工具，采用极坐标法进行定位，用测深锤、测深杆来获取精确的水深数据，然而这种测量方法出现所得数据误差较大、工作效率低等不足，因此逐渐被淘汰使用。随着科学技术的高速发展，GPS、 RTK 、CORS等技术广泛应用于地形水下测量中。测量人员在确定某一基准点后，通过接收系统来接收卫星信号，同时与计划点位置进行对比，从而来确定间距误差，测量人员通过用户电台来获取误差数值，实时进行精确校正，具有连续性好、精度高等优点。现阶段我国GPS、 RTK 、CORS定位测量已实现厘米级精度控制现代进行水下地形测量定位技术与传统的极坐标法测量技术相比，显示了巨大的优越性，尤其适用于在流域大的地形水下测量，能够极大减少人工成本，缩减工作周期。

4地下洞口测量

地下洞口测量是水工建筑测量的重要内容，包括测量地面与地下控制、传递地下原始数据、结构贯入度测量、施工过程监测、测量结构变形等。地下洞口的测量重点是监测地下工程的结构变形情况，地下洞口存在施工空间有限、空气粉尘含量大、光线强度差、施工干扰因素复杂等情况，因此测量地下洞口室借助具有防震、防爆性能的激光测距仪、专用全站仪、陀螺测量仪、无棱镜激光测量仪等设备。其中，激光测距仪能够完成地下洞口结构复杂的测量工作，有效确保了测量人员地下测量安全，同时还能实时导向地下洞口测量进度。专用全站仪能够对地下洞口测量数据进行自动化剪辑与处理，真正实现了人机交互。陀螺测量仪是由电脑后台系统进行控制，设备能够连续、自动测量陀螺真实的摆动情况，来补偿外部恶劣环境因素干扰，具有高测量精度、观测时间短等特点。无棱镜激光测量仪结合断面洞口检测软件已经逐步取代以往断面测量仪，能够实时进行数据处理、施工进度监督、炮孔检测与放样等工作，并且能够分析现场成果，能生成立体超欠挖图像，能够精确计算方量与生成报表成果。

结束语

随着建筑行业与科学技术的快速发展，全球卫星定位、数字遥感、地理信息等先进技术已经逐步融入到水利水电工程测绘中，数字测绘设备的大量应用，水利水电工程的测量手段与方法也应当加快更新速度，进一步拓宽其服务领域。水利水电工程的测量技术在未来的发展必然朝向数据处理与采集实时化、自动化，数据测量控制的格式化、科学化，数据应用与传输的多元化、网络化的快速发展，更好为水利水电工程测量工作服务。

（身份证号码 44162219******6018）

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