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长江河道勘测的现代科学管理与新探索

时间:2022-04-03 09:01:36 浏览次数:

[摘 要] 作者结合自身实际工作经验,介绍了当前水利水电工程勘测活动中各种新型的技术,对于以后更好地看展水利水电工程勘测活动具有一定的实际意义。

[关键词] 河道勘测 水利水电 新探索

一、我国河道勘测技术的历史发展

在20世纪70年代以前,由于我国的水利水电行业勘测技术起步晚,底子薄,基础差,造成了我国河道勘测技术水平低、设备落后、勘测周期长以及对地质规律认识不足等落后现实。

从20世纪70年代末至80年代初期,我国陆续从欧美等发达国家购置了一批先进的勘探设备,并引进了先进的勘测技术,结合我国工程建设的实际需要,开展科技攻关,相应的勘测技术和手段等都有所进步。

20世纪80至90年代,是我国水利勘测技术全面发展和快速提升的重要阶段,国家相关部门本着可持续发展的长远考虑,组织全国水利水电行业的技术力量对一些重大工程的技术问题进行了集中攻关,除了深化和完善常规的勘测技术方法外,还设计和研发了许多高新勘测技术。这些技术的应用不仅满足了水利水电工程建设的需要,大大地提高了地质研究和勘测工作的效率与质量,也在客观上促进了水利水电工程技术的进步和相关学科的发展,从而为进一步认识和最终解决河道勘测问题打下了坚实的基础。

进入21世纪以来,我国勘测设备制造技术得到了进一步发展,并围绕一些特殊工程地质问题等开展了国家攻关或专门研究。钻探、遥感、监测等新技术的进一步普及,也在客观上加快了水利水电工程勘测技术的发展。

二、河道勘测工程中新技术的应用

随着科学技术的不断发展,我国的河道勘测技术得到了显著提高,相关工程技术人员从实际需要出发,结合传感器、卫星定位、导航技术与计算机、通讯技术,多学科综合交叉,形成了集对河道勘测的采集、处理、管理、分析、表达以及传播于一体的河道勘测技术,主要包括遥感(RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS),等等。统称为3S技术,这也是目前对地观测系统中空间信息的获取、管理、分析和应用的三大支撑技术,详细介绍如下:

1、遥感技术

遥感(RS)技术是一种非接触的,远距离的探测技术。一般指运用传感器对物体的电磁波的辐射、反射特性的探测,并根据其特性对物体的性质、特征和状态进行分析的理论、方法和应用的科学技术。该技术具有信息丰富、用途广泛等显著优点。从20世纪70年代后期开始逐渐应用于我国的水利勘测行业,在早期,主要是利用卫星对区域地貌、图像等做宏观研究,随着技术的不断成熟,目前已经广泛用作一种科学勘测手段,主要包括区域地质构造研究、中小比例填图、库岸稳定性分析、泥石流与堰塞湖调查,等等。

遥感是水资源监测的重要手段之一,是进行水土流失和河口、河道、湖泊和水库泥沙淤积调查的重要方法。遥感技术的优势之一是能够监测动态变化,因此,遥感技术是河道、河口等地域动态监测中的首选工具。河道、河口的泥沙淤积及引起的相应河势变化对防洪、航运等都有着至关重要的影响,通过卫星遥感信息监测河道演变变化、预测河道发展趋势,并将之应用到水利规划、航道开发及防灾减灾等方面。尤其是近些年来广泛开展的河口、河道泥沙淤积调查工作,遥感技术都在其中起着举足轻重的作用。

2、地理信息系统技术

地理信息系统(GIS)技术是以各类空间数据为研究对象,在指定地理图形的基础上,通过计算机对空间数据进行录入、编辑、存储、查询、显示和综合分析应用的技术系统。GIS通过一系列的空间操作与分析,为多种学科及工程应用提供有用的信息及决策服务。在工程实际中,我们常常把RS与GIS联合使用,其中,GIS是遥感图像处理技术的具体体现,而遥感图像则是GIS的数据源。

GIS一般主要具备以下三种功能:(1)制图功能,GIS的核心是一个地理信息数据库。工程技术人员首先将地面上的实体图形数据和对应的属性数据输入到数据库中,并编制用户所需要的各种图件;(2)空间数据库管理功能,在地理对象通过数据采集与编辑后,会形成一个庞大的地理数据集,GIS需要通过数据库管理系统来对此进行管理;(3)空间分析功能,用户通过空间查询与空间分析得出决策结论,控件分析功能是GIS的核心功能,但从目前的实际使用情况看,空间分析尚不能实现规范化,这也是由其本身的高度复杂性决定的。此外,GIS作为是水文资料管理的重要工具,还可以方便地计算距离、曲率、表面积、周长等信息,即用即得,也可以很方便得到某点的高程。

在河道勘测中,GIS的主要应用是进行河道演变分析,GIS利用DEM模型数据可是实时计算两冲淤监测断面之间的冲淤量,具有速度快、精度高、操作方便等优点。另外,GIS还具有相关辅助的统计分析和绘图等功能,包括绘制河道断面图、冲淤过程累积图,等等,这些对于分析河道演变的成因、了解河道演变规律.都有着十分积极的意义。

3、全球定位系统技术

随着全球定位系统(GPS)的飞速发展,其相关技术也越来越多地应用到水利水电勘探、测绘项目中。它给传统的测量技术带来了新的革命性变化,提高了测量工作的精度和效率,创造了巨大的经济效益。从GPS的诞生开始,GPS测量技术先后走过了静态测量、快速测量等发展历程。而所谓的RTK(RealTimeKinematic)技术,是指厘米级精度的动态实时差分测量,它目前已被广泛应用于各种测绘实践工作中。它的最主要优点是可以随时测量任意点的三维坐标,从而彻底摆脱了以往的后续处理负担,提高了测绘效率,具有实时、准确、操作方便等诸多优点。

GPSRTK实时动态定位技术是一项以载波相位观测为基础的实时差分GPS测量技术,其基本的工作形式是:配置1台基准站接收机和多台流动站接收机,以及相关的数据传输电台,基准站接收机在RTK作业模式下,将包括基准站坐标、高程、坐标系数转换参数等在内的必要参数录入到GPS控制手簿中,各流动站接收机分布在若干待测点上进行设置。在系统定位测量过程中,基准站与流动站必须同时保持能跟踪到5颗或5颗以上卫星,基准站在监测到卫星信号后,通过电台发送给各流动站接收机,流动站接收机将自己采集到的GPS观测数据与接收自基准站的数据进行对比,组成查分观测,并进行实时差分与平差处理,并最终得到本站的坐标与高程。

三、结论

总而言之,随着现在科学技术的不断发展和创新,无论是工程测量和技术管理,技术含量越来越高,工程进度也会要求的越来越快速和精确,而且精度的好坏也会直接关系到设计和施工的准确性。所以在管理和对人员的要求上也会更高。在管理工作中,必须要建立建全各项管理制度和完善质量管理体系,还要面向社会,树立为客后户服务,增加信誉和满意度的理念。在测量勘测活动中,要全面按照国家的技术规范和质量管理体系进行作业,按照工程的要求和工作量的大小合理安排人员和仪器设备,保质保量,多快好省的完成测量工作,满足施工设计要求,让客户满意。更主要的是在科学发展的时代里,要不断运用新仪器,新设备,在管理上要不断更新思想,改变旧的管理理念,在工程测量工作中探索新的管理思路,以适应社会的发展。

针对以上所述,在管理工作中必须提高测量人员的素质及管理水平,熟悉工作的任务,性质和要求,熟练掌握各种仪器设备的性能和操作技能,才能更好的完成测量工程。要作到:

(1)在水利水电勘测工程活动中,各种新技术、新仪器的应用具有高效、低风险,精度高,操作方便等许多好处,但又有其局限性,在这一点上,就要熟悉传统的测量技术可作为补充,因为不管是那种新的测量仪器,都离不开测量的基本原理。老的测量方法是运用新仪器设备的基础

(2)对于实际的工程测量人员,需要更多地了解各种技术的基本原理,熟悉他们的应用条件,并注重扩展其功能,争取将其效用发挥到最大化,以最好的测量手段达到最佳的测量精度,来满足施工测图的要求,更好的服务于社会。■

参 考 文 献

[1]陈礼宾,等.我国水文、工程和环境地质新技术方法发展战略[J].水文地质技术方法,1991,23(5):53-68.

[2]陈德基.三峡工程地质勘察研究的理论与实践[J].工程地质学报,1993(9):23-25.

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