水文测站考证工作细则

水文测站考证工作细则
（征求意见稿）
伴随高新技术及电子产业的快步发展，全站仪已经实现了较高的测角和测距精度。

如今大量使用的全站仪测角精度为1″～6″；测边精度为±(1～5mm+2ppm*D)m.s.e。

小于四等水准每公里中误差10mm的要求。

采用全站仪测量高程,可灵活选取测站点位置,测站不需对中,不量仪器高和棱镜高。

为了进一步提高测量精度,尽量使前后视距相等;全站仪高程测量时, 尽量进行近距离观测,同时竖直角不能太大,并进行盘左盘右观测,可消除一些系统误差的影响;全站仪高程测量的误差,都随观测距离和竖直角的增大而增加, 并与测边精度和测角精度有关。

因此,为提高测量精度,可适当增加测回数,以提高距离和竖直角的观测精度。

故可以用这种新方法代替四等水准测量。

CORS系统是卫星定位技术、计算机网络技术、数字通讯技术等多科技集合的产物，由CORS基准站、网、数据处理中心、数据传输系统、定位导航数据播发系统和用户应用系统五部分组成。

具有不需要架设基准站,可以随时随地实时提供精确三维坐标、全天候、不受通视条件限制等特点。

近年来，随着CORS测绘技术在我国测绘行业中的广泛使用,其平面精度已得到广泛认可，但高程数据却一直没有被充分应用到水文工作中。

其原因主要有：一是我国采用的高程系统很多,得不到统一。

高程系统之间的转换比较麻烦。

二是即使解决了高
程系统的转换问题，CORS测量的高程精度也低于平面精度。

故此三等水准测量仍采用水准仪，三等以下的水准测量则可直接采用精度较高的全站仪和GPS。

鉴于我省水文系统近年来配备了一定数量的高精度的测量设备，本作业指导结合国家测量规范和水文行业规定对现行的水文测量作了相应的梳理删减和针对性的要求。

1．高程测量
1.1 一般规定
1.1.1 水文普通测量的高程系统均采用1985国家高程基准。

在已有高程控制网的地区进行测量，可沿用原高程系统。

1.1.2 高程测量可采用水准测量或全站仪三角高程和GPS 测量。

1.1.3 高程测量等级根据需要可采用三、四或五等。

测量路线视情况可采用环线、附合路线、支线等。

1．2 仪器的选用
水准测量中使用的仪器应按下表规定执行。

DS05、DS1、DS3、DS10 级水准仪技术参数
1．3 仪器的检校
1.3.1 用于水准测量的仪器应送法定计量检定单位进行检定和校准，并在检定和校准的有效期内使用。

水准仪的检校按JJG425规定执行，水准标尺的检校按JJG8规定执行，光电测距仪的检校按JJG703规定执行，光学经纬仪的检校按JJG414规定执行，GPS接收设备的检校按JJF1118规定执行。

1.3.2对于新出厂的仪器及其在作业前和跨河水准测量前的检验项目按表 1.3.3规定执行，检校方法和技术要求按附录B执行。

1.3.3用于三、四等水准测量的DS3级以上的光学水准仪及其标尺的检验按GB/T 12897要求执行。

表1.3.3
1.3.4 i角的检校
将水准仪置平在二支水准标尺的中间，仪器距标尺约30米或40米，前后大约等距离，读取标尺上的读数得到二点的高差值。

搬迁仪器至二支标尺的一内侧或外侧均可，此时，仪器至标尺的距离分别为近距离的标尺只是几米，而远距离的标尺已是几十米。

同样，测量这二点的高差值，如果二次测得的高差相等，说明仪器i角为零。

高差不等就说明仪器存在着i角的误差。

如：仪器在中间，读取A尺的读数a1=0962，B尺的读数b1=1062 仪器在一侧，读取A尺的读数a2=0835，B尺的读数b2=0933 h1=－1062＋0962=－0100
h2=－0933＋0835=－0098
h=－0098＋0100=＋2 mm
按小角公式计算i角；
i=Δ·ρ／s = 2 mm × 206265” / 60000mm = 41 / 6 ”= 7”
1.3.5 水准仪i角的允许误差
水准仪i角允许误差的概念应该说有三方面的涵义，也是三种情况下的不同要求；出厂时工厂调校的允许误差、用户调校时的允许误差、测量等级或规定所要求的允许误差。

出厂调校为：±8”，用户调校为：±20”，但是，根据我国国家水准测量规范和工程测量规范的要求，用于一、二等水准测量的水准仪，仪器的i角不应超过15”，用于三、四等水准测量的仪器，仪器的i角不应超过20
”。

每次三等水准测量前，i 角检查记录应记在该次三等水准测量记录前。

检查意见：填“准用”或“停用”、“送修”。

鉴定部门的鉴定表或证（原件或复印件）附在检查登记表后。

1．3．6 水准尺检查
外观检查：水准尺有无缺陷、裂缝、碰伤、划痕、脱漆等现象；水准尺刻划线和注记是否粗细均匀、清晰，能否读数使用。

红黑面差：分别在0～1、1～2、2～3m 处读黑红面各二次，计算常差K ，其均值误差不得超过1mm 。

矢距：平地侧放水准尺并在尺前牵一细线，分别量出上、中、下三处至细线的距离。

矢距按下式计算：
2下
上中
d d d f +-
=
当f ≥8mm 时，即表明此尺弯曲超限，一般不能用于四等以上水准测量。

如偶尔使用，应作长度改正。

长度改正按下式进行。

c c
L f L 382
=
∆
式中：c L 为水准尺长度(mm)。

c
L ∆为水准尺长度改正数(mm)。

水准尺气泡：填居中、圈内、圈外三种情况。

圈外者应校正，检查校正方法可用下法进行：在垂直的墙壁上吊细线垂球，按细线先划一条线或作上下两点标志，划细线长或上下两点标志间距应
≥1m。

将水准尺紧靠墙壁，同时紧靠标志的线或点，此时拨校正螺丝，使气泡居中。

野外检校可由持尺者在把手处悬吊垂球自行校正，无垂球时与司仪者配合校正，司仪者将仪器纵丝与尺边缘线重合。

此时由持尺者观察气泡是否居中或校正，然后将尺转动90度，同前一样观测气泡是否居中或校正。

检查意见：填“准用”或“停用”。

1．3．7全站仪检验校正
（一）、照准部水准轴应垂直于竖轴的检验和校正检验时先将仪器大致整平,转动照准部使其水准管与任意两个脚螺旋的连线平行,调整脚螺旋使气泡居中,然后将照准部旋转180度,若气泡仍然居中则说明条件满足,否则应进行校正。

校正的目的是使水准管轴垂直于竖轴．即用校正针拨动水准管一端的校正螺钉，使气泡向正中间位置退回一半．为使竖轴竖直，再用脚螺旋使气泡居中即可．此项检验与校正必须反复进行，直到满足条件为止。

（二）、十字丝竖丝应垂直于横轴的检验和校正
检验时用十字丝竖丝瞄准一清晰小点，使望远镜绕横轴上下转动，如果小点始终在竖丝上移动则条件满足．否则需要进行校正。

校正时松开四个压环螺钉（装有十字丝环的目镜用压环和四个压环螺钉与望远镜筒相连接。

转动目镜筒使小点始终在十字丝竖丝上移动，校好后将压环螺钉旋紧。

（三）、视准轴应垂直于横轴的检验和校正选择一水平位置的目标，盘左盘右观测之，取它们的读数（顾及常数１８０度）即得两倍的c 。

c=１／２（ɑ左－ɑ右）
（四）、横轴应垂直于竖轴的检验和校正选择较高墙壁近处安置仪器。

以盘左位置瞄准墙壁高处一点p(仰角最好大于３０度)，放平望远镜在墙上定出一点m1。

倒转望远镜，盘右再瞄准p点，又放平望远镜在墙上定出另一点m2。

如果m1与m2重合，则条件满足，否则需要校正。

校正时，瞄准m1、m2的中点m,固定照准部，向上转动望远镜，此时十字丝交点将不对准p点。

抬高或降低横轴的一端，使十字丝的交点对准p点。

此项检验也要反复进行，直到条件满足为止。

以上四项检验校正，以一、三、四项最为重要，在观测期间最好经常进行。

每项检验完毕后必须旋紧有关的校正螺钉。

（五）距离测量检查，进入普通测量模式，进行距离测量（不小于200m），观测两测回(每测回照准一次，读数四次)，计算两点平距的误差，限差不大于仪器标称精度的2倍。

即。

)
10 (26-
⨯
⨯
+D
B
A
（六）分化板的检验与校正。

①竖丝与横轴正交性的检验。

②竖丝和横丝位置正确性的检验。

（七）光学对中器的检验和校正。

精确整平仪器，对准标心，然后旋转90°、再旋转90°对准比较，如不偏离标心则准用，否则停用、送检或送修。

检查意见：填“准用”或“停用、送修”等意见。

鉴定部门的鉴定表或证（原件或复印件）附在检查登记表后。

（八）徕卡TS系列TS09全站仪检验校正
1 在主菜单中选择“工具”
2 在工具菜单中选择“校准”
3 在校准界面下选择一项调校工具
在校准界面下有多项可选：
视准差、指标差、轴系倾斜等（详见徕卡TS系列TS09全站仪用户手册p207～p217）
1．3．8 GPS定位系统检查
①通电检查：检查设备连接电缆正确无误，方可通电进行以下检查：电源信号灯工作应正常；按键和显示系统工作正常；
检查接收机锁定卫星时间快慢，接收信号强弱及信号失锁情况。

②定位检查：选一已知点，作为待测点，将被检查的GPS 精确置于该已知点上，记录接收机稳定后的定位坐标值（X，Y），测试结果与已知成果相比较，应小于仪器允许的定位精度误差。

对有特殊要求的任务应对GPS接收机进行高温、低温测试。

③检查意见：填“准用”、“送修”等。

④鉴定部门鉴定表（原件或复印件）附检查登记表后。

详见：CH 8016-1995 全球定位系统（GPS）测量型接收机检定规程
1.4 仪器技术指标
仪器技术指标按表1.4规定执行。

用于三、四等水准测量的DS3级以上的数字水准仪的技术指标按GB/T 12897。

水准仪仪器技术指标
2水准点引测：
2.1 基本水准点和校核水准点以及比降高程点必须采用三等水准测量。

三等水准测量路线最弱点高程中误差精度指标与国家三等水准测量相同，由于国家水准网考虑了网状平差后精度会有所提高的因素，而水文的水准测量不具备有这个条件。

所以本规定的水准路线长度值，均小于国家水准路线长度规定值。

2.2 三等水准路线的支线长度,应不大于45km，平均每公里测站数≧16视为山区，并作为平差依据。

2.3 在两个二等水准点之间布设三等附合路线，其长度应不大于180km；环线周长应不大于300km；测站水准点联测和比降观测高程测量的路线长度应不大于2.8km。

2.4当水准路线长度大于20km时，应每隔3～5km左右分一测段，在测段的端点设置或选定相当于校核水准点标准的固定点。

并拍照编号同时测出该点的东经北纬。

以便作为分段闭合计算。

无论往返测量都必须以偶数站方式落在测段的端点之上。

2.5三等水准测量，应采用不低于国内水准仪系列的DS3级水准仪。

2.6三等水准测量水准标尺应采用双面水准尺或条码式因瓦标尺。

如因条件限制，可用单面水准尺按一镜双高法施测，不得使用塔尺或折尺。

数字水准仪测量采用条码式铟瓦标尺。

2.7水准测量在每仪器站的允许视线长度、前后视距不等差、数字水准仪重复测量次数应符合表2.7规定，其视线高度要求三丝能读数。

注：相位法数字水准仪重复测量次数可以为上表中数值减少一次。

所有数字水准仪，在地面震动较大时，应暂停测量，直至震动消失，无法回避时应随时增加重复测量次数。

2.8水准测量仪器站观测限差应符合表2.8的规定。

表2.8允许高差限差单位：mm
注1：采用单面尺时，变换仪器高度前后所测两尺高差之差，与同站黑、红面所测高差之差限差相同；
注2：使用双摆位自动安平水准仪观测时，不计算黑红面读数差。

注3：使用数字水准仪，同一标尺两次观测所测高差的差执行基辅分划所测高差之差的限差。

2.9 往返测量高差不符值，路线、环闭合高差限差应符合表2.9规定
表2.9往返测量高差不符值及路线环闭合差限差
等级检测已测测段高
差之差(mm)
路线、区段、测段往返测高差不符值、
附合路线、环线闭合差(mm)左右路线高差
不符值（mm）
平原山区
三等±20L±12L±15L或±4 n±8 L 四等±30L±20L±25L或±6 n±14 L 五等±40L±30L±40L或±10 n±20 L
注1: L为各种路线单程长度，均以km为单位。

L小于1km时，按1km计；水准环由不同等级路线构成时，环闭合差的限差应按各等级路线长度分别计算，然后取其平方和的平方根为限差；
注2: n为水准测段测站数，平均每公里测站数≧16视为山区
3 跨河水准测量
3．1一般跨河水准测量，仅可施测河宽不大于300m的跨河水准测量。

河宽大于300m的跨河水准测量，可用J2级经纬仪或全站仪。

其观测方法在中华人民共和国国家标准《国家三、四等水准测量规范》（GB/T 12898-2009）里有详细描述。

3．2河宽小于允许视线长度可直接跨河测量；当河宽大于允许视线长度，若有桥梁可以利用时，可通过桥面进行水准测量。

3．3跨河两岸测点间的水平视线距水面的高度要大致相等。

当跨河视线长度在300m以内时，视线高度至水面距离不应小于2m，视线长度大于300m时，视线高度至水面距离不应小于3m。

3．4跨河两岸安置仪器及标尺的位置，可布置成平行四边形、等腰梯形或Z字形。

跨河视线长度力求相等，岸上视线长度不应短于10m，且两岸视线长度应相等。

使用一台仪器观测时，宜采用Z字形式。

3．5跨河水准测量也可采用精度较高的全站仪以高程传递方式直接读取两岸高差，并移动全仪站仪重复多次读取两岸高差，取多次平均值作为高差成果。

仪器点与两岸测点的前后视距应接近。

4 水尺零点高程的测量
4.1将全站仪置任一点，采用高程传递模式，同时不量取仪器高，棱镜高。

同时需要指出的是，在实际测量中，棱镜高还可以根据实际情况改变，每站前后视应采用同一高度棱镜高，并且前后视距应可能接近。

就可在测量的基础上计算出待测点的实际高程。

4.2水尺零点高程测量仪器站高差中误差 ms 的限差取±1.5mm 与±2.Omm,这相当于三、四等水准测量 ms 的限差指标。

4.3水尺零点高程测量，要求各水尺零点高程推算均由校核或基本水准点开始。

这是因为每支水尺的测量精度，是用往、返测。

4.4同支水尺的高程不符值不超出±3／n 与±4／n 来衡量的，其中 n 为单程仪器站数，这样不同的仪器站上水尺零点高程允许不符值是不相同的。

当一次测量为 n 站时，则往、返为 2n 站，在往测为第一个仪器站测量的水尺，其计算不符值的 n 应为 1。

只有均由校核或基本水准点推算各水尺零点高程，才相当于往、返。

4.5测量仪器站序数均为第 1，2，3，…，n 站，否则，返测则为 2n，2n-l，…，n+l 站，这样会增大高程测量误差传递影响，降低水尺零点高程精度。

5 大断面测量
为掌握水文测验河段，洪水调查河段及其上、下游附近的河床纵向转折变化情况，及其对水文水力因素的影响，应进行河段纵横断面测量，一般随测站地形测量同时进行。

5.1 横断面测量
5.1.1横断面测量是测定断面线上各地形转折点的起点距和高程。

起点距误差不大于 10m，高程误差不大于0.1m。

5.1.2将全站仪置任一点上或利用已知坐标高程点，采用坐标传递模式，同时量取仪器高，棱镜高。

以地形碎步测量方式对测验河段进行施测，横断面测量司尺跑点人员尽可能两断面桩之间作直线选点，并根椐地形变化加密采点。

然后通过相应软件对测点位置作适当的修正，计算出相应的断面成果。

5.1.3起点距的测量也可采用采用全站仪对边折线方式测定。

5.1.4横断面的起点距，宜以左岸断面端点桩作为起算的零点，若自右岸断面端点桩作为起算零点则应注明，起点距以米计。

水面宽在5m以下时记至0.01m，5m以上时记至0.1m。

5.1.5两岸断面桩之间或固定点间的距离，应进行往返测量，其不符值应不大于1/500。

以后单程测量与原测结果的不符
值不大于1/50。

5.1.6条件允许的地方可用CORS技术对测验河段纵横断面及地形进行测量，其误差标准与水准测量相同。

5.1.7基本水尺、流速仪、浮标、比降、堰闸上、下游水尺等各断面均应在设站时进行大断面测量。

5.1.8设站以后的大断面测量的测次应符合有关水文测验规范标准的规定。

5.1.9断面的施测工作应在水位比较平稳、河床相对稳定的季节进行，一般应在每年的汛前、汛后进行，汛期河势变化比较大时，应进行相应加测。

5.1.10大断面测量包括水下和水上部分的测量。

断面布设后，首次测量应测全断面，以后的测次，水上部分应测至历年最高洪水位以上0.5～1.0m；对于漫滩大的河流，可只测至洪水边；有堤防的河流，应测至堤防背河侧的地面，无堤防而洪水漫溢至与河流平行的铁路、公路、围圩时，则测至其外侧。

每隔5年宜进行一次全断面测量。

5.1.11大断面测量前，应清除断面上的障碍物。

在岸上主要转折点设桩，滩地很宽的断面，可设置固定桩。

5.1.12大断面测量的岸上部分的测点布设应能控制地形的转折变化。

水下断面的测深线应满足下表的规定，并符合下列要求：
大断面测量的最少测深垂线数目
注：水面宽与平均水深的比值小于100时为窄深河道，大于100时为宽浅河道；任一水面宽的最少测深线数目可内插求出。

1.垂线可均匀分布，但主槽、陡岸边及急剧转折部位应适当加密；
2.断面最深点应布设垂线；
3.串沟和独股水流的测深垂线不少于表 3.3.6所要求的一半；
4.新设站或者河床转折变化复杂的测站，测深垂线数可适当增加；
5.不应漏测水边点。

5.1.13断面测量过程中的水位观测和计算应符合下列要求：
1.水位变化≤5cm时，在同一岸观测开始和终了的水位，以其算术平均值作为计算水位；
2.水位变化大于5cm时，应在各垂线测深时观测水位，各测点河底高程用相应观测的水位值做为计算水位；
3.横比降超过5cm时，应进行横比降改正；
4.断面上有分流或串沟时，应对每个较大的分流或串沟至少在一岸观测一次水位，单独计算出各股水流的河底高程。

5.2 纵断面测量
5.2.1主槽河底出现纵向显著变化，或人类活动影响使水面线发生较大变化，或其他项目需要时，可进行纵断面测量。

5.2.2纵断面测量包括整个测验河段及下游对测验河段起控制作用的石梁、跌水、拦河闸（坝）、桥梁等，一般情况下，应不小于测验河段长的2倍。

洪水调查时的纵断面测量应包括各种推算方法的计算断面。

5.2.3纵断面测量的测点间距应不大于比降断面间距的1/2。

在比降、浮标、基本水尺、测流等断面及纵向河底转折点处均应布设测点。

5.2.4当水流平稳，比降均匀一致时，纵断面的水面高程可采用瞬时水面法用四等水准测定，也可用上下游水位内插法计算；当河段内比降变化较大时，应分段用四等水准测定水位。

5.2.5深泓河底线的测量，在各测点的河道主槽横断面上探测出最大水深，同时测出水面高程，由水面高程减去最大水深求得深泓河底高程，也可用同次地形及各横断面测量的资料进行计算，取用各横断面的主槽最底高程点，连接各断面深泓河底高程点。

5.2.6需要平均河底高程线时,纵断面各测点处均应实测横断面。

5.2.7纵断面测量中各横断面方向及断面的间距测量应符合下列要求：
1.各横断面的方向宜垂直流向；
2.当各断面平行时可在一岸测量，各横断面不平行时应在两岸测量，取用中泓处的距离；
3.各横断面纵向距离应进行往返测量，不符值应小于1/500；
测量比降时，比降断面间距的不符值应小于1/1000。

5.2.8纵断面图的绘制应符合下列要求：
1.注明水系、河名、站名（地名）、施测时间；
2.纵、横坐标比例尺宜采用1、2、5的倍数；高程比例尺宜为水平距离比例尺10的整倍数；
3.在高程比例尺的左边注明采用基面名称；
4.在相应位置用虚线标出各断面的位置，并注明断面编号或名称；
5.联接相邻横断面上河底高程的最低点，绘出深泓河底线；
6.根据各测点同时间的水面高程绘出瞬时水面线。

洪水调查时应将各次大洪水水面线绘出，并注明相应水位和水面比降数值；
7.绘出石梁、跌水及拦河闸（坝）、桥梁等工程的位置及关键部位的高程，洪水调查的洪痕及高程；
8.绘出支流汇入口中心位置，注明支流名称；
9.视需要绘制平均河底高程线等；
10.视需要可加绘两岸堤顶高程线，左岸用实线，右岸用虚线表示。

并在大堤线上方注明其名称，如“黄河大堤”等。

5．3河底平均高程线的测量
要在每个测点位置施测河道横断面，计算平均河底高程（系指某级水位下的平均河底高程，一般为主槽的平均河底高程），连接每个横断面的平均河底高程即为平均河底高程线。

6 水深测量
5.1采用测深杆、测深锤或铅鱼测量水深时，应在垂线上进行或通过全站仪和CORS RTK定位。

5.2两次测深。

水深大于5m时，记至0.1m，水深小于5m时，记至0.01m。

5.3 测深杆测深的两次水深相差应不大于2%，河底不平坦或有波浪时应不大于3%，取两次测深的平均值作为实测水深。

河底由较大卵石、砾石组成时，除在垂线上进行2次测深外，同时在其上、下游，左、右侧0.2m(小河)或0.3m(大河)以内再测2次，取其平均值。

5.4测深锤或铅鱼两次测得水深相差应不大于3%。

河底不平或有风浪时，应不大于5%，以其平均值作为实测水深。

5.5用铅鱼测深时，应观测悬索与水深垂直方向的偏角，偏角记至度。

水深的偏角改正，应符合下列要求：
干绳长度改正条件
1.悬索偏角大于10°时，应进行湿绳改正；
2.悬索支点至水面高差与测得水深比值大于表规定值时，除作湿绳长度改正外，还应做干绳长度改正；
3.缆道测深的偏角改正按《水文缆道测验规范》（SL 443-2009）规定执行。

4.有条件的可利用数字化测深仪配合CORS RTK模式，实现测深和定位同步。

水底高程和坐标适时改正。

测深仪测深应符合下列要求：
1.测深前测量船应与水位站及定位观测站校对时间。

水位观测应在测前10min开始，测后10min结束；
2.每次测深前后，应在测区用测深仪测深与其他方法测深结果进行比对，比测点以3～5点为宜，并记录比测数据；
3.当使用机动船测深时，应根据需要测定测深仪换能器动吃水改正数。

当测深仪与RTK配合组成自动化一体测深系统时，应量取天线相位中心至换能器底部距离，可不再测定
动吃水改正数；
4.停泊比测时，水深小于20m，比测互差不大于0.2m，水深大于20m时，比测互差不大于水深的1%，否则，应查找原因予以消除。

5.水深采样间隔每秒一次，内业中如果数据量较大，对相同或相近的数据应作适度的筛选。

6.水下测量应采用先设计计划线的测量方法进行测量，精确定位，有障碍的地方单独补测,采用RTK配测深杆的方法进行。

7.当使用机动船测深时，应选择无风天气。

以避免风浪对测深的影响。

6 地形测量
6.1 一般规定
6.1.1水文测站的地形应在建站初期进行测量，以后地形有显著变化时应重新测量或局部重测。

地形变化不大时，重测时间应不超过20年。

6.1.2水文测站地形测量可分为岸上和水下两部分。

岸上和水下地形测量宜同时进行。

因特殊原因不能同时进行时，落水期应先测水下后测岸上，涨水期则相反。

测量时应避免出现成图空白区域。