水利水电工程测量误差影响因素及预防办法

李长清

韶关市水利水电勘测设计咨询有限公司 广东 韶关 512000

引言

随着我国各项基础设施建设水平的全面提高，水利水电工程作为众多基础设施中的关键组成部分，关乎国计民生，因此在施工建设过程中必须保证质量达标。而保证工程质量的前提是勘测工作要严抓，其中针对变形、竣工、水下地形等方面的测量非常关键，并且随着技术、工艺、设备设施的不断升级，测量精准度也有巨大提升。但在实际的水利水电工程测量中，仍会受到诸多因素的影响而出现各种误差，所以在测量中采取相应的预防办法显得尤为必要。

1 水利水电工程测量概述

水利水电工程测量工作属于项目施工前期准备阶段中的关键环节，是为了确保设计方案顺利实施以及保障项目质量与安全所开展的实地数据测量工作。在测量过程中，要用到科学合理的测量方法与测量技术，进而为水利水电工程项目建设提供精准位置、形状、规格等数据[1]。通常来讲，水利水电工程测量包含地形测绘、施工放样、工程监测、项目施工变形监测等方面。

2 水利水电工程测量误差影响因素

2.1 测量方法因素

在水利水电工程测量过程中，一定要综合考量工程项目本身特点及所在区域环境的特征。一般来讲，要结合项目实情选择合适的测量方法。然而在实际测量中往往会受到诸多因素的影响，即便是再先进的设备与专业的人员，也不可避免地会出现误差，进而影响项目建设。实际测量中方法的选择主要以观测条件作为条件，测量方法可分成直接测量和间接测量两种，前者的精准度更高，而后者受影响的因素更多，准确性要略低于直接测量方法。鉴于此，水利水电工程的测量要尽可能选择直接测量法，倘若条件不允许而不得不选择间接测量，必须将测量误差控制到最低。

2.2 测量仪器因素

在当前科学技术高速发展的背景下，如今的水利水电工程测量技术手段更加先进，通常会用到GPS空间定位技术，以及各种现代化、信息化测绘方式，此时需要配合使用各种先进仪器进行测量，不管是测量精准性，还是定位准确性，均有了巨大提升。如今的水利水电工程测量不仅会用到传统的水准仪、经纬仪、全站仪等设备，还会用到GPS、遥感仪等新型设备[2]。随着测量设备的不断升级，测量误差也会因为设备的先进性提升而不断降低。然而在实际的测量过程中，仪器也会因为生产工艺的影响而出现一定误差，再加上可能人员对新设备的不熟悉而出现操作失当的情况，同样带来误差。所以，测量仪器同样是影响测量误差的重要因素。

2.3 自然环境因素

水利水电工程测量中，自然环境因素也会导致测量误差的出现。第一，地形因素。如果水利水电工程测量时所在区域的地形非常复杂，便会影响到测量的通视条件，也就会造成测量误差。第二，空气密度因素。如果在海拔较高的地区展开测量，因为空气密度偏低而造成测量过程中出现光的折射，水准仪的精度便会下降。第三，风力因素。风力太大会导致测量仪器与测量目标物出现摇晃，同样造成测量误差。第四，温度因素。测量环境存在温度差异，也会影响测量仪器的使用状态，进而直接影响测量精度，可能出现测量误差。

2.4 人为因素

水利水电工程项目测量工作开展中，需要技术人员操作仪器进行数据观测，而仪器操作必定会受到人体感官的影响，因此容易出现误差。举例来讲，如果技术人员在高层控制中用水准仪进行测量，倘若未能严格按照规定读数，那么记录的测量数据便会有误差[3]。在采用仪器测量之前，必须对仪器进行校准，倘若人员忽略了这一步骤，也有可能造成误差出现。此外，测量误差还与技术人员的专业能力水平有关，技术水平不过关也会影响测量精准度。

3 水利水电工程测量误差的有效预防办法

3.1 科学控制水准仪测量误差

在水利水电工程测量中需要大量用到水准仪，而水准仪的使用同样是测量误差的高发点，所以需要了解清楚出现误差的主要成因。大量实践表明，水准仪在测量中会因为水准管轴、望远镜等部件未能处在平衡状态，所以会造成测量误差的出现。因此，在利用水准仪进行测量前，必须做好校正工作，进行多轮校正，能够有效降低误差出现率。需要注意的是，尽管水准管轴已处在水平状态且管内气泡居中，但倘若未能第一时间调整望远镜准度，视准轴有偏差，同样会影响测量精准度。而一旦测量精准度不足，便会出现读数误差，水准仪长度与密度密切相关，也就导致测量结果出现误差。要预防这种情况，则在利用水准仪进行测量的过程中，可使用中间法进行测量，首先用普通皮尺开展测量工作，记录测量结果且确定目标立尺点。另外，水准尺同样会在使用时出现误差，其中包含零点位置误差、尺长误差、尺身刻度误差等情况。所以，在实际测量工作开展前，要对所使用的水准尺进行本体误差检查。比如，通过标尺零点检测，能够有效把控误差[4]。在水利水电工程的同个水准测量段中，可同时采用两个水准尺展开测量，以此类方法能最大限度降低误差出现概率，而且也能降低尺身刻度误差、尺长误差的出现概率。

3.2 合理开展观测工作

第一，水准管内部气泡必须处在中点位置，然而因为观测角度存在一定差异，同样会导致测量结果出现误差。并且如果水准仪望远镜的视准轴发生偏斜，也会导致测量出现误差，所以在观测时，需要确保仪器始终维持在调平状态。

第二，在采用水准仪开展水利水电工程测量工作时，相关人员的视差同样会造成测量结果的误差，而且设备的十字丝与尺像无法有效重合，导致出现误差的概率非常高。因此，测量人员在读数时，一定要确保十字丝与尺像完全重合，而且要严格按照相关规范进行测量操作，在观测前需要进行物镜对光，防止因为视线的误差而出现读数失准的情况。

第三，控制水准尺因为倾斜而导致测量出现误差。在开展水利水电工程测量工作时，一定要确保水准尺一直维持在直立状态，倘若水准尺存在偏斜情况，则会导致测量结果与实际不符。另外，还要注意到倘若采用水平面作为测量标准，用以替代水准面，出现的高程误差一定会比正常测量时出现的误差更加严重。因此，如果水利水电工程对测量精度要求非常高，一旦出现距离不够的情况，则一定要采用水准面进行测量，而不可以用水平面替代。

3.3 有效消除角度测量误差

水利水电工程测量中的角度测量误差主要分为对中误差、整平误差、工作台倾斜误差等方面。第一，有效消除对中误差。在展开角度测量的过程中，测量仪器出现的对中误差会严重影响测量结果，并且还会与目标距离产生反比情况，因此在角度测量时需要格外关注对中问题。第二，有效消除整平误差。如果仪器摆放不平整，则会造成仪器的垂直轴与水平轴发生倾斜。在望远镜围绕横轴进行旋转的过程中，视准轴扫过倾斜平面。特别是当盘的左右两面用于观察时，水平误差会对水平角的角度造成影响，而且无法借助正倒镜观察进行消除。因此，在测量前，一定要保证测量仪的平整性。第三，有效消除工作台倾斜误差。在展开角度测量时，杆的倾斜会造成瞄准点、测量点出现偏移，进而造成误差。因此，水利水电工程中对水平角的测量，一定要确保电杆垂直度达标，而且要与电杆底部对齐。如果测量目标之间的距离过近，有必要采取悬挂垂线的手段开展测量作业。最后，把握测量钢尺距离的关键点。在距离测量过程中需要遵循“一直、二平、三准”的原则，其中“直”指的是两点间的直线长度需要保证顶线的准和直；“平”则是指测量两点间的水平距离，而非倾斜的距离，所以尺身需始终保持水平；“准”代表着精准的读数和投点。另外，前尺与后尺的协调性必须注意，拉力需要保证均匀[5]。

3.4 制定针对性的测量方案

通过上文对测量误差的影响因素进行分析，会发现主要可分为人为误差与非人为误差两种。倘若是人为误差，则能通过提高人员责任心以及加强人员培训方式予以改善；倘若是非人为误差，则要深入分析误差产生的最有可能原因，制定针对性预防措施，以完善方案把控好误差。同时，在水利水电工程测量中，开展测量工作的人员必须先对相关图纸予以分析，了解方案中的测量意图，保证测量时能够严格按照方案中的结构精准放线，才能确保测量精准度。同时，要结合测量要求，选择适用的测量仪器。

3.5 保证测量设备操作正确性

在开展水利水电工程测量工作时，必须确保所有测量人员严格按照相关标准进行规范操作，尽量确保测量的精准度，同时也要关注设备的定期维保工作。在正式测量前，先要校验测量设备，一旦察觉问题要第一时间处理，避免测量误差出现。一方面，设备安装时一定要优选硬度大的区域，并且要保证安装区域的平整性，随后进行固定。另一方面，要了解设备的规范操作流程，切不可随意调换操作顺序，保证测量精准度。当然，设备使用之后需要定期展开维护保养，保证设备始终处在最佳状态中。

3.6 提高测量人员的技术水平

人为因素是影响水利水电工程测量误差的重要因素，唯有保证测量人员的技术水平过硬，才能减少测量误差，所以要提高人员的数据处理能力及强化对数据的敏感性，了解测量误差出现的主要原因，并能够及时采取控制措施。所以，测量人员在日常工作中要加强对先进测量技术的学习，熟练操作各种类型的测量设备，能够依据测量环境的不同而选择合理的应对举措，尽量确保测量结果的精准性。一方面，测量人员要有扎实的图纸审阅能力，在施工前会有大量图纸方案，需要提前熟悉，测量人员唯有深入了解设计人员的想法，把握好图纸的关键点，才能整理清楚结构之间的逻辑关系，进而优选最适用的测量方案和仪器设备。另一方面，测量人员的工作态度必须端正，因为在水利水电工程测量中，所有设备的操作以及数据的记录，都需要人工完成，倘若测量人员工作责任心不强，也会带来测量误差，进而影响工程项目的建设质量与安全。

3.7 消除自然因素的负面影响

通过上文分析可知，在水利水电工程测量中极易受到外界自然因素的影响，主要包括温度、阳光、风力等，均会影响测量精准度。此外，测量时如果土质较为松软，也会造成仪器摆置失稳；温度起伏较大，或是长时间曝晒，也会影响设备平整性。所以，在正式开始测量工作前，需要选择合适的测量时间和气候，尽量降低自然因素对测量产生的不良影响。比如，应当选在温度适宜时，无风或者微风环境下开始测量。倘若测量区域土质松软，应当在水准尺下方摆放尺垫，避免水准尺发生下沉或位移的情况，减少测量误差。

4 结束语

总而言之，水利水电工程作为关乎国计民生的重要项目，在工业生产以及民众生活方面发挥着重要作用，因此在施工建设过程中必须保证其质量与安全。通过上文分析可知，在水利水电工程的测量中会因为测量方法、测量仪器、自然环境以及人为等方面的因素而引发误差，进而影响到水利水电工程项目的建设质量与安全。所以，在测量中需要有效消除水准仪测量误差、观测误差以及角度误差，同时也要致力于制定合理测量方案、正确操作测量设备、提高测量人员专业能力以及消除自然因素的负面影响，通过采取一系列可行的预防办法，最大程度消除测量误差，保障水利水电工程项目的质量与安全。