西部部分重要湖泊测量项目质量控制方法

陈松生，郑亚慧

(长江水利委员会水文局，湖北 武汉 430010)

我国西部地区湖泊多数地处偏远，海拔高，空气稀薄，自然环境恶劣，且交通不便。生活物资极度匮乏，开展测量工作难度巨大，并存在极高的安全风险。为系统获得西部部分重要湖泊的水深、容积和水下地形等基础信息，填补或完善历史资料的不足，在第一次全国水利普查工作基础上，展开了对西部地区部分具有代表性重要湖泊的综合性测量工作；本次测量工作涉及范围广、参与部门多、技术要求高、工作难度大，加强测量项目全过程质量控制管理，保证优质高效地完成测量工作，任务艰巨，也面临严峻挑战。

1 西部湖泊测量内容及工作难点

1.1 主要工作内容

测量内容包括控制、水下地形测量及一定高度的岸边地形测绘，通过资料整理分析，形成湖泊库区地形图，计算湖泊水面面积、最大水深、平均水深、湖泊容积等重要参数。2011～2015年完成青海湖、纳木错、艾比湖、色林错、扎日南木错等11个重要湖泊测量任务，湖泊分布如图1所示。

图1 西部部分重要湖泊分布图

1.2 测量工作难点

1.2.1 多重技术难题

(1)找已知点困难。测区地广点稀，找一个已知点，可能行程上千公里；平面控制点多在空气稀薄严重缺氧的高山之巅；有的控制点被村民垒上大量嘛尼堆作祭祀圣地；水准点多埋在冻土层以下，且年久未用，需深挖。

(2)常规测量方法难以开展。湖泊水域面积辽阔、有的局部水深超过200m，普通测深方法难以解决。

(3)测区无通讯信号，无法采用GSM网络RTK技术。四是湖区周边遍布大面积沼泽地及浅滩，测量人员和测船施测滩地地形及水边线十分困难等等。

1.2.2 高原反应剧烈

本次长江水利委员会水文局承担的西部重要湖泊测量任务，测区范围海拔多在4500m左右，即所谓的“绝对生命禁区”，人体高原反应严重。测量人员在测量过程中要克服头疼、呼吸困难、全身乏力等剧烈的高原反应；测船动力设备、发电机等设施也多次出现故障，不能正常工作。

1.2.3 工作环境恶劣

西部湖泊多位于人迹罕至的偏远地区，交通极为不便，生活物资极度匮乏，进出测区需要十天半个月以上。测区冰雪每年5月前才开始消溶，8月又开始封冻，年内实际工作时间短。加之高原湖区早晚温差大，气候变化无常(有时狂风大作，湖面波涛汹涌；有时倾盆大雨，道路泥泞；有时大雪纷纷，能见度极低。)，这些都影响着每天有效作业时间。

2 影响测量质量的因素

2.1 人的综合素质

面对野外恶劣的自然工作环境，以及随时可能出现的观测设备故障、预定技术方案调整等不可预知情况，参与作业人员必须具有强健的体魄、良好的团队协作精神、坚强的意志品质、强烈的工作使命感和责任心，高超的专业技能以及丰富的测量工作经验等过硬的综合素质，独立解决随时遇到的难题。人的综合素质成为影响成果质量的最主要因素。

2.2 测量专用设备与关键技术

测船体型大，抗风浪强，在湖中平稳，但运输及下水困难。反之，测船在风浪中摇晃，严重影响水下测量成果；发动机在咸水湖泊及缺氧环境下不能正常工作，需要改造。因此需要根据湖泊特性选择合适的仪器设备。在西部重要湖泊测量中，面临技术瓶颈，有些运用常规技术手段和作业方法无法开展，采用新技术是否准确可靠又缺少资料佐证，直接影响湖泊测量成果质量。

2.3 质量过程控制的有效性

西部部分重要湖泊测量工作由不同省份的多个单位、多个部门，以及不同部门的多个专业人员联合作战，覆盖面广，参与作业人员多，控制好整个测量过程中每一个关键环节难度大。

3 质量管理措施与方法

3.1 耦合式管理

项目由水利部统一领导和部署，水利部水文局负责管理，流域机构长江水利委员会水文局、黄河水利委员会水文局和省(区)水文单位具体承担。根据年度工作任务，流域机构和省(区)水文单位分工协作。流域机构主要负责制定湖泊容积测量技术方案，协同省(区)水文单位开展湖泊实地踏勘、测量人员技术培训、承担外业测量、数据计算整理及成果报告编制工作；省(区)水文单位全程参与组织实施湖泊测量工作，具体负责综合协调、后勤保障与安全管理，流域机构和省(区)水文单位充分发挥各自的优势和特长，优势互补、密切合作。

在湖泊测量实施前，由省(区)水文单位和流域机构水文局联合成立湖泊测量指挥部(包括1名指挥长、3名副指挥长及1～2名现场指挥助理)负责统一指挥和协调。指挥部设在湖泊所在省(区)水文单位，总指挥由省(区)水文单位主要负责同志担任，副总指挥流域机构水文单位分管负责人及直接参与一线的单位负责同志担任。指挥部下设安全生产部、技术部、质量控制部、后勤保障部、内业及容积计算部(各部部长1名，副部长2～3名)，以及各作业队(各队队长1名，副队长2～3名)。具体组织机构架构如图2所示。

项目组织分三个层次：决策层，全面负责项目的组织领导、统筹、调度与决策工作；管理层，负责项目实施的管理与监督工作；生产层，具体完成各项内外业、整理资料及自查互检工作。各层之间通过任务书、明文制度、上级领导指示、会议精神等多种形式，加强分工协作，保障工作机制高效运行。

区别于一般项目，在组织管理上，生产层可将需求信息直接反馈给决策层，以应对突发事件，及时化解矛盾和困难，确保安全和保障成果质量，如藏区许多湖泊被当地群众视为圣湖或神湖，一般不允许下水作业，这时指挥部需要跟当地政府沟通协调，取得当地政府和藏族人民群众的理解支持后，方可实施。

图2 项目组织管理架构图

3.2 网格化质量控制

西部部分重要湖泊测量质量管理是在技术部指导和配合下，由质量控制部全面负责。质量过程控制按ISO9001∶2008质量管理体系要求，具体采用网格化的质量管理模式。

3.2.1 网格点的选取与确认

网格点主要设定在参与人员、仪器设备(含软件)和测量特殊环境等。参与人员胜任岗位工作能力水平评判标准是学历与经历、职称与工龄、业绩与培训等。加强对参与人员业务知识、行业规范、任务书等学习，邀请专业老师讲解高原及高原湖泊测量的特性，提高作业人员解决实际问题的能力以及对测量成果资料可靠性的综合分析判断能力，经培训合格后持证上岗；仪器设备选用主要以先进适用、满足测区特殊使用为原则，节点控制主要以其年检和使用前的检校、比测结果满足规范测量精度要求为准。投入仪器设备包括Trimble R10双频接收机(可接受多星GNSS信号)、Echotrac MKⅢ双频测深仪(可测定大水深以及探测浮泥层厚度)、HY1200声速剖面仪(可测定水温梯度)、SeaBat8101多波束和Riegl VZ2000三维激光扫描设备，运用新仪器设备及新技术分别检测特殊测量环境中水下和陆上测点精度等。测量环境对测量结果影响较大，如气温、气压、盐度、风浪等。同时还要考虑高海拔、大水深、大风浪、湖泊含盐度等。测量人员、仪器设备的特殊需求以及环境因素对测量精度的影响，控制方法主要通过现场测量进行数据改算。

3.2.2 网线的确定与控制

网线主要包括项目总体技术路线和以作业队为单位的生产过程控制线两个部分。项目技术路线由技术部制订，生产过程控制线由质量控制部实行监管。西部部分重要湖泊测量项目确定的总体技术路线如图3所示。

图3 西部部分重要湖泊测量总体技术路线图

任务下达后，立即成立指挥部，及时组织人员进行现场查勘、资料收集、编制项目专业技术设计书、安全工作手册和方案，并报水利部水文局批准。在此基础上，完成测量仪器及测船的选型与调配、测量外业基地选建、简易泊船码头建设等前期准备工作，并做好相关技术培训、后勤保障和安全保障等工作。外业测量包括进驻工地，仪器设备调试，控制网布设及测量，临时水位站(水尺)测设与观测，水下地形测量、陆上及岸边线测量等。内业处理包括测量数据的处理与加工，利用测量期间的影像提取岸边线数据，岸上已有地形资料的接边套绘，地形图绘制，容积计算与复核、成果整理等。测量任务完成后，由水利部水文局组织召开专家审查会，对测量成果进行审查，所有湖泊测量任务完成后，进行项目整体验收。

生产过程控制线主要是由参与人员、仪器设备及测量特殊环境三者之间构成的网线。每个过程有四个阶段，即输入、操作、输出、检查，并保留必要的可追溯记录文件。作业人员需保证输入无误、操作正确、输出合格；质检人员在现场确认各个环节有效，并对不符合技术规定达不到测量精度的，责令施测人员补测或重测。作业队生产过程控制路线如图4所示。

网线控制重点在关键数据采集与内业计算、新技术运用上。关键数据包括控制点复核、水位控制测量、水下数据采集及水下检测线校对、内业计算与分析方法等。新技术运用重点放在对测量成果比对与验证上，并由质量检查员在现场核对证实。关键技术能够较好解决特殊环境下技术难题及取得的成果资料准确可靠。如采用基于EGM2008重力场模型的高程拟合技术，有效解决了湖区高程控制点引测的难题；采用星站差分技术，有效解决GNSS RTK基站电台信号传输距离近的问题，使GNSS RTK在湖心区仍能正常进行水下测量工作。

3.2.3 网格化全面质量管理

整个项目质量控制严格执行“三级检查、一级验收”的网格化管理。一级检查主

图4 作业队生产过程控制线图

要由质量控制部和作业队队级质检员预先确定网格点，并对网格点的准入、量测进行监督检查；二级检查主要是技术部和质量控制部在一级检查基础上，对不同网格线过程(输入、操作、输出)的合理检查与验证；三级检查由指挥部所在质量检查机构和专职检查人员对产品质量实行全面、最终检查。一级验收由水利部水文局组织验收。各级质量检查均形成质量检查记录，以便于作业队整改及检查人员验证。

4 结语

西部部分重要湖泊测量工作属国家重大基础测量项目，在水利部水文局的统一组织和部署、总指挥部的精心管理和协调下，历经三年时间，克服了重重艰难险阻，通过技术创新不断解决生产工作中遇到的各种技术难题，最终系统、准确地掌握了西部部分重要湖泊的水深、面积、容积、水下地形分布及湖泊水量等基本国情信息，填补了历史资料的空白，充实了基础地理国情信息。

在西部部分重要湖泊测量工作中，项目部始终坚持质量就是生命的理念，始终重视生产过程控制，实现网格化质量管理，全面贯彻了水利部部长陈雷所强调的“质量是普查工作的生命，也是衡量这次水利普查成败的标准。要牢固树立质量第一的意识，建立严格的质量控制体系，坚持全过程质量控制、全员质量控制和分级分类质量控制”这一要求，优质高效地完成了西部重要湖泊测量，为今后几批西部重要湖泊测量工作提供了质量控制参考。

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