浅析水利工程标准化划界技术

吴承红，王 慧，董正坤，张 坤

（1.浙江省河海测绘院，浙江 杭州 310008；2.浙江省第二测绘院，浙江 杭州 310012）

水利工程标准化划界是推行水利工程标准化管理的重要环节，通常是指在地形图或影像图等划界底图上，依据划界任务、划界精度、基准线、划界范围和管理实际，划定水利工程的管理范围和保护范围，并埋设界桩、告示牌等桩牌的过程。其中，管理范围一般指水利工程设施建设占地以及有关工程安全、生产、管理和观测设施占地的总面积；保护范围指管理范围以外为确保水利工程安全和进行正常维护，以及水资源保护所必须的范围[1]。

水利工程划界是保护水利工程安全性、保障水利工程管理科学性的重要举措，因此开展水利工程划界对实现水利工程标准化管理具有重要意义。但由于水利工程分布范围广泛、实际管理需求复杂，划界工作具有政策性强、情况复杂、工作量大等特点。为此，本文结合在浙江省内开展水利工程划界的经验，对划界的流程、划界依据、精度控制、外业及内业技术、成果及质量检查等进行研究探讨。

1 划界基本流程

水利工程划界工作重点在于保护水利工程自身安全和满足水利工程实际管理需求，通过划定管护范围对水利工程进行“划界限权”[2]。一般地，水利工程划界的内业和外业工作量较大、工期较长，可概括为3个阶段，即准备阶段、实施阶段和检查验收阶段。水利工程划界基本流程见图1。

图1 水利工程划界基本流程图

2 划界依据

水利工程划界符合“五水共治”和“标准强省”的总体要求[3]，是开展水利工程标准化管理的基础工作。划界依据是制定划界标准的参考，为了确保划界成果的科学合理，可以参照现行的相关政策性文件、法律法规和工程立项审批文件等为依据开展划界实施工作。

2.1 政策文件依据

中央颁布的《水利部关于开展河湖管理范围和水利工程管理与保护范围划定工作的通知（水建管〔2014〕285号）》和《水利部办公厅关于印发＜河湖管理范围和水利工程管理与保护范围划定工作实施方案编制大纲＞的通知（办建管〔2015〕59号）》是对河流等自然生态空间进行统一确权登记的战略性部署文件，是开展全局水利工程划界的指导性文件，而浙江省发布的《关于全面推行水利工程标准化管理工作的意见（浙政办发〔2016〕4号）》和《全面推行水利工程标准化管理实施方（2016 — 2020年）的通知（浙水利〔2016〕1号）》等政策文件，则是对水利工程标准化的总体要求、主要任务、工作内容和保障措施的详细指导。

2.2 法律法规及技术性规范依据

水利工程划界成果的有法可依、有据可查，对推进水利工程标准化管理具有重要意义。在划界底图制作、收集和基准线测量时，可以现行的相关测绘规范，如GB 50026 — 2007《工程测量规范》、SL 197 — 2013《水利水电工程测量规范》等作为依据对底图和基准线进行质量控制。在实施管理范围和保护范围的划定时，可将水利工程对应的法律法规作为依据，例如以《浙江省水利工程管理条例》作为水库、水闸和堤防的划界依据，以《浙江省海塘建设管理条例》作为海塘划界依据。

2.3 其他依据

除了以相关政策性文件和法律法规作为划界的依据，工程立项审批文件往往结合了水利工程的管理实际，也可作为划界依据。另外，在实施划界的过程中，还需结合水利工程的管理实际，考虑某些水利工程的景观保护需求、规划需求以及其他相关管理部门的管理意见。对于存在历史划界成果的，还需本着尊重历史、考虑现实的原则进行划界。

3 划界精度控制

3.1 底图精度控制

底图是开展水利工程划界工作的基础，其精度直接影响划界成果的准确性。建议划界底图采用2 ～ 3 a比例尺为1∶2 000及以上的地形图或地面分辨率为0.2 m及以内的数字正射影像。

3.1.1 地形图

可通过测绘地形图或收集已有最新地形图作为划界底图。在地形图满足划界范围的基础上，按照地形图测图规范进行测绘，仪器检校、控制测量、高程点密度等都应符合规范要求；对于收集的地形图成果，需对其来源、坐标系、地物现势性、控制点等进行检查，必要时对地形图进行坐标系转换和修测。若无特殊比例尺要求，可根据水利工程规模选择测图比例尺，例如山塘、水文测站、水闸等范围较小的水利工程可按1∶500地形图测绘，水库、堤防、海塘等范围较大的水利工程可按1∶1 000或1∶2 000地形图测绘。

3.1.2 数字正射影像

以数字正射影像（DOM）作为划界底图，其划界成果与地形图相比更加直观。一般地，选择分辨率0.2 m及以内的DOM作为划界底图，能够满足1∶2 000及以上地形图测绘的要求[4]。在DOM生产过程中，应注意控制制作软件、空三成果精度、DEM精度、像点坐标系统误差和投影误差等对成果精度的影响。在DOM底图上进行水利工程划界，管理范围线或保护范围线的准确性和精度难以验证。为此，建议结合实测的基准线在0.2 m及以内分辨率的DOM底图上进行划界。

3.2 基准线精度控制

水利工程的管理范围或保护范围，是以基准线所包含的范围或基准线按特定规则外扩得到的范围，例如水库库区的基准线为库区移民线或校核洪水位，海塘的基准线为迎水坡脚和背水坡脚、山塘的库区划界基准线为设计洪水位等。因此，基准线的精度直接影响管理范围或保护范围的精度。

基准线精度需满足对应比例尺地形图测绘的要求。参考GB 50026 — 2007《工程测量规范》和TD/T 1001 —2012《地籍测量规范》，对于1∶500比例尺划界底图，基准线可按图上1 ～ 3 cm的间距测绘，1∶500以上比例尺划界底图，基准线可按图上1 ～ 2 cm的间距测绘。基准线也可根据实际需求，按特定精度测绘，但以保证基准线准确性和现势性为前提。

3.3 界桩放样精度控制

告示牌、工程简介牌等需埋设在管理范围或保护范围之内，界桩需埋设在管理范围线上。参考TD/T 1001 —2012《地籍测量规范》中一级界址点的要求，界桩放样精度相对于临近控制点点位误差控制在±10 cm；对于采用洪水位进行界桩放样，建议界桩高程误差控制在±15 cm。

4 划界外业及内业

4.1 划界外业

划界外业工作主要包括控制测量、底图测绘或修测、基准线测量、桩牌放样[5]。由于CORS系统的应用和普及，在划界外业测量中优先考虑应用基于CORS系统的网络RTK技术。

（1）控制测量：基于CORS系统的网络RTK技术能够满足GPS RTK一级精度[6-7]，且高程控制精度能够满足四等和五等精度[8]，但高程控制精度具有偶然性[9]。因此在划界控制测量中，建议平面控制精度选择GPS RTK一级精度，高程控制等级为五等。若需进行更高等级的控制测量时，可采用导线测量或GPS静态测量进行平面控制测量，水准测量进行高程控制测量。

（2）底图测绘或修测：地形图优先采用CORS进行测量或修测，并结合全站仪对房区、密林等CORS信号薄弱处进行补测。DOM的控制测量和航摄均需满足相关规范技术要求。

（3）基准线测量：一般地，基准线测量需体现水利工程的真实边界或走势，可先在影像图上预判，再进行野外测量。对于存在规划成果的水利工程，还需要根据需求进一步结合规划成果开展基准线测量。

（4）界桩放样：按照精度要求和预设位置进行界桩放样，但如果现场复核调整后的位置仍无法满足界桩埋设条件，需对界桩的位置进行移位处理。界桩的现场埋设可采用“骑马桩”埋设法，埋设结束后还需要对界桩顶部中心进行坐标回收，以检查界桩放样和埋设的精度是否满足要求。

4.2 划界内业

可采用CASS或ArcGIS等绘图软件开展水利工程划界内业，根据划界标准对基准线外扩获得管理范围线或保护范围线，并对其进行必要的顺滑和连接等处理，在管理范围线上预设界桩，在管理范围内预设告示牌、公告牌等，桩牌预设成果在通过现场复核调整后，进行划界成果的标准分幅或者A3分幅出图。

5 划界内业成果及质量检查

5.1 划界成果

水利工程划界成果分为中间成果和送审成果。中间成果指在完成送审成果之前所形成的划界标准、划界底图和基准线成果。送审成果一般是指提交送审的划界方案及图集，其中划界方案中主要包含水利工程概况、划定依据及标准、划界内容和划界成果等；划界图集指附着界线成果的划界底图分幅图集，地形图或数字正射影像均可采用自由分幅或标准分幅，也可将地形图及划界成果叠加在影像图上形成直观的划界成果。划界成果除了整理文本和图集成果资料，还应生成便于形成基础数据库的矢量格式成果，为建立完备的管理责任体系做好基础工作。

5.2 成果质量检查

5.2.1 中间成果质量检查

划界标准是指对水利工程划界依据和划界方法的汇总，划界底图范围、基准线位置、管理范围与保护范围都是根据划界标准确定的，可通过复查所依据的相关政策性文件、法律法规和历史划界成果，同时水利工程管理单位及相关部门交流意见，以保证划界标准的准确性和科学性。

划界底图可根据GB/T 18316 — 2008《数字测绘成果质量检查与验收》进行“二级检查一级验收”质量检查，根据划界标准和基准线检查底图的图面范围是否足够。同时，应检查大坝枢纽区及管理房、海塘护塘河及沿塘水闸、山塘管理房及溢洪道、河道工程的岸线和堤线等与划界标准相关的水利工程要素是否测绘完备。

划界基准线在满足水利工程划界标准和测绘精度及间距要求的基础上，也要检查其是否符合逻辑关系。例如，水库库区的划界基准线为校核洪水位或库区移民线，则在没有特殊情况下库区的划界基准线应在水位线之上；山塘库区划界基准线为设计洪水位，逻辑上不应和等高线相交等。

5.2.2 送审成果质量检查

在划界中间成果质量达标的基础上，可通过成果编制单位自查和水利工程管理单位检查对送审成果进行质量检查。成果编制单位应对划界方案的完整性和方案编排的规范性进行内部检查，同时检查划界成果图是否分幅合理、表达清晰。在编制单位自查结束后，可将成果提交给水利工程管理单位检查，主要检查划界方案是否符合管理单位要求，管理线和保护线是否符合水利工程的管理实际，划界成果是否存在历史遗留问题等。

6 标准化划界技术展望

6.1 智能化划界

随着现代技术的发展，智能划界技术已在海域划界中得到长足发展和实践[10-11]。水利工程划界可以借鉴海域智能划界技术，通过智能化划界减少划界工作量，避免人为因素对划界结果过多干涉。所谓水利工程智能化划界是指采用测量新技术制作划界底图，并通过智能平台进行水利工程划界。在外业方面，可在成本合理的情况下，采用无人机测图、影像全站仪和三维激光扫描等测量新技术进行底图测量，减少外业测图工作难度及工作量。在内业方面，可以通过建立计算机智能平台，采用智能化制图技术及划界智能算法，对栅格数据或矢量数据的划界底图进行划界，既减轻了工作人员的内业负担，又减少了人为因素对划界成果的影响。

6.2 划界成果多样化

划界成果主要是服务水利工程标准化建设，目前其形式以纸质和电子的水利工程划界方案及图集为主，使得划界成果专业性过强、受众面有限。因此，划界成果可根据成果使用者在成果的不同应用阶段的不同需求，提供多样化的划界成果形式，例如具有划界成果更新、规划和地理分析等功能的辅助划界成果，便于成果展示、宣传和网络共享的二维或多维的交互性多媒体资料等。划界成果的多样性，使划界成果更好地服务于人民群众和管理单位。

7 结 语

水利工程管理范围与保护范围的划定，为水利工程落实管护范围和推进管理规范化打好基础，有利于提高水利工程标准化的管理水平。从思想层面和技术层面重视水利工程划界工作，通过结合实际情况，深入研究划界工作中出现的政策性及技术性难题，形成具有规范性、科学性和创新性的水利工程划界技术体系，不仅有利于划界工作的开展，也有利于水利工程标准化体系的完善。