桂中治旱引水一期工程高精度水准网技术设计与实施

叶达忠，黎富忠

(广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院，广西南宁530023)

一、工程概况

桂中治旱乐滩水库引水灌区一期工程已进入施工阶段，总灌溉面积3．65万hm2，其中总干渠灌溉面积0．43万hm2，北干渠灌溉面积3．22万 hm2，属大(2)型灌区工程。工程建设内容包括总干渠、北干渠、支渠及其配套的附属建筑物和田间灌溉工程。总干渠取水口位于乐滩水库大坝左岸上游1．2 km处，取水流量为70 m3/s，沿红水河左岸经忻城县红渡、宁江、新圩、果遂等乡镇，到果遂龙马林场止，全长30．4 km。其中，明渠长6．6 km;隧洞9条共长22．6 km;总干渠设提水泵站3座，装机容量2 068 kW。北干渠渠首引水流量27．3m3/s，北干渠在总干渠末端分水后沿岭南、合山市区、北泗、良塘等乡镇，到正龙乡略蒙水库止，全长56．6 km。其中，明渠长21．3 km;隧洞 3 条长 26．5 km;渡槽 19处，长8．3 km;北干渠设提水泵站4座，装机容量1628 kW。为满足施工精度要求，需要建立高精度的高程控制网。测区已有资料：测区范围内的1∶2000、1∶1 万、1∶5 万地形图，用于踏勘选线;设计阶段灌区内的国家水准点、GPS点及有关资料;前期灌区控制网、监测网等有关资料。

二、作业依据与任务

作业依据以《水利水电工程施工测量规范》(DL/T 5173—2003)为主(下称“主规范”)，参考《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897—2006)，完成满足总干渠、北干渠施工要求的高精度水准测量。按主规范第6．1．1条，大型水电水利工程混凝土建筑物首级高程控制网要求布设二等网，长约350 km，自西向东走向;埋设12个基准点及若干个工作基点。

三、软硬件配备

使用的仪器设备主要包括：① 水准仪：Trimble DINI03电子水准仪、Ni007光学水准仪，标称精度均高于±0．5mm/km;② 全站仪：徕卡TC02全站仪各一套等;③应用软件：武汉大学COSA系统软件;清华三维Nasew2003。

四、技术设计方案

1．系统的选择

考虑到工程设计专业的设计资料沿用性，沿用上阶段高程系统，即1956黄海高程系;鉴于本项目为从乐滩水库引水到灌区的大型工程，必须联测取水口所在的乐滩电站监测点。

2．起算数据的优化

测区内包含从I等到Ⅲ等不同等级的国家水准点。其中I等点2个，Ⅱ等点3个，Ⅲ等点2个。

1)方案1：采用所有7个国家点及水库变形监测点BM06作为起算。

2)方案2：只采用2个I等国家点及水库变形监测点BM06作为起算。

3)方案3：只采用水库变形监测点BM06作为起算。

经对比综合分析研究，最终采用方案2。

3．主要技术要求

主规范第6．2．1规定了施工水准测量的技术要求，见表1。

五、控制网实测

1．观 测

水准测量观测技术要求按第6．2．2条执行，见表2、表 3。

表1 各方案优缺点对比

表2 各等级水准测量的技术要求

表3 各等级水准测量的技术要求

测量过程中，还规定如下注意事项：

1)观测应在标尺成像清晰、稳定时进行，并用测伞遮阳，避免仪器被暴晒;因瓦尺使用尺撑固定，禁止用手扶代替尺撑。

2)将尺垫安置稳妥防止碰动，测站通知迁站时后尺尺垫才能移动;严禁将尺垫安置在沟边或坑中。

3)一测站观测中不得再次调焦，旋转仪器的倾斜螺旋和测微螺旋时，其最后均为旋进方向。

4)测段的往测与返测，测站数均为偶数，由往测转为返测时两标尺对调位置并重整仪器。

5)因测站观测限差超限，在迁站前发现应立即进行重测;若迁站后发现则从水准点或间歇点起始重测。

6)往返测高差较差超限时应重测，重测后选用两次异向合格结果。

2．水准面不平行改正

根据干渠的水准线路，各主要结点的水准面不平行改正计算见表4。

可见，干渠线路虽长约350 km，但走向自西向东，正常水准面不平行改正较小(1．34mm)，可忽略不计。

3．网平差

观测线路175个测段闭合差计算全部合格。主干线6个附合线路闭合差计算情况见表5。

观测高差表、点位精度表、点间精度表、高程平差成果表(略)。

4．精度评定

网平差后精度评定结果：单位权中误差为0．000 698m，直接高程误差为 0．000 698 m，间接高程误差为0．001 396m，高程网中最弱点为河马16，高程中误差为0．004 206m，高程网中最弱相邻点为LM12-L06-1，相对点位中误差为0．000 766m，观测值中误差为0．000 747m。

表4 水准面不平行改正计算表

表5 主干线附合线路闭合差

六、结束语

在大型水利工程中，高精度的水准测量需注意的问题：

1)控制网宜沿用上阶段高程系统，若为引水工程，还需引测取水处的水位观测控制点，以确保高程系统的一致性。

2)高精度水准网所采用的仪器、标尺及观测技术要求，必须严格按相关规范规定要求。

3)东西走向的水准路线的水准面不平行改正很小时可忽略不计。

4)高程控制网的起算数据选择必须结合实际情况及工程特点，既要满足设计精度要求，也应避免包含不同等级的国家点间的系统差异，以免造成人为精度损失。

[1]叶达忠，廖超明．桂中引水灌区工程三维GPS控制网建设技术研究[J]．测绘通报，2009(3)：39-41．