基于实例的水库测量技术的探讨

李吉华

(贵州省安顺市水利水电勘测设计院，贵州安顺 561000)

1 概述

全站仪是全站型电子速测仪的简称，又被称为“电子全站仪”，它是一种兼有自动测距、测角、计算和数据自动记录及传输功能的自动化、数字化的三维坐标测量与定位系统[1]。按其结构可分为整体式与积木式2种。前者是将测距测角与电子计算单元和仪器的光学与机械系统设计成整体;后者则分别由各自独立的光电测距头、电子经纬仪，即电子测角与电子计算单元组成。

2 案例分析

2.1 工程概况

底西水库属位于安顺市西秀区岩腊镇黄土坎村，距安顺市城区23 km，水库大坝建于长江流域乌江水系型江河支流黑秧河上，坝址以上集水面积5.8 km2(原设计4.5 km2)，多年平均流量0.11 m3/s，最枯流量0.006 m3/s。水库区域地处山盆期剥夷面上，溶蚀地貌与侵蚀构造地貌的交接部位，在碎屑黏土岩地区主要以侵蚀构造地貌为主，其形态为剥蚀侵蚀丘陵，山顶与沟谷相对高差较小，一般≤150 m;在碳酸盐地区主要以溶蚀地貌为主。

底西水库是一座以灌溉为主兼有防洪任务的蓄水工程，灌区涉及双堡镇的平寨、革老寨等6个村共13个自然村寨，设计灌溉面积300 hm2。

水库始建于1958年，由安顺专署农水局进行勘测设计，并于当年冬季施工，1965年由安顺地、县水电局进行勘测设计，大坝为均质土坝，设计最大坝高15 m，坝顶高程1 328.0 m，正常高水位1 325.0 m，正常蓄水库容95.5万m3，设计洪水位(P=2%)1 326.0 m，校核洪水位(P=0.2%)1 326.5 m，总库容126万m3，溢洪道宽8 m，长79 m，放水涵洞长95 m，设计灌溉面积300 hm2。

2.2 对中整平全站仪，进行测站定向工作

1)输入测站点点号A，全站仪自动提取对应已知控制点的坐标和高程，确认后量取和输入仪器高[2]。

2)询问和输入后视点点号B，全站仪自动提取对应已知控制点的坐标和高程，询问和输入后视点棱镜高，最后回报确认后视点点号及棱镜高。

3)望远镜瞄准后视点棱镜，然后按测量键并确认，完成测站后视定向工作。

4)定向起算边长的检核:使用全战仪内的放样功能，放样后视点B，检查起算边长误差是否符合精度，通常实测边长与坐标反算边长的相对误差应＜1/4 000。否则，测站点或后视点就有问题。

2.3 开始放样工作

1)输入放样点点号，全站仪自动提取对应已知控制点的坐标和高程，并显示放样点与测站点的方向和距离。

2)将水平度盘旋转到放样点方向，并锁定水平度盘，使用望远镜粗瞄，指导司尺员到达预定放样点方向上，通知司尺员面对仪器方向向左或向右移动棱镜杆。

3)指导司尺员调整棱镜，使棱镜在望远镜视线以内，最终到达全战仪望远镜十字丝附近，然后测量距离，全战仪显示当前棱镜位置的前后偏距，并通知司尺员相对仪器延长或缩短的距离。

4)接近放样点设计坐标位置处时，望远镜瞄准棱镜杆根部，指导司尺员调整方向，使得棱镜杆根部位于望远镜竖丝方向上，然后搏动竖直方向瞄准棱镜，再次测量距离，再次通知司尺员相对仪器延长或缩短的距离，直至最终放样点的方向和距离的偏距都满足放样精度要求。

5)确认并通知司尺员钉桩，在桩位处再次立好棱镜后，询问棱镜高，测站修改棱镜高后，进行测量并记录实际放样点的坐标和高程。

2.4 平面控制测量

2.4.1 测区平面首级控制

布设Ⅰ级导线点20个，组成4个环、6个结点的网络型导线网，其中最大边长约1 100 m(与起算点相连)，最短边150 m，平均边长约314 m。最长导线节长1 130 m。以上指标均符合《规程》要求。在此基础上布设II级导线进行加密。Ⅰ、Ⅱ级导线技术要求及观测技术要求，见表1。

表1 Ⅰ、Ⅱ级导线技术要求及观测技术要求

水平角采用方向法观测，使用J2经纬仪。I级导线测2个测回，II级导线测定1个测回。方向数≥4个时应归零。各项观测限差规定见下表2。

表2 各项观测限差规定

垂直角以中丝法测量，J2经纬仪观测一测回，同一测站指标差互差不超过±15″。

2.4.2 导线边长测量

I、II级导线以AGA116光电测距仪实测斜距，观测垂直角计算平距。测距时，以3次读数为一测回。I级导线测定往返各一个测回或往测二个测回。所有边长均应加入加、乘常数改正。

Ⅰ、II级导线点编号分别为 Ii和 Iii，(i=1，2，3，…，n自然数排列)。Ⅰ级导线点和主要Ⅱ级导线点应为埋石点，并填绘点之记。Ⅰ、Ⅱ级导线用计算机进行严密平差，程序选用大地委员会推荐的全国优秀程序选中的导线平差程序。坐标、边长值取至0.001 m，方位角、角度值取至1"。作业采用的仪器，应按《规范》1相应项目进行检验。

2.5 高程控制测量

首级高程采用四等水准测量的方法。水准点与I级导线点重合，不另行埋设水准标石。水准测量采用DZS3型水准仪，区格式木质水准尺一对(带尺垫)，作业要求见表3。

表3 高程控制测量作业要求

3 测区技术工作的经验与教训

水利工程中通常都要施测库区地形图，多采用1/500，1/1000的大中比例尺，而在贵州这样的山区乃至高山区的特征地形条件下所施测的库区地形图往往便成了狭窄陡长的带状地形图，即使是分散或发射的，其每一局部、分支仍呈现这样的态势，便有一个如何进行综合取舍，既使图面美观又不失真失准的问题，如何掌握好这个“度”除牢记活用原则外，更重要的是经验的不断积累和总结及尝试。

[1]王辉，赵振伟.浅谈无棱镜全站仪在城市规划测量中的应用[J].辽宁科技学院学报，2011(02):26－28.

[2]时丕庆.全站仪与测绘软件在工程测量中的应用[J].中国高新技术企业，2008(07):101－102.