发布时间:2023-12-20 11:44:37
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我国的水利工程勘测技术虽然在不断地发展和进步,但还有一定的问题,这些问题需要我们不断改进。任何一个水利水电工程勘察设计工作都要是一个完整的过程,它包括工程结构图、工程量和工程成本的计算和细化。不仅如此,还有作为设计依据的基础资料的逐步补充完善。
2.1勘察设计观念淡薄
很多工作人员对勘察设计的意识很淡泊。设计部门的技术人员很多缺乏经济观念,仅仅在完成施工图上考虑,工程造价已经确定,而施工设计图中的工程造价有一定的可变性,这就是根据不同情况有所变动了,但是在工程造价的实际消耗上是不能随意改动的,这些人员有时候缺乏经济观念,考虑不周,这就是设计文件存在问题,无法体现经济性。
2.2设计规划的资料太匮乏
水利工程勘测技术是一项长期并且繁琐的工作,带有非常强的专业性,制度不健全,管理不完善等很多因素导致设计规划基础资料太过匮乏,贯彻实施力度不够。因为资料不全,规划成果少,规划依据不足等等的原因,使得水利工程勘测技术得不到保障,加上市场的干预,社会利益化的影响,就会造成巨大的经济损失。这都是因为之前设计资料匮乏引起的。
2.3设计标准化与程序化进展过于缓慢
在我国设计标准化与程序化进展过于缓慢也是水利工程勘测技术中存在的问题。因为它会受到水情、地形、地质、工情、业主要求等众多相关因素的影响,因此,在客观条件上已经受到了非常多、非常大的制约,难以推广,导致标准设计难以统一。我国目前水利工程勘测技术中可以用到的标准图集和程序资料太少,这就大大影响了设计的效率和效果,浪费资源,影响工程的进度和质量,影响经济效益。2.4水利工程勘察设计单位缺乏专业的资质审核部门在我国关于水利工程勘测技术与管理的改革过程中,逐步放宽了勘察设计单位的标准,我国的勘察设计单位逐渐成为开放、公平的勘察单位,并且逐步迈向一种全新自主的发展模式。但是由于政府对水利水电勘察设计单位缺乏专业的资质审核部门,这使得相关部门的管理工作滞后,管理工作缺乏深入性和客观性,这使很多地区都出现了粗制滥造的现象,不但影响了我国水利的发展,也带来了经济损失、人员伤亡。
3水利工程勘测设计技术解决措施
对于不断发展的水利工程勘测技术设计的建设,针对我国的现状,对出现的问题逐一分析,形成不同的解决措施。1)要加强勘察设计观念。由于我国很多人员在勘察设计观念上意识淡薄,导致在设计图纸上无法想到经济上的利益,缺乏经济观念,使得在经济上会有浪费或损失的情况。只有强化勘察设计观念,才能使设计人员考虑周到,将经济上的问题也呈现在设计图纸上,避免浪费的情况发生。2)要注重整理搜集设计规划的资料,因为在设计规划的资料上太过于缺乏,导致规划成果少,规划依据不足等现象,这些都是应该避免的,这样的资料严重不足,会使得设计上吃力,并且会造成相应的经济损失,浪费资源,水利工程勘测技术无法得到保障,给工作增加难度。因此我们要多搜集整理设计规划的资料。3)要建立专业的资质审核部门。因为水利工程勘测技术设计上没有专业的资质审核部门,导致政府对设计上、工商管理上的缺乏,因此出现很多豆腐渣工程,很多工程偷工减料,这就使得在一段时间内,一些地方的工程都存在着安全隐患,严重的会导致人员伤亡、经济损失,带来严重的后果。
中图分类号:TU3文献标识码:A文章编号:
水利工程地质勘测主要任务是查明与工程建设有关的地质条件并作出评价,预测可能出现的工程地质问题,提出所需的防治措施与建议,为规划设计和施工提供必要的地质资料。我国水利工程勘测方法正处于一个飞速发展的阶段。重新认识和审视目前我国水利工程的各种勘测手段及其应用水平,大力推进各种勘测方法的发展及其综合应用,从而使水利工程地质勘察工作由“定性分析”向“定量计算”方向发展。定性分析和定量计算的紧密结合,对加快我国水利水电工程业的发展具有重大意义。不可否认,一些传统的勘测手段仍然起着不可替代的作用;另一方面,运用有限元等数值模拟分析方法,发展与实际地质体性质更接近的非均质、各向异性、多相介质中的三维层析成像等物探技术,以及3 S技术在水利工程勘测中更广泛的应用,已成为当今的发展趋势。
1 目前水利工程勘测中使用的常规方法及其建议
工程地质勘探是在工程地质测绘的基础上,为进一步查明地表以下工程问题和取得深部地质资料而进行的,主要有山地勘探、钻探、物探等三种方法,以下分别加以说明并针对这些方法提出一些建议。
1.1山地勘探
山地勘探是指采用人工或机械进行剥土,或开挖探坑、探槽、探井或平硐等揭示地表浅层地质情况的勘探手段,可直接进行试验、取样和观察地质现象,使用的工具和技术要求相对简单。它的勘探深度有限,故建议在进行地表浅层地质勘察时运用。
1.2钻探
近年来,钻探方法、工艺及其施工水平的提高,加快了水利工程地质勘测水平的发展,特提出如下建议:
1.2.1 钻头、钻机等钻探设备方面的建议。
从20世纪80年代开始,研制出各种转速快、扭矩大、性能稳定的新型钻机。对较完整的硬岩进行钻探时,建议采用金刚石钻头,该钻头基本取代了钢粒或硬质合金钻头,大大提高了钻进速度和岩心采取率。
1.2.2 砂卵石层、软弱夹层、破碎带等特殊层位的钻进取样技术的建议。
砂卵石层卡钻、难以钻进,以及同软弱夹层等特殊层位中钻进一样,岩芯采取率低、取样困难等一直是水利工程钻探的技术难题。建议采用近年来发展起来的套钻技术,或采用专用的取芯钻具,及其它确保岩芯免受冲刷和挤压的保护系统等,以较好的解决这一技术难题。
1.2.3 其它一些钻进工艺方面的建议。绳索取芯钻探新工艺实现了在不提钻的情况下采取岩芯的目的,其在水利工程中的应用实践证明,该工艺大大减少了取芯过程中来回提钻的工作量,较好地解决了在软弱层等特殊地层钻进过程中经常出现的难题,如塌孔、取芯质量低等问题。
1.3 工程物探
地球物理勘探简称物探,工程物探方法主要有以位场理论为基础的重力场勘探、磁场勘探、直流电场勘探等,以及以波动理论为基础的地震波勘探、电滋波勘探等。
1.3.1 重、磁位场勘探。重、磁位场勘探是最古老的一种物探,相对于地震勘探而言,其精度和可靠度较差。目前,由于一些高精度的重力仪、磁力仪的研制和应用,使得重、磁位场勘探的精度有了很大程度的提高。微伽级重力仪的使用,使微重力测量被用来勘探洞室和边坡地质体的变动形态并监测其稳定性。建议在区域和深部地质构造研究、矿产勘探、考古等领域中采用重、磁位场勘探,而在工程地质勘测中应用较少。
1.3.2 地震勘探
目前,地震勘探在水利工程领域发展较快。建议在水利工程勘测中运用地震CT,该地震CT可利用钻孔、隧道、边坡、山体等多种观测条件进行二维、三维地质成像,促进了地质勘测由定性向定量化的方向发展。
1.3.3 电磁勘探。包括天然场源的电磁测探和人工场源的连续的电磁波勘探等多种方法。 建议在水利工程中加强电磁勘探的应用。例如,可控源音频大地电磁法、人工与天然两种场源、多场源、二维和三维电阻率成像等技术,在水利工程勘测中用来推测深埋长隧洞围岩介质的结构特征、隐伏断层、破碎带及异常区等可能影响工程的各种因素,取得了显著的经济效益。
1.3.4 电法勘探。主要包括电阻率法、充电法和自然电场法、激发极化法、电磁感应法。 建议在水利工程地质勘察中运用电阻率法。它引进了地震勘探的数据采集办法,可实现数据的快速、自动采集,其测量结果可实时处理并显示地电断面或剖面图,从传统的一维勘探发展到二维勘探。目前,在单源与单点测量的基础上,发展为多源、多点、多线测量,从而发展了三维观测技术。
2 建议在水利工程勘测中引入3S技术
3S技术是指全球定位系统(GPS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)等三大技术系统的集成与总称。
2.1 全球定位系统
GPS在工程地质勘察领域内主要用来确定观测点位的三维坐标。相对于普通测量手段而言,它不要求观测站之间通视,具有定位精度高、观测时间短、操作简便、可全天候观测等优点,可将其采集和储存的观测数据导入计算机进行分析与处理。
GPS越来越广泛地应用于水利工程地质勘察测量及定位控制,它在高程控制方面能较好地解决跨河、跨沟水准难以传递的问题,以及在勘察区控制点较少,或在山区、林区等通视条件较差、观测条件受限的区域进行工程地质勘察时,运用GPS可大大减少作业时间,提高测量精度。
2.2 遥感
遥感技术主要应用于预可行性研究阶段或可行性研究阶段,与其他勘察手段配合,有利于大面积地质测绘,提高填图质量和选线、选址的质量,减少野外地质调查的盲目性,减少外业工作量,进而提高了勘察效率。
遥感技术作为一种工程地质勘测手段,近年来在我国水利水电工程中应用越来越广泛,从总体来说其用途主要有:工程地质调查与制图,岩溶调查,对滑坡、崩塌、泥石流等物理地质现象的调查,输水隧洞、渠道等跨区域、长距离等线状大型工程地质调查,地形、地貌、地质、水文、气候等复杂特殊地区的工程地质调查,节省了费用,加快了工期。
2.3 地理信息系统
GIS技术可自动制作平面图、柱状图、剖面图和等值线图等工程地质图件,还能处理图形、图像、空间数据及相应的属性数据的数据库管理、空间分析等问题,将GIS技术应用于工程地质信息管理和制图输出是近几年工程地质勘察行业的热点和发展趋势。
3 结束语
随着我国国民经济的飞速发展,工程建设项目从深度、广度及精度上对工程地质勘测提出了更高的要求。面对勘探深度的加大、对勘探分辨率(精度)要求的提高,许多传统的地球物理方法及技术已无法满足工程需要。为此,本文对目前水利工程地质勘测方法进行了分析总结,并适当给出了建议,在此基础上选择合适的勘测方法对水利工程地质勘测及水利水电工程建设具有重要意义。
参考文献:
[1] 杨连生.水利水电工程地质[M].武汉:武汉大学出版社,2007.
[2] 王妙月.勘探地球物理学[M].北京:地震出版社, 2006.
[3] 曾凡卿.三峡工程建基岩体物探检测方法应用[J].2008.
水利勘测设计是水利工程建设的重中之重,工程勘测与设计是密切相关的。工程勘测作为设计首要环节,主要内容是通过对地质、地貌和地形等地理条件进行测量和勘查,并收集资料为设计提供依据和相应的数据。勘测设计是利用现代化科技手段对现场地理位置进行勘查和测量,从而得到计量参数,由工程中的专业设计人员针对这些资料进行整合,并制作出设计文档的过程,在水利工程建设中勘测设计的结果将会直接影响到整个水利工程的质量保障和群众的生命财产。
1水利工程勘测设计质量当前的形势
1.1勘测设计质量的现状
部分施工单位放松了质量检测和质量管理。忽略了对专业技术人员的培养,造成了技术人员的专业素质低下,质量管理和质量管理意识不够。水利勘测设计的市场竞争现处于一种无序的状态,市场供求加大使得勘测设计单位之间的竞争压力增加。水利工程是从设计到工程开工都需要很长一段时间的过程,会受到经济和材料价格、施工方法、施工设备以及自然因素等条件影响,有很大的不确定性。
1.2水利工程勘测设计质量管理面临的主要问题
对于目前水利工程行业质量管理的审查和勘测设计质量的抽查情况来看,水利工程勘测设计中还是存在着诸多的问题,比如,参数选取不合理;设计项目选择不当;计算准确度低以及一些设计没有按照规定程序进行审批和论证就直接使用等情况。从水利部门对目前的审查结果来看,水利工程项目的质量令人堪忧,甚至之前还有过质量达标率低于30%的情况。从水库检测病险和水库加固项目来看,水利勘测设计还存在施工图纸设计没有达到要求和设计方案不切实际以及前期工作没有做好等问题,部分水利项目甚至都没有分析堤坝的稳固性。在水利工程项目施工过程中也常常会出现工期延长、投资金额控制不到位和设计方案变更过多等情况。通过对那些发生事故的水利勘测设计的研究发现,基本上都是没有达到规范要求进行施工造成的。
2水利工程勘测设计质量的策略
2.1增强水利企业的自律意识
想要强化水利工程勘测设计质量就要提升水利工程单位的自律意识,要对水利行业的勘测设计部门进行严格的管理,建立具有权威性、有效性、严谨性的管理制度,并且要落实实施勘测设计质量的管理制度,从以往经验中吸取教训,建立起完整统一的体系。通过利用奖罚分明和内部监督管理检查的方式,使勘测设计工作人员严格遵循设计合同中所要负的责任,要求要在水利工程资质符合条件的情况下才能进行勘测设计的工作。以国家水利工程技术规范严格要求,工程勘测设计工作要在通过审批过后才能进行。
2.2加强政府管理力度
根据政府推出的相关政策对水利市场进行一定的约束,建立水利市场的整合化一的体制。政府部门要跟上水利勘测设计的发展趋势,将水利工程市场逐步完善,使水利勘测设计管理形成标准化的体系。要把资质监管、信息和信用这3个部分作为基础。要实施水利勘测设计质量的管理,要由专业、权威的专家对勘测设计质量进行抽查检测,政府部门进行强制性的管理,逐步完善水利勘测设计质量的管理工作。政府部门也可以通过审查制度来检测水利勘测项目的设计质量,严格按照标准的审查制度,将设计部门的设计与其他市场行为进行检测监管,这样将会使勘测设计质量管理得到有效的提高。
3结语
现代化企业管理下水利工程企业在勘测质量设计管理方面的问题还有很多,但国家进步和水利企业创新都可以让这些问题在实践中得到解决。勘测设计在水利工程中占有重大的位置,所以水利工程建设项目一定要遵循勘测设计的报批文件来实施水利工程的工作。只有严格按照规章制度来落实工作,强化勘测设计质量的管理力度,水利工程才能得到稳定的发展。
参考文献
中图分类号:S27 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)15-0041-01
引言:随着科学技术的进步,水利工程的发展越来越来越快。因为水和人们的生产、生活息息相关,因此人们越来越重视水利工程的发展。水利工程的建成离不开坝地质的勘测,所以,人们对地质的勘测也提出了新的要求,例如:加大勘测的深度、提高其精准度等。所以,寻找更先进的勘测技术,已经成为我国地质勘测人员的重要工作内容之一。基于此,本文对水利工程地质勘测技术与方法进行深入的探析,希望可以提高水利工程地质勘测的效率。
1、水利工程地质的编绘和编录方法
在地质勘查中,工程地质测绘的工作强度极大,主要包括对地质点的测绘、路线测绘、实测剖面图等。在勘察工程区时,一定要先了解其地壳的结构和地震活动等相关情况,再利用现有的测绘手段对其实施工程地质测绘,当遇到其他难题时,还需设立专项的地质研究小组。
2、水利工程地质勘测方法
2.1 山地勘测
山地勘测是运用机械或人力对地皮实施削土,或者通过挖坑、挖探井、探槽等手段,探测地表浅层的地质状况的一种勘探方法。山地勘测主要用于试验、观察地质状况、取样等地质勘探中,应用性极强[1]。山地勘测由竖井勘测和平硐勘测两大类组成,由于山地勘测具备使用工具简单、技术要求低、勘测深度较浅
等特点,所以经常被用于地表浅层的地质勘探。
2.2 钻探
钻探是目前工程勘察中的主要手段之一,并在部分大型的水利勘探工作中得到广泛应用。在水利工程地质勘察中,常用的钻探技术有:
①金刚石钻进技术:利用金刚石钻进技术,可提高我国钻探的效率,将岩心采取率提升到90%。金刚石钻进技术的发展,同时也带动与之有关的设备和仪器的发展,为我国的水利工程地质勘探事业的发展奠定了基础。
②砂卵石层钻进技术:在水利工程的钻探工作中,砂卵石钻进技术是一项技术较高、掌握难度大的技术。我国水利地质勘测的专家采取技术攻关策略,深入研究砂卵石钻进及其取样技术,最终取得显著成就。将研制出的SM植物胶和MY-1A植物胶应用于砂卵石层钻进中,可使砂卵石层钻进技术升级,取得较大的社会效益。
③金刚石绳索取芯钻进技术:目前先进的钻探技术之一,其技术原理为勘测时实现不提钻也能采取岩芯,被广泛用于深孔和浅孔钻探中。
④软弱夹层钻进技术:软弱夹层处理一直是钻探中的y题,可在金刚石钻进技术的基础上增加悬挂装置、扶正装置和岩芯堵塞报警装置等新技术,形成软弱夹层钻进技术。
2.3 工程物探
地球物理勘探是目前较为常用的勘探手段之一,具体操作为:运用地质观测仪对被勘探地区的的物理磁场进行勘测,对物理磁场测量数据进行处理,并对地质状况进行解析后,可推断地下局部的地质体的属性、地理位置、具体结构、埋藏深度和含有量等。另外,工程物探主要包括两大类,即基于位场理论的重力场勘探、磁场勘探、直流电场等勘测方法和基于波动理论的地震波勘测、电滋波勘测等方法。
①重、磁位场勘探:重、磁位场勘探是目前最古老的物探方法,其缺陷是精度不足、可靠度较差。目前出现的精度较高的磁力仪和重力仪,能提高重力、磁力位场的勘测准确度。而微伽级重力仪是把微重力测量方法,直接用于洞库和边坡地质体变动状态的勘测中,可对其稳定性进行监测。
②地震勘测:地震CT常用于山体探测、钻孔、开挖隧道等工程中,地震勘测中的地震CT可用在二维和三维的地质成像中,使地质勘测从定向勘测向广泛化发展。
③电磁勘探:主要包括两种,人工场源连续的电磁波勘探和天然场源电磁测探。可将电磁勘探用来推测深埋长的隧洞围岩的结构特征、隐伏断层和异常区等,可为水利工程的安全施工提供保障。
④电法勘探:主要包括自然电场法、电阻率法和充电法等。新发展的高密度电法勘探主要借鉴了地震勘探中的数据采集法,实现对数据的自动采集,对其测量结果能实时处理,同时显示出剖面图[2]。现阶段,电法勘探已经由单源和单点测量逐渐发展为多源和多点测量。
3、地质勘测新方法及其在水利工程中的应用水利
3.1 GPS在水利工程地质勘测中的应用
把全球定位系统(GPS)应用于水利工程的地质勘测中,是为了对观测点电位的三维坐标的精准性进行衡量。与传统的测量方式比较,GPS测量作业不要求各观测站的站点间有通视功能,其可控性和操作性较强。同时GPS勘测技术还能对观测作业实行高精确和持续性观测,观测的数据可直接输入计算机中,并被自动分析和处理。将全球定位系统技术用于水利工程项目的建设中,可解决跨沟和跨河后水准无法传递的难题。而将其直接用于高原、林区、偏远山区等控制点较少、通视条件差的地质勘测中,可提升测量的精度,还可合理控制测量的时间,提高水利工程地质勘测工作的效率。
3.2 水利工程地质勘测中应用RS技术
在地质勘测中采用RS技术,可扩宽地质测绘的覆盖范围,提高选址和选线的准确度,有效减少外业的工作负担,提高水利工程地质勘测工作的效率。遥感技术可分为三大类,即地面遥感、航空遥感和航天遥感,由遥感技术提供的图片,可按照相应的比例制成立体的影像图,真实地反映出勘测区域的地形地貌、渠道和隧洞等岩石的性质、滑坡、泥石流等信息[3]。将所得信息交给专业部门处理,就能得到精确性较高的资料。目前遥感技术在地质勘测中的应用较广,成为地质勘测的主要手段之一。遥感技术不但能拓展勘测面,还能为其提供大量的资料信息,同时它生成的卫星影像立体感很强,可提高资料的利用效率,提升地质勘测工作的水平。遥感技术应用的特点主要有以下几点。
3.2.1对区域构造稳定性分析
由于遥感图像能提供大量宏观的线性构造信息,较好地反映区域地质特征、水系分布特征和地貌形态,所以对研究区域构造格架,确定断裂体系及活动性以及评价工程及其周缘地区的构造稳定性有重大作用。因此遥感技术的应用也成为研究此问题必用的手段。
3.2.2对水库的坍塌、滑坡等自然灾害的调查
对较大型的水库边坡有可能出现坍塌、滑坡或泥石流等自然灾害的调查中,应用遥感技术利用航卫片或彩红外片进行地质解译,结合野外现场观察、复查和检查查明了许多久拖不决的影响库岸稳定性评价的大型或较大型、塌滑体的数量,分布及其稳定状态。
结语:
根据上文叙述可知,水利工程的勘测工作需要取得真实的数据,并且对这些数据加以分析判断,一旦发现水利工程中存在的问题,及时提出改正的措施,以此提高地质勘测的工作效率。因为水利工程的建设是水资源合理利用的关键,因此,相关的工作人员应该以勘测工作的质量作为基础,有效的缩短水利工程的建设时间,以促进我国水利工程事业的蓬勃发展。
中图分类号:TV文献标识码: A
勘测设计是工程建设的基础和龙头、首要环节,勘测和设计是个统一体:勘测是通过勘探、测量及其它手段,搜集足够的地理、地形、地貌、地质资料等,为设计提供重要的基础资料和可靠的依据;设计是根据勘测资料和施工、使用的实践经验及运用先进科技成果,经设计人员的思维劳动,完成最终产品―设计文件。可以说,勘测设计是工程质量和工程技术含量高低的关键, 也是工程发挥效益程度的内在决定因素。因此, 勘测设计质量的高低, 是工程建设中必须十分关注的要素。水利工程的勘测设计又以其要素复杂、个性突出、牵涉面广、社会影响大、关系到人民生命财产安全和社会的稳定等特点对勘测设计质量提出了更高的要求。
一、当前水利工程勘测设计质量管理所面临的主要问题
从对当前水利行业质量管理体系审核、勘测设计质量抽查情况和最近几年的安全鉴定情况来看,水利勘测设计中存在许多如参数选用不妥、设计工况选择不当、计算不够规范以及不按规定程序进行审批和论证的个别设计等情况。 从水利部水利水电规划设计总院(以下简称水规总院)对目前项目的审查结果看,项目质量情况令人担忧,甚至出现过一次质量达标率不足三成的情况。从检查病险水库除险加固项目的方面来看,存在施工图设计深度达不到要求、设计方案不尽合理和前期工作的深度不足等通病, 某些项目甚至没有分析大坝的稳定性。在工程建设的过程中也通常存在工期延长、设计方案变更频繁和投资控制不理想等问题。 从发生事故的水利勘测设计来看,基本达不到规范要求或者国家标准,导致事故发生的最主要原因是勘测设计的存在质量问题。
二、提高水利工程勘测设计质量的建议
1、抓住关键环节,提高质量
(1)工程测量环节。水利工程的工程测量是整个勘测设计的基础, 它为水利计算、工程方案布置、工程量计算、拆迁安置调查甚至施工放样提供了依据, 可以说工程测量质量的好坏直接决定了勘测设计的质量。提高工程测量质量一方面要提高测量单位的质量意识和质量责任, 完善自身的质量控制体系; 另一方面要增加对测量成果的检查抽查力度和环节, 比如设计人员现场查勘要附带对测量成果符合性、合理性进行检查和抽查等等; 同时, 修改完善现行的勘测收费标准, 让勘测经费与勘测工作量挂起钩来, 从机制上杜绝“测量工作做多做少一个样”的局面。
(2)工程勘测环节
要提高工程勘察成果质量, 首先要充分利用已有地质资料, 根据工程的建设目标制定合理的工 程勘察方案; 其次要严格遵循有关规程规范, 提高勘察单位的质量责任意识, 杜绝勘察过程中偷工减料和试验资料的造假行为; 还要提高地质资料的分析判别能力, 恰如其分地为设计提出地质参数, 既要保证工程的安全, 又要充分利用地质条件, 为合理确定设计方案, 优化工程量、减少投资提供依据; 同时, 修改完善现行的勘测收费标准, 让勘察经费与勘察工作量挂起钩来, 从机制上杜绝“尽可能减少勘察工作”的局面。
(3)施工组织设计环节
水利工程设计中的施工组织设计的主要作用是确定施工导流和临时工程的防洪标准、确定施工场地( 包括料场) 的征迁范围、确定社会平均水平( 定额水平) 的施工进度和施工方案以
及相应的实施工程量并供确定概( 估)算投资使用。设计单位的施工组织设计人员要建立跟踪施工技术发展的机制, 与施工单位形成协作互通的关系, 以提高设计人员对施工技术的掌握水平; 同时, 在设计过程中要与建设单位充分沟通, 详细查勘工程现场, 了解建设单位对工程施工的构想和工程建设的外部条件。这样才能提出一套既符合工程建设实际又科学合理、技术先进的施工组织设计来。
2、完善各项管理机制
(1)规范水利勘测设计市场
严禁无证设计和超越资质范围进行设计,规范水利勘测设计市场,使勘测设计单位的技术力量、实际经验与所承担的勘测设计任务的规模、难度相适应.设计单位的资质等级不能满足相应级别设计要求的,上级主管部门不予审批其设计文件.特别要在思想认识上解决地方保护主义、人为分割市场的问题,使真正有实力、有信誉的甲级设计院承担起重要的工程项目的设计.同时,对无证设计和超资质设计,以及出卖设计资质行为,应采取更严厉的惩治措施.应该创造条件积极试行水利设计监理制度.
有关主管部门应增加前期工作经费的投入,增加项目储备,以适应繁重的水利工程建设的要求.水利勘测设计院大量承担的是政府部门委托进行的设计项目,有关部门和单位要切实解决盲目压任务、压设计费,拖欠设计费的问题.水利水电工程具有客观存在的复杂性与特殊性,必须实事求是地安排任务或签订合同,保证合理的必要的设计周期.要认真贯彻国办16号文件精神,坚决杜绝边勘察、边设计、边施工的“三边”工程的出现.
(2)加快勘测设计单位体制改革
首先,更新观念是前提。要通过加强学习,转变观念,放弃依赖思想,提高对改制工作的积极性和主动性。第二,改革体制是关键。产权制度改革是体制改革的核心,各院要根据实际情况,构筑多元化的产权主体,达到产权清晰、权责明确、政企分开、管理科学的目标,建立规范的现代企业制度和法人治理结构,改革、理顺企业内部的运行机制,健全内部管理制度,实行以设计项目为中心的资源优化配置,推行以人事、劳动、分配为核心的三项制度改革,不断增强企业的应变能力。第三,市场竞争是手段。各勘测设计单位要按照市场的战略定位,搞好产品结构、专业结构和人才结构的调整,加强市场开拓,强化投标机制,建立快捷、灵活、高效的决策机制。第四,提高效益是目的。要树立以经济效益为中心的观念,进一步加强内部管理,如财务管理、资产管理、成本管理、质量管理等。要通过强化项目管理,切实做到进度、成本、质量三控制,实现效益稳步增长。第五,培养人才是保障。一是建立新型的用人育人机制,二是制定有利于引进人才的政策,调整人员结构,要重点引进、培养满足开拓市场要求的各类技术人才;三是要制定人才培养规划,增加人才培养投人,加大对技术人员的培养力度。第六,维护稳定是基础。在改革中要注意妥善处理好与职工利益相关的问题。要想方设法安置好下岗分流人员,同时,做好离退休人员和下岗分流人员的思想工作和基本生活保障。
(3)完善设计质量保证体系
1 水利工程地质勘测技术的重要性
建国六十多年来,我国的水利工程事业发展迅速。尤其是近几年来,我国对水利工程的质量要求愈加严格,工程地质的勘察为工程建设质量和运行期的安全,展现了第一手的基础资料。水利工程的地质勘察大体上保证了工程的顺利进行。实践证明,不同的区域和地质背景,决定了不一样的地质条件,工程的地质条件只是大多数地质环境中的一部分,受整体的支配,也是多次地质运动在特定地区的反映。因此,必须重视地质调查,做好地质勘测。例如:在地质构造以压扭应力为主的地区,不同的地质层之间可能由于层间错动,导致软弱地层的形成,在基岩中也可能发育成平缓断裂。依据大、小地层构造受力相一致的原理,我们就可以从较小构造的形迹去推测被剥蚀掉的较大构造的形态,从而恢复其原貌。
2 水利工程地质的技术方法
2.1 全球定位系统(GPS)技术方法
GPS体系广泛用于水利工程的地质勘测和定位,它在距离的控制方面能更好地解决跨河、跨沟等难以解决的问题,及解决在勘察的区域控制点相对较少时的情况。在通视条件差、观测条件不足的区域实施工程的地质勘察时,运用GPS能大大的减少工作时间,提升测量精度。
2.2 遥感技术(RS)体系技术
遥感技术根据平台高度不同,可以分为航天性遥感、航空性遥感和地面性遥感3大类。遥感技术具有视域广阔、信息多样、立体感强、卫星影像周期性重现和资料获取快速等特点,进而被广泛用于水利工程中相关的重大地质问题和环境问题的分析与研究。
(1)区域构造的稳定性研究;由于遥感图像可以提供大量的宏观线性构造信息,较好地折射区域地质特性、水系分布和地貌特征,因而对所研究的区域构造骨架,确定断裂分布和活动能力,以及评估工程及其周边区域的稳定性有重大作用。所以,遥感技术在研究此问题之中是必用的手段之一。(2)调查水库塌方、滑坡和泥石流;大型水利工程库区的滑坡、塌方、泥石流和松散堆积体的相关调查中,部分工程可以应用遥感技术中的航卫片或者彩虹外片解译地质,结合野外的现场观察,检测和查明影响水库两岸相对稳定性评价的较大型的塌滑体的数量、分布和稳定状态。(3)岩溶地质调查技术;运用遥感影像,尤其是利用彩虹的外影像开展岩溶和岩溶的地质调查,优势较为明显。像片解译不但能较好地解释各种岩溶的地貌现象,而且可以利用它与其它介质的红外光谱差异,摸清地下水和泉水的分布状况。高坝洲、招徕河和黄河的万家寨等各期工程都曾使用过彩虹外航片进行解译,用来研究岩溶和岩溶的渗漏问题,均取到了很好的功效。(4)中、小比例尺的地质测绘;推行遥感技术,在保持合理的场地工作量及现场的校核工作完成的前提下,中小性比例尺的地质图通过遥感成图代替常规的地质测绘。大型建筑物和其它重要的地区,遥感成图技术是大比例尺的工程项目地质图所优先考虑使用的。这在十年前的全国水利勘测会议上,由水利规划院审核通过的“勘测技术的发展目标”这一文件所确立并推广应用。(5)地质编录;在大型水利工程的施工中需要开展反馈设计、警示安全及存档备查,可以首先通过地面的遥感技术实施高边坡的、地下建筑物的以及大坝附近基坑的开挖;其次进行地质的编录,最后汇总信息,便可得到一份可信度高的地质数据资料。(6)水土保持、抗洪和移民安置的容量研究;整合二十世纪末媒体的报道,我们可以了解到遥感技术新的应用领域。在1994年,长江勘测技术部门承担长江上游的水土保持和重点治理滑坡、泥石流及周边稳态区域的研究。该项研究利用TM卫片对陇南、金沙江的下游和三峡库区进行解译,并且依据它们各自的发育程度做出区划图,提出了客观的防治意见和有关建立预警系统的基本构想。此外,在前几年,地矿部的物探中心与长江委综勘局共同对长江中游区域防洪工程的现状做了遥感调查,并用TM卫片和彩虹外航片解译,随后编写了报告,报告的结果显示遥感技术应用的效果显著。在移民安置的容量研究中,航卫片,特别是彩虹外航片,依靠它对不同土地利用价值的判读性和客观性,为我国移民安置的容量研究切实地提供了新的手段。
2.3 地理信息体系(GIS)的应用
GIS技术不但可以自动制作各种形式的平面图、柱形图、剖面图和物体的等值线图,这类与工程相关的地质图件,而且可以处理不同的图形、图像和空间数据,并对与其有联系的属性数据进行数据库管理和空间分析。将GIS技术尽快地运用到工程地质的信息管理以及制图输出,是近几年来地质勘测行业的热点和愈趋明显的发展形势。目前,国内应用最多且相对比较成熟的软件是MAPGIS,它是由我国地质大学开发并且研制完成的一种专业化的地理信息软件。
2.4 工程物探技术
我国的工程物探技术虽然起步相对较晚,但水利工程的勘测单位逐步引进和配置了一些必备的仪器,如信号增强式的地震仪器、综合式的测井仪器、电法仪器、透视仪器、声波仪器、管线仪器、地质雷达以及钻孔式的彩色电视仪器等,都使物探技术格局发生了质的变化。其中部分仪器是当时甚至直到现在,都具有世界先进的水平。其大幅度地提高了我国勘测部门数据采集的精度以及野外工作的效率,推动了物探技术的进一步发展。
3 水利工程勘测新的发展趋势
地质勘测新技能在我国的水利工程项目中得到了广泛应用,有效地促进了水利工程建设的合理性与科学性。然而,在现实的地质勘测工作中,仍然存在很多勘测方面的问题。因此,我国水利工程的地质勘测,若想得到更好的发展,必将逐渐走地向以下趋势:其一,更为复杂地质的建模理论和技术研究。针对水利工程建设中较为复杂的地质,应该在现今勘测技能的基础上,深化卸荷条件下有关节理岩体的地质力学影响和下岩溶介质地质的力学模型,以及在强震条件下有关水岩力学的作用模型和工程岩体的稳定性研究。其二,进行易崩滑性地质灾害作用机理的研究,并对其进行非线性的评价预测。针对易出现崩滑的地区,深入分析该地质体的构造和信息的复杂性,另外需充分考虑该地质体可能表现的各种信息。等信息整合汇总后,再着手勘测工作,最终可以为水利工程建造的安全性和稳定性打下良好的基础。
4 结论与建议
目前,在水利工程地质勘测中是最常用的勘测方法有全球定位系统(GPS)的勘测技术、遥感 (RS)的勘测技术、以及地理信息系统的(GIS)勘测技术,各种新勘测新方法的出现和广泛应用,为我国的水利工程建设谱写了新的篇章。然而,从今天的实际应用情况看,采取新的方法开展地质勘测,其中尚存在着一些不足。因此,相关的勘测技术人员必须对当前的水利工程勘测新方法深入了解,并在现有的勘测技能应用基础上,不断的进行技术变革与创新,唯有如此,才能促进水利工程长期的、稳定性的发展。
参考文献:
中图分类号: TV 文献标识码: A
0前言
在当前水利工程建设中,勘查设计是当前设计工作的主要方面,如果采用常规的地质勘查,要对于水利工程项目的地质、地形、地质构造等条件进行详细勘查,其困难是非常大的,尤其是对于地形复杂、地质条件重叠性强的地区更是如此。目前,伴随遥感技术的快速发展,遥感技术在江河治理、水利项目区域稳定性方面、水利库区淹没范围、引水项目的选线等方面均起着至关重要的作用,是目前水利行业最为重要的技术手段。
1遥感技术及其特点
遥感技术在我国使用可以追溯到上世纪70年代,伴随遥感技术的快速发展,其逐步成为当前社会不可缺少的技术手段,目前,应用最广泛的领域是室内工业测量行业、广领域内的陆地以及海洋信息采集、全球范围内气候和环境变化趋势等。在上述这些领域,均具备显著的优势,以下就常见的几个重要特点进行简单介绍:
1.1能涉及的勘察范围广
利用一副卫星图片,就可以很容易地拍摄出至少34000km2的面积,对于我国960万km2的领土而言,也只需要500多张卫星图就可以全部覆盖;但是,如果使用航拍照相,如果将国土面积全部覆盖,则需要100多万张,这些特点足可以保证卫星遥感技术在今后能够大面积使用。
1.2信息获取速度快
利用气象卫星可以再1天以内对地球进行两次以上的遥感摄影工作;利用陆地卫星在半个月以内可以将地球遥感影像重复摄影一次。所谓的卫星遥感调查就是利用气象和陆地卫星在较短时间以内,可以准确获取大范围和突发性事件的基本资料。与此同时,利用遥感技术可以进行多层次、多波段、多领域的观察,并且形成综合性网络区域覆盖。
1.3遥感技术抗干扰能力低
利用卫星进行遥感预测,具备良好的抗干扰性能,受外界干扰少,人为影响较低,在此基础上,利用卫星对地面的库区进行遥感探测,再将一系列数据程序经过处理得到原始资料,然后进行分类规整,同时配合地面人员实际调查进行数据核实,因此,卫星遥感技术具备极高的抗干扰性能,防止了来自诸多认为因素的影响,这样一来,就使得资料的查找更加合理客观。
2遥感技术在水利工程地质勘测中的实际应用
2.1遥感技术在目前水利建设规划中的重要作用
进行合理的测勘是对水利规划的基础工作,为了最大程度实现水利现状的观测,为水利行业提供原始资料以及为日后可能出现的情况做合理预测,可以将传统手段和先进的遥感技术结合起来。由于一般情况下,主要是通过地形图和野外勘测资料来对目前的水利分布进行很好的规划,因此,合理的地形图对于调查的影响很大,如果地形图相对陈旧,就必须消耗大量的精力和时间对地形进行重新测绘。如果使用遥感技术,一般不会出现类似的问题,由于使用卫星遥感,获取的资料周期短,时效性强,在北方的气候条件下,受到的影响不大,因此,可以很容易地得到卫星遥感图像,即使在南方环境条件下,也可以获得不少的图像资料,据此就可以分析出当前的地形图是否有可用性,如果地形图同遥感信号资料无差别,只是单纯的减少了部分建筑物,对于此类地形图经过修改以后是可以继续使用的。
遥感技术在水利规划方面的应用也很普遍,首先要做的是,用可见光和红外线波段来检测某些已被污染的河流,并且找到既定的污染源,如果是由于煤矿、造纸厂等排放废水而导致的水污染可以用可见光进行探查,如果是由于热废水造成的污染可以用红外线进行评估,先测定河流可以承受的容量,再分析河流的污染成分、评估污染的严重程度,以及在不同时间内允许的污染物排放量。利用卫星遥感技术进行处理,就可以测量出不同时间内,不同季节的水域面积等基础资料,这样一来,我们可以最大程度简化工作内容,使工作人员的工作得到放松,节约了基础资金,此项技术已经在珠三角地区得到应用,并且取得了成功。
2.2遥感技术在水库设计方面的具体应用
在我国的水利建设中,不管是防洪和发电,农田灌溉和居民用水等方面都离不开水库,因此,水库项目的建设是目前水利项目的重点。关于水库工程的论证问题,所涉及的方面一般包括:基本识别问题、方案制定、评价影响分析、论证方案等,涉及到水库论证方面的问题包括水库建设、工程建设问题、泥沙填埋等问题,以及水库库区的淹没范围、库区周边环境评价以及工程效益评估等问题。在水库淹没范围的勘查和规划等方面,卫星的遥感技术有相当高的开发价值和潜力,在库区建设中,对于淹没损失的预估数额比较粗浅,一般情况下,是以小比例地图作为基本参考,并且,加之地图的更新周期较长,不能及时反映库区当时的情况,为了准确反映某一时间段的具体情况,必须组织工作人员进行现场勘查,对地图作出相应的修改,如果使用了卫星遥感技术,在使用计算机进行数据处理时,就可以极大地提高工作效率,使得统计出的数据更为可靠。在水库库区规划阶段,利用卫星遥感技术拍照或者航拍对淹没区域进行预估,数据不但全面精准,又使调查结果权威、具备说服力,目前这些技术已经得到论证,并且应用前景可观。
3结语
遥感探测技术获取的数据时同一时间段、覆盖地域的遥感数据,这些数据宏观、准确的反应了很多自然人文现象以及地球上的各种地质形态,真实反映了地质、地貌、植被、水文、构筑物等地物特征,全面展示了地理事物间的各种关系,遥感技术具备的测勘范围广、信息获取便捷、信心综合能力高、受外界影响小等特点,保证了在水利工程勘察中具备的强大的应用能力以及遥感技术在水利规划、水库工程建设、河流整治、水资源调查等方面的具体应用进行了分析,表明遥感技术在水利地质勘查方面具备良好的应用前景。
参考文献:
[1].张军杰.武汉天兴洲公铁两用长江大桥岩溶发育段工程地质勘察[J].桥梁建设,2007(Z2.130-133.
[2].蔡保祥.遥感技术在山区高速公路工程地质勘测中的应用[J].中国科技纵横,2010(.11).19.
水工建筑物不同于其他建筑物,有其自身的特点。因水工建筑物的建成,而使广大范围内的水文和水文地质条件发生变化。这种变化就可能引起水库岸坡再造、水库渗漏、水库淤积和坝下游河床冲刷等作用。因此,必须重视勘察、设计、施工全过程,否则,后果极其严重。在坝址选择时除了考虑主体建筑物拦水坝的地质条件外,还应研究包括溢洪、引水、电厂、航闸等建筑物的地质条件,为规划、设计和施工提供可靠依据。
一、坝址选取的工程地质勘察
在自然界中,地质条件完美的坝址很少,尤其是大型的水利枢纽,对地质条件的要求很高,更不能完全满足建筑物的要求。所谓“最优方案”是比较而言的,最优坝址在地质上也会存在缺陷。所以在坝址选择时,应当考虑不同方案,并采取改善不良地质条件的处理措施。因此,地质条件较差,预计处理困难,投资高昂的方案,应首先被否定。坝址选择时,工程地质论证的主要内容包括区域稳定性、地形地貌、岩土性质、地质构造、水文地质条件和物理地质作用以及建筑材料等,还要预计到可能产生的工程地质问题和处理这些问题的难易程度,工作量大小等,下面分别论述。
1.区域稳定性。
区域稳定性问题的研究在水利水电建设中具有特别重要的意义。围绕坝址或要开发的河段,对区域地壳稳定性和区域场地稳定性进行深入研究是一项战略任务。特别是地震的影响直接关系着坝址和坝型的选择,一般情况下,地震烈度由地震部门提供,但对于重大的水利枢纽工程要进行地震危险性分析和地震安全性评价。因此,对于大型水电工程,在可行性研究阶段,应组织专门力量解决区域稳定性评价。
2.地形地貌。
地形地貌条件是确定坝型的主要依据之一,同时,它对工程布置和施工条件有制约作用。狭窄、完整的基岩“V”型谷适合修建拱坝,宽高比大于2的“U”型基岩河谷区宜修建混凝土重力坝或砌石坝。宽敞河谷地区岩石风化较深或有较厚的松散沉积层,一般适于修建土坝。不同地貌单元,其岩性、结构有其自身的特点,如河谷开阔地段,其阶地发育,二元结构和多元结构往往存在渗漏和渗透变形问题。古河道往往控制着渗漏途径和渗漏量等。因此,在坝址比选时要充分考虑地形、地貌条件。
3.地质构造。
地质构造在坝址选择中同样占有重要地位,对变形较为敏感的刚性坝来说更为重要。在地震强烈活动或活动性断裂发育的地区,选坝时应尽量避开或远离活断层,而位于区域稳定条件相对较好的地块上。在选坝前的可行性研究时,应进行区域地质研究,查明区域构造格局,尤其要查明目前仍持续活动或可能活动断裂的分布、类型、规模和错动速率,并预测发生水库诱发地震的可能及震级。国外有些水坝就因横跨活断层而坝体被错开或致垮坝。地质构造也经常控制坝基、坝肩岩体的稳定。在层状岩体分布地区,倾向上游或下游的缓倾岩层中存在层间错动带时,在后期次生作用下往往演化为泥化夹层,若有其他构造结构面切割的话,对坝基抗滑稳定极为不利,在选坝时应特别注意。因为缓倾岩层的构造变动一般较轻微,容易被忽视。陡倾甚至倒转岩层,由于构造形变强烈,岩石完整性受到强烈破坏,在选坝时更要特别注意查清坝基内缓倾角的压性断裂。要尽可能选择岩体完整性较好的构造部位作坝址,避开断裂、裂隙强烈发育的地段。
4.水文地质条件
在以渗漏问题为主的岩溶区和深厚河床覆盖层上选坝时,水文地质条件应作为主要考虑的因素。从防渗角度出发,岩溶区的坝址应尽量选在有隔水层的横谷、且陡倾岩层倾向上游的河段上。同时还要考虑水库有否严重的渗漏问题,库区最好是强透水层底部有隔水岩层的纵谷,且两岸的地下分水岭较高。当岩溶区无隔水层可以利用的情况下,坝址应尽可能选在弱岩溶化地段。这就要求仔细分析研究岩层结构、地质构造和地貌条件。
5.物理地质作用。
影响地址选择的物理地质作用较多,诸如岩石风化、岩溶、滑坡、崩塌、泥石流等,但从一些水库失事实例来看,滑坡对选择坝址的影响较大。在河谷狭窄的河段上建坝可节省工程量和投资,所以选择坝址时总希望找最窄的峡谷段。但是,峡谷地段往往存在岸坡稳定问题,一定要慎重研究。如法国罗曼什河上游一坝址,地形上系狭窄河段,河谷左岸由花岗岩和三叠纪砂岩及石灰岩构成。右岸是里亚斯页岩,表面上看来岩体较完整,后经钻探发现页岩下面为古河床相的砂砾石层,表明了页岩是古滑坡体物质,滑坡作用将河槽向左岸推移了70m。因而只得放弃该坝址而另选新址。
6.天然建筑材料。
[中图分类号] TV22 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-2-278-1
1数字化工具与传统工具对比
1.1野外勘测及成图
1.1.1地形图测量
传统方式测地形图时一般首先要在测区建立图根控制点,然后在图根控制点上架设全站仪或经纬仪配合小平板测图,要求在测站四周采集地形地貌等碎部点,这些碎部点都必须与测站通视,至少要2―3人操作。现在采用RTK,仅需1人带着仪器在要测的地形地貌碎部点上停顿一两秒钟,并输入特征编码,不需再进行计算即可实地编绘地形图,不要求点间通视,大大提高了工作效率。
1.1.2水下地形测量
传统的水下地形测量一般以经纬仪、电磁波测距仪及标尺、标杆为主要工具,用断面法或极坐标法及交会法定位,用测深杆和测深锤来采集水深数据,效率低、误差大。DGPS、GPS RTK及CORS系统配合多波束测深仪进行水下地形测量已达到厘米级的定位精度,而且可以大大缩短工作周期,减轻劳动强度。
1.2工程设计
传统设计在平面设计时是用手工将建筑物画在图纸上,只有一张底图,在底图上进行修改容易磨损,也不方便进行方案比较;纵断面设计时,靠手工计算和绘制,速度慢、易出错,甚至造成图纸报废的现象;计算工作更是复杂,耗时间、精度差。
采用数字化工具设计时,可以利用设计软件自动生成、复制图形,可以完成设计计算,修改完善对图纸本身毫无伤害,有利于多方案比选,设计过程快捷,计算数据精确,设计图纸整洁标准。
1.3施工放样
过去采用常规的放样方法,要求点间通视,一个设计点位需要多次来回移动目标,要2~3人操作,在生产应用上效率不高。现在采用RTK放样,只需1个人操作,只要把设计点位坐标输入电子手簿,仪器即可指示点的位置,快捷方便。
2数字化工具在水利工程勘测设计和施工中的应用
数字化工具在水利工程设计中的应用除AutoCAD和CASS以外还很多很多,在此不再一一阐述,现仅就测量勘察和施工中的应用做简要介绍。
2.1全球定位系统(GPS)应用
目前,对GPS的应用最为高效RTK,RTK是GPS测量技术与数据传输相结合而构成的实时定位技术,主要由两部分组成:基准站和流动站。基准站连续把观测到的卫星数据发射出去,流动站实时差分处理基准站和流动站的载波相位观测值,获取所在点的坐标、高程和精度指标,并随时将实测精度和预设精度指标进行比较,一旦实测精度达到预设精度指标,手簿将提示测量人员是否接受该成果,接受后手簿将测得的坐标、高程及精度同时记录进手簿。相对于传统GPS静态定位,其测量定位效率大大提高,并能满足一般水利工程测量的要求。
2.2地理信息系统(GIS)应用
在水利工程建设中,可以利用GIS技术对工程区的地理信息及其它相关信息进行数字化,以GIS软件为平台,建立数字化地形,通过地形的三维矢量数据,生成三维地表面模型DTM,生成高精度的DTM,最后生成逼真的数字地形模型,实现对空间信息的叠加与分析;利用GIS强大的空间分析功能,通过对基础资料的分析,可以对工程位置和引水路线进行优化;利用GIS强大的3D分析功能,可以对施工总布置实现三维可视化显示及对引水路线进行贯穿飞行模拟,实现工程区各种信息可视化查询。
2.3遥感技术的应用
目前,遥感技术主要应用于水利工程中有关重大工程地质问题及相关的环境等问题的调查与研究。一是区域构造稳定性研究。遥感图像能提供大量宏观的线性构造信息,较好地反映区域地质特征、水系分布特征和地貌形态,所以对研究区域构造格架,确定断裂体系及活动性以及评价工程及其周缘地区的构造稳定性有 很大作用。二是水库区塌、滑坡、泥石流调查。应用遥感技术,利用航卫片或彩红外片进行地质解译,结合现场踏勘可以查明影响库岸稳定性评价的大型或较大型塌、滑体的数量、分布及其稳定状态。三是岩土工程开挖面地质编录。在开挖高边坡、大型地下建筑物和大坝基坑的过程中,采用遥感技术进行地质编录,并为有关的稳定分析和现场预报提供翔实的地质资料和数据。四是水土保持、防洪与移民安置容量研究。
3数字化工具在单位管理中的作用
1引言
随着国民经济的持续发展,有关工程建设项目提高了对工程地质勘测的要求,无论是从深度、广度方面,还是精度方面都有了更加细致的标准。对此,大多数传统的勘测技术已难以满足工程建设项目的高要求。目前,地学等基础理论学科的飞速发展在极大程度上推动了水利水电工程勘测事业的发展,因此,可以通过借鉴地学等基础方面的理论来完善水利水电工程的勘测方法以更好的满足水利水电工程建设方面的相关要求。
2水利水电工程地质勘测方法与技术简析
2.1工程地质测绘与编录
在所有的水利水电工程地质勘测方法中,最具有重要性的一个方法就是工程地质测绘与编录。其不仅能够获得丰富的资料,而且还能借助相关工程实践经验在时间上和空间上对工程地段内的地质体以及地质作用的变化进程进行科学合理的分析,进而对地下一定深度内的地质情况有一个准确的判断,使得能够及时防治相关的地质问题。
2.2网络技术
现如今是一个信息时代,通过网络技术对网络资源进行利用,不仅能够获取有关地质勘测的技术,而且还能全面掌握有关地质勘测方面的数据资源。与此同时,网络技术还可以实现远程遥控,比如,在水利工程中经常用到WebGIS技术,其是网络技术发展的一个重要产物。运用网络技术一方面有利于地质勘测有关的计算结果能够更具有准确性,另一方面通过借助网络还能有效推动其在功能性层面的发展。
2.3GPS技术
GPS技术对水利水电工程地质勘测而言至关重要,作为全球定位系统,其在实际应用过程中,能够更加科学准确的测量出点电位三维坐标。此外,由于应用GPS技术的操作过程较其他传统测量方式更加的简单,而且其具有较强的可控制性,进而避免了观测站点之间在通视功能上有过多的要求。与此同时,GPS技术不仅可以保证地质测量结果的高精确性,而且还能对其持续进行测量,能够实时将测量好的数据信息传输到计算机上,并进一步对数据进行科学合理的分析处理。
2.4RS技术
在水利水电工程的勘测方法中,RS技术的应用占据了相当重要的地位。RS技术作为遥感技术,能够勘测出水利水电工程地质中的相关应用表现。RS的工作技术不仅运用到有关电磁波的运作理念,而且还将各种传感仪器对远距离目标的辐射以及反射的电磁波信息合理应用,并收集、处理以及成像,进而能够更好的做到探测以及识别地面的所有事物。与此同时,应用RS技术一方面能够在一定程度上使有关选线以及选址的作业质量得到提高,另一方面有利于测绘作业覆盖面的有效扩大,并进一步提升地质勘测的工作效率。
2.5GIS技术GIS
作为比较常见的地理信息系统,其给水利水电工程地质勘测提供了系统上的应用支持。正因如此,地质勘测的相关工作人员不仅能够更加方便快捷的绘制各种工程地质图件的有关作业,而且还使得分析相关数据信息的过程更具有科学性以及合理性。与此同时,应用GIS技术一方面使得所获取的地质资料更加丰富且完善,另一方面其加大了对地质学以及工程地质学相关理论的应用力度,进一步促进了水利水电工程整体经济效益的提高以及社会效益的提升。
2.6山地勘探
山地勘探是一种能够揭示地表浅层地质情况的勘探手段,其主要通过人工以及机械设备实行剥土、开挖探坑、探槽以及探井等等作业,可以直接对地质进行一系列试验以及观察工作,其所需要用到的作业工具以及相应的技术要求都比较简单。此外,由于山地勘测不能勘探到深度较大的地方,因此其适用于勘察地表浅层地质的相关工作。
2.7传统工程物探技术
2.7.1重、磁位场勘探
重、磁位场勘探技术是一种非常久远的物探技术,其与地震勘探相比之下不仅精确度有所欠缺,同时可靠度也比较差。现阶段,通过研发并应用了一系列精度较高的设备,比如重力仪以及磁力仪,在很大程度上提高了重、磁位场勘探的精度。除此之外,通过运用微伽级重力仪,使得洞室以及边坡地质的监测工作得到了保障。对此,应当在区域和深部地质构造有关研究、矿产勘探以及考古等领域中加大对重、磁位场勘探技术的应用力度。
2.7.2地震勘探
在水利工程领域常用到的勘测技术为地震勘探技术。其中,地震CT可以作为水利工程勘测中的一项主要勘测技术,其不仅能够将钻孔、隧道作为观测条件,而且还能利用边坡、山体等其他观测条件对地质进行二维以及三维成像,使得地质勘测的发展方向由定性化向定量化转变。
2.7.3电磁勘探
电磁勘探大致分为两种:①天然场源;②人工场源。其包含连续的电磁波勘探在内的多种方法。通过加强电磁勘探在水利工程中的应用能够提高水利工程的经济效益。比如,在水利工程勘测中通过运用可控源音顿大地电磁法以及二维和三维电阻率成像等技术,采用水来对隧洞用岩介质的结构特征以及破碎带等所有异常区的相关可能影响工程的因素进行分析推测,以全面对其进行防治。
2.7.4电法勘探
电法勘测技术有很多种类,其主要包括电阻率法、充电法以及激发极化法等等。如果是勘察水利工程地质方面的内容,应当使用电阻率法。其结合了地震勘探中的数据采集办法,不仅能够使其自发的采集数据信息,同时还具有高效性。除此之外,相应的测量结果能够得到及时的接受处理,并将其数据自动生成地电断面或剖面图,其做到了从传统的一维助探向二维勘探的转变。当前单源以及单点测量已演变成了多源、多点以及多线测量,使三维观测技术在很大程度上得以发展。
3水利水电工程地质勘测方法与技术应用
3.1物探技术的有效应用
要想使得水利水电工程地质的勘测方法以及应用技术能够得以广泛应用,应当有效的应用物探技术。对此,应当科学合理的分析有关物探技术在水利水电工程地质勘测中的实际应用,要对物探技术的核心性能有一个全面的认识。除此之外,正因为物探技术的主要载体是观测仪器装置,所以其在水利水电工程项目建设的实际应用过程中有一个非常明显的优点,那就是数据采集作业的精确性极高。同时在开展相关勘测工作时具有较强的野外适应性,进而在一定程度上促进了水利水电工程地质勘测方法与技术应用水平的提高。
3.2钻孔彩色电视系统应用
在水利水电工程地质勘测方法与技术应用中,钻孔彩色电视系统应用至关重要。随着当今电子技术的飞速发展,水利水电工程地质勘测部门也随之提高了有关观测质量在精确度方面的要求。因此,可以采用到钻孔彩色电视系统技术来使观测质量的精确性得到提高。在对工程地质运用多种方式之后总结工程地段内的地质情况,或者通过执行工程地质测绘和编录相关的工作来监察可能存在的地质问题。最后将地质问题进行实时处理,可以利用各类学科数据信息来对其进行解决。对此,其能够有效提高水利水电工程地质勘测方法与技术应用的效率。
3.3地球物理层析成像技术应用
前言
改革开放以来,我国社会不断进步,基础设施建设不断完善。在水利水电建设项目中,造价管理工作是十分关键的。造价管理工作关系水利水电项目建设的方方面面,只有做好造价管理工作,才能保证工程项目的顺利开展,保证项目的整体质量,保证企业获得预期的经济效益。但是总的说来,现阶段我国在水利水电工程项目造价管理中还存在一定的问题,本文对这些问题进行了透彻的分析,并提出了解决问题的具体策略。
1 水利水电工程造价管理中存在的问题分析
现阶段,水电水利工程项目主要包括几个部分,分别是工程规划、勘测阶段、预可研阶段、可研阶段、设计阶段,具体的施工阶段以及最后的验收阶段。总的说来,在水电水利工程项目造价管理中主要存在两个问题,第一个问题就是不重视造价管理工作。企业要完成对水电水利项目的各阶段工作,人们关注的是设计、施工过程所需要用到的各种技术,往往不太关注整个工程的造价管理工作。在这种情况下,造价管理工作缺少科学性和合理性,经常出现各种各样的问题,具体包括随意压价,报价过高,遗漏某些项目的预算等等。
此外,在水电水利工程项目造价管理中还存在的一个主要问题就是缺少专业从事造价管理的人才。从事造价管理的人员有的缺少必要的专业知识,有的缺少必要的工作经验,还有的缺少必要的专业素质。这使得他们无法完全胜任水电水利工程项目的造价管理工作,导致造价管理工作不够科学合理。
水电水利工程项目造价管理中存在的问题影响着整个工程项目,导致企业无法按时完成项目,无法取得预期的经济效益。
2 水利水电工程造价管理相关问题的解决对策分析
当今时代是一个信息化的时代,各种新技术层出不穷,利用现代化的信息技术解决水电水利工程项目造价管理问题是可行的,也是顺应时展的必然要求。具体来讲,应该从以下几个方面完善水电水利工程项目造价管理工作。
2.1 构建完整性的造价管理工作体系
科学合理的管理体系是开展水电水利工程项目造价管理工作的基础和前提。首先,相关单位需要设立专门负责水电水利工程项目造价管理的部门,该部门的职能就是合理的开展造价管理工作;其次,负责水电水利工程项目造价管理工作的部门需要针对造价管理问题制定一系列的具体规定,合理的规章制度是保证造价管理工作顺利开展的关键,也是维护企业合法权益的有效方式;其次,在正式开始造价管理工作时,相关人员需要协调好各个部门之间的关系,保证部门之间的交流顺畅;最后,构建一种行业协会管理模式,摒弃传统的政府管理方式,有效的管理方式可以保证水电水利工程项目造价管理工作的正常开展。
2.2 构建全国性统一工程造价信息网
为了更好的进行水电水利工程项目造价管理工作,我国必须建立统一性的工程造价信息网。目前,水电水利工程项目越来越多,人们开始意识到了造价管理工作的重要性,逐渐重视水利工程项目造价管理工作。有些地区构建了工程造价信息网,网站上关于工程造价的信息具有一定的局限性,只能显示本地区的工程特征、材料分类情况等等,不具有广泛的代表性。因此,构全国性统一的工程造价信息网是非常有必要的,根据相同的标准整理不同地区的水利水电工程信息,凸显地区之间的差异性。同时列举出信息使用中可能出现的各种问题,并给出具体的解决措施。总的说来,全国性统一的工程造价信息网中的信息具有广泛的代表性和适应性。
全国性统一的工程造价信息网可以为工程造价工作带来的好处主要有两个:第一,相关人员可以十分方便的接触到关于水利水电工程造价的各种信息,依据现有信息合理的开展造价工作;第二,国家可以更加方便的对不同地区的水利水电项目进行统一的调整,保证项目造价管理工作可以按部就班的进行。
2.3 以实践性的工作经验为支持,不断解决工程造价管理过程中的问题与缺陷
经验是最好的老师,以实际经验为指导可以更好的开展水电水利工程项目造价管理工作。相关人员在开展造价管理工作时应该注意以下问题:
(1)重视工程项目的设计工作,保证设计的科学合理性。在具体的设计实施阶段,关注工程质量问题,明确相关人员的各种职责。现阶段,在工程项目管理中比较常用的管理方式是TQC,通过TQC管理全方位的保证项目的整体质量。
(2)我国在水利水电工程项目造价管理中比较常用的方法是定额法。保证定额的准确性和合理性是十分关键的,相关人员需要重视定额编制问题。具体来讲,建立负责定额工作的专门部门,明确定额管理方法,不断完善现有的定额编制方法,使得定额工作更加有效。此外,从事定额编制的工作人员必须具有专业的理论知识和实践技能,并不断提升自己的个人素养。
(3)通过招投标方式确定负责水利水电工程项目造价管理的责任方,应用项目法人负责制,还需要加大水利水电工程项目造价管理的监督力度。
(4)严格控制水利水电工程项目的成本投入,建立合理的奖罚制度。在项目的施工过程中,相关单位应该保证项目按照计划顺利开展,成本投入不会和预期出现太大的差异。此外,合理的奖罚制度可以提高施工人员的警觉性,保证施工进度和工程整体质量。
(5)在工程施工阶段各项经济活动较多,导致工程总的费用支出比较大,很多工程审计人员在施工阶段没有在施工过程中进行实际的勘察,往往会造成工程造价中隐蔽性的费用支出较严重。在施工中很多施工单位在新增的投标价格中乱用定额,人为的提高工程的单价,而且由于没有对施工过程中严格的审计,施工单位在工程量地上报中往往存在虚报和重复计算工程量的情况,这样就提高了整体的工程造价。
(6)需要对现场签证材料进行严格的审查,主要是对现场签证的真实性、有效性和准确性进行审查。在现场签证的审查中需要特别注意的是对工程变更资料的签证审查,要保证准确性,看签证上是否有项目部代表以及现场勘探经理的签证,这样可以有效避免伪造签证现象的发生。对于工程施工中发生了工程变更的签证,准确计算出工程变更中的工程量,重点审查工程量是否存在多算和重算的现象。其次,确定正确的工程量变更计算方法。在工程决算中最大的障碍就是工程变更之后的工程量计算,在审查中对变更的工程量如果施工合同有相应的规定就应该按照规定进行,如果合同中没有规定,那么就需要按照国家的有关规定进行工程量的计算,在工程定额审计中也要按照相关的标准执行,对于变更工程量的计算中,如果现有的定额不能满足实际的组要,则应该本着公平合理的原则,确定合适的收费标准,从而有效控制工程变更引发的工程造价。工程审计过程中要对其中的各项目的准确性进行严格的复核,对于其中有问题的项目要作进一步的分析,判断其合理性,在这个过程中审计人员的专业素质对审计工作的准确性有很大的影响,所以要保证审计人员的素质。
(6)在工程决算阶段,工程审计工作面临的问题有很多,其中主要的问题有两方面,一方面在工程造价决算阶段工程造价审核需要各种原始材料,但是施工单位为了自己利益的考虑,在提供这些材料的时候往往将不利于自己的材料漏报,导致材料不全,无法正确掌握工程的总的造价。另外一方面,很多工程的数据材料被人为篡改,导致在工程造价控制中审计工作对工程的实际工程量并没有准确的把握,增加了工程审计的难度。
3 结束语
水利水电工程造价管理是非常值得关注的问题,工程造价管理工作对工程进度和工程质量有着重要的影响。现阶段,我国在水利水电工程造价管理中还存在的问题,笔者提出了一些解决问题的具体策略,希望为水利水电工程造价管理工作提供一定的参考。
参考文献
[1]李雪莹.水利水电工程造价中存在的问题及措施[J].河南水利与南水北调,2014,20:15-16.
1前言
目前我国水利水电工程的勘测工程中所使用的遥感技术还处于预可行性研究阶段。在进行大范围的地质勘测时,经常将遥感技术与其它适合的勘测技术结合应用,这样的勘测方法能大大提高勘测工作的质量与效率。如今我国在进行水利地质勘测时最常用到的就是遥感技术,它的用途十分广泛,在水利工程的各个方面都发挥了巨大的作用与影响。
2对遥感技术的介绍
遥感技术在各个领域都有着较高的应用价值,它的主要组成设备是遥感器、遥感平台、信息传输设备、接收装置以及图像处理等,因为有着这些先进的设备,遥感技术不仅仅能进行扫描传输等工作,甚至还能将其作为照相机来进行拍照,所以有很多领域如水利工程、军事、天气气象等都开始引入遥感技术来进行工作。遥感技术在进行地质勘测时对于不同的物质使用不同的光波进行探测,例如在探测水岩石、土壤是就使用绿光,而红光段是用来探测植物生长于污水等的,另外在对资源或者矿石等的探测时使用红外光段。由此可见,遥感技术在各种领域对各种物质的勘测都很全面准确。遥感技术主要是由遥感设备、信息传递、采集目标的特征、对信息的处理判断等四个部分组成的,其中遥感设备主要进行信息的收集工作,捕捉到所要勘测的目标背景辐射出的电磁波信号,由此来对物体的信息进行收集,这个部分是遥感技术最基础的部分。在遥感设备将信息收集起来之后,信息传递部分就是将目标信息进行记录保存,以便以后使用。然后对信息进行处理,将有实用价值的信息整理提取出来,在传送给地面的接收站。目标特征的采集是指对接收到的物体信息进行分析,了解其的光谱特征,在比较目标的光谱特征,确认所找的目标物体。对采集的信息进行深度的处理,将其转换为图像的形式显示出来,在进行判断,从而了解勘测地质的特性。
3工程勘测中使用遥感技术的必要性
各种工程建筑质量的好坏主要受工程勘测的影响,建设一项重要的工程,只拥有经济政治等条件是远远不够的,在建设开始前还需要对工程所在的地区进行了解,例如当地的地形、地貌、自然环境、是否适合进行工程的建设等。这时就要对地质进行勘测,而传统的勘测方法在技术上有着局限性,很难准确全面地对进行勘测,勘测质量也很难得到保证。但遥感技术能够弥补传统勘测技术的不足,从整体上提高了工程勘测的效率与质量,具有明显的技术经济效益。
4遥感技术在水利水电工程勘测中的应用
现在遥感技术对各个领域都产生了很大的影响,在水利水电工程建筑的勘测工作中也发挥了重要的作用,遥感技术的应用使得勘测进行的更加顺利高效。相对于其他建筑工程来说,水利水电工程要更为繁琐,而且这项工程的建造能够有效地规划保护水资源。所以水利水电工程的质量是我国现在十分重视的。对地质的勘测工作在水利水电工程中占据着非常重要的地位,所以提高地质勘测的水平与质量是至关重要的,它大大影响着水利水电工程的建设质量。以下将列出遥感技术在水利水电工程勘测的几个方面的应用。
4.1对水利水电工程构造的稳定性进行勘测
在建设水利水电工程时,对其构造稳定性的勘测是十分必要的,构造的稳定性能够保证工程不受地质环境的影响,从而提高工程的寿命。对工程稳定性的勘测不能只看表面,对工程的内部也要进行勘测,这样才能确保地质结构稳定,不会发生变化。在对地质结构稳定性勘测过程中,使用遥感技术能够获得有关地质结构的信息,进而进行有效的分析判断,确定地质构造是否稳定。传统的勘测技术虽然也能够进行稳定性勘测,但却无法准确的对断层近期活动进行分析,而遥感技术却能做到这点。
4.2水利水电工程的渗漏可能性勘测
在水利水电工程中经常出现渗漏的情况,这大大降低了工程的使用性与寿命。所以如何解决渗漏问题在水利水电工程中十分重要,一般岩溶地区的地下暗河、断裂破碎带、渗漏性大的风华岩体等都容易造成水利水电工程发生渗漏情况。在水利水电工程的建设过程中,如果发生渗漏情况,首先必须要找出造成工程渗漏的原因所在,然后再根据具体情况具体工程进行分析处理,从而来解决渗漏问题。所以我们可以在建设中采用遥感技术来勘测地质,了解地质的分布情况与组成成分,记录控制容易发生渗漏的地质区域,对其进行分析并提出有效合理的方法进行解决,降低水利水电工程出现渗漏的可能性。
4.3对水利水电工程不良地质现象的勘测
水利水电工程要想能够长期稳定的使用,就必须保证地质的平稳性,不能存在不良地质,否则就有可能是工程出现滑坡、泥石流等严重损坏。传统使用的勘测方法对地质的一些不良情况例如滑坡等的发展速度无法勘测,这就不利于保证工程的稳定性。而这些不良地质的发展与变化都能通过遥感技术来勘测得到,这样就能让相关工作人员获得不良地质的信息情况,然后进行分析预测以及提出解决措施,从而能达到预防不良地质产生的效果。
4.4对天然建筑材料的勘测
在地质中存在着很多天然的建筑材料,例如土料、混凝土以及石料等,这些天然建筑材料能否在水利水电建筑工程使用就需要考虑这些材料质量是否合格、在地质中的含量有多少、开采的难易程度等各个问题,这些问题使用传统的勘测技术难以解决,这就意味着无法使用天然建筑材料,使得工程建筑成本消耗更多。但是遥感技术能够通过红外遥感与微波遥感来勘测各种天然建筑材料在地质中的含量与分布位置,这样就降低了工作人员对建筑材料调查与开采的难度,让开采工作进行的更加顺利高效。
5结语
近几年来,我国对水利水电工程的建设越来越重视,因为其牵涉的范围较广、建设结构繁琐、规模大,对我国国民经济的发展有着很大的影响,所以在建设水利水电工程时必须要有质量保证。遥感技术是一种先进的科学的勘测技术,它在传统的勘测技术上做到了更准确、更高效、更全面,它在水利水电工程中的应用大大提高了工程建设的质量与效率。所以我们应该将遥感技术大力的引入水利水电工程的建设中。
参考文献:
中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:
0引言
随着社会的快速发展, 各地方政府对水利工程建设投资的加大,许多水利工程不断崛起。 而大多数水利工程都位于偏远地区,高等级测量控制点极少,给水利工程施工测量带来很大困难。同时, 随着数字化技术的发展, 全球定位系统 ( GPS ) 已在车辆导航、 地球物理资源勘探、 变形监测、 海洋平台定位、 水文地质测量及航空航天等方面得到了广泛应用。
1.( Glo bal Positio ning Sy stem)GPS在水利工程地质勘测中的特点
(1)测量精度高, 全天候作业, 数据安全可靠,没有误差积累。GPS 技术能为用户提供连续, 实时的三维位置、 三维速度和精密时间,不受天气的影响而全天候工作。只要满足GPS 技术的基本工作条件, 在一定的作业半径范围内(一般为10km) , GPS测量可同时精确测定测点的三维坐标, 并且高程精度能达到厘米级,达到四等水准测量精度,且没有积累误差。 而普通水准测量存在误差积累,搬站越多误差越大,这在测量河道大断面时尤其突出。
(2)劳动强度大大降低。GPS 测量技术不要求两点间满足光学通视,只要求满足“ 电磁波通视” , 因此和传统测量相比, 受通视条件、 能见度、 气候、 季节等因素的影响和限制较小, 在传统测量看来由于地形复杂、 地物障碍而造成的难通视地区, 只要满足GPS 技术的基本工作条件, 也能轻松地进行快速的高精度定位作业,减轻了测量艰苦程度。全天候作业, GPS 卫星数目多, 且分布均匀,可保证在任何时间、 任何地点连续进行观测,一般不受天气状况的影响。而普通水准测量受地形、 地物影响的因素较多,影响也较大。
(3)测量速度快。进行GPS 测量时,先将测量基站架设在四等水准精度点上, 测量人员背负流动站,每一测点定位一般仅需几秒钟,卫星信号不好时, 最多10min 左右, 速度很快,平均每天测量河道断面1. 5个左右,工作效率提高了约67%。
(4)能丈量不规则区域。GPS 技术能对不规则的待测区域及较大区域的面积,通过航迹测量面积的方法来测量, 沿着运行线路画出一条轨迹, 从而计算出该轨迹所围区域的面积。
(5)提供三维坐标, 实现河道断面测量成果可视化。GPS 技术能够精确测定测点的三维坐标, 实现河道断面资料在GIS 地图上数字化可视化显示、编辑,一次测量成果满足规划、 防洪决策、 工程管理等多项目标需求。
2( Glo bal Positio ning Sy stem) ( GPS )在水利工程地质勘测中的应用
GPS在工程地质勘察领域内主要用来确定观测点位的三维坐标。相对于普通测量手段而言,它不要求观测站之间通视,具有定位精度高、观测时间短、操作简便、可全天候观测等优点,可将其采集和储存的观测数据导入计算机进行分析与处理。GPS 越来越广泛地应用于水利水电工程地质勘察测量及定位控制工作中,它在高程控制方面能较好地解决跨河、 跨沟水准难以传递的问题。在勘察区控制点较少,或在山区 林区等通视条件较差、观测条件受限的区域进行工程地质勘察时,运用 GPS 可大大减少作业时间,提高测量精度。
2.1水准高程和精度
(1)水准高程
地面上的点相对于高程基准面(大地水准面)的高度,通常称为绝对高程或正常高高程。水准高程误差主要来源于仪器误差、水准标尺长度误差、大气垂直折光、仪器和水准标尺垂直位移、电磁场对水准测量的影响和磁场对补偿式自动安平水准仪的影响,但这些误差通过操作规程可以消除或减轻。
(2)精度
由n个测段往返测的高程不符q值计算每km 高差的偶然中误差:
每km 高差中数的全中误差:
规范规定对于四等水准测量和 。式中q为测段往返测(左右路线)高程不符值,mm;R为测段长度,km;n为测段数;W为经过各项改正后的水准环闭合差,mm;F 为水准环线周长,km;N 为水准环数。
2.2GPS高程测量和精度
(1)高程系统
我们通常使用的高程都是相对于大地水准面的高程,即正常高系统,而GPS,测定的是大地高差,求出的是大地高而不是正常高,这是我们使用GPS高程或GPS高程控制的主要问题。地面上一点沿参考椭球面的法线到参考椭球的距离称为大地高,地面一点沿铅垂线方向到似大地水准面的距离称为正常高,高程异常是参考椭球面与似大地水准面之间的高程差。它们之间的关系如下:
大地高转换成正常高主要误差来源有:GPS观测误差 ,高程异常误差 ,陆地上
升误差 =0.02mm(km/a)(国际地球参考框架的数据)
一般情况下,利用GPS控制网中重合水准点高程,计算出重合水准点高程的高程异常值ζ,同时考虑地球重力场误差,可以消除水准点分布不均匀或点数不够多的情况下产生的系统偏差。
(2)GPS大地高的精度
GPS测量平面控制精度是很高的,达到国家高等级精度。而GPS测量所获得的两点间高差是WGS-1984坐标系下的大地高高差,它的精度是平面控制精度的2倍左右,如果在控制网中,用几何水准测量方法较均匀地测定约1/3GPS点的水准高程,求出这些点的高程异常,计算出测区高程异常的精确关系式,采用回归分析的方法,拟合出测区的似大地水准面,GPS高程精度可达到国家四等水准高程规范的指标。
2.3 GPS高程转换
目前,国内外用于GPS高程计算的方法主要有:绘等值线图法、解析内插法(如曲线拟合法)、曲面拟合法(如多项式曲面拟合法)等。GPS测量获得高程是大地高,必须将其转换成通用的正常高高程,采用GPS大地高和水准高多次曲面拟合并加地形改正求出测区高程异常,再平差出GPS点的正常高高程。常用的方法有曲线拟合法和多项式曲面拟合法。高程模型视已知水准点个数,确定四参数至七参数模型,求出内附合精度和协方差阵,并对确定的模型进行 T 检验。
(1)绘等值线图法
其原理是:设在某一测区中,有m个GPS点,其中n个GPS点有正常高(联测几何水准),根据GPS观测获得的点的大地高,按式(1)求出n个已知点的高程异常,从而求出待定点的正常高。该法适用于地势平坦、GPS水准点的差值变化不大的情况,且要求GPS水准点个数大于或等于3。
(2)曲线拟合法
其原理是:根据测线上已知点的平面坐标和高程异常,用数值拟合的方法,拟合出测线方向有似大地水准面曲线,再内插待定点的高程异常,从而求出待定点的正常高。适用于线型测量。水利水电枢纽工程GPS控制网多为带状,带状GPS高程拟合的方法通常采用曲线拟合法。该法要求GPS水准点个数≥4。公式如下:
(3)多项式曲面拟合法(附加地形改正曲面拟合法)
其原理是:根据测区中已知点的平面坐标(或大地坐标B,L)和高程异常,用数值拟合的方法,拟合出测区似大地水准面,再内插待定点的高程异常,从而求出待定点的正常高。公式如下:
3工程实践经验探讨
3.1GPS网的布设原则
测区中联测几何水准的点数,视测区大小和似大地水准面变化情况而定。一般来说GPS网联测几何水准的点数至少为总点数的1/5,山区应多一些。一个局部GPS、网中最少联测几何水准的点数,不能少于选用计算模型中未知参数的个数。联测几何水准的点位,应均匀布设测区周围,如测区有明显地形变化,应布设几何水准点,由这些联测几何水准点连成多边形包围个测区。
3.2提高GPS高程拟合精度方法
(1)提高大地高测定的精度:如提高GPS网基线解算的起算点坐标的精度、选用双频GPS接收机、观测最佳时段、减弱多路径误差和对流层延迟误差。
(2)尽量采用三等几何水准来联测GPS点,因为用几何水准来联测的误差约占GPS 拟合高程误差的1/3。对于特殊GPS控制网,尽量采用更高等级的几何水准来联测,以利于有效地提高 GPS 拟合高程的精度。
(3)利用我国已有的地心坐标转换参数或利用国家 A,B 级GPS 网点来推算转换参数来提高转换参数的精度。
4 结束语
水利水电工程大多建设在山高坡陡、河切割较深、交通不便、国家水准点稀少,这些条件的限制使得高程测设极为困难,而该类工程对高程的要求有非常严格。目前、高程测量主要采用常规的几何水准和光电测距三角高程测量方法来解决,而常规方法费工、费时、费力。近年来,国内外许多试验和实测成果已表明,GPS测量方法可以替代传统的地面平面控制测量,但用来替代常规几何水准测量尚有待进一步研究解决。
参考文献