水利水电工程测量误差影响因素及预防办法研究

荆地

（河南测绘职业学院 河南新乡 453000）

在水利水电工程建设施工过程中，工程勘察是精确进行工程施工的先决条件和关键点，通过对工程的实测，使有关的施工单位对其位置的各种状况有一个全面的认识，以便对其进行精确的设计和计划，保证工程的精度和安全。在水利水电工程建设施工的过程中，精确的工程测量是保证工程建设是否能够正常进行的重要指标，而测量过程中的误差大小对于整体的过程质量会产生特别直观的影响［1］。而在实际的水利水电工程施工过程中，对于测量误差一直都没能实现精确控制，对于工程质量造成了极大的影响。

1 水利水电工程测量的作用

1.1 确保项目施工安全性

水利水电工程项目的建设施工中，施工地点的地质环境往往比较复杂。为了保证水力发电量的充足，水利水电工程施工建设选择的河流的径流量都比较大、河岸落差大，水流湍急，这些因素使得水利水电工程在建设施工的过程中有着极大的危险性。而在施工前进行的工程测量是防止施工过程中意外出现的一种极为有效的手段。通过精确的工程测量，能够让施工方对施工场地的地质情况有更为深入的了解，进而根据场地的地质条件，进行施工方案的调整，以此尽最大可能避免施工过程中安全事故的发生［2］。

1.2 确保测量数据精确性

在开始建设以前，任何一个水力发电工程都要进行商议和审批。与此同时，由于工地建设的需要，在工地上按建筑需求建设节水型工厂，基于节能器的安装地点和设计要求，采用模块化的方式来决定模块化计量。在野外的设计中，绘制要素往往依赖于从工程测量中获得的资料，对高精度的要求直接影响到水利枢纽的整体质量。尤其是在水利枢纽的节能灯设计中，由于计量资料的不精确，不但会对整个节水站的建设造成很大的负面作用，而且对整个节水型的节流体系也会造成一些偏移。因工程计算错误，导致小数点偏移，致使节水项目实施后设计位移数十公尺，造成的直接经济损失达上千万元，对整个水利枢纽的建设和建设费用都有很大的影响。在水力发电、给水等工程建设中，工程建设中的重要工作就是对工程进行检测，其精度对工程的质量有很大的作用。工程测量的精确能够保证水利水电工程在施工开始前获取到更能反映场地实际情况的基础数据。

2 水利水电工程测量的误差影响因素

2.1 测量因素

在水利水电工程测量时，必须保证所测得的资料是准确的。为此，应结合具体的施工条件，选用合适的检测技术。由于采用的测量方式和计算准则的差异也很大，在实际的测试过程中，必须清楚地看到，不论使用哪一种方法都存在着某种偏差，因此，一定要根据工程需要准确地选用合适的测量手段，并对其进行估计。在进行计量时，通过其计量装置（如全站计或经纬计），可以得到精确的测量资料，并对当前的测量错误进行分析，从而了解其测量的准确性。由于不同的测试准则，当有显著差别时，必须反复进行相同的测试，并依据精确的结果来制定，从而选定的仪器数值发生了显著的改变时，则需在后续的测试中视具体的情况而作出相应的修正，降低出现误差的概率［3］。

2.2 人为因素

通常情况下，其准确性与其技术水平和工作经历密切相关，技术水平越高者，其所造成的错误越少，其测量准确性越高。

2.3 自然因素

水利水电工程的施工场地往往有着更为复杂的地质条件，例如，我国最为知名的“三峡工程”，该工程位于湖北省宜昌市，是我国地理中二级阶梯与三级阶梯的交汇处，在三峡工程的南北两侧分别有岷山与大巴山两座山脉，在两座大山的作用下，长江三峡流段水流极为湍急，在三峡工程施工的过程中，自然因素给工程施工带来了极大的困难。由此可见，自然因素对于水利水电工程的施工有着极大的影响。而在工程施工前的工程测量各阶段，由于水利水电工程施工的场地自然因素往往都比较复杂，工程测量工作中需要考虑的因素也就更多，测量所需的计算量由此大幅度地增长。同时，由于自然环境的限制，很多测量仪器也难以正常使用，水利水电工程测量要更多地依靠工作人员，相较于工程测量仪器而言，人眼的测量精度要更低，更容易导致测量的误差。

3 水利水电工程测量误差控制的重点

3.1 测量仪器的误差控制

在水利水电工程施工的过程中，对于测量仪器误差的控制是极为重要的。在进行工程测量时，如果测量仪器上的各项示数没有经过校准、刻度没有在测量之前归零，都会使得最终的测量结果出现极大的误差。同时，在测量的过程中，如果测量人员在读数时视线与仪器对准的位置出现偏差，最终的测量结果也会与实际情况产生很大的偏差。为此，在使用测量仪器进行工程测量时，读取测量结果时，一定要保证视线与仪器对准的位置保持一致，同时，仪器的示数在测量前必须要经过仔细的校准，将测量仪器的误差降低至最低水平。

3.2 测量过程中的注意事项

在测量过程中，测量人员要将所有可能产生测量误差的因素考虑在内。测量角度时，工作人员要将仪器的原点与中心点完全对齐；进行距离的测量时，要保证仪器刻度的对齐。在进行工程测量时，工作人员要保证严谨认真的工作态度，消除由人为因素导致的测量误差。除此之外，工作人员还要定期对测量仪器进行保养维护，排除仪器各项隐藏的故障，以避免因仪器隐藏故障导致的测量误差。

4 水利水电工程测量误差预防办法

4.1 引进更为先进的测量设备

正所谓“工欲善其事，必先利其器”。随着我国水利水电过程建设技术要求的不断提高，传统的测量设备已经逐渐难以胜任工程测量的要求，很多传统的测量设备在实际的过程测量中测量误差极大，对于工程质量的影响极大。为了能够有效减少水利水电工程测量的各种误差，就需要在工程测量工作中引进更为先进的测量设备［4］。先进的测量设备在测量精度上有着显著的提高，通过对这些设备的使用，能够从根本上降低工程测量过程中所产生的测量误差，提高工程施工的质量。

4.2 强化测量工作人员的专业素质

工程测量工作对于后续整个工程的建设施工有着显著的影响，工程测量的精确性将会直观影响到工程施工的最终质量。为了能够保证工程测量过程中各项数值的精确性，为工程施工质量提供更充分的保证，相关工作人员素质的提升是极为重要的。对此，各个施工单位要组织对于工程测量工作人员的专业培训，培训的内容不仅要包括各种新型测量仪器的使用，以及测量工作中各项注意事项，还要培养工作人员严谨负责的工作态度。对员工提出严格的要求，要求员工要严格遵守测量工作中的各项注意事项，不能让员工在测量时出现一丁点的纰漏，这不是吹毛求疵，而是重视工作，为项目的顺利进行提供坚实的保障。

4.3 做好工程测量的准备工作

任何一项工作的开展都需要有一个充分的准备，对于水利水电工程测量工作，同样如此。在进行工程测量之前，相关的工作人员要对施工场地周边的气候、地质及地形因素进行充分调研，根据调研结果，准备所需要的各种测量仪器，并且对需要使用的各种测量仪器再一次进行工作前的全面检查，将仪器示数进行校准，排除仪器内部存在的各项故障。在这些工作完成后，才能够正式开始工程测量工作。通过事先准备，能够有效保证在工程测量的过程中，误差得到最大限度的降低，充分保证工程施工质量。

4.4 在水利工程测量中应用数字化测绘技术

4.4.1 GIS技术的应用

GIS 技术的合理应用对于水利工程规划、选址、图纸设计等工作的开展均有促进作用。通过GIS 技术，对水利资料进行全方位的储存与管理，并对其进行深度剖析与集中显示。在该项目中，将GIS技术与RS技术相结合，编制了界址点位，并对其进行了详细的设计，并在内部进行了前期的综合分析，从而为实地勘察奠定了坚实的地基。由于水库设计洪水数据的限制，在不能准确划定水库控制区域内的水位时，利用GPS与GIS技术，结合多种技术手段，准确地计算出水库的防洪标准。测绘完成后，在测绘工程区域进行山塘水系专题地图的测绘工作［5］。

为了有效地对包括标牌和水位标志在内的成果资料进行有效的处理，充分利用GIS 系统的录入、编辑、整理等功能，并对这些成果进行了相应的处理。数据成果种类多、数量大，包括基础数据、划界成果数据、权属范围等，并可划分为界桩、界址点、控制点、界桩移动点等点单元成果，保护范围界线、管理范围界线等线性单元成果，权属范围面、保护范围面等面要素成果。另外，将GIS技术与RS技术相结合，建立GIS信息管理服务平台，充分利用GIS 信息精度高、操作方便等优点，将流域划界范围、保护范围数据库和基础测绘数据库结合起来，在平台上高效完成标准化管理工作，确保管理的实效性与保护范围划定的精准性。

4.4.2 数字化原图技术

数字化原图技术为数字化测绘技术中的基础技术，通过向量扫描仪进行大比例尺的原始图形的录入，可以使水利勘探者利用电脑进行资料的解析转换，准确地对原始资料进行解析。在采用数字原图技术的过程中，必须建立相关的资料体系，以保证资料影像能够得到较好的使用，并以高品质的原始影像资料为依托，获取清楚、直观的影像资料，并将影像储存于资料中，以最大限度地保障影像资料的完整性，并能让水利工作者使用电子版进行检视，较为便捷［6］。

4.4.3 数字化成图技术

数字化成图技术是确保水利工程图绘制精度的关键技术，这种方法成本低、设备少、精度高，能有效地改善水利规划的结果，保证了流域的地质和水文状况。为了确保测绘工作的顺利进行，必须与GPS、RTK 技术、GIS 技术相结合，尽量降低观测的影响，确保测绘工作的顺利进行。在水运工程图的制作中，利用Auto-CAD等图形工具，完成数据和图像之间的相互转化，并借助绘图工具进行图形的检索和修正，而且人工成本较低，成图质量较高。

4.4.4 数字化遥感技术

数字化遥感技术的应用须以大比例尺图像为基础，对水利水电资料进行调研，利用卫星技术获取重要的资料，并对其进行处理，得到相应的水文地质资料，为以后的项目施工提供坚实的依据。必须将数字遥感技术与其他测量技术结合起来，以保证资料的准确性和减少事故的发生。在数字遥感技术的实施过程中，利用各种不同的传感器采集工程资料，然后把这些资料录入到电脑中进行集成，从而生成地形影像，就可以为后续工程施工奠定基础［7］。

5 结语

测量工作覆盖整个水电行业，在水利水电建设中占有举足轻重的地位。21世纪以来，我国经济高速发展，我国一直在积极地研究和吸收国内外的先进技术，大力发展新工艺，提高供水质量和社会发展水平。本次研究中，首先简要论述了工程测量对于水利水电工程施工的重要意义，而后对目前我国水利水电工程测量误差产生的各种因素进行了分析，发现工程测量误差的产生主要受到测量因素、人为因素及自然因素这3个方面的影响，测量仪器的失准、人员操作时的主观疏忽及复杂的自然环境都会使最终的测量结果出现误差，影响工程质量。在这些问题的基础上，本文论述了工程测量中应该注意的各个事项，并进一步提出了降低工程测量误差率的相关建议。在工程测量的过程中，首先，测量仪器的精确度要得到充分的保证，仪器在使用前，务必要经过仔细的校准；同时，相关工作人员的专业素质也是降低工程测量误差率的关键性保证。为此，在进行过工测量工作时，要充分加强工作人员的专业素质，引进更为先进的测量设备，并在测量工作开始前做好各项准备工作，同时，在测量工作中要引入更为先进的测量技术。通过以上方式，能够有效减小工程测量过程中存在的误差，真正实现工程施工质量的提高。