现代测量技术在陆浑水库工程监测中的应用

□陈功磊 □张 轲 □艾亚飞（河南省陆浑水库管理处）

现代测量技术在陆浑水库工程监测中的应用

□陈功磊 □张 轲 □艾亚飞（河南省陆浑水库管理处）

随着现代测量技术的发展和电子计算机技术的普及，特别是现代全球卫星定位系统的普及，为工程监测技术的进一步提高，提供了发展的契机和平台。新技术在水库管理中的应用，为水库安全运行提供了保障。同时，新技术的发展，也对水库管理人员各项素质的提高，提出了严峻的考验。

自动化技术;水库监测;应用

1.陆浑水库概述

陆浑水库位于黄河流域伊河支流的河南省嵩县境内，控制流域面积为3492km2，占伊河总流域面积6029km2的58%，总库容为13.2亿m3，是一座以防洪为主，辅以灌溉、发电、养鱼、城市供水和旅游等综合利用的大(1)型水库。水库枢纽建筑物主要有：大坝、输水洞、灌溉洞、泄洪洞、溢洪道和总装机容量为10450kW陆浑水电站。

按照设计要求，陆浑水库承担着黄河下游防洪、洛阳防洪和自身保坝三大防洪任务。在黄河防洪体系中,陆浑水库配合小浪底、三门峡、故县水库联合运用，削减三门峡至小浪底区间洪水,确保黄河下游防洪安全。

陆浑水库的地理位置非常重要，下游有洛阳、郑州、开封三个重要城市，还有陇海、焦枝、京广三条铁路干线和连～霍、二广等高速公路以及著名的世界文化遗产——龙门石窟，陆浑水库直接对下游的277个村庄和111万人、4.87万hm2耕地起着重要的防洪减灾作用。

2.水库工程观测

为保证水库的正常运行，各水库都设有不同的观测设施。观测方法虽然不同，但用途是一样的，都是用于监测大坝及输、泄水建筑物的运行情况，从而保证大坝的运行安全。其中大坝变形测量，是监测大坝纵向和竖向变形，以及各输、泄水建筑物位移的重要手段和方法。

大坝变形观测常用的方法是水平位移观测和垂直位移观测。水平位移观测是监测大坝在水平方向的上下移动，用于监测坝体和输、泄水建筑物在水平面上的位移变化，反映大坝及输、泄水建筑物的稳定性。垂直位移观测是监测大坝坝体和输、泄水建筑物在自身重力和外界重力影响下的竖向变化和坝体密实度的观测。

2.1 传统测量方法

测点与布设：陆浑水库现有观测基点52个，分别位于大坝上游、坝顶和大坝下游的不同位置，用于垂直位移和水平位移观测，水平和垂直位移观测为共用基座，基准为强制对中基座，基础为60cm混凝土基础。上端平面镶入一直径约20cm不锈钢圆盘，圆盘正中有一仪器按防孔。基础地下埋深为80cm。基础与四周接触面留有10cm缝隙，用沥青填充，以便使大坝表面的变化不至于影响基础的稳定性，保证测量的精度。

传统的观测方法：平面位移多用视准线法，其中包括（中间设中站分段观测法、中间设站连续观测法、前方交会法、侧方交会法、后方交会法）。竖向位移主要用高精度水准仪进行观测。这两种观测方法为传统的观测方法，外业施测由于受天气、观测条件和人员的影响且费时费力，并且测量精度很难保证。在外业施测时需要大量的人力来完成测量工作，一般一次需7～8人，20d左右来完成，还需考虑天气的影响，如遇意外因素，还有可能造成返工重测，其测量精度不高，如果成果超限，还得重新测量。在外业测量结束后，还需组织大量人工进行内业计算、校核和成果表的上报工作。

2.2 现代测量技术的优点

近年来随着现代测量技术的发展，以及电子计算机技术的普及，特别是现代全球卫星定位系统的普及和3S技术在工程测量中的大量应用，使水库大坝变形和输、泄水建筑物变形的观测技术有了质的飞跃，为测量技术的进一步发展，提供了契机和平台。新技术在大坝变形测量中与传统测量方法对比有以下显著特点：

2.2.1 测量速度快、省时、省力

2.2.2 观测精度高

以往人工测量的误差，多在2～3mm左右，加上人为因素和仪器的校正问题，以及仪器的自身的制造误差，测量精度很难保证。有时往往达不到测量规范要求。而用新的测量技术，由于不受天气、人为和观测仪器因素等的影响，可以很大程度地提高测量精度。如有误差也为系统误差，求出常数，从而提高测量精度，保证大坝的安全。

2.2.3 内业资料整理计算省时、省力，快速、准确

以往测量的资料，需专门进行内业计算，这样费时费力。由于计算全为人工进行，测量数据的准确性也得不到保证。而有了现代的测量技术，就不会出现上述的差错。测量时有电子仪器代替原来的人工操作，测量结束后，数据由仪器直接输入电脑，再由编好的计算程序来进行计算，从而避免人工计算的误差。同时，计算的结果可以使用附带的电脑软件，按自己的要求，生成所需要的各种图形,这样也免去了后期的曲线绘制工作。

现代测量技术的发展，为水库的安全运行提供了保障。但再先进的仪器，再优良的设备，想要发挥其功能，都需要人的细心工作和精心维护。所以，在水库安全监测工作中，水利人还要时刻明白肩上的责任，以负责任的态度，发扬老观测人的细心、精心和认真精神，力争把水库安全监测工作做得更好！

新的全球卫星定位系统，一座大型水库的大坝变形测量，可以在很短时间完成。且使用人员远远少于传统的观测方法。如国内的三峡大坝，由于使用全新的静状GPS观测系统，可以实时不间断的进行观测，所测数据直接输入电脑，直接生成所需的各种图形和文本文件，且有自动报警功能，当观测数据变化超过1mm时，就会自动发出报警信息，以便管理人员及时处理。

投稿日期：2012-06-29