三角高程替一等水准在水电站跨河测量中的应用

的到位,恢复生态环境;水电站在运行期间,要对区域内的珍稀动植物进行妥善保护,并对运行过程中的生态环境实施动态监测。

4.5创新水电开发技术
要进一步发展水电,对水电开发技术进行创新发展是必不可少的。

要提高水电环境保护技术及工艺,研发新的开发技术,提高工程施工人员及运营管理人员的专业素质,完善对水资源的保护利用措施。

积极引进先进技术、设备和人才,加强国际水电工程交流,深入研究环境保护管理措施,监督移民安置区环境保护工作。

4.6做好移民安置工作
在进行水电开发时,若不能解决好移民问题,将会对环境形成二次破坏。

因此必须完善移民政策,要将搬迁安置、扶持发展与水电开发有机融合起来,为移民群众脱贫致富提供良好的机遇,构建和谐社会。

5结语水电开发是缓解能源压力、改善水资源分布不均的重要
途径,对水电进行科学合理的开发能够改善能源结构、维护生态环境。

环境对人们的生活有着极大的影响,因此在水电开发过程中,不能忽视对环境的保护,要合理适度的开发水资源,从水电开发的规划设计、施工以及之后的运行和管理上都要重视生态环境的保护,创新并完善水电开发技术,减少水电工程对环境造成的不利影响,实现水电建设的可持续发展。

参考文献
[1]吴世勇,申满斌,孙文良.水电开发征地移民政策和管理环境分析[J].水力发电学报,2011,30(3):191~194.
[2]单婕,顾洪宾,薛联芳,等.水电开发环境保护管理机制分析[J].水力发电,2016,42(09):1~4.
[3]张周锐,和哓荣.论水电资源开发中的环境保护选择[J].工业c ,2016,28(9):160.
收稿日期：2017-8-15作者简介：周铁柱(1982-),男,高级工程师,本科,主要从事水利水电工程规划设计工作。

三角高程替一等水准在水电站跨河测量中的应用
周中杨（国家电投集团贵州金元股份有限公司，贵州贵阳550081）
【摘
要】在跨度较大的大江大河，如何将两岸高程通过一定的办法进行高精度传递，其方法尤为重要。

由于采用普通水准传递的方法受视距、气象、光线影响从而限制其在大跨度跨河水准的应用。

本文介绍了采用2台高精度的测量机器人TM30，通过一定的办法进行高精度观测，从而达到了三角高程替一等几何水准的精度，创造了良好的经济效益和工作效率，有很好的参考借鉴作用。

【关键词】TM30全站仪；跨河水准；三角高程；一等水准【中图分类号】P224.2
【
文献标识码】A
【文章编号】2095-2066（2017）34-0110-02
图1大地四边形三角高程跨河水准示意图
1概述
贵州省某水电站为了更好监测整个施工区域各高边坡、滑坡体、建筑物及构造物的稳定状况,需要在电站两岸建立高精度的监测控制网,其中高程控制网采用一等水准网,其最弱点高程中误差不大于±1.5mm 。

整个高程控制网路线长度约为99km ,整个网采用基准组、工作基点组、工作点组网而成,由于目前上下游施工条件限制,不具备正常水准测量的条件,只能在上下游2处临时索桥附近实施跨河水准测量。

2跨河水准布设
为了让左右岸一等水准形成闭合环,按设计要求,需要大坝上游和下游各设一处过河水准,考虑到上下游过河仅有交通索桥且河面较宽,分别在上下游临时索桥进行跨河水准观测,上游桥跨河距离260m ,下游桥跨河距离175m ,采用测距三角高程法跨河,图形采用大地四边形,具体图形如图1所示。

其跨河水准布设基本要求如下:
(1)过河水准测站点、镜站点(A 、B 、C 、D )选点要求:A 、B 、C 、D 四点高程大致相等,视线垂直角<1°,AB 边与CD 边基本保持平行,两岸仪器至水边距离大致相等,AB 边、CD 边距离长10m 左右,AC 边、BD 边也大致相等,视线离河面较高(>3m )。

(2)A 、B 、C 、D 四点浇筑固定标墩,并埋设强制归心盘。

(3)A 点与B 点,C 点与D 点标墩全站仪或棱镜基座高则直接利用数码水准仪进行测量,前视通过调整脚架及脚螺旋高度直接对准全站仪仪器高标志点或棱镜中心点,后视直接测量数码尺读数,要求确保两次调整对准标志后数码尺读数
差小于0.2mm 。

为了保证仪器的放大效果,水准仪到全站仪或棱镜的距离控制在10m 内且做到前后视距少于1m 。

(4)测距和天顶距测量选择全阴天或晚上9点后有微风的气象条件下进行观测。

(5)跨河距离SAC 、SAD 、SBC 、SBD 采用全站仪TM30测定,测距的准备工作,观测方法和作业要求、气象元素测定、成果记录及重测取舍,气象、加常数、乘常数修正值的计算及边长归算等,均按GB/T 16818的相关规定执行。

3跨河水准观测
在上游临时索桥、下游临时索桥分别进行跨河水准观测。

观测选择在夜间分两个时段观测,在成像清晰的条件下施测,每个时段边角各观测8测回,照准采用ATR 自动照准,整个观测采用机载软件自动进行。

气象元素观测采用人工记录,后处理进行气象改正。

仪器高及棱镜高采用数字水准仪及配套水准尺读取精度
110
跨河水准等级测距仪精度等级观测时间段
一个时间段内测回数
一测回读数间较差(mm )测回中数
间较差
(mm )往返测距中数较差(mm)往返一Ⅰ224≤10≤15≤2(a+b ×D )
表1跨河水准距离测量技术要求和观测限差表
注:a 、b 为测距仪标称精度值,D 为所测距离,单位为km 。

上游临时桥跨河水准上游桥第1时段
序号线路距离(km )闭合差(mm )一等水准限差(mm )1
C1→A1→D1→C10.530.04
±0.732B1→D1→C1→B1
0.53-0.02±0.733A1→B1→C1→D1→A10.54
0.23±0.73
4A1→B1→D1→A1
0.530.20±0.73上游桥第2时段
序号线路距离(km )闭合差(mm )一等水准限差(mm )1D1→A1→C1→D10.52
0.52
±0.722B1→D1→C1→B10.530.04±0.733A1→C1→B1→D1→A1 1.04-0.48±1.024A1→B1→C1→A10.53
-0.13
±0.73
表2跨河水准数据检验到0.01mm ,边长和垂直角采用2台TM30全站仪同时进行对向观测,边长进行气象改正、加乘常数、周期误差等改正。

由于两台仪器分置两岸,交替观测,且选择在夜间实施,气象条件比较稳定,能保证近似同步对向观测,可有效减弱大气折光的影响,从而提高观测质量和精度。

跨河三角高程法距离测量参考《国家一、二等水准测量规范》(GB/T 12897-2006)要求执行,限差要求如表1。

4跨河水准数据检验
由于采用大地四边形布置,其内部图形检验条件有4个,其检验计算情况见表2。

根据表2各时段各闭合环闭合差,上游桥第1时段单位权中误差为±0.26mm ,第2时段单位权中误差为±0.43mm ,均满足规范要求(见表3)。

根据表3各时段各闭合环闭合差,下游桥第1时段单位权中误差为±0.34mm ,第2时段单位权中误差为±0.54mm ,均满足规范要求。

经四边形内部4个环闭合条件检验计算,无论是闭合差限差还是由此计算的全中误差均满足一等几何水准精度要求,闭合差优占率为75%,因此本期三角高程跨河水准观测成果是满足规范要求,可以进行内部平差计算。

5三角高程替一等水准网成果精度表(见表4~5)
从表4~5看出,跨河水准中不同时段计算的高程点不符
值不大于0.001mm ,高程点最弱点高程精度为0.14mm ,满足一等水准精度要求。

6结束语
采用三角高程替几何水准测量,目前在规范中已明确可以替三、四等水准,至于替二等水准测量,国内相关的参考文献虽有相关的文献记载,但不是太多。

至于替一等水准,由于受仪器精度及气象条件的影响较大,成功的案例则更少。

本项目利用2台高精度(测角0.5″,测边±0.6mm+1ppm )的测量机器人TM30,以及ATR 自动照准功能,利用晚上稳定气象条件进行对向观测,经最终数据处理,其各项精度指标均达到一等几何水准的精度,可以替代一等几何水准,其工作效率是普通水准跨河的2~3倍,具有良好的经济效益和高效率。

经过本项目,其成功借鉴经验如下:
(1)选择理想的跨河场地,确保两岸地形地貌植被基本相同,且视线离水面3m 以上,确保视线折光系数基本一致。

(2)图形采用大地四边形布置,并最好为近似平行四边形,确保图形内部有较多的多余条件,提高内符合精度。

(3)两岸过河埋设强制归心标墩,并埋设临时水准点,水准点和同岸观测墩距离少于20m 为佳。

仪器高和棱镜高则直接采用精密水准仪进行测量,确保仪器高、棱镜高达亚毫米精度。

(4)仪器精度采用I 类仪器精度全站仪,能采用2台进行同步对向观测最佳,否则,则尽可能缩短对向观测的时间。

(5)观测选用阴天有微风的天气或晚上有微风时段进行,观测时段不少于2个,测回数满足规范要求。

收稿日期：2017-9-3作者简介：周中杨(1984-),男,重庆江津人,工程师,主要从事水电站大坝运行安全管理及防汛工作。

上游桥第1次第1时段
点名点号高程(m )高程精度(mm )
备注
A1A10.0000B1B10.01230.03C1
C1
0.1444
0.09D1D10.1861
0.09
上游桥第1次第2时段
点名点号高程(m )高程精度(mm )
备注A1A10.0000B1B10.01230.04C1
C1
0.14450.12D1D1
0.1862
0.12
表4上游桥三角高程替一等水准成果精度
下游桥第1次第1时段
点名点号高程(m )高程精度(mm )
备注
A2A20.000
B2B2-0.0100.07C2
C2
-0.029
0.14D2D2-0.0430.14
下游桥第1次第2时段
点名点号高程(m )高程精度(mm )
备注A2A20.000B2B2-0.0100.07C2
C2
-0.0300.14D2D2
-0.0430.14
表5下游桥三角高程替一等水准成果精度
下游桥第1时段
序号线路距离(km )闭合差(mm )一等水准限差(mm )1D2→A2→C2→D20.350.15
±0.59
2
B2→D2→C2→B2
0.35-0.32±0.593A2→C2→B2→D2→A20.68
-0.17±0.824A2→B2→C2→A2
0.35-0.09±0.59下游桥第2时段序号线路距离(km )闭合差(mm )一等水准限差(mm )
1D2→A2→C2→D20.350.34
±0.59
2B2→C2→D2→B20.35-0.44±0.593A2→B2→C2→D2→A20.68
-0.10±0.824A2→B2→C2→A20.35-0.14±0.59表3下游临时桥跨河水准
111。