电大水利水电论文实用13篇

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电大水利水电论文

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1.2大型水电站施工供电负荷都很重

从上面的数据看出目前已建和在建的大型水利水电工程的施工供电负荷,都呈现负荷重的特点,其规模不逊于城市用电量。

1.3大型水电站施工供电电压等级高

一般大型水电站施工区面积达几十平方公里,工程浩大,作业点多、面广,且负荷较重。为保证电能质量需要进行高电压输送,这是导致施工供电电压等级高的直接原因。如三峡工程施工主供电源和备用电源额定电压分别是220kV和110kV,下设35kV变电系统和6kV供电网络;锦屏一级电站建设现场规划设计有子耳河110kV线路和两回110kV磨锦线;锦屏二级规划有110kV磨泸线、110kV联松线和来自磨房沟的110kV线路;长河坝水电站现场规划有35kV金长Ⅰ回、35kV金长Ⅱ回和35kV长江线,并下设6条10kV供电主线;黄金坪规划有甘孜州州网110kV供电线路一回,35KV黄江线一回,下设5条10kV供电主线。可见在这些大型水利水电工程现场,施工供电的电压等级都是万伏级的。

1.4大型水电站施工供电网络复杂

大型水利枢纽工程主要包括大坝系统、导流泄洪系统、引水发电系统三大系统。每个电站的枢纽布置都不尽相同,同时巨大的库区带来延伸几时公里的复建公路,这些分散的作业面决定了大型水利水电工程供电网络的复杂性。如三峡工程6kV配电变压器200多台套,6kV架空线路约125km,供电网络十分复杂;长河坝与黄金坪为相邻的梯级电站,其施工供电线路相互延伸,10kV输电线路共计11条,长约90km,35kV输电线路4条,长约30km,供电网络呈树枝状发散分布。

2存在的问题

大型水利水电工程施工供电系统与传统施工供电系统相比,因为它的重要性高、负荷大、电压等级高和供电网络复杂,若仍以以往的传统供电模式运转会产生较多的困难。总结以往参与施工供电管理工作的经验,借鉴其他大型水利工程用电管理模式,认为普遍存在如下问题:1施工供电负荷重、变化频繁、变化幅度大,电压波动不易控制。施工供电系统负荷受工程进度的影响,一般在施工初期、末期用电较少,中期用电量多。1d之内,白天用电多,晚间用电少,峰谷差较大。加之很多水电工程在经济不发达的山区,外部电网和施工区内部电网抵抗故障能力差,且自然环境恶劣,极端气候和地质灾害时有发生。施工区供电线路长,电压压降大。电网故障及大负荷的投、切,均易引起电压大幅波动。2施工供电系统负荷分布离散,线路和设备故障率高。水利水电施工现场多为大山深处,沿河道进行布置,工程结构复杂、作业面多,工区范围半径长达几十公里,受这些因素影响,施工供电线路多为树枝状分散布置。同时由于作业面随施工进度不停在增减变迁,加上高边坡开挖、区域爆破和地方公共设施影响等多方原因,造成施工供电支线不断地改迁和增加。随着工程进展,多年之后施工现场供电网络变得分散复杂,在自然灾害(泥石流、飞石、大风、雷雨等和施工措施不当(爆破、短路等情况下,使得供电线路故障率大大增加。而终端用电设备这方面因为工区灰尘大,空气污秽度高,供用电设备露天安放,绝缘降低,使工区设备的故障率平均比城市电网高,还有一部分设备使用在阴暗潮湿的隧道内,加上防护措施不当也极易发生故障。且施工单位为节省成本,使用的供配电设备往往采用低标准设备或三无产品,有些供用电设备维护不当、超期服役,造成故障率居高不下。3施工供电系统临时性设备多,线路变更频繁。一般大型水电站的建设周期在10年左右,随着工程的进展,施工作业面交替开工,供、用电设备经常移位,线路架设、拆除频繁。从控制成本角度考虑,施工用电单位采用的临时性设备较多。由于临时用电线路拆除成本高,考虑地理环境多为高山陡坡,很多施工用电单位在局部工程完成进行设备清场时都不愿意拆除废旧线路,这些失去维护的不规范线路随时会爆发连锁的安全问题。4施工供电系统备用电源不足,超半径供电。由于大型水电站的建设基本在深山峡谷中,各施工作业面基本上是沿河的左、右岸铺开。加上受其他供电网络输电线路走廊影响,施工供电走廊有限,变电站的选址和出线布置又受地形、施工的影响,线路架设困难,大多采取单电源辐射形式供电,合环点少,备用电源不足,有些负荷超半径供电。特别是电站复建的省道或国道施工,其最远施工点与电站枢纽区相聚几十公里。例如长河坝S211复建公路长约35km,而施工供电电压等级为10kV,已远远超出供电范围半径,导致末端电能质量极差。5功率因素普遍偏低。水利水电施工用电设备中动力设备占绝大多数,均为感性负荷,导致施工供电网络功率因数偏低。施工区中的用电设备多为大功率电动机,工作时段集中,功率因数控制困难,不仅增加供电线路的损失,降低电压质量,同时也降低了工区供电设备的有效利用率,增加了工程成本。严重时还会造成用电设备烧毁,受到地方供电电网的经济处罚。6“外行”管理,隐患较多。水电工程施工用电单位众多,队伍参差不齐,且前期多为土建单位,在用电管理上存在专业薄弱问题,且责任心不强。水电站施工单位流动性大,人员更换频繁,真正取得《电工进网作业许可证》的“电工”很少,缺乏专业基础知识,不仅对自身所辖范围不熟悉,对电网调度系统也是异常陌生,规章制度的执行落实不到位,甚至抗拒执行工区供电系统调度命令,在线路或设备发生故障后,巡查不到位或误报、瞒报,拖延了事故处理时间,有时甚至扩大了事故范围,给人身安全带来极大的威胁。同时施工单位的主要精力放在主体工程施工任务上,对供用电等辅助生产系统的重要性认识不够,投入的资金、人员不足,安全意识淡薄,管理松懈,施工单位往往只在业主供电管理的部门办好报装手续,将供电电源终端建好,其他的事就依靠施工单位的“电工”完成。没有认真严肃地进行用电技术措施、安全措施、管理措施等施工组织设计工作,至于安全工器具,则是因陋就简。很多施工单位根本没有执行建设部JGG46—88《施工现场临时用电安全技术规范》,试验设备基本没有,甚至弄虚作假,严重影响了电网的安全运行。常见的不合格用电例如:施工方架设线路不规范,变压器、避雷器、断路器、线路等未进行验收试验和年度试验。设备安装也不规范,现场电缆泡水泡油、设备护栏高度不够、安全距离不够、标识警示牌没有、设备接地不可靠等,存在极大的安全隐患。7施工供电系统通讯不畅,应急反应慢。一般水电站的建设都是在经济不发达地区,基础设施较差,特别是通讯系统很不可靠。因地处山区,信号覆盖面不全,各种电网信息不能及时、准确汇集到调度员处,调度指令也不能顺利传达;另一方面施工单位的用电负责人无固定值班点,人员频繁更换又不及时通报,并且通讯手段配置单一,施工供电系统调度员指令下达时往往找不到接令人。这些都对负荷调整、电网操作、事故处理造成严重影响,延误最佳的处理时间,造成供电质量下降,甚至扩大停电范围。

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1.2精神因素

节能降耗理念的出现为社会发展提供了较为明确的方向,但是实际情况并不乐观。广大人民的思想观念仍然停留在传统状态,对于节能环保没有较为深刻的认识,这种状况使得水利水电工程的节能降耗工作遭受较为严重的阻碍。但是社会范围内仍然存在一部分节能意识较强的人们,正在为我国的的节能事业奋斗。

1.3生态因素

节能降耗的提出的重要原因就是为了应对生态问题,自然资源是否可再生能够对节能事业产生重要影响。在进行水利水电工程建设的过程中,对所在区域的环境会产生一定的影响,针对这个方面进行研究,对水电工程的节能降耗具有重要的意义。针对以上四个方面进行分析可知,它们共同对水利水电工程的节能事业产生重要影响。因此,可以从这个四个方面分别建立起节能降耗的评价指标。

2ANP概述

ANP被称为网络层次分析法,是在层次分析法(AHP)的基础上形成的,其设立为决策服务。在对现实中的问题进行分析的过程中,系统中的组成要素是根据网络形式进行排列的,网络中的每个要素都能够对其他要素产生扰动作用,也可能在其他要素的限制下出现相应的变动。如此的作用形式可以对ANP实现合理的描述。其结构相较于AHP来说具备一定的复杂特性。利用其达到决策的目的,首先需要对决策的内容进行划分,利用相关原则对其进行限定,每个原则的权重需要进行确认,需要通过AHP的方法达到这个目的。然后需要对网络结构进行相应的解析,对系统中的每一个要素进行相应地确认,确保其能够按照某种关系进行排列,使系统能够准确表述出元素之间的作用。在进行网络构建的过程中网络分为两种情况,即独立和依存。但是在解决现实问题的情况中,独立和依存通常是并存的。对其模型进行构建,需要确认计算权重,这个部分就需要具备一定的数学知识,对初学者来说难度较高。

3确认评价指标权重

针对评价指标进行分析,解读各个指标之间的相互作用关系,根据ANP概述中的内容,参考权重的确定步骤,针对节能降耗评价指标的权重进行计算。权重的确认需要在计算展开的过程中,需要按照一定的准则进行逐次逐个计算。

4启示与建议

水电水利工程的建设应该符合节能降耗的要求,务必将其控制在一定的范围内,确保其能够符合研究的现实状况。

4.1工程设计合理

水电水利工程在进行设计的过程中,需要对当地的情况进行细致调查。当地的气候、水文地质条件、人口因素等要素都是调查的重要内容,安排专门的小组,通过实地考察收集信息,到当地水电管理部门查阅资料,作为工程设计的参考数据。设计方案要兼顾成本控制,确保资金的使用效率,同时考虑环境因素,使工程的建设对环境的破坏控制在最小的程度。工程的可靠性是设计的重点,在设备选用方面也应该注意对其质量进行控制,确保其能够消除安全隐忧。

4.2控制材料消耗

水电水利工程的建设需要运用大量材料,土石方面的使用量需要进行合理规划,要运用科学的方法对其进行事先计算,在进行建设的过程中将土石的用量与计算的结果进行对比,确保现实建设用量与计算量保持同步,一旦出现较大的偏差,需要对施工现场进行控制,调整建设方案,对土石的用量进行较为严格的限制,将工程的土石等材料的消耗量控制在合理的范围内。

4.3科学挑选挖掘设备

工程的建设涉及挖掘的部分相对较多,设备的选择对于能源的消耗的限制显得尤为重要。这种消耗不仅仅指的是挖掘的土壤资源消耗,也与设备自身的消耗有关,如果选用的挖掘机械耗油量或者耗电量较大,就会使得能源的利用率下降,出现不合理消耗的情况。因此一定要选用耗油量相对较小,进行操作的过程中也要注意水土资源的流失问题。

篇3

坝址区与水库区位于东南沿海新华夏系巨型构造体系的第二隆起带南端,在区域构造上属于基本稳定区,地震基本烈度为Ⅵ度。坝址区地层为燕山早期第三次侵入的中、细粒黑云母花岗岩,及少量第四次侵入的花岗斑岩脉、闪斜煌斑岩脉。构造形迹以断层、挤压带、节理及节理密集带的形式出现,以北东向组与北北西向组为主,并有顺坡向的卸荷结构面。

地下水裂隙性含水层受构造控制。相对抗水层(透水率q≤1Lu)埋藏深度20~40m,以微~弱透水岩体为主导。地下水及河水的化学类型为重碳酸-钙钠型或重碳酸-钠钙型,对各种水泥无一般酸性、碳酸性、硫酸性、镁化蚀。

为研究岩石物理力学性质,进行了大量的室内物理力学试验,现场剪切试验,变形特性试验,弹性波、声波测试,提出了各类试验的建议值。

(1)混凝土/岩石、岩石/岩石抗剪断强度建议值见表1。

(2)基岩夹泥层剪切强度。断层泥f′=0.25,糜棱岩类f′=0.45,碎裂岩类f′=0.60;上述各构造岩c′值=0~0.2MPa。当构造岩混杂时,根据其含量的比值选取加权平均值使用。

(3)岩体变形特性。泥夹碎石糜棱岩(或全风化)变形模量E0=(0.05~0.10)×104MPa;压碎角砾碎裂岩E0=(0.1~0.3)×104MPa;弱风化花岗岩E0=(0.5~1.0)×104MPa,弹性模量E=(1.0~1.5)×104MPa;微风化、新鲜花岗岩E0=(1.0~1.5)×104MPa,E=(2.0~2.5)×104MPa。

(4)地震纵波速度Vp。新鲜岩体Vp>5000m/s,微风化岩体Vp=4000~5000m/s,弱风化岩体Vp=3000~4000m/s,强风化岩体Vp=2000~3000m/s,全风化Vp<2000m/s。

2大坝工程地质条件与基础处理

2.1坝基

2.1.1坝基工程地质条件

(1)①坝段(坝右0+010.00m~0+060.00m)。建基面岩石大多微风化,局部弱风化。断层有F8、F10、fd1~fd8。断层、微风化、弱风化岩占坝基面积分别为2.7%、80%、17.3%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土/岩石综合抗剪断强度(混凝土标号为200号,下同),f'=1.12,c'=1.15MPa。

(2)②坝段(坝右0+060.00m~0+110.00m)。建基面岩石大多微风化,部分新鲜,局部弱风化。断层有F9-1、F12、F35、f2、f3及L5、L6顺坡裂隙。断层和新鲜、微风化、弱风化岩占坝基面积分别为0.3%、30%、60%、9.7%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土/岩石综合抗剪断强度,f'=1.16,c'=1.22MPa。

(3)③坝段(坝右0+110.00m~0+143.00m)。建基面岩石大多微风化,部分新鲜和弱风化。断层有F12、F24、F25、F35、f8、fd9,断层和新鲜、微风化、弱风化岩占坝基面积分别为0.6%、20%、60%、19.4%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土/岩石综合抗剪断强度,f'=1.15,c'=1.19MPa。

(4)④坝段(坝右0+143.00m~0+176.00m)。建基面岩石大多微风化,部分弱风化,局部新鲜。断层有F24、F25。断层和新鲜、微风化、弱风化岩占坝基面积分别为0、10%、60%、30%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土/岩石综合抗剪断强度,f'=1.14,c'=1.18MPa。

(5)⑤坝段(坝右0+176.00m~0+240.00m)。建基面岩石大多微风化,部分弱风化,局部强风化。断层有F12、F18、F18-1。F18、F18-1。断层和微风化、弱风化、强风化岩占坝基面积分别为2.5%、70%、25%、2.5%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土/岩石综合抗剪断强度,f'=1.11,c'=1.14MPa。

(6)⑥坝段(坝右0+240.00m~0+304.00m)。建基面岩石大多弱风化,部分微风化和强风化。断层有F19、F20、、f5、f10、fd10~fd14。断层和微风化、弱风化、强风化岩体占坝基面积比例分别为6.5%、10%、80%、3.5%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土/岩石综合抗剪断强度,f'=1.05,c'=1.02MPa。

(7)⑦坝段(坝右0+304.00m~0+318.50m)。建基面岩石多强风化,部分弱风化。断层有F27、f6、fd14、fd15。断层和弱风化、强风化岩占坝基面积分别为14.5%、35.5%、50%,按面积比例用加权平均法计算坝基混凝土/岩石综合抗剪断强度。f'=0.85,c'=0.7MPa。

2.1.2基础处理

(1)断层处理。采用挖槽回填混凝土塞、加强固结灌浆的方法。规模较大、性状较差的断层,增加锚筋,槽的深度为断层宽度的1~1.5倍。节理密集带挖除松动岩石后,增加固结灌浆。

(2)固结灌浆。基本固结灌浆孔布置在坝段上、下游各1/3范围,孔深3.5~5m,孔距、排距均为3m,呈梅花形交错布置。灌后均打检查孔进行压水试验,透水率标准为q<3Lu。

(3)帷幕灌浆。帷幕灌浆有主帷幕和副帷幕各1排,孔距2m,排距0.75m,交错布置,帷幕深度各坝段不一,透水率标准为q<1Lu。

2.2大坝坝肩

2.2.1坝肩工程地质条件

(1)左岸坝肩。180m高程以上边坡开挖最大坡高85m,即达265m高程,形成200、220、240、260m高程四级马道,宽2m。边坡开挖坡比:在高程180~200m为1∶0.33~1∶0.5,部分为1∶0.75;高程200~220m为1∶0.5~1∶0.75;高程220m以上为1∶1。高程180~200m多为弱风化岩石,部分微风化;高程200~220m多为弱风化岩石,局部强风化;高程220~250m多为强风化岩石,局部弱风化和全风化;高程250m以上多为全风化夹残留孤石。高程250m以下有F7、F12、F15、F16、F28、F29、F34、f47、f48断层及数条节理密集带。左岸坝肩主要结构面倾向山内或与边坡走向近正交,仅F16、L5、L6顺坡倾向,但基本挖除,唯局部尚保留。未发现较大的不利边坡稳定的结构面及其组合体。

(2)右岸坝肩。高程180m以上开挖边坡最大坡高65m,即达245m高程,形成199、219m高程两条马道,马道宽度2m。边坡开挖坡比:高程180~199m为1∶0.5;高程199~219m为1∶0.75~1∶0.5;219m高程以上为1∶1。高程180~199m多为强~弱风化岩石,局部微风化和全风化;高程199~219m多为全风化,部分强风化,局部弱风化;219m高程以上多为全风化夹残留孤石,局部强风化。219m以下主要断层有F1、F44,最大破碎宽度分别为6.5m和4.5m。右岸坝肩F21和fy-3及F12和fy-2组合的楔体,经赤平投影稳定分析处于稳定状态。

2.2.2坝肩边坡处理

(1)完整性较好的微风化、弱风化岩石,无不利边坡稳定结构面。喷10cm厚的C20混凝土。

(2)完整性较差的微风化、弱风化岩石及强风化岩石。采用砂浆锚杆φ20@150×150cm,L=308cm,入岩深度为300cm,喷10cm厚的C20混凝土。

(3)全风化岩石。采用插筋φ16@200×200cm,L=108cm,入土100cm,并布设φ4@@25×25cm的铁丝网,喷10cm厚的C20混凝土。

(4)断层破碎带及节理密集带。除打锚杆外,并布设φ4@25×25cm的铁丝网,喷10cm厚的C20混凝土。

(5)边坡上布置排水孔。间、排距均为300cm,深度400cm,孔径为50mm。

3坝基岩体质量与评价

3.1坝基岩体质量建基面以利用微风化、弱风化岩石下部为原则,地震波纵波速度>4000m/s控制。

3.1.1地震弹性波测试(固结灌浆前)

①坝段纵波速度Vp=4000~4800m/s;②坝段Vp>4000m/s占90%,Vp<4000m/s占10%;③坝段Vp>4000m/s占73.6%,Vp<4000m/s占26.4%;④坝段Vp>4000m/s占74.8%,Vp<4000m/s占26.2%;⑤坝段Vp=4100~4700m/s;⑥坝段Vp一般为4600~4800m/s,局部Vp=2200~3400m/s。各坝段纵波速度小于4000m/s的部位,加深开挖深度,并加强固结灌浆。

3.1.2跨孔声波CT测试

③、④坝段布置跨孔声波CT测试5组,固结灌浆前声速为4700~6250m/s,唯ZK0210~ZK0310组在混凝土与基岩接触带,声速为3800m/s,固结灌浆后声速为4500m/s。

3.1.3声波单孔测试

①坝段测试孔41个,灌浆前、后平均声速分别为5066m/s和5311m/s,其中20个孔在建基面附近个别测点固结灌浆前声速<4000m/s,固结灌浆后声速均>4500m/s。

②坝段测试孔22个,固结灌浆前、后平均声波速度分别为5327m/s和5618m/s。其中6个孔在建基面附近个别测点固结灌浆前声波速度<4000m/s,固结灌浆后声波速度均>4500m/s。

③坝段测试孔28个,固结灌浆前声波速度为3261~6250m/s,其中11个孔局部测点低于4000m/s,固结灌浆后接近5000m/s,或高于5000m/s。

④、⑤、⑥坝段测试孔分别为42、1和4个,固结灌浆前声速均高于5000m/s。

3.2坝基岩体质量评价

篇4

(1)国电大渡河公司(母公司)移民环保部负责环境保护工作的内外总体协调及对建设工程环保工作的总体监督与指导。

(2)猴子岩公司负责工程建设过程中的环保现场实施管理与协调,猴子岩公司工程建设处归口管理环境保护工作,工程建设处下设环保水保管理中心(简称“环保中心”)具体负责日常环保管理工作。环保中心代表建设单位行使环境保护日常管理职能。

(3)环境监理、工程监理负责施工过程中环境保护措施监督管理,设计单位提供技术支持与设计咨询服务。

(4)各施工合同承包商为环境保护工作的责任主体与实施主体,负责实施施工合同中约定的各项环保措施。

1.2管理文件体系

建立了一套完善的环境保护管理制度体系,包括环境保护管理办法、技术细则、奖惩细则、验收细则、考评细则等;工程监理、承包商根据工作内容建立内部环境保护管理制度。这些管理文件形成一套完整详尽的具有较强可操作性的管理文件体系,成为环境保护管理工作的有效运行载体,保证了环境保护管理工作的“有法可依”。

1.3管理工作制度

(1)会议制度。

召开环境保护工作月例会,会上各参建单位汇报本月开展的环保工作、存在问题、下月工作计划等,环保中心通过影像资料直观通报本月环保工作存在的主要问题,提出限期整改要求。

(2)巡视检查制度。

采取定期巡查和不定期突击巡查相结合等形式,经常性开展工地现场巡查。巡查人员记录现场情况并采集影像资料。对于发现的问题,提出书面要求发至工程监理,由工程工程监理负责组织落实。

(3)工作报告制度。

通过工作报告全面、系统汇报环境保护工作。各参建单位向建设单位及时总结环境保护工作,形成报告并定期上报;建设单位根据有关要求向环境保护行政主管部门定期(每季度)上报环境保护工作报告。

(4)定期检查与考核制度。

环保中心定期组织环保联合大检查,并结合检查结果对工程监理、承包商进行考核,考核结果上建设单位,建设单位根据环保管理有关规定及考核结果做出奖励或处罚决定。

(5)环保信息统计制度。

环保中心组织开展环境保护信息(工程量和投资)统计工作。环保中心制定具体的信息统计要求,承包商按规定格式、规定时间向工程监理提交统计报表,经工程监理审核后报环保中心,环保中心负责统计信息的分析、汇总及存档。

1.4环保问题处理流程

依据环评报告书及其批复文件的有关规定,发现并及时处理施工过程中发现的环保违规、违约行为。2.5环保宣传与培训通过宣传教育培训,增强参建单位与广大工程建设者的环境保护意识和专业知识,有力促进环境保护工作的开展。教育培训内容包括法律法规、典型案例、环境问题和保护措施等。宣传教育形式主要包括标语标牌、环境日纪念活动、专家讲座、宣传片等。

2环境保护管理效果

以环境影响报告书及其批复文件为指导文件,设置各级环境保护管理机构,编制环境保护管理体系文件,制定环境保护管理工作制度,形成了一套完善的环境保护管理体系,环境保护管理在这套体系上顺畅运行,适时组织环境保护宣传教育和培训,提高了各参建单位的环保素质,环保措施按照“三同时”的要求逐条得到落实,有效的降低或消除了施工期环境的不利影响。

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工程测量是研究各类工程建设在规划、设计、施工阶段以及运行管理全过程、全方位测量工作的科学技术,是一门应用测量学科,是多专业测绘的综合学科。水利工程测量是工程测量的重要分支。其主要工作内容,包括为满足水利水电开发、水资源利用保护、流域综合治理规划、防汛减灾、科研、水利工程建设等领域需求,提供与地理位置有关的各种综合或专题信息。它是水利水电建设宏观管理、资源调查开发、水环境保护、区域经济规划、土地利用开发等不可缺少的前期基础性工作。正确认识我省水利工程测量发展现状和存在的问题,研究和制定我省水利工程测量学科发展的对策和措施,对我省水资源综合开发利用、防洪减灾和水利工程建设具有十分重要的意义。

2 福建省水利工程测量发展现状与存在的问题

2.1 水利工程测量历史沿革

建国以来,水利工程测量作为建设现代化水利事业的一门重要基础学科,通过广大水利水电测绘工作者的共同努力,初步形成了一定规模的测绘专业队伍和技术力量,为福建省水利水电开发、水资源利用保护、防汛减灾以及改善生态环境等方面,做出了积极的贡献。

在20世纪50~70年代,先后组建了福建省闽江流域测量队、精密水准测量队,晋江流域、九龙江流域、农田水利测量队,1958年以后又相继成立了福建省水利水电勘测设计院、福建省九龙江规划队、福建省水利规划院以及各地市的测量队。基础测绘队伍曾达到300人左右。主要工作是承担闽江流域平面、高程网的建立和1/万流域地形图测量、负责全省各流域二、三等精密水准测量、“五江一溪”(闽江、晋江、九龙江、汀江、赛江、木兰溪)及鳌江等流域的平面和高程控制和小比例尺地形图(1:2.5万、1:1万、1:5千)的测量工作、负责晋江流域灌渠测量、九龙江流域规划及灌渠测量、相继完成了各大、中、小型水利水电工程的三、四等三角平面控制网测量、高程控制测量以及水利枢纽建筑物地形图测量等。这期间,完成的水利水电工程测绘产品有:二等水准1925公里,三、四等水准10418公里,三、四等三角点4753点,五等三角点12576点,1:5千地形图测量1578km2,1:1万地形图12046 km2,1:2.5万地形图422 km2。

进入80~90年代,面临我国改革开放的大好形势,科学技术在各个领域得到突飞猛进的发展,测绘的仪器设备和技术手段也在日新月异的变化。为适应社会经济发展的要求,水利水电基础测绘队伍也在不断地调整和改变,整合后的测绘队伍更加精干和专业化。2000年以后,随着测绘仪器设备不断更新完善、测绘新技术的应用日臻成熟、各种数字化测图软件、系统管理软件不断推广和引进,用现代测绘先进技术逐步对传统测绘技术进行了更新,基本完成了对传统测绘产品的现代化技术改造。

2.2 测绘人员队伍及设备基本情况

“十五”期间,全省水利水电工程测绘专业队伍约有15家,其中有2家分布在省级单位,有8家在地市级单位,其它县级单位的有5家。具备甲级测绘资质的单位目前仅有1家;乙级测绘资质的单位有3家;丙、丁级测绘资质单位的约有11家。

全省水利各部门中,专门从事基础测绘工作的专业人员约有140人,其中大学本科学历有46人,占总人数的28.6%;大中专学历有54人,占总人数的38.6%;具备初级以上职称的专业技术人员有88人,占总人数的62.8%,其中教授级高级工程师1人,高级工程师12人,工程师43人。

据初步统计,目前全省水利系统已拥有多种精度和型号的全站仪61台、GPS接收机32台套、水准仪127台、经纬仪92台、测深仪7台套以及计算机、对讲机等办公系统辅助设备。仪器设备投入总资产达1600多万元。特别在“十五”期间省级设计勘测单位投入较多的财力,引进多种型号的GPS接收机,具有自动采集、观测数据自动处理功能的各种型号全站仪、可施测高精度等级的水准仪,拥有较为先进水平的测量平差计算软件和计算机数字化成图软件。这些高精尖设备的投入和使用,在“十五”水利水电建设中发挥了重要作用,取得较好的经济和社会效益。

2.3 水利工程测量工作成效

建国以来全省的水利水电工程建设取得辉煌成就,特别是改革开放以后,进行了大规模的水利水电基础设施建设,兴建了大量的水利水电工程。截至2006年末,全省已建成大、中、小型水利工程56万处,引水工程18.33万处,水库5.45万座,总库容135亿m3,年总供水量191.57亿m3,修建江海堤防5410km,围垦滩涂造地128.58万亩。此外,还修建各类大中小型水电站6000多座,装机近1000万kw。“九五”、“十五”期间,相继完成了水利水电工程测量项目230多项,其中省重点工程的项目10项,完成的总产值约2800多万元。在基础测绘工作中,累计完成国家三、四等水准测量1627公里;布设三、四等平面控制网点2329点;完成了各等级的电磁波测距导线1020公里;累计完成了1:500~1:5000比例尺的专业地形图833.4平方公里;施测各种断面数千公里。这些测绘成果,在水利水电的规划、设计、施工、工程建筑物的变形监测、工程运行管理和决策等方面发挥着极其重要的作用,为我省水利水电工程建设的顺利实施,提供了有力的基础保障。

目前,正在进行的水利工程测量有全省大中小流域综合规划、全省水资源及开发利用综合规划、全省中等以上城市防洪排涝规划、莆田木兰溪下游防洪整治工程、晋江下游防洪岸线整治工程、闽江下游北港南岸防洪排涝工程、闽江上游富屯溪、金溪、尤溪防洪工程、九龙江下游防洪工程、晋江市小流域整治工程、福州市内河整治工程、晋江、石狮、湄洲湾南岸供水二期工程等40多项水利工程;正在进行的水电工程测量有全省中小抽水蓄能电站规划、全省风电厂选点规划、仙游抽水蓄能电站、福鼎抽水蓄能电站、福州鼓岭蓄能电站、福安上白石水电站等30多项水电工程。这些水利水电工程的测量普遍采用“3S”及数字测绘技术,高效、快速地为项目的勘察设计和建设提供数字化测绘产品。

在科技进步与创新、新技术推广应用方面,水利工程测量取得的成绩尤为突出,近年来在福建省水利水电勘测设计研究院和福建省水利规划院两个龙头单位的带领下,对GPS、RTK、数字成图等先进设备与技术进行了广泛深入的研究应用与推广,并先后获得了4项福建省科学进步三等奖、1项福建省水利厅科技进步一等奖、3项福建省科技进步二等奖、2项福建省水利厅科技进步三等奖、1项福建省优秀勘察设计三等奖。2006年至今,两单位还成功申请承担了2项水利部“948”引进国际先进技术项目,成功引进了瑞士安伯格TMS隧道测量系统关键技术与设备、美国NAVCOM全球双频单机高精度GPS差分系统。

2.4 存在的主要问题

综观我省水利工程测量系统的队伍、仪器设备使用、技术发展水平、测绘成果管理状况,以及水利行业各部门对基础测绘的认知存在着差异,决定了水利基础测绘建设和发展的艰巨性和复杂性。水利基础测绘仍存在亟待解决的问题。

2.4.1 基础测绘数据落后,成果现势性不强

我省的水利水电测绘所使用的平面坐标系统大部分采用54北京坐标系统或以某地区为参心的近似54北京坐标系统或称工程独立坐标系统,与国家现行的80西安坐标系统不能接轨。同时我省早期布设的等级大地控制网已经使用了二三十年,网点数量不足,长期没有复测,又在大规模基础设施建设过程中受到严重破坏,可利用率低,已不能满足当今社会发展之急需。

在高程系统方面,有多种高程系统(如罗零高程系统、石垄高程系统、马肚底高程系统、1956年黄海高程系统、1985年国家高程基准等)长期并存,虽有换算系数,但其精度不一,资料陈旧,造成水利水电规划、设计、监测等部门使用不便和混乱。

基础测绘主要的产品成果体现在各种比例尺的地形图上,随着国民经济飞速发展,流域内各种地理要素发生了很大的变化,现存的地形图成果资料,大部分为传统的白纸测图资料,部分成果资料已失去使用价值。因此无论在内容和形式上,地形图成果远远不能反映经济和技术发展带来的地物地貌变化,现势性很差。

经过数十年的建设,我省水利水电已建成众多包括水库、水电站、水闸、堤防等大中型的水工建筑物。长期以来,我省水工建筑物的变形观测工作主要是由工程的施工建设单位和运行管理单位施测的。由于观测队伍不稳定、仪器设备陈旧、手段落后、技术水平参差不齐、数据综合分析处理不科学等原因,造成变形观测成果质量低劣或安全性评价不合理。特别是建设于上世纪50~70年代的水库,普遍未建立完整的大坝及库区变形观测系统,有的甚至从未进行过变形观测,各水库的其他地理数据也相当陈旧。这给现在正在进行的水库除险加固工作和后续的运行调度管理工作带来巨大困难,一旦发生险情将给水库下游居民的生命和财产带来巨大损失。

2.4.2 专业测绘人才匮乏

人才队伍是保障工程测量成果质量的必要条件,更是进行高新技术推广应用与科技创新的基础。由于历史原因,专门从事测绘的人才多为相关专业转行从事测绘工作。近十几年期间引进的专业测绘技术人才相对较少,能够熟练应用、掌握现代测绘高新技术(如地理信息系统、遥感影像技术)的人才尤其稀缺。

2.4.3新技术应用滞后,科研投入不足

我省水利水电大多数测绘队伍的基础设施建设与其他行业的测绘队伍相比较,仍处在较低的水平。发展不平衡现象十分突出,在大多数地县级测绘部门,设备落后、手段陈旧,高精尖的仪器设备投入不足,在现代测绘技术软件的配置上更显得薄弱,大大影响了传统测绘生产模式向现代化测绘技术更新改造的步伐,无法满足现代化水利建设对测绘产品的要求。现阶段为规划设计提供的测绘产品大部分仍停留在目视解释上,缺少计算机图像处理系统和数字化装备,水利水电系统尚未完全引进数字化测量系统,服务于水利水电建设的专题地理信息系统还没有投入较多的力量进行研究开发。

2.4.4 行业管理机制尚未建立,服务体系不健全

目前,水利系统的测绘技术管理仍处于各自为政的局面。各部门在规划设计各个阶段的报告、图件以及采用的基础测绘资料未作评价、分析或审查,给水利水电建设带来巨大隐患。同时,各测绘单位间缺少交流平台,成果未能做到共享,造成重复测绘的浪费。

3 水利工程测量的发展目标和应用前景

3.1 发展目标

水利工程测量的发展目标是从传统的测绘技术向数字化测绘技术转化,从模拟测绘产品向4D产品转化,从传统的测绘产业向水利地理信息产业转化。积极推广和应用新技术,促进水利工程测量技术方法和手段的更新换代,充分利用GPS、GIS、RS和“3S”集成技术以及数字化测绘技术和先进的测绘仪器等高新技术。加大人才引进和培养力度,加强新技术的研究和推广应用,不断拓宽水利工程测量服务的新领域。逐步实行测量数据采集和处理的自动化、数字化、实时化和智能化;测量数据管理的科学化、标准化、信息化;测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。建立健全水利工程测量管理体制和投入机制,促进水利工程测量数字化、自动化、信息化体系的形成,提高水利工程测量的技术水平和服务水平,提升测绘对水利水电各部门需求的保障能力。

3.2 应用前景

在水利规划设计和水利工程建设中的应用前景。我们可以充分利用GPS、GIS、RS和“3S”集成技术以及数字化测绘技术和先进的测绘仪器等高新技术,为水利水电工程规划设计和建设更加快速、高效地提供三维可视化数字地形图和水利综合信息专题图,从而使规划、勘察设计的工作效率、科技含量和成果质量大幅提高。

在防灾减灾中的应用前景。防灾减灾历来是福建水利的重大课题。为保障人民生命财产的安全和国民经济可靠持续发展,“九五”期间,省委、省政府做出了建设具有福建特色的防灾减灾五大体系(即蓄水工程体系、江海堤防工程体系、江河洪水预警报体系、中尺度灾害预警报体系、生物防御体系)的重大战略部署。我们可以充分利用数字化测绘和“3S”集成等高新技术,通过逐步建立全省海堤防的水情、水库调度等专题地理信息系统(GIS)和流域三维可视化系统,在江河洪水预警报体系、中尺度灾害预警报体系、生物防御体系中发挥更大的作用。

在水环境和水土保持建设中的应用前景。随着社会经济的发展,水污染严重,因此保护水生态,实现可持续发展成为当务之急。在水环境和水土保持建设中,可以利用采集的三维数字地形图数据,建立数字高程模型,进一步建立水资源、水环境、水生态、水土流失等专题地理信息系统(GIS),为水资源保护、规划、建设和管理提供科技保障和服务。

4 水利工程测量发展的对策和措施

4.1 推进各大流域及区域测量基准体系建设

4.1.1 建立和完善主要江河流域、海岸、水库群的高程控制系统

针对我省高程控制系统落后、成果现势性不强的弱点,有必要在全省各主要大流域(特别是“五江一溪”和海岸线)有计划、有步骤地布设与国家高程系统相匹配、以二、三等水准网为基础的水利专用高程控制网。在此基础上,以四等水准网方式,联测已有的局部地区工程控制网,逐步完善各区域中小流域和水库群的高程控制。

4.1.2 建立和完善主要江河流域平面控制系统

平面控制网是进行各项测量工作的基础,具有控制全局的作用。未来期间,重点在“五江一溪”及主要江河流域内,根据水利水电防洪减灾、规划设计、工程建设的需要,按轻重缓急的工作原则,以流域或区域为范围,有计划地布设三等、四等GPS控制网点约400个。经整体平差后,形成覆盖流域与现有国家坐标统一的水利水电专用控制网,更好地满足各种比例尺基础测绘和工程建设的需要。

4.1.3 建立和健全全省大中型水工建筑物的变形观测体系

建筑物变形观测是水利工程测量工作的重要组成部分。其目的是监测建筑物在施工或工程运营期间内的稳定性和安全性,研究其变形的原因和规律。经过数十年的建设,我省水利水电已建成诸多包括水库、水电站、水闸、堤防等大中型的水工建筑物。今后,以确保水利水电建设工程施工期和运营期的安全可靠为目标,一是加强变形观测工作的技术改造,逐步应用全能激光仪、自动垂直仪、电子测斜仪等光电仪器,引进和推广近景摄影测量、电子精密水准测量、变形监测机器人、实时GPS测量等新技术的应用。二是提高观测数据的分析处理能力,应用数理统计方法、回归分析方法,发挥计算机的强大功能,研究和建立可靠的观测数学模型,使得由单一变量统计分析发展到多变量动态的定性定量统计分析,对建筑物的安全提供更可靠的预测与预报。

4.2 加快测绘高新技术的开发和应用

4.2.1积极参与水利信息化建设

水利信息化是国家以信息化改造和提升传统产业思路在水利行业的具体表现,是带动水利现代化的重要措施之一。水利工程测量面临较好的发展机遇,我们应抓住这个发展机遇,加速自身的技术结构、生产组织结构和产品结构的转化。一是对已有的基础测绘资料进行系统分析,充分利用国家、地方和行业内已有的成果资料,对计划开展的基础测绘项目和需要完善的基础测绘工作做好数据的收集和采集工作;二是加速传统水利水电测绘产业向地理信息产业的转化,逐步形成一个能够承担全省水利水电地理信息采集、处理、维护、分发等任务的专业测绘队伍和基础信息中心;三是加快新技术开发和应用。鼓励和支持地理信息系统的增值开发,研制不同种类、不同尺度、不同形式的数字测绘产品,不断引进、开发和更新数据采集和管理的软硬件设备。四是加强与测绘行业内及水利行业其他专业的合作,积极参与“数字福建”、“数字水利”建设,拓宽服务领域和范围。五是建立测绘信息网络共享、管理与交流平台。

4.2.2 加强先进技术和设备的推广及应用,鼓励科技创新

加强先进技术和设备的推广及应用的主要任务是:逐步更新升级现有设备的功能与技术,引进和推广应用国内外先进的测绘装备与技术。逐步在全行业推广普及对高端全站仪、动静态GPS、GPS连续参考站、数字水准仪、内外业一体化数据采集与处理、数字化成图、卫星遥感影像、三维虚拟现实等先进设备与技术的应用。

加大科研力度、鼓励自主创新。随着各类先进软硬件设备与技术手段的继续引进,自主创新与独立研发的方向将向测绘生产智能化、网络化应用等高新技术领域延伸,水利水电工程测量可结合自身的专业特点和相关测量成果应用部门的独特需求,积极开展数据采集与处理系统国产化研发,争取在科研领域有新的突破。

4.2.3 注重人才培养

水利工程测量人才队伍建设的主要任务包括:① 引进高素质、高层次的测绘人才;② 组织培训和科技交流,提高测绘人才的学历和职称层次,形成以大专为基本、本科为主力、研究生为骨干的测绘人才队伍;③ 培养一批测绘行业科技带头人和专家型人才,并为他们充分发挥作用创造条件;④ 做好注册测绘师的认定、考核工作和测绘行业特有工种职业技能鉴定工作,造就高水平的水利工程测量队伍。

4.2.4 推进水利水电测绘地理信息系统(GIS)的建设

地理信息系统(GIS)作为一种特殊的管理系统, 它以空间数据为基础,可进行空间数据及属性数据叠加分析,方便快速提取用户关心的信息,通过地面模型自动生成功能及三维空间处理模块,可实现虚拟三维现实的直观演示和各种分析,为领导决策提供了一种方便快捷的信息平台。目前,水利行业地理信息系统的建设主要侧重于单方面如防汛、水土保持等的开发和应用。水利工程测量应充分发挥地理要素在三维可视化管理方面的应用价值,联合全省甲、乙级水利工程测量队伍的技术骨干,以各大流域水利信息综合管理为研究课题,逐步建立和健全各类水利水电专题地理信息系统,逐步实现流域内与水相关的各类信息的统一管理,为综合管理和科学决策提供技术支持。具体设想如下:

(1) 开发基于三维可视化的地理信息水资源管理系统。实现对流域历史的水文、气象、地理、地质、水质、水利工程、水处理工程等数据以图形形式的可视化管理,通过对模拟设备的选择查看其属性信息,通过属性查找对应的设备并定位,以利于科学决策和管理。

(2) 建立各大流域水利规划管理信息系统。该系统的建立,可以实现滚动规划和管理,如进行大型水库淹没区实物量估算、库区移民安置环境容量调查、灌溉区实际灌溉面积和有效灌溉面积调查、水库淤积测量、河道演变及现状工程分布情况等,并利用水利CAD设计平台大大提高设计方案的准确性和成图效率,利用项目管理软件加快项目施工进度和节约成本,提高工程的运行管理水平。

(3) 建立各大流域水资源水环境实时监控管理系统。该系统的建立可以实现对水资源动态监测、数据采集、实时传输、信息存储管理和在线分析管理,根据已建立的水量、水质和水环境分析模型,以计算机通讯网络技术为依据,以规范化、标准化的水资源综合数据库为基础,以水资源供需平衡和优化调度模型为内核,实现对水资源的远程控制和优化配置管理。

4.3 建立和健全水利水电工程测量行业管理体制

4.3.1建立水利水电工程测量行业管理机构

将水利水电工程测量纳入水利规划和管理的工作范畴。改革开放以来,虽然水利工程测量的测绘产品都已形成市场化,一方面给测绘行业带来了无限的生机和发展机遇,但另一方面也造成了测绘产品在监督管理上的混乱和缺位局面。各自为政造成管理机制的削弱和部分测绘产品质量的降低;重复测绘则在经济上造成浪费。因此,水利工程测量必须由水利主管部门进行统一的规划协调与管理,可考虑由水利建设行政主管部门或采取挂靠的形式建立测管理中心,对全省的水利水电测绘(包括人员、制度、测绘基础资料、仪器设备等)进行统一的监督管理,并结合各时期的工作重点,制定基础测绘计划,建立稳固的基础测绘更新机制、明确更新周期和经费渠道,使水利水电基础测绘能够及时有效地服务于福建省水利水电的综合开发治理。

4.3.2规范水利水电工程测量市场

水利水电工程测量有其行业的特殊性,如水利工程设施、水下地形、水工建筑物、大坝变形等测绘的精度要比常规的工程测量精度要求高,同时不同的水利工程所要求的测量精度也不尽一样。因此,参与水利水电工程测量的队伍必须在具有测绘行业主管部门颁发的测绘资质基础上,充分理解行业的特点和水利工程要求,严格执行《水利水电工程测量规范》和《水利水电工程施工测量规范》,才能提供合格的测绘产品。对于事关国计民生的重大水利工程,应由测绘行业主管部门颁发的较高测绘资质的工程测量队伍承担。为此,建议由水利建设行政主管部门或新成立的水利水电工程测量行业管理机构来协调管理,以规范水利水电工程测量市场。

4.3.3 健全水利水电工程测量成果共享机制

我省水利水电行业的测绘生产与测绘成果资料的管理一直处于各个单位各自为政的状态,未进行统一保管,时常造成珍贵测绘基础资料的遗失,测绘成果资料的应用也未建立有效的相互沟通渠道,导致了大量的重复测量,造成测绘基础资源与测绘生产力的严重浪费。健全水利水电测绘成果共建共享服务体系的主要工作包括:

(1)各省级及地县级部门应尽快建立测绘成果的计算机管理体系,对已有的历史资料进行收集整理,有条件的应建立专业的数据库管理系统。

(2)开辟已有测绘成果资料应用的交流沟通渠道,建立测绘成果资料目录的汇交管理体系,尽可能减少重复的测绘生产,提高测绘生产效率。

(3)建立水利水电测绘行业的专业网站,为测绘生产的信息传递、资料收集、成果分发提供有效的窗口与平台。

参考文献:

[1] 福建省“十一五”水利水电基础测绘专项规划. 2007.