水利工程测量课程导学

1、水利工程测量课程导学中央电大水利水电工程适用 一、 课程基本情况本课程是水利水电工程专业的技术基础课，课程性质为选修课程。学习这门课程为解决工程规划、设计和施工中有关测绘问题打下基础。学生通过学习应掌握测量学的基本原理，了解水准仪、经纬仪等基本构造原理、操作方法和检验方法，掌握小面积大比例及地形测绘的基本工作程序和方法，能正确识读地形图，并从图上取得工程规划中常用的地形资料和数据。掌握施工放样的基本方法。 水利工程测量包括了测量基本理论、施工应用两个主要内容。教材共分为四个部分，第一、二六章为第一部分，主要介绍测量的基本理论知识和基本概念、地形图和测量误差的基本知识；第三五章为第二部分，主要介

2、绍测量高程、角度和距离这三项测量的基本工作，并介绍了测量技术的新仪器和新方法；第七十一章为第三部分，主要介绍小地区控制测量、地形图的测绘与应用、摄影测量与遥感技术的基本知识及其在水利水电勘测规划设计中的应用；第十二十六章为第四部分，主要介绍水工建筑物测量施工应用的基本方法。各章的学习要求及重点内容请各教学点参考教学大纲及教学要求。水利工程测量课程学习内容多、任务繁重。为此，要求同学们根据教学要求，在自主学习的基础上，积极配合辅导教师的定期辅导，充分利用现有的各种教学媒体，认真完成规定的学习内容，并通过课后作业及实践巩固所学的知识。本课程4学分，课内学时72，开设一学期。 本课程的后续课：水利工

3、程施工，水工建筑物等。 课程教学大纲、实施细则及模拟试题可以在云南电大网站上查询。二、 教学媒体说明1. 文字教材：水利工程测量 贾清亮主编 中央广播电视大学 出版社出版2. 录象教材：测量学 36学时 汤浚淇 主讲 三、 网上辅导资料及参考书目 3. 网上指导材料： 水利工程测量教学大纲 水利工程测量教学细则 水利工程测量在线测试题4. 主要参考书目: 测量学 汤浚淇主编 中央电大出版社5. 主要参考书目: 测量学 合肥工业大学、重庆建筑大学等合 编 中国建筑工业出版社出版四、 学习进度安排教学安排按照一学期进行章 次教学内容课内学时录象讲课节次完成时限第一章绪论21，2第二周第二章地形图的

4、基本知识315，24，25，26第四周第三章水准仪及水准测量33，4，5，6第六周第四章经纬仪及角度测量47，8，9，10，11第八周第五章距离测量312，13，14，24第九周第六章测量误差的基本知识316，17，18第十周第七章平面控制测量419，20，21，22第十一周第八章高程控制测量223第十三周第九章大比例尺地形图的测绘127第十四周第十章地形图识读与应用228，29，30第十四周第十一章摄影测量与遥感技术的基本知识2第十二章测设（放样）的基本工作331，32第十五周第十三章土（石）坝施工测量2第十五周第十四章隧洞施工测量2第十六周第十五章渠道测量2第十七周第十六章大坝安全监测2第

5、十八周合 计4032五、 形成性考核每门课程根据中央广播电视大学形成性考核实施细则的规定要求，选用两种或两种以上的考核形式制定形成性考核要求。（1） 记分作业： 根据下表所列文字主教材课后思考题与习题按时完 成，作业成绩占形成性考核成绩的50%。平时作业次数章节作业内容完成时限成绩比例1第一章1、3、4、6、7、8、9第四周5%第二章1、3、4、7、8、9、10、12、13、142第三章1、4、5、6、7、8、10、11、12第六周5%3第四章1、3、4、5、6、7、10、11第十周10%第五章1、3、4第六章1、2、3、6、7、10、134第七章2、3、5、6、7第十三周10%第八章1、2、

6、35第九章1、2、3、4、5第十五周5%第十章1、2、3、4、5、8、9第十一章5%6第十二章1、2、3、4、7、8、9第十七周5%第十三章1、2、3、47第十四章1、2、3、5第十八周5%第十五章1、2、3、4第十六章1、2、3、4、5（2） 课程实践环节安排本课程按大纲要求，必须完成实践性教学，具体实施参照水利工程测量实习实施细则进行。（3） 学习方式考核学习方式考核成绩占形成性考核成绩的50%，可参考下表实行。考核形式内容成绩评定要求成绩比例备注学习情况小组学习20%出勤情况参加辅导20%笔记检查学习笔记10%1. 考试本课程期末考试为闭卷考试，试卷满分100分，考试题型分名词解释、填空

7、题、选择题、问答题和计算题五种；考试时间120分钟。期末考试成绩占期末总成绩的80%，形成性考核成绩占总成绩的20%。2. 学习方法简介水利工程测量课程特点之一为计算量大，但计算内容相对容易，而且计算方法和格式统一。为此在学习过程中，应特别注意对高程（高差）、距离和方位角三个基本要素测量方法、记录方法和平差方法的掌握，并且应熟练掌握教材中例题的计算过程和方法。课程其他计算和应用基本上是三要素的综合。学习过程中也可参照学习重、难点中的学习提示进行学习。 六、 教学联系方式省电大 电话：08715138823（办） 08715526925（宅）值班时间：周四上午 责任教师：李煜 e-mail :

8、liyv七、 学习重点、难点 在本课程一学期的学习过程中，各位同学主要是利用业余时间通过文字主教材、学习指导书和教学录象等媒体为主进行学习，并定期参加面授辅导进行自主学习。学习结束后通过考核，你将可以获得4学分。 在学习过程中，各位同学如果遇到困难，可以通过电话或e-mail 和课程责任教师联系，我们将竭诚为你提供学习帮助。下面将本课程各章节的要求及重点、难点内容与学习方法列出，以帮助各位进行学习。第一章 绪论一、 了解测量学的研究对象及任务（即测量、测设及安全监测）二、 掌握确定地面点位的概念 1、地面点平面位置的确定和表示方法； 2、地面点高程的确定和表示； 3、测量工作的实质；三、 掌握

9、测量的基本工作（即测量的三个要素）四、 理解测量工作的原则和程序。学习提示：本章阐述了测量学的基本概念，在学习过程中应首先明确确定点的位置是测量学中最基本的内容，从而通过点的坐标位置可以得出测量的三项基本工作，本课程的内容都围绕点的位置确定而展开的；应特别加以重视。其次应理解测量工作应遵循一定原则和程序的意义，并根据此原则和程序和指导自己的测量工作和学习。第二章 地形图的基本知识一、 了解高斯投影的方法及其特性，理解六度投影带和三度投影带的投影方法和中央子午线经度的求算方法；二、 了解高斯直角平面坐标系的建立及我国坐标系的特点；三、了解地形图的分幅和编号方法。四、掌握标准方向和方位角的种类；重

10、点掌握坐标方位角的推算和 正、反坐标方位角的换算；五、了解地图的分类；六、重点掌握地形图的比例尺和比例尺精度；掌握地物的表示方法和地物符号的分类，掌握地貌的表示方法、五种典型地貌的等高线特征及等高线的特性。学习提示：本章讲述了地图的形成原理，可以通过自己身边的一些地图（地形图）来对照学习；从中理解地图的分幅、编号并掌握如何表示地物、地貌。本章重点之一是坐标方位角，应明确其概念；难点是正、反坐标方位角的关系，正、反坐标方位角的换算在其后的观测计算中都要涉及，应加以重视。换算时首先应明确直线是有方向的，其次应在直线的起点和终点上标明标准北方向后，用角度的形成和角度之间的关系进行计算，并且通过正、反

11、坐标方位角之间相差1800来进行验算。第三章 水准仪及水准测量一、 重点掌握水准测量原理，高差法和仪高法测定高程（高差） 的计算公式； 二、 理解ds3级微倾式水准仪的构造和作用，掌握ds3级微倾 式水准仪的操作步骤和方法，使用时应注意的问题； 三、 掌握普通水准测量的外业工作；1、 水准路线的布设形式； 2、水准测量的观测、记录和计算方法； 3、水准测量的测站检核方法； 四、 熟练掌握水准测量的内业计算；1、 闭合水准路线内业计算步骤；2、 附和水准路线内业计算步骤；五、 理解微倾式水准仪的检验和校正；1、 水准仪的主要轴线；2、 各主要轴线应满足的几何条件及检验校正；六、 掌握水准测量误差

12、的来源。第四章 经纬仪及角度测量一、 掌握水平角测量原理。二、 了解dj6级光学经纬仪的构造，掌握dj6级经纬仪的读数方 法。了解dj2级经纬仪的读数方法；三、 熟练掌握经纬仪的使用和测角方法。1、 测回法测量水平角的步骤、记录和计算；2、 方向观测法测量水平角的步骤、记录和计算；四、 熟练掌握竖直角测量。1、 竖直角的测量原理；2、 如何确定竖直角的计算公式？3、 竖直角的观测计算方法；4、 竖盘指标差的计算；五、 理解经纬仪的检验校正方法，经纬仪的主要轴线及主要轴线 应满足的几何关系。 六、 理解角度测量的误差来源及其消减措施。第五章 距离测量一、 掌握直线定线的概念和方法；了解钢尺比长，

13、建立尺长方程式的方法。二、 重点掌握钢尺量距的一般方法，量距结果相对误差的计算。三、 掌握钢尺精密量距的方法和计算；重点掌握尺长、倾斜、温度三项改正的含义及方法。四、 理解钢尺量距误差的来源；一、 掌握视距测量原理、施测方法和实用公式1、 视线水平时的视距公式；2、 视线倾斜时的视距公式；3、 视距测量的观测记录和计算方法；五、 了解光电测距的原理。学习提示：三、四、五章内容讲述的是测量学的基本理论和基本观测操作方法，是课程的重点章节，其后各章的理论和操作都以上述三章内容为基础。学习中可以看到，这三章就讲述了测量三要素的观测、记录和计算方法。 学习过程中首先应熟练掌握教材中的理论知识，熟练掌握

14、各种观测仪器的检验方法和操作使用，通过实际测量来巩固理论知识。此三章内容的难点在于观测记录后的内业计算。应熟记教材中的计算方法和计算公式，按照教材中例题的计算步骤进行。同时，要学会通过校核观测记录和计算结果来检查自己的计算结果。如高差闭合差与角度闭合差的计算调整，若调整后值与理论值之间还不相等，则计算过程中必定存在错误或较大误差，应检查计算。在此，提出测量学的另一原则：“前一步工作未作检核之前，不进入下一步工作”，希望各位同学无论在外业观测还是内业计算中按此原则进行，就可以避免错误的发生。其次，在熟记计算公式的前提下，应将公式的来源和推导过程掌握，以便于加深印象。建议各位同学在看完教材中例题后

15、，合上书后将例题再计算一次，检查自己的学习效果。 第六章 观测误差的基本知识一、 掌握测量误差的定义和来源；二、 掌握测量误差的分类及其存在规律；重点掌握偶然误差的特 性；三、 掌握衡量精度的标准：中误差、容许误差、相对误差的基本 概念和基本计算；四、 了解误差的传播； 五、 掌握算术平均值及其中误差的基本概念和计算。第七章 平面控制测量一、 了解平面控制测量的内容和程序；二、 重点掌握导线测量的内业和外业。1、 导线的布设形式；2、 外业工作的主要内容；3、 内业计算： (1) 导线坐标计算的基本步骤a) 坐标方位角的推算 b) 坐标增量的计算c) 导线点坐标的计算（2）闭合导线坐标的计算方

16、法；（3）附和导线坐标的计算方法4、 查找导线测量错误的方法；三、 了解小三角测量的观测计算方法；四、 理解交会定点测量的几种方法；五、 了解gps的组成、坐标系构成和定位方法。学习提示：本章重、难点均在导线测量的内业计算，计算量大且相对复杂。计算过程中有以下几个要点：1. 根据外业观测结果绘制草图；2. 区分左角还是右角；3. 绘图，根据公式推算下一条导线边的坐标方位角；并将各导线边的坐标方位角标注在对应导线边上，4. 按公式计算坐标增量。应特别注意的是，本章的观测计算是角度、距离和高程（高差）观测计算的综合应用，应将第三、四、五、七章作为一个整体看待，并通过控制测量的内容来检验对前面所学知

17、识的掌握程度。对于附和导线，注意为什么观测角为左角和右角时坐标方位角的推算公式不同，试分析其原因。第八章 高程控制测量一、 了解国家高程控制网得概况；二、 掌握三四等水准测量的观测方法、计算校核及数据处理方法；三、 理解三角高程测量的观测计算方法；四、 了解电磁波测距三角高程测量的原理和方法。第九章 大比例尺地形图的测绘一、 掌握坐标格网的绘制和控制点的展绘方法；二、 重点掌握测定碎部点平面位置测量的直角坐标法和极坐标法；三、 重点掌握经纬仪测图的方法；四、 掌握等高线的勾绘。五、了解地形图的拼接、整饰和验收。 第十章 大比例尺地形图识读与应用一、 理解识读地形图的原则和基本内容；二、 掌握地

18、形图精度的含义，掌握如何选用地形图；三、 掌握地形图的基本应用的内容；1、 确定点平面位置的坐标；2、 确定两点间的距离和高程；3、 确定直线的坡度；4、 确定直线的坐标方位角；5、 按设计坡度选择最短线路；四、 掌握地形图在水利勘测工作中的应用1、 掌握按预定方向绘制纵断面图；2、 在地形图上确定汇水面积；3、 水库库容的计算；4、 在地形图上确定土石坝坡脚线；五、 了解在地形图上确定图形面积的方法。学习提示：本章重点为地形图基本应用的内容和方法。在基本应用内容中应重点掌握在图上确定某点的坐标和高程，此项应用是其他应用的基础，其后的确定方位角、距离、坡度等都可以通过点的坐标和高程以数解的形式

19、得出。地形图的识读和选用可以结合第二章地形图的基本知识来学习，应首先掌握地形图的形成和地物地貌的表示方法和特点；地形图在工程实际中的应用应结合工程实际以加深印象。第十一章 摄影测量与遥感技术的基本知识一、 了解摄影测量与遥感技术的基本知识；二、 理解航摄照片与卫星遥感图象的判读方法。第十二章 测设（放样）的基本方法一、 施工放样的原则，重点掌握测设水平距离、水平角和高程的 方法。1、 测设水平角的一般、精密方法；2、 测设水平距离的一般、精密方法；3、 测设高程的视线高程法；二、 掌握直角坐标法、极坐标法测设点的平面位置。三、 掌握用水准仪、经纬仪测设已知坡度线的方法。四、 理解圆曲线的测设方

20、法。学习提示：可以认为测设是测量的反应用，为从图到实地，而测量为从实地到图。学习本章内容的前提是要熟练掌握水准测量、角度测量和距离测量的方法和观测仪器的操作。第十三章 大坝施工测量一、 修建打坝按施工顺序需要进行的测量工作；二、 掌握土石坝控制测量的内容和施测方法；三、 掌握土石坝施工测量：（1）清基开挖线的测设；（2）坡脚线 的测设；（3）边坡测设。第十四章 隧洞施工测量一、 掌握洞外控制测量的目的、内容和施测方法；二、 掌握隧洞掘进中的测量工作；三、 了解竖井和旁洞的测量，掌握通过竖井传递开挖方向和高 程。第十五章 渠道测量一、 了解渠道选线测量；二、 掌握中线测量；三、 掌握纵断面测量和

21、横断面测量；四、 掌握土方计算的平均断面法及确定断面的挖填面积；五、 了解渠道横断面的放样。第十六章 大坝安全监测一、 了解大坝变形及其原因和安全监测的目的、意义；二、 掌握视准线法观测水平位移的方法；三、 掌握引张线法观测水平位移的原理和观测方法；四、 理解挠度观测的两种方法；五、 理解垂直位移观测基准点和测点布设的要求，理解垂直位移 八、 教学录象说明本课程无与主教材配套的录象教材，课程所用教学录象带为借用土建类测量学所用，其内容与本课程大致符合，缺施工测量部分，可以参考使用。九、 自测题 水利工程测量模拟试题 a卷 一、名词解释 1. 导线测量：2. 高差闭合差：3.大坝的变形：4. 精

22、度：5. 中线测量 6. 地形图：7.非比例符号 二、填空题 1.水准测量的原理是利用 测定两点间高差。 2.导线布设的形式有 、 、 。 3.高斯投影的定义是 ，视准轴的定义 是 ，容许误差的定义是 。 4经纬仪各轴线之间应满足的几何条件有 、 、 和 。 5.竖直角的定义是 ，dj6光学经纬仪能测竖直角是 因为有 。 6.施工放样三要素是 、 、 。 7.水准点的定义是 ，国家水准网分 三，四等水准 测量是直接提供 所必须的高程控制点。 8.渠道测量的外业包括 。 三、问答题 1. 比较极坐标法，直角坐标法，方向交会法的适用范围。 2. 试述经纬仪的测量误差来源及消减方法。 3. 比较导线

23、测量和三角测量的区别？各适用何范围？ 4. 导线测量外业工作的内容是什么？选点的原则是什么？5. 大坝安全监测的目的和意义是什么？6.在进行角度测量时为什么要进行盘左、盘右两次观测？ 7. 试述引张线法观测水平位移的原理和观测方法。 四、计算题 1.计算下列表格 测站目标竖盘位置水平盘读数半测回角值一测回角值oa左0 02 06b68 49 18a右180 02 24b248 49 302.推导水准测量高差闭合差的限差计算公式:h允=10 mm 3、根据下表所列观测数据，计算和调整闭合导线角度闭合差，并计算各导线边的坐标的方位角。点号观测左角（°）改正数（）改正后角值（°）

24、坐标方位角（°）12345a120 00 00198 24 362124 44 28386 23 184116 54 20a113 33 581辅助计算f= 4.计算下列表格 用经纬仪对某角度进行五次观测，求观测值中误差及算术平均值的中误差。 观测值及算术平均植计算表 观测 序号 观测值vvv 计算185 42 20m=ml=285 42 00385 42 00485 41 40585 42 30平均值l=v=vv=水利工程测量试题 b卷 一、名词解释 1、 特征点：2、 方位角：3、 等高平距：4、 高程、相对高程：5、 系统误差6、洞外定线测量 二、填空题 1、测量学是研究 和

25、的科学。 2、水利工程测量的任务是 、 和 。3、施工放样的精度与 、 和 等因素有关。 4、高程测量的方法有 、 和 。 5、水准仪各轴线之间应满足的几何条件有： 、 和 。 6、测量三要素是 、 和 。 7、地形图上的地貌用 表示。 8、钢尺精密量距须对所测量的记录进行尺长改正、 和 三项改正。 三、问答题 1、简述地形测量与施工测量的区别。2、比较钢尺丈量，视距测量，光电测距的区别？ 3、测量的基本原则是什么？为什么？ 4、比较罗盘仪，水准仪，经纬仪，大平板仪结构，安置，功能的区别？5、比较四等水准测量，图根水准，三角高程测量的区别？6、为什么要进行坡面修整测量？测量方法是什么？ 8、隧

26、洞施工测量的任务是什么？五、计算题 2. 1、计算下列表格 点号测站数高差 （m）改正后高差 （m）高程 m观测值改正值bm120101.245161.00124-0.226bm2222、 已知i=23020,r=200m 转折点里程桩为0+380.89，计算圆曲线元素与三主点桩号。 3、据表中所列数据，试进行闭合导线角度闭合差的计算合调整，并计算各边的。坐标方位角。 点号观测左角改正数改正角坐标方位角° ° ° a145 00 001102 17 532104 44 29386 11 304123 59 04a122 46 261辅助计算f=f容=±6

27、0 n =4、 将图中标注的数据填入表中并进行计算。 测段编号点名距离（km）实测高差（m）改正数（m）改正后高差（m）高程（m）a1122334a辅助计算fh=fh容=水利工程测量模拟试题 a卷参考答案一、名词解释 （每小题3分，共15分）1. 导线测量：控制点用一定的折线连起，通过测边，测角确定其相互位置2. 高差闭合差：实测高差与理论高差之差3. 精度：误差的离散程度4. 中线测量：把渠道的起点，转折点，终点的位置在地面上确定下来的工作5. 地形图：将一定范围的地物、地貌按规定的比例尺和符号经综合取舍测绘到图纸上的正投影图。 二、填空题1、 水平视线；2、闭合导线、附和导线、支导线；3、

28、把球面上物体形状投影到柱面，再把柱面变为平面、物镜光心与十字丝交点的连线、偶然误差的极限值，是中误差的2-3倍；4、水准管轴垂直竖轴、视准轴垂直横轴、横轴垂直竖轴、十字丝竖丝垂直横轴；5、同一水平面内视线与水平视线之间的夹角、竖直度盘；6、测设距离、测设角度、测设高程；7、已知高程控制点、4级、地形测图；8、中线测量，纵断面测量，横断面测量，土方计算，渠道放样。三、问答题 1、答：极坐标法通过测距离，测方向确定点的位置，适用复杂地形 直角坐标法通过两个距离确定点的位置，适用平坦地形方向交会法只测方向（互相垂直），不测距离。适用平坦地形或难测距离地区2、仪器误差：1）仪器校正不完全 2）对光误差

29、 3）水准尺误差观测误差：1）整平误差 2）照准误差 3）估读误差 4）水准尺扶尺不直误差外界条件影响：1）仪器升降误差 2）尺垫升降误差 3）地球曲与大气折光影响消减方法：采用适当的观测方法，严格遵守操作程序；观测前检验校正仪器，采用前后视距相等的观测方法。3、答：导线测量既要测边又要测角，三角测量除了起始边外，只测角不测边 三角测量适用地形复杂地区或通视不好地区，导线测量适用平坦地区。4、答： 踏勘选点，边长测量，角度测量，起始方位角测量及连测； 选点原则是：1.通视 2.控制范围广 3.分布均匀 4.便于架仪器5 .边长相等，相差不超过1：3。5、目的：判断其运行是否正常，并根据观测中发

30、现的问题，分析原因，及时采取措施，以保证大坝安全运行； 意义：通过长期观测，分析变化规律，检验设计理论的正确性，为设计、科研和生产管理提高有关资料。6、在坝顶或廊道两端的基岩上浇注固定端点，在两端点间拉紧一根钢丝作为基准线，然后定期测量坝体上个位移对此基准线偏移值的变化情况，从而计算水平位移量； 认为张引线位置不变，位移点随坝体变形而位移，测定钢丝在测点标尺上的读数变化，即可算出该点在垂直坝轴线方向的水平位移。四、计算题 1、测站目标竖盘位置水平盘读数半测回角值一测回角值oa左0 02 0668 47 1268 47 09b68 49 18a右180 02 2468 47 06b248 49

31、302、解：水准测量高差闭合差的限差计算公式:h允=10 mm 设两点间共有n 个测站，求得高差 每一测站测得的高差,其中误差为m站,则h的中误差为 以代入,得对于平坦地区,一般1km水准路线不超过15站,如用公里数l代替测站数n,则 以三倍中误差作为限差,并考虑其他因素影响规范规定等外水准测量高差闭合差的允许值为f允=10 mm或f允=3、解：观测序号 观测值vvv计 算185 42 20-14196m=1520/5-1=19.5ml=19.5/5=8.7285 42 00+636385 42 00+636485 41 40+26676585 42 30-24576平均值l=85 42 06

32、v=0vv=1520水利工程测量模拟试题 b卷参考答案一、名词解释 1、 特征点：地物、地貌的变化、转折点。2、 方位角：以标准北方向为起始方向按顺时针转到某一直线的水平夹角3、 等高平距：相邻等高线之间的水平距离。4、 高程：地面任一点到大地水准面的铅垂距离。5、 系统误差：在相同观测条件作一系列观测，若误差出现的大小、符号表现出系统性或按一定规律变化，则此误差称为系统误差。二、填空题1、 地球的形状和大小、确定地球表面各种物体的形状、大小和空间位置；2、提供地形资料、施工放样、变形观测；3、建筑物大小、结构形式、建筑材料；4、水准测量、三角高程测量、气压高程测量；5、圆水准器轴垂直于仪器竖轴、十字丝中丝垂直于仪器竖轴、水准管轴平行于视准轴；6、测量距离、测量角度、测量高程；7、等高线；8、温度改正、倾斜改正。三、问答题 1、答： 精度 原理 适用范围 钢尺丈量：1/1万 直接丈量法 平坦地面 视距测量：1/300 光学测距 地形变化大地区，精