长线路输配水工程基础高程控制方案的论证及精度验证

宋红蕊

（陕西省水利电力勘测设计研究院测绘分院 陕西 西安 710002）

1 引言

引汉济渭受水区输配水工程自取水口开始分为南北两大系统，地理位置为东经108°01′17″～109°45′12″，北纬34°00′09″～34°40′52.5″。取水口位于周至县马召镇黄池沟（秦岭隧洞出口），隧洞出口设计洞底高程510.00m。规划的输配水工程线路示意图如图1所示，其中，南干线长度约176.8km，过渭干线长度约31.6km，渭北西干线长度约29km，渭北东干线长度约103.3km。南干线沿秦岭北麓布设，多处跨越河流及公路，地形起伏较大，按地面坡度划分为丘陵地；渭北干线地形相对平坦，按地面坡度划分为平地。测区交通比较方便。

测绘工作是引汉济渭受水区输配水工程建设的基础工作，无论是在工程前期的规划设计阶段，还是工程建设阶段和安全运行期都起着十分重要的作用。而基本平面和高程控制网测量又是测绘工作的基础，它是为工程设计阶段测量、施工测量、监理测量，竣工测量、安全监测提供统一的平面、高程控制基准和精度保障，显得至为重要，也更受重视。

2 基础高程控制方案论证

（1）等级

针对输配水工程线路长、控制面积大的特点，参照工程规模及线路设计比降，高程控制等级确定为三等。

（2）布网的总体思路和方案

为统一整个工程线路高程基准，布设高程控制网的总体思路为：以三等水准网作为全线路高程控制骨架网，统一全线基准，其精度和密度除应满足项目建议书阶段1∶5000航测地形图的需求，还应兼顾后续可行性研究、初步设计、施工图设计阶段以及施工阶段进行加密高程控制对起闭点的要求。

经实地查勘南干线、过渭及渭北干线沿线地形地貌，搜集并寻找到的已有二等以上国家等级水准点的分布情况，测区基础高程控制分别由附合、闭合或结点等3种方式的水准路线构成三等水准网。

图1 受水区输配水工程线路图

表1 路线的左、右路线高差不符值统计表

（3）基础高程控制点布设密度的选取

受水区输配水工程在本次项目建议书阶段设计必选方案较多，根据设计需求1∶5000带状地形图，采用航空摄影测量方法成图。其外业像控点测量采用GPS—RTK方法直接测定其坐标和高程。《工程测量规范》（GB50026-2007）规定：GPS—RTK方法的作业半径不宜超过5km，RTK高程转换参数采用拟合高程测量方法，其已知点分布应在基准站的两端及中部。

按照平高控制点结合的原则，基础高程控制点除利用输配水工程沿线每间隔10km左右布设的一对三等GPS点之外，再在中间每间隔5km左右布设一个永久水准点；同时每间隔2.5km左右留设一个固定水准点（BM点），这样，既满足航空摄影测量时像控点采用GPS—RTK方法作点校正的需求，也为后续勘测设计阶段测绘大比例尺地形图及施工阶段进行加密高程控制测量奠定了高程基准。

（4）外业观测方案

水准测量采用3台LeicaDNA03数字水准仪观测。水准标尺采用铟瓦条码尺，尺台选用质量不小于1.0kg。作业使用的3台水准仪已在作业前送法定计量检定单位进行了检定，并在检定有效期内使用。测段高差观测方法采用单程双转点法。外业观测结束后，及时检查和整理外业观测电子记录手簿，查验各项观测数据满足限差要求，确认观测成果符合规范要求，再进行外业观测高差的验算工作。

3 外业观测高差验算及精度评定

（2）每条水准路线观测结束后及时计算检验其左、右路线高差不符值，其不符值统计见表1。

（3）根据每条水准路线的左、右路线观测高差较差计算每千米水准测量偶然中误差MΔ统计如下表2。

（4）附合或环形水准路线高程闭合差的检验结果统计如下表3。

从表1、表2、表3统计对比结果看，路线的左、右路线高差不符值、每千米水准测量偶然中误差MΔ、附合路线或环线闭合差等精度指标的检验均在1/3限差内，优于相应等级的精度指标。

4 检测国家等级水准点变化情况

本次基础高程控制测量过程中，检测国家等级水准点间高差时，发现Ⅱ曙申10和Ⅰ绥永147等2个水准点下沉，统计如下表4。后续使用时应注意其稳定性检测。

表2 每千米水准测量偶然中误差MΔ统计表

表3 附合或环形水准路线高程闭合差统计表

表4 Ⅱ曙申10和Ⅰ绥永147等2个水准点变化统计表

表5 ⅡQLC04经JH03推算得受水区水准点JH01的高程

5 引汉济渭秦岭隧洞工程与受水区高程系统的衔接验证

受水区取水口即为秦岭隧洞出口，其附近有引汉济渭调水工程留设的二等水准点Ⅱ周西 2（Ⅱ周城 3）、ⅡQLC02、ⅡQLC04等2个二等水准点，其标石稳定，标志保存完好，高程系统为1985国家高程基准。

本次测量时检测了ⅡQLC02（=JH03）～ⅡQLC04测段的高差，由ⅡQLC04经JH03推算得受水区水准点JH01的高程如下表5，与其差值为+6.0mm。

其二，引汉济渭调水工程秦岭隧洞施工建立基本高程控制网是先于受水区输配水工程的，两大工程衔接处均采用了I永汉40、I永汉41等两个一等水准点。进行数据处理时采用的已知点高程值也相同。

由此说明秦岭隧洞施工控制的高程系统与受水区高程系统相一致。

6 几点体会与建议

（1）大型水利工程长线路高程控制测量，事前应充分搜集沿线已有水准资料，并确认其点位的保存完好和稳定性，这是布设方案的重要依据。

（2）基础控制的设计方案应做到满足当前，兼顾长远需求的原则，才能使工程建设各个阶段的测量成果基准统一、精度统一。

（3）必须做好已知点的稳定性检测，确保成果的精度。

（4）新技术设备的应用是高精度测量结果的保障，充分体现测绘新科技的提升作业效率，大大降低外业成本的优势。

（5）同一条水准线路采用两台及以上水准仪观测时，每个测段观测的记录文档中应加注观测仪器及标尺编号，这样，测段高差加入尺长改正才能一一对应。

（6）测段高差观测方法采用单程双转点法的工效比往返观测提高20%以上，既可以保证精度，也可以减轻作业人员的劳动强度。陕西水利

[1]《工程测量规范》（GB50026-2007）[S].

[2]《国家三、四等水准测量规范》（GB/T 12898-2009）[S].