水利工程测量 .pdf

论水利工程测量

测量学是研究地球及其表面各种形态的学科，主要任务是测量地球表面的点位和几何

形状，并绘制成图，以及测定和研究地球的形状和大小。水利工程测量是在水利规划、设

计、施工和运行各阶段所进行的测量工作，是工程测量的一个专业分支。它综合应用天文

大地测量、普通测量、摄影测量、海洋测量、地图绘制及遥感等技术，为水利工程建设提

供各种测量资料。

这门科目共16章，分4篇。第1篇为测量的基本理论知识和基本测量工作，包括第

1-7章，主要介绍了测量的基本概念，测量的基本工作，水准测量，角度测量，蹁测量，

直线定向以及测量误差的基本知识；第2篇为小区域控制测量，包括第8-9章，主要介绍

了建立平面控制网和高程控制网的方法；第3篇为地形测量及地形图应用，包括第10-12

章，主要介绍了地形图的基本知识、大比例尺地形图的测绘及地形图的应用；第4篇水利

工程测量，包括第13-16章，主要介绍了水利水电工程施工测量的基本知识，水工建筑物

及水库测量，隧洞施工测量，渠道测量等。

一、测量基本理论知识及工作

由开头已提出测量学的原理，测量学随着科技的发展，在如今，按研究对象和研究范

围的不同，可分为大地测量学、地形测量学、摄影测量学、工程测量学、制图学，儿水利

工程测量就属于工程测量学其中一项。水利工程测量的主要任务是：为水利工程规划设计

提供所需的地形资料，规划时需提供中、小比例尺地形图及有关信息以及进行建筑物的具

体设计时需要提供大比例尺地形图；在工程施工阶段，要将图上设计好的建筑物按其位置，

大小测设于地面，以便据此施工，称为施工放样；在施工过程中及工程建成后的运行管理

中，都需要对建筑物的稳定性及变化情况进行监测--变形观测，确保工程安全。学会测量，

得先学会确定地面点的位置，概略了解地球的形状和大小，建立适当的确定地面点位的坐

标系。测量的基本原则是在布局上由整体到局部，早工作步骤上先控制后碎部，简单点就

是先进行控制测量，然后进行碎步测量。

确定地面点高程的测量工作，称为高程测量。高程测量按使用的仪器和施测方法的不

同，可分为水准测量、三角高程测量、气压高程测量和GPS测量等。在工程建设中进行高

程测量主要用水准测量的方法。而我们所学的，也主要是水准测量。水准测量是运用水准

仪所提供的水平实现来测定两点间的高差，根据某一已知点的高程和两点间的高差，计算

另一待定点的高程。进行水准测量的仪器是水准仪，所用的测量工具是水准尺和尺垫。水

准仪的安置是在设测站的地方，打开三脚架，将仪器安置在三脚架上，旋紧中心螺旋，仪

器安置高度要适中，三脚架投大致水平，并将三脚架的脚尖踩入土中。用水准测量方法确

定的高程控制点称为水准点（一般以BM表示），水准点应按照水准路线等级，根据不同性

质的土壤及实际需求，每隔一定的距离埋设不同类型的水准标志或标石。水准仪有视准轴、

水准管轴、圆水准器轴仪器竖轴四条轴线，而在这其中，圆水准器轴应平行仪器竖轴、十

字丝横丝应垂直于仪器竖轴、水准管轴应平行于视准轴。在进行水准测量工作中，由于人

的感觉器官反映的差异，仪器和自然条件等的影响，使测量成果不可避免地产生误差，因

此应对产生的误差进行分析，并采用适当的措施和方法，尽可能减少误差予以消除，使测

量的精度符合要求。

确定地面点位一般要进行角度测量。角度测量是测量的基本任务之一，在测量中与边

长一样占有比较重要的位置，角度测量是次梁的三个基本工作之一。角度测量包括水平角

测量和竖直角测量。所谓的水平角，就是空间两条直线在水平面上投影的夹角。在通一竖

直角内，目标方向与水平面的夹角称为竖角，亦称垂直角，通常用α∈(﹣90°,﹢90°),当视

线位于水平方向上方时，竖角为正值，称为仰角；当视线位于水平方向下方时，竖角为负

值，称为俯角，根据竖角的基本盖帘，要测定竖角，必然也与水平角一样是两个方向读数

的差值。经纬仪是角度测量的主要仪器，它就是根据上述水平角和竖直角的测量原理设计

制造，同时，和水准仪一样还可以进行视距测量。经纬仪的使用包括仪器安置、瞄准和读

数三项。水平角的观测方法有多种，但是为了消除仪器的某些误差，一般用盘左和盘右两

个位置进行观测。竖盘又称垂直度盘，它被固定在水平轴的一端，水平轴垂直于其平面且

通过其中心。最终，为了测得正确可靠的水平角和竖角，使之达到规定的精度标准，作业

开始之前必须对经纬仪进行检验和校正。角度观测的误差来源于仪器误差、观测误差和外