第八章 水利工程测量

第八章水利工程测量

第一节河道测量

一、水利工程测量任务

测量工作在水利工程中起着十分重要的作用。我国的水资源按人口平均是很少的，只有世界人均占有水量的四分之一；但因我国地域辽阔，水资源总量居世界第六位，许多未能开发利用。为了合理开发和利用我国的水资源，治理水利工程的规划设计阶段、建筑施工阶段和运行管理阶段，每个阶段都离不开测量工作。

对一条河流进行综合开发，使其在供水、发电、航运、防洪及灌溉等方面都能发

挥最大的效益。在工程的规划阶段，应该对整个流域进行宏观了解，进行不同方案的分析比较，确定最优方案，这时应该有全流域小比例尺（例如采用1：50000或1：100000）的地形图。当进行水库的库容与淹没面积计算时，为了正确地选择大坝轴线的位置时，这时应该采用较小比例尺（例如采用1：10000～1：50000）的地形图。坝轴线选定后，在工程的初步设计阶段，布置各类建筑物时，应提供较大比例尺（例如1：2000～1：5000）的地形图。在工程的施工设计阶段，进行建筑物的具体形状、尺寸的设计，应提供大比例尺（例如1：500～1：1000）的地形图。另外，由于地质勘探及水文测验等的需要，还要进行一定的测量工作。

在工程的建筑施工阶段，为了把审查和批准的各种建筑物的平面位置和高程，通过测量手段，以一定的精度测设到现场，首先要根据现场地形、工程的性质以及施工组织设计等情况，布设施工控制网，作为放样的基础。然后，在按照施工的需要，采用适当的放样方法，按照猫画虎规定的精度要求，将图纸上设计好的建筑物测设到实地，定点划线，以

指导施工的开挖与砌筑。另外，在施工过程中，有时还要进行变形观测。工程竣工后，要测

绘竣工图，以作为工程完工后的验收资料，并为今后工程扩建或改建提供第一手资料。

在工程的运行管理阶段，需要对水工建筑物进行的变形观测。以便了解工程设计是否合理，验证设计理论是否正确，同时也为水工建筑物的设计和研究提供重要的数据。对水工建筑物进行系统的变形观测，能及时掌握建筑物的变化情况，能及时了解建筑物的安全与稳定情况，一量发现异常变化，可以及时采取相应措施，防止事故的发生。水工建筑物的变形观测工作，大体上分为外部观测和内部观测两类。在施工单位实施项目施工时，外部观测项目由测量部门负责；内部观测项目由实验或科研单位负责。在管理工作上，一般将外部、内部观测工作，统一由观测班、组承担。水工建筑物的变形观测项目，主要包括大坝的水平位移、垂直位移（又称沉陷）、裂缝、渗漏观测等。

二、水利工程的类型

在水利事业中采取工程措施称为水利工程。工程中的建筑物称为水利工程建筑物，简称水工建筑物。按照建筑物的用途。可分为一般水工建筑物和专门水工建筑物两大类。

一般水工建筑物有：

1．挡水建筑物：用以拦截水流，雍高水位或形成水库，如各种闸、坝和堤防等。2．泄水建筑物：用以从水库或渠道中泄出多余的水量，以保证工程的安全，如各种溢洪道、泄洪隧洞和泄水闸等。

2．输水建筑物：从水源向用水地点输送水流的建筑物，如渠道貌岸然、隧洞、管理等

3．取水建筑物：它是输水建筑物的首部，如深式进水口、各种进水闸等。

4．河道整治建筑：为调整河道改善水流状态，防止水流对河床产生破坏作用所修建筑物，如护岸工程、导流堤、丁坝、顺坝等。

专门建筑物：

1．水力发电建筑物：如水电站厂房、压力前池、调压井等。

2．水运建筑物：如船闸、升船机、过木道等。

3．农田水利建筑物：如专为农田灌溉用的沉少地、量水设备、渠系及渠系建筑物等。

4．给水、排水建筑物：如专门的进水闸、抽水站、滤水池等。

5．渔业建筑：如鱼道、举鱼机、鱼池等。

三、河道测量概述

河道有对人们提供灌溉、泄洪、航运和动力等有利的一面，但是又有危害人们的另一面。为了兴利除害，就必须进行河道的整治。要正确的整治河道，必须了解河道及其附近的地形情况掌握它的演变规律，而河道测量就是对河道进行调查研究的一个重要的方法。

河道测量是江、河、湖泊等水域测量的总称。为了充分开发和利用水力资源以获得廉价的电力，为了更好地满足工业与居民用水的需求，为了使农田免受旱涝灾害以增加生产，为了整治河道以提高航运能力，应该对河道进行截弯取直、拓宽、加深甚至兴建各种水利工程。在这些工程的勘测设计中，除了需要路上地形图外，还需用要了解水下地形情况，测绘水下地形图。它的内容不像路上地形图那样复杂，根据用途目的，一般可用等高线或等深线表示水下地形。

在水利工程的规划设计阶段，为了拟定梯级开发方案，选择坝址和水头高度，推算回水曲线等，都应编绘河道纵断面图。河道纵断面图是河道纵向各个最深点（又称深泓点）组成的剖面图。图上包括河床深泓线、归算至某一时刻的同时水位线、某一年代的洪水位线、左右堤岸线以及重要的近河建筑物等要素。

在水文站进行水情预报时，在研究河床变化规律和计算库区淤积确定清淤方案时，在桥梁勘测设计中，决定桥墩的类型和基础深度，布置桥梁的孔径等时，都不得需要施测河道貌岸然横断面图。河道横断面图是垂直于河道主流方向的河床剖面图。图上包括河谷横断面、施测时的工作水位线和规定年代的洪水位线等要素。

另外，河道纵断面图，完全是依据河道横断面图绘制的。

四、河道控制测量

河道测量与陆上测量的原理机同，即先作陆上控制测量，后测绘水下地形（含纵横断断面的水下部分），河道貌岸然控制测量包括平面控制测量和高程控制测量。

（一）平面控制测量

1．当测区原有的控制点能满足河道测量的精度与密度要求时，应充分予以利用，不再另布设新控制网。当测区已有的地形图的比例尺和精度能满足要求时，容许依据地形图上的明显地物点作为测站，将沿河水位点和横断面位置等测绘于图上，作为编绘纵断面图的基本资料。

2．当测区没有适合的平面控制和地形图可利用时，应按《水测规范》的规定布设首级平面控制网（图根级）。

例如，对中、小河道进行测量时，通常用经纬仪导线作为平面控制。根据实是情况，把导线布置在河道一岸的堤顶上或者沿着河岸布置。对于大河道，由于河面宽，堤防高，在一边布置导线，对施测河道另一边的地形就会有困难，所以可考虑用小三角测量作为平面控制。导线和小三角应该尽量与国家控制点连接，如果连接有困难，最好在两端分别观测方位角，以便校核。

（二）高程控制测量

施测河道纵、横断面布设基本高控制时，在水准路线长度一定的情况下，河流比降愈大，水准测量的等级愈低；反之，则水准测量的等级愈高，见表8-1。这样使水准测量的误差，在测定河流比降时，对其影响最小。

中、小河道可以采用五等或四等水准测量作为高程控制。在进行五等或四等水准测时，应该以高一级的水准点为起闭点，采用附和或闭合水准路线。五等或四等水准测量的路线不要紧靠导线，可以选择在平坦和坚硬的大路上进行。为了便于连测导线点，在观测过程