案例四：玛尔挡水电站水库勘测规划测量概要

1、玛尔挡水电站水库勘测规划测量案例玛尔挡水电站水库勘测规划测量适用学习 型项目项目四：水库测量备注项目七：水利水电工程测量备注玛尔挡水电站水库勘测规划测量案例内容项目概述：水电站上游水库淹没区属于山地地带，测区面积约8km2,平面控制网采用GPS全球定位技术采用静态方式进行测量，高程控制采用四等水准测量完成。控 制网包括四等GPS控制测量点8个。主要内容：1. 水利工程测量的一般要求水库淹没区控制网建立要求；淹没区地形测量要求；2. 玛尔挡上游水库控制测量。案例使用 要求1. 使用该案例时，授课教师根据课程进度，适时把握案例的插入时间和使用 功效；切不可让学生放任自流；要引导学生案例使用要求和作

2、用。2. 该案例适用于项目四和项目七，即水库测量和水利水电工程施工测量。3. 要求学生把握地形图测绘技术方案设计的思想、方法和工作步骤。4. 使用案例前，学生应认真学习相关规范，在学习规范的基础上总结技术设 计书写的要点。5. 授课教师模拟一个工程项目让学生编写水库地形图测绘和水利水电规划 测量技术设计书。案例点评1. 当学生完成一个模拟项目的设计报告后，授课教师应及时点评；2. 点评内容：规范引用是否规范；内容是否完善；结构是否合理等。1水利工程测量的一般要求在测量过程中按先控制后碎部的顺序进行，先对整个测区布设控制网，在对其进行 大比例尺数字化测图，为了是测量成果满足设计的要求，在测量过程

3、中必须达到水利工 程测量的一般要求。1.1水库淹没区控制网建立要求:水电站上游水库淹没区属于山地地带，测区面积约 8 km2,平面控制网采用GPS全 球定位技术采用静态方式进行测量，高程控制采用四等水准测量完成。 控制网包括四等 GPS空制测量点8个。GP网的技术指标为，平均边长 200 -1000M，仪器标称精度a 10mm ,b 2mm/km , 平均边长相对中误差w 1:100000。GP网的点与点之间不要求通视，但需考虑常规测量 法加密及施工放样时的应用，每点应有一个以上的通视方向。闭合环或附合路线的边数 条w 10。GPS网点的选点、埋石应注意以下两点：点位应选在便于安置GPS接收机

4、设备、视野开阔的地方，被测卫星的地平高角度应 大于15点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等)，其距离不得小于200m 并应远离高压电线，其距离不得小于 50m。接收机的要求：可采用标称精度不低于 3 (10mm+2mm/k)的单频接收机，同步观 测的接收机数量不少于2台。静态测量作业要求：卫星高度角15，有效卫星颗数4,观测时段数2个， 观测时段60min,数据采集间隔为15s，几何强度因子8 PDDP。外业数据记录要求：记录项目应包括下列内容：测站点名、观测日期、天气情况、时段号；观测时间， 包括开始与结束时间；接收机类型及其号码、天线号码；天线高量测值原始观测值和记事项目，应按

5、规定在现场记录，字迹清楚、整齐、美观。外业观测 记录各时段观测结束后，应及时将每天外业观测记录结果录入计算机硬盘或软盘。接收机内存数据文件在传输到机外存储介质上时，不得进行任何编辑、修改。网观测数据的质量检验，计算任一三边同步环的坐标分量相对闭合差及全长相对_6_6闭合差，坐标分量相对闭合差应w 6.0*10,环线全长相对闭合差W 10.0*10。异步环坐标分量闭合差和全长闭合差应符合下式的规定(2-1)(2-2)(2-3)|Wx|Wy | Wz| |2 n |W| |23 n c |复测基线的长度较差应符合下式的规定：ds 2512地形图上地物点相对于邻近图根点的点位中误差与等高线及高程注记

6、点相对于图 根点的高程中误差要求见表2-2。表 2-2 咼程中误差限差表地形图上地物点点位中误差mm等咼线咼程中误差基本等咼距高程注记点高程中误差基本等咼距平地、丘陵地山地、高山地平地、丘陵地山地、高山地 1/3 0.5 0.75 0.5 1注：森林、隐蔽等特殊困难地区，可将表中的规定放宽05倍。地形点的密度根据地形、地物变化的复杂程度确定，一般为图上1cm-3cm地形点的高程注记一般记至分米，当基本等高距为 0.5M时应该注记到厘米。2玛尔挡上游水库控制测量控制网具有控制全局，限制测量误差累积的作用，是各项后续测量工作的依据。这一章主要写了玛尔挡水电站水库 GPS平面控制测量、四等水准测量过

7、程和对平面控制网 和高程网的平差数据处理。2.1 GPS平面控制2.1.1 测区基本状况库区都是山地，植被比较稀疏，各方面条件都较好。测区面积测区面积约3.4km2,工程测量控制网任务是测区八个控制测量点，采用北京54坐标系和1985高程基准。控 制网具有控制全局，限制测量误差累计的作用，是各种测量工作的依据。对于地形测图， 等级控制是扩展图根控制的基础，以保证所测地形图能相互拼接成一个整体。2.1.2 踏勘选点GPS01,GPS02”，编号01,02,网型如图2-1 :GPSOt2.1.3外业测量野外观测前，对所用仪器进行全期或不定期检校仪器，充分保证仪器不带故障工,GPMU叽检验和试测检验

8、。在此次测量中我们采用的仪交正，使各项指标达到要求施测过程中定GPS接收机应该进行一般检视！通电X20型静态接受机，测量时对中 间以及所观测的点名，方整平开机直接进行测量，在此过程中需要量便内业处理数据以免混淆。四台接收机同步观测两个小时再把其中两台接受机架设在另 外需要观测的两个点上如此循环直到八个 GPS及一个给定的高一级控制点观测完成。在测区附近地势较高的小山包进行埋石造标，为了保证施工阶段放样，至少两点相互通视。选 点应尽量避开高压电线，大面积水面以及高大建筑物。造标也要考虑测量及施工放样阶段的仪器架 设方便，不要在陡坎边缘及沟壑边缘造标。点名按点名按GPSO1数据导出及平差计算1）数

9、据导出在此过程中需要用到华测提供的 HcLoader软件，通过USB与电脑连接把数据下载 下来，放在指定的文件夹下；下载时，先“输入测站信息”，（对于点名不超过四个字最 好为数字或字母；并输入相应的时段名。）然后“数据导出”把接收机与电脑相连接后点击连接菜单，成功连接后在文件接收机中的数据文件具体 信息就会出现在文件栏中然后选择相应的观测文件，按相关提示输入记录的测站信息 则可成功导出观测数据（数据格式为*.hcn ）。2）平差计算平差处理则需要使用华测提供的 Campass平差软件，具体过程如下：任务的建立，打 开电脑“开始”一一 “程序”一一 “华测静态处理”一一 “静态处理软件”或者直

10、接打开桌面上的快捷方式。点击文件菜单下的新建项目菜单：输入项目名称并选择正确 的坐标系（可以把一个项目的观测数据放在一个文件夹中此时可以选择该文件夹，方便快捷3）坐标系的检查修正：新建任务虽然已经选定了坐标系， 但由于各地具体情况有所差异，我们需要对中央 子午线或者投影高等需要相应的改动或新建。点击“工具”一一”坐标系管理“如图2-2所视：需图中央子午线进行修改 ，其他的一般需要改动。图2-2坐标系修正示意图4）数据检查:数据导入后检查相应的点名，仪器高，天线类天线型等对发现的问题及时纠正（如用不同型号的GP宓收机联测，就需要单独修改天线类型，如果是没有的天线类型则需 要通过GPS线管理器，添

11、加相应的天线类型，并输入相应的天线参数。）5）基线处理：这是平差中最关键的一步，检查观测数据无误的情况下，点击“静态基线”一一“处理全部基线”，等基线全部处理完后，对于“ Radio”值比较小的进行单独处理， 至少保证Radio值大于3以上，当然处理的越大约好，最大为 99.9，Radio后面不能 带问号，是由于中误差过大造成的，必须对其进行处理。方法一：通过“基线处理设置”，增大或减小数据采样间隔或卫星的截止角，其他 为默认，当采集的数据时间较长时，不如两个小时以上的可以把采样间隔加大，对于卫 星数据较多，可以适当增大截止角。然后再单独处理一下这条基线。如图 2-3 :图2-3基线处理示意图

12、GM& 1I.IW 7B4B7E腱宣罠盘申豹此止3方法二：删除不好的数据，右击基线，出现”属性”，在“观测数据图”里删除不好的数据或者时间比较短的数据，确定后，然后再单独处理这条基线，如图2-4 :W基蛭问理M0t-W20.1(ra3J fOSQCOL 1QS1丿 Goot-jcKoj.ioeo丿 GOOSOE-.IOSO* G02G-)Cfi01.10l21* W2&-XiltCi3.1(TZ0图2-4删除不好数据示意图方法三：对于个别怎么处理都不能大于 3时，可以不让其参与基线处理及网平差，具体 操作是，右击基线一一属性一一把”参与基线处理及网平差”的复选框勾掉。网平差：在观测站点里右击属

13、性，点击“已知点坐标”,选择“ xyH”模式,在此次测量中给定一组坐标值，具体操作如图2-5:I TS站/VG刚*直由toa er1白由11i厂 加釣薰”理起t琮曲7T!*愛就I-卵女I WA：Wb fl* A血甕 .ItiMMni虬?NtA单点*務%3t:l7 2T23TM自由 IDS02030405E E ra I TnG G G pu G图2-5网平差示意图然后进行网平差设置：在“网平差”一一“网平差设置“，根据具体情况选择三维平 差，中央子午线需要改为103:00:00.00E，其他的如自由网平差，二维平差设置，高程 拟合方案等都可以默认。6）成果输出及检查：在“网平差”里点击“进行网

14、平差”，就会弹出下图窗口，点击“确定”，然后点 击“成果”一一”成果报告“，查看平差成果，平差报告会已网页的形式打开。从平差 报告里看出：基线向量及改正数 、t （Tau）检验表个别为红色，这说明要单独对这些基 线进行处理，直到没有红色出现为止。当基线被处理的没有红色的了，但x平方检验（a =95%）还是“失败”，这时把这个参考因子输入到网平差设置一一自由网平差一一协方差比例系数里，然后 再进行平差，直到“通过”，平差报表见附录1。2.2 四等水准测量水准测量是水文工作中必不可少的基础工作之一，也是水利工程勘测中必须的技术手段。以把握调整仪器的基本要领、尽量延伸观测长度、借鉴测水准闭合法等方面

15、的技 术完善为主，从技术方面研究了三、四等水准测量的准确性，对保证三、四等水准测量为 水利工程做出精准的数据支持提供了帮助。在此过程中用的莱卡spri nter 150 型电子水准仪。水准路线的选择在此次水准测量中选择的是闭和路线 ,已知老鸭山一个已知水准点,水准点与GPS 平面控制点共用。在依次在几个水准点之间进行闭合路线的四等水准测量。222 外业作业流程1 ）安置水准仪：打开三脚架并使其高度适中，目估使架头大致水平，检查脚架腿是否安置稳固，脚架伸缩螺旋是否拧紧，然后打开仪器箱取出莱卡 spri nter 150型电子水准仪。，置于三 脚架头上用连接螺旋将仪器牢固在三脚架头上。2 ）粗略整

16、平粗略整平是旋转基座脚螺旋，使圆水准器的气泡居中，使仪器竖轴大致铅垂，从而视准轴粗略水平。打开电子水准仪，新建四等水准测量任务选择闭合路线。3 ）瞄准水准尺转动目镜对光螺旋，使十字丝清晰，然后转动望远镜，用镜筒上的照门和准星瞄准水准尺，拧紧制动螺旋，再从望远镜中观察，转动物镜对光螺旋进行对光，使水准尺成 像清晰，最后转动微动螺旋，使十字丝纵丝对准水准尺时按测量键进行测量。按后后前 前的顺序进行测量。闭合差的检验一个闭合回路测量完后，进对闭合差进行检查是否超限。4） 注意事项为了防止水准仪和尺垫下沉，测站和转点应选在土质实处，并踩实三脚架和尺垫， 使其稳定立尺者。前后视线距应大体相等，且不不能超

17、过100米。2.2.3 数据处理水准测量采用电子手簿记录，内业用Sprinter DataLoader软件将数据传出为EXCEL 表格形式，并计计算出两点高差。并采用“ COSAW”根据距离定权进行数据平差。平 差过程如下：1）编译高程观测文件，它的结构如下：已知点点号，已知点高程值测段起点，终点，高差，距离两高程点间的水准线路为一测段，测段高差以米为单位，测段距离以公里为单位。 编译的高程观测文件如下：LYS,544.000GPS01,GPS02,-23.1003,1.5587GPS02,GPS03,10.3899,0.8520GPS03,GPS04,-6.0314,3.4458GPS04,

18、GPS05,-9.2389,1.0397GPS05,GPS06,15.2029,2.9011GPS06,GPS07,-0.0815,0.7668GPS07,GPS08,-4.8759,0.6226GPS08,LYS,109.5703,6.0075LYS,GPS01,-91.7827,16.2206高程文件命名为“新场水库.ini ”2）高程网平差：打开“ COSAWIN平差软件,用鼠标单击“平差”栏中的“高程网”，或单击工具 条中的快捷键，主菜单窗口将弹出如图3-6所示的对话框。在该对话框中选择并打开“新 场水库.in1 ”高程观测文件，将自动进行高程网平差、精度评定及成果输出等工作。平 差结

19、果存于高程平差结果文件“新场水库.ou1 ”中，并自动打开以供查看。通过查看和 分析后验单位权中误差值以及高差观测值的改正数，可以判断观测值和平差结果的质 量；同样也可以调用“工具”栏中“闭合差计算”功能菜单，检查各水准环线的闭合差， 并生成报表“新场水库.rt1 ” 2-6 o图2-6高程文件打开示意图3淹没区地形测量3.1 概述地形图的测量为水库的设计提供具体的依据， 其目的是为设计人员提供准确的一手 的地形资料。因此，淹没区地形图必须要实事求是、完整、清晰地表达大坝枢纽部分地 形、地物和地貌，粗细结合，图式准确。在此次测量中采用华测RTK和全站仪相配合进行对淹没区的地形地物进行1:100

20、0大比例尺测图,采用RTK与全站仪联合作业能有效解 决全站仪的水平方向的遮挡问题，也能解决RTK无信号或信号较弱的问题，避免了单独 使用RTK或全站仪的局限性。能达到优势互补、程序简单、精度高、提高效率、质量保 证、节省物力和人力的效果,按工程测量规范GB50026-2007,水利水电工程测量规范SL197-97规范要求 进行施测。在此过程中，共配备宾得 R202全站仪一台，莱卡TSO6全站仪一台，华测RTK一套（DL3电台一台，X90双星接受机三台），技术人员七名。RTK主要用于地形测 量全站仪用于房屋的测量。3.2 RTK地形测量外业作业流程1）基准站的架设基准站一定要架设在视野比较开阔，

21、周围环境比较空旷的地方，地势比较高的地方； 避免架在高压输变电设备附近、无线电通讯设备收发天线旁边、树阴下以及水边，这些 都对GP信号的接收以及无线电信号的发射产生不同程度的影响。一、架好三脚架，放电台天线的三脚架最好放到高一些的位置，两个三脚架之间保持至少三米的距离；二、基准站接收机开机；三、设置好电台频率和功率；四、查看电台灯（红灯）和基站信号灯（绿灯），若一秒则表示正常。2）移动站的操作先把天线旋在接收机上面，固定在 2米碳纤对中杆上， 设置为电台模式、频率和 电台频率（456.50HZ） 致，广播格式也必须基站广播格式（RTM3.0） 致。等到接收 机绿灯闪、手簿下方显示“固定”以后，

22、就可以进行数据采集。手薄使用首先打开测地通软件“文件”-“新建任务”输入“任务名称”和选择“坐标系统”然后进入“配置”菜单 “坐标系管理”更改“中央子午线”，然后查看其“水 平平差”、“垂直平差”是否正确。打开电源键即可开机，GPRS选择电台模式一输入频率点击设置后查看流动站信号灯灯，若查分信号灯（绿灯）一秒闪烁一次，则表 示正常。点击“测量” -“启动移动站接收机”稍等片刻即获得基站信号，看到流动站 差分灯（绿灯）“一秒闪烁一次”时（即进行数据采集）。键入已知点打开测定通“RTKCE 一“键入”-“点”，输入已知点的坐标一“保存”一“确定”。找到已知点GPS01GPS02 GPS03选择“测

23、量” -“测量点”，测出三个点的坐标，分别命名为 G1, G2, G3 “测量点” -“选项”中更改观测时间为5S。点校正方法“测量”-“点校正” -“增加”-“网格点名称”-“”即所键入的已知点 A B、C （选之前键入的“当 地平面坐标”）-“ GP点名称即所测的对应控制点 A-1，B-1，C-1 （实地测 出相对应已知点的“ WGS8坐标”）选择“水平与垂直”建立好对应点后，“计算”-“确定”，三次确定后即把点校正后所得的参数应用于当前任务。检查：“文件”-“当前坐标参数”，水平平差：经过点校正后所得水平校正参数。因为测量时间较长， 基站在测区内搬动和重启，为了避免每天都重复进行点校正工

24、作，每天开始数据采集之 前先做一下重置当地坐标的工作，具体步骤如下：前一收工时在第二天的测量区域附近 采两到三个图根控制点（理论上一个即可），并把测量结果保存下来；第二开工前对这 三个点进行测量，并将其中一个点坐标键入文件中去“键入”-“点”，在获得基站信号后“测量” -“测量点”实地测量该点。到“文件”-“元素管理器” -“点管理器”中找到已测点A-1 -“细节” -“重设当地坐标”选取键入的已知点-两 次“确定”即完成，也可以在重设当地坐标时直接输入，重设当地坐标后，对照另外两 个的坐标是否与前一天测量值相符。如果相符即可进行野外测量工作。通过以上的操作，每天就不用重新做点校正。3）数据采

25、集外业数据采集的质量直接关系到内业成图的质量， 要测量的地形符准确合理符合实 际，碎部点采集的合理性就显得尤其重要。地性线（山谷线、山脊线）被称为地貌结构 的骨架线，在测量时如果观测条件良好，一定要采集足够密度的高程点。为了使内业等 高线生成符合实际并且美观，往往在地性线上平行要打三排点，这样等高线拟合时会 更加平滑。对于陡坎，一般应该在坎上和坎下采点，对于陡坎形状变化的地方要打点， 对于很直的陡坎要每隔15 20米打一个点，在水崖线的测量中一定细致，使对中杆 的底部恰好在水面并保证十到二十米采一个点，在测绘比较复杂的地形时，可以不按照 顺序来跑点，而是实行就近原，可以实现一遍就可跑完地物，避

26、免了反复跑动和遗漏， 达到省时省力增效的目的，采用编码法起进行辅助记忆，不用现场手工绘制草图直接给 测点编码，大大提高测量效率，内业成图时批量处理编码数据，全自动绘图，也减轻了 内业成图的负担。简码可以通过 CASS7.1安装中的JCODE.def文件定制，把编码改成自 己容易记住字母或数字。内业成图时就不需要在修改地物属性。采点过程严格规范操作， 不要密集采点也不能漏掉关键的点。4）数据导出打开测定通软件按“文件”一“导出”-“点坐标导出”一输入文件名一“确定”一“数据导出成功”然后用US数据线把手簿连接电脑，到一 “我的设备” -“Program files ” -“ RTKCE” - “

27、 Projects ” ,找到当前文件夹中导出的数据-复制到电脑即可。3.3 全站仪地形测量在此次测量中，全站仪主要用于建筑物和 RTI观测条件较差的地方。外业作业流程建筑物的图根控制点直接由RTKffl量得到，由多数文献可知RTK可以满足图根控制的 要求，每天先用RTK准备的测量的几个村庄进行图根控制测量，为了保证精度图根点应选择在比较开阔RTI观测条件较好的地方，在观测时对中杆气泡应严格居中，观测时间 改为5秒，（“测量”一一“选项”即可修改）1）全站仪的架设将全站仪架设在图根点，严格按照对中，整平的步骤来架设，量取仪器高。定向开机后，新建任务并依次输入仪器高，测站点坐标，后视点坐标，棱镜

28、高（不同型 号的全站仪在此过程操作中有所差异，在此就不一一概述）。将棱镜立于后视点上，司 镜人员瞄准棱镜中心并测量，把测量的值与后视点坐标对比，误差在限差范围内则可以进行数据采集，反之则将上述过程重复一次直到在限差范围内 数据米集在这次测量中，全站仪主要用于房屋的测量，将棱镜立在房角处，将可以观测到的 房角尽量测量，同时还配备皮尺一副，对于规则的房屋理论上测量两个房角即可以，其 他的边长则用皮尺量取。对于不规则房屋则必须将所有的角点全部用全站仪测出。为了 接图方便房屋周边的附属屋也要一便测量（如小片菜地，水泥坝子，未硬化的院坝，房 屋周边十米范围内的坡坎，通往房屋的道路也需要测量一段），在房屋周遍的坡坎测量 过程中，很多房子后面的坎子不能直接测量到，为了提高作业效率则不必转站到房屋后 面，直接用皮尺量取坎子到房子后