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水利水电工程建设项目应从“面上”开展水资源论证,充分考虑区域水资源条件、开发利用现状和承载能力,协调区域经济发展与水资源利用间的关系,控制水资源开发利用全过程中可能产生影响的因素和事物,降低或消除区域水资源开发利用不良影响。在相关论证导则、技术导则和规划环评条例等技术指导下,对水利水电工程建设项目规划总体目标和原则的合理性、水资源条件的制约性、用水格局的完善性、配置方案的协调性、水环境保护的可实现性和补偿补救措施的可行性,进行详细的论证分析。《水利水电建设项目水资源论证导则》(SL525-2011),强调水利水电工程建设项目水资源总体论证应从工程概况、水资源状况及开发利用分析、取用水合理性分析、取水水源论证、取水和退水影响分析和水资源保护等方面,进行充分论证分析,建立区域水资源可持续开发利用建设方案。
二水利水电建设项目水资源论证实例分析
1工程概况
为缓解绥阳县中心城区近期城市生活用水严重缺水问题,拟在绥阳县洋川镇团山村的石梁河上游修建团山水库。水库坝址距绥阳县城17km,坝址以上流域面积14.7km2,多年平均径流量922万m3;水库校核(P=0.2%)洪水位918.62m,设计(P=2.0%)洪水位917.41m,正常蓄水位915.00m,死水位886.00m;水库总库容721万m3,正常蓄水位库容571万m3,死库容30万m3,兴利库容541万m3,库容系数58.7%,属多年调节水库。
2分析范围及论证范围团山水库分析
范围为石梁河全流域(流域面积239km2)及受水区绥阳县中心城区退水所涉及的洋川河全流域(流域面积126km2),共计365km2;取水水源论证范围为石梁河团山水库坝址以上流域(流域面积14.7km2);取水影响论证河段为团山水库库区河段(河长约2.84km,库区面积约0.42km2)、团山水库坝址至石梁河河口区间河段(河长25.3km),共计河长28.1km;退水影响范围主要为洋川河绥阳县城污水处理厂退水口至下游河口区间长9.7km河段。
3区域水资源状况及其开发利用分析
分析范围内主要河流有团山水库所在河流石梁河、工程受水区绥阳县中心城区退水所涉及的洋川河。石梁河系芙蓉江右岸一级支流,属长江流域乌江水系,全流域面积239km2,主河道全长32.2km,主河道加权平均坡降为11.9‰,流域形状系数0.231,多年平均径流量15000万m3。洋川河系洛安江左岸一级支流,全流域面积126km2,河长28.9km,主河道平均比降11.8‰,流域形状系数0.151,多年平均径流量7900万m3。分析范围内已建成灌溉水库工程2处,小型引水灌溉工程42处,提水灌溉工程30处。灌溉面积22182亩(其中水田20339亩,旱地1843亩)。分析范围内水资源总量22900万m3,现状开发利用水量1786万m3,水资源开发利用率7.80%;耗水量1079万m3,占水资源总量的4.7%。分析范围内水资源开发利用程度一般,水资源具有一定开发利用潜力,为促进区域经济发展,有条件和必要对石梁河水资源进行进一步的开发利用。
4取用水合理性分析
城市生活用水方面:绥阳县城市生活用水量预测主要根据《室外给水设计规范》(GB50013-2006)采用分类预测法进行预测,远期规划水平年(2030年)采用180L/(人•d);供水管网损失10%;未预见水量按10%考虑;水厂自用水量按总用水量的5%计。由于县城工业用水单独考虑,故上述所取定额符合一般城市生活用水规律。农田灌溉用水方面:根据当地灌溉习惯结合现状灌溉渠系实际情况,下游农田灌溉P=80%保证率灌溉用水定额水稻取320m3/亩、玉米56.4m3/亩、辣椒45.9m3/亩、油菜59.3m3/亩基本合理。用水总量控制指标方面:绥阳县现状用水量1.787亿m3,2015用水指标1.812亿m3、2020用水指标1.985亿m3、2030用水指标2.041亿m3,分别比现状增加0.025亿m3、0.198亿m3和0.254亿m3,团山水库供水量仅0.0599亿m3,而且主要是用于绥阳县城生活用水,符合《遵义市实施最严格水资源管理制度指标方案》对用水总量控制指标的要求。
5取水水源论证
团山水库坝址以上流域面积14.7km2,多年平均径流量922万m3,经长系列调节计算,团山水库坝址处流域水资源量可满足团山水库设计供水量599万m3/a(P=95%城市供水588万m3/a、P=80%农田灌溉用水10.8万m3/a)的要求。至规划水平年(2030年)上游流域内用水较现状增加耗水量仅占来水量的0.03%。因此,团山水库工程取水在水资源量方面是可靠的。根据坝址河段水样水质检测结果,现状水质能满足集中式供水水源地和农田灌溉水质要求。取水口以上流域内无工矿企业,主要污染源为少量农田灌溉用水退水,农村生活用水基本无退水,今后水质下降的可能性不大。取水口以上流域今后将划为水源地保护区,农田灌溉用水退水量将进一步削减,同时严禁新设排污口等活动,取水水源水质可得到保障并有改善的可能。取水口河段具备成库建坝的地形地质条件,同时取水口的设置也能够满足水库泥沙淤积需求和取水量的需求,且坝址下游农田灌溉用水今后由团山水库生态放水管一并下放,管道尺寸满足放水要求,取水口设置合理可行。
6取水和退水影响分析
团山水库取水对区域水资源量虽有一定影响,但按多年平均径流量的10%(0.029m3/s)下放生态流量,对区域水资源及下游河道的生态影响较小。水库下游有农田灌溉工程,灌溉设计流量为0.021m3/s,下游灌溉用水量由生态放水管统一下放,对下游农田灌溉取水影响不大。同时,建议在初蓄期积极引导灌区群众进行适度水改旱,尽可能减少灌溉用水量,确保水库尽早正常蓄水,正常发挥效益。团山水库工程在建设期其污废水按退水处理方案处理达标后排入石梁河,坝址河段枯季情况下接纳排放的污废水后悬浮物(SS)、五日生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)浓度均小于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类水质要求。施工期对河道水功能区造成一定影响,但该影响将随着施工的结束逐渐减弱直至消失。运行期影响较大的绥阳县中心城区城市用水退水。退水影响的洋川河属“洛安江绥阳遵义县保留区”,由于纳污河流洋川河退水口来水量较大,只要对城市用水产生的污废水处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)“一级标准A标准”后排放,退水对水功能区的影响较小,加之影响河段无其他用水户取水,故绥阳县中心城区城市用水退水对水功能区和第三者的影响不大。
7水资源保护措施
项目建设过程中,要对生产废水和生活污水采取有效措施处理后达标排放,严禁将污废水直接排入河道;作好水土保持工作,对弃渣进行妥善处理,对项目施工造成的地表恢复植被。对水库大坝、泵站及库尾河段进行水质监测,遇异常情况要查明原因并报告当地水行政主管部门,同时停止供水并采取措施即时解决。水库蓄水前,必须对淹没区进行库底清理,以免蓄水后淹没区内植物腐烂、农厕中粪便等造成二次污染。水库管理站修建化粪池处理生活污水,污水经处理后用于浇灌农田和绿地,生活垃圾拟与当地生活垃圾一同处理。加大水土保持工作力度,植树种草、对库区25°以上坡耕地实行退耕还林、坡改梯等水保工程,缓解库内泥沙淤积,逐步恢复库区库周生态环境的同时,提高水库自身运行年限。合理安排水库蓄水计划,通过下泄一定流量等措施来减小水库蓄水和运行对下游河段生态环境和农田灌溉的影响。建立一个自上而下的水资源保护领导小组,主要负责水库在运行过程中,实施水资源保护的领导、管理和监督实施工作。配合涉及县、乡、村对负责范围内水资源保护措施实施情况进行监督管理,搞好工程水资源保护工作。
三结论
1.1施工前期准备
水闸施工前期准备是确保水闸施工顺利的关键。前期准备包括材料准备、设备准备、质量检查、方案审核等等。结合水闸施工实际,水闸施工前期必须做好以下几项工作:首先,施工单位要在施工前期对各道施工工序作严格审查,确保各道工序的可行性。审查时要对施工方案的可实施性进行考查,包括核对施工措施、管理制度等等,务必要做好一切施工前期准备工作,确保水闸施工的安全高效。其次,要对工程施工人员的素质进行加强,要合理配置施工队伍,确保人才的优良,以便能圆满完成水闸施工。在施工设计图纸方面,要掌握好施工技术要点,并制定一套相应的施工管理制度,为后期水闸施工的顺利奠定基础。
1.2施工中的管理
在水利水电工程的施工过程中,要将水闸施工划分为若干个小项目进行具体施工,在施工要采取正确的施工技术及科学的管理措施,才能有效的保证水闸的整体施工质量。在具体的施工中包含着多种施工内容,如土石土方开挖工作、混凝土施工工作以及金属结构件的施工工程等等。做为水闸施工中的一项关键性技术,要对该施工过程进行严格的管理,保证施工操作人员在具体的操作过程中要按照操作规范进行作业,在完成开挖工作后,还要派专人将开挖工作成果与设计图纸进行比对,确保开挖工作质量达标。在混凝土的施工中,要想做好相关的管理工作,确保混凝土施工质量,首先要做的就是要把好原材料的质量关,对进场的原材料进行复验,保证施工用原材料达标,同时还要保证混凝土配比符合工程设计要求,在试验室配比的基础上,进行实际的工程施工换逄后,再确定具体的混凝土混合成本比例,此外,在混凝土的浇筑中,要对施工环节进行严格控制,避免因振捣不良而产生的混凝土浇筑气孔,避免麻面、孔洞、裂纹等现象的发生,从而为水闸施工提供坚实的结构基础。最后,要严格控制施工中的金属结构质量,要参照行业技术规范及国家标准进行具体的施工作业。由于金属结构本身就是一项比较复杂的工艺施工技术,因此要从材料、工艺及安装等多个环节进行质量控制。
1.3施工后期管理
施工后期管理主要是保养和质量检查,重点包括水闸分部工程和单元工程。单元工程的质量检查需由专业的质量监督部门执行,对工程质量给予审查和评定。实际操作时为了进一步确保单元工程质量的可靠性,可构建由业主、施工方、建立方三方质量监查体系,形成各方共同参与的良好氛围,对隐蔽工程和关键部位的施工质量作仔细检查。对于那些已然完成后期审查的单元工程、分部工程和单位工程,质量审查工作不能就此停止下去,必须贯穿水闸施工管理和水闸使用全过程,及时汇总相关资料,保证工作无遗漏。
2结束语
当前我国的水利水电基础工程施工发展过程中的基础施工方法主要有以下几点。首先,对于施工中所出现的浅基础情况,可针对有无放坡需求而确定施工方法。如无放坡需求,可先根据基准灰线直边切割出槽边轮廓线,随后再将相关施工作业区域进行诸葛开展施工作业。其次,在施工地下水位高低及地面排水系统建造的施工方面,则应根据具体的工程地质情况、施工挖掘尺寸等条件认真比对、计算和考虑,从而最大限度的预防和避免施工区域内的地基土结构被破坏。再次,对于地基与基础的强度及其所能承受建筑物上的全部结构荷载要予以充分的计算和考虑。即在施工基础的耐久性、防潮性、耐侵蚀性和抗冻性等诸多方面要充分满足施工过程及建筑后续过程的相关要求,保证施工全过程的安全顺利。除此之外,为了确保施工地基的安全稳定,必须使施工地基和开挖基础有一个足够大的施工工作区域,在地基变形值方面也应保证其在允许的参考值数范围内,将建筑物开裂、倾斜或者标高产生相应的变化等等一些列消极后果避免在施工开始阶段。
2水利水电工程基础施工的注意事项
对于基础施工作业方面我们需要做好注意事项,从而保证工程施工的顺利进行。在对于基础较浅的的施工作业面方面,要首先根据施工需要,划定一条基准灰线,并根据这条基准线画出槽边轮廓线,从而使整个施工的作业面顺利有序的展开。而对于地下水位的降低和地面排水系统的建造施工方面,要结合实际的施工区域的地质资料,进行科学的排查和考虑,进而进行基础开挖等工作作业,从而预防地基土结构被破坏同时影响施工的情况发生。另外,还需要保证整个工程地基的强度。地基是整个工程的基础和支撑,因而必须保证其可以承受建筑物的所有结构负荷,在地基相关结构的耐久性、防潮性、耐侵蚀性和抗冻的能力等方面严格把关,务必使其达到相关要求和标准。与此同时,还要在一定程度上保证地基和基础工作面的相对广阔,从而保证整个建筑结构的稳定。最后,任何材料都有其使用寿命,在地基施工前也要充分考虑到地基变形值的范围等因素和问题,要确保其始终处于允许的范围内,尽最大可能避免建筑物的开裂和倾斜等严重的质量问题。
3水利水电工程中的基础加固
3.1混凝土及钢筋混凝土灌注桩施工
所谓混凝土及钢筋混凝土灌注桩指的是直接在施工点进行打孔作业,然后用混凝土或沙石等材料进行现场浇筑,其具有施工方便,节约材料,成本低的特点,但其也存在不易操作、技术间隔时间长等缺点。总的来说,其主要有以下两种施工方法;第一种是挖孔灌注桩,这种灌注桩的的承重力和尺寸较其他两种都更加牢固,其直径为1m~3m之间,桩体的深度达到30m左右。这种挖孔灌注桩的单根承载力可达到10000kN~40000kN,能够很好的满足建筑整体对地基牢固程度的要求,第二种是打拔管灌注桩,这种灌注桩是是将与桩的尺寸相似的钢管套上桩靴打入土中,然后将钢筋骨架放入钢管内并浇筑混凝土,最后再将钢管拔出,进而形成灌注桩。除此之外,这种施工方法也可使用振动灌筑法,利用振动力将钢管打入土中。当其到达设计标的高时停止振动,当钢管打入深度达到设计要求时,利用进料工具将混凝土灌入钢管内,随后在震动的同时慢慢拔出钢管,使桩的混凝土在震动和播出的过程中密度和牢固程度不断增加,进而形成灌注桩。
3.2钢筋混凝土预制桩施工
1.1水利水电工程景观的概念水利水电工程景观指的是水利水电工程和其所处区域范围内的环境给人的视觉感官带来的总体的视角冲击和视觉效果。这些景观地区是以水利工程为基本的条件,在此基础上设计和建设具有人文和自然观赏价值的水利水电工程景区。水利水电工程景观设计涉及到两个不同的领域,水利工程的建设分属水利水电领域,而景观部分分属于景观学、设计学领域。这两个领域设计师和建筑师一般没有交叉,水利工程师可能完全不懂景观知识,而建筑师也有可能对水利知识知之甚少。所以在进行水利水电工程景观设计的过程中,由于建筑师和工程师的分开设计造成工程中的景观效果不明显是常见的一种现象。
1.2水利水电工程景观的类型水利水电工程景观设计一般利用水域或水体及其相连的岛屿、林草和建筑等建设吸引游客的自然景观和人文景观。自然景观的组成要素是自然地理环境,包括地貌、水、生物植被和气候等因素。自然景观包括了水域风光、地文景观、气候天象和生物景观等。人文景观又名为文化景观。人们在进行景观设计的时候经常会为了满足人们物质或者精神方面的需要而在原有的自然景观基础上设计和建设一些具有文化特质的景观,以突出其人文精神和文化风貌。人文景观不仅包括古代人文景观,即古代人类在社会活动中所创造并遗留下来的历史古迹,也包括现代人文景观,即那些能够体现现代的科学技术水平和创造性的现代景观。
2水利水电工程景观设计现状分析
2.1景观缺乏创意现有的水利旅游景点大多是划船、钓鱼等,随着我国旅游业的发展,也推出了一些桃园或是苹果园等,然而这些旅游景点只是单纯的效仿,缺乏立意创新,其依靠扩大规模和增加亩数来吸引外地游客,难以达到理想的效果。近年来,很多旅游景区以原生态的特点来吸引游客,其实只是圈出一大片地,保留原有形态,而不进行科学的规划建设。
2.2景观形态缺乏多样化很多景区的景观形态都大致雷同,游客到了此地有似曾相识的感觉。景观形态的个性化指的是景观区别于其他景观有着其独特韵味,立意标新。景观形态应该讲究独立和个性化,只有这样,才能吸引游客,使其在景观区内乐游不倦。
2.3景观布局混乱首先,很多旅游风景区的水利水电工程景观的设计过分关注其景观主题,即水体,而忽略了水体周围的景观设计,使得整个景区的景观视觉单调而缺乏整体性,难以将水体和周围景观很好地融合起来。其次,由于大多数的景区都是自成一体,自给自足,景区的管理者为了节省管理开支,只是设计一两个入口,游人从一个口进景区还得从原路返回。一般来说景区的岸线都很长,游人顺着岸线往前走也需要耗费很多时间,而折路返回使得他们重复游览已到过的地方,会让游人产生视觉疲惫,因此,很多景区相对远端的景点少有人问津,也缺乏管理人员进行维护,最后导致景观衰败。再次,景观的设计一般都注重平面图的效果,很少考虑游客观光的实际情况。如,有很多景观内的两个景点之间有一大片草坪,只有一条L型的小路是连接两个景点的唯一路径,从平面图效果来看,这条路径与附近景点非常协调,形成了整体美。游客在游览此景的时候可以一眼观望到另一个景点,出于好奇的心理,他们会选择较近的路径,即从草坪上踏过去,而避免走小路绕弯。
3水利水电工程景观的设计方法和策略
3.1水体景观的设计水体是水利水电工程景观设计的主题。首先在上游拦河筑坝,构成大面积的静止水,然后在河坝的下游对水资源进行各种形式的处理,以形成多样化的水体景观。可以利用库区水面开创出一些水上运动,以其极高的观赏性、娱乐性和刺激性来吸引游览观光的人群。比如水上龙舟、泛舟、水上摩托等,这些都是刺激性和娱乐性较强的群众性游乐活动。
3.1.1静水景观的设计
3.1.1.1借助植物装饰通常到了水库的尽头会出现一处浅水湾或死水湾,这些地方的水流非常缓慢,而且很有可能是一潭死水,因而水质极容易出现问题,滋生出许多蚊蝇和水虫,游客经过可能会有不良的体验。针对这种问题,可以在此处种植一些水生植物帮助净化水体,提高水体质量,改善周围的环境,使得水面效果更为丰富。有些水生植物,如荷花甚至还可能达到增加经济收入的效果。如果经济条件允许的话,在这些地方可以建造一些亭、阁,以供游客休憩;在岸边种植柳树,柳条倒映水中,构成美好的视觉效果。
3.1.1.2制造静水倒映景观水库的水体一般都是大面积的静水,静态的水显得非常安宁、祥和、静怡和明朗,能够清晰明了地映射出周围的景观,使得水面和周围环境产生层次感极强的整体景观,同时给人以充分的想象空间。静止的水就像一个平面镜,能生动地反映出周围景观,可以体现其鲜艳颜色,尤其是在阳光照射下,静水面的反光和折射更是为周围景观增色不少。所以规划师制造静水倒影景观的时候,应该根据周围的景观特点进行细致的规划,合理地配置和建设水面周围的景观,以丰富静水面倒影景观的形态。
3.1.1.3水生动物的放养在水库中放养一些河蚌、鱼等水生动物,让它们在水库中自由自在地游动,不仅可以使得水体净化,提高水体的质量,在一定程度上还可以动静结合,增加水体观赏效果。另外,水库中的水生动物还能够在一定程度上吸引更多游客,使得游客观赏美景的同时,进行一些垂钓活动,或者是允许游客往水库中投放食材,以吸引水生动物,形成鱼儿戏水的水体效果,为游客们增添别样的情趣。
3.1.1.4设计和制造人为景观多数的水利景点都不方便设置更多的水上运动节目,只能通过游船来增加游客的水面活动。为了使得这种单调的水利景观更为丰富,可以在静水面上建造一些凉亭、楼阁或是水榭,这样不仅在平静的水面上增加了人文景观,为游客提供了视觉上的享受,还可以为游玩疲倦的游客们提供短暂休憩和谈天的场所。
3.1.2动水景观的设计动态的水一般是指流动的水,比如小溪、河流和瀑布等。和静水相比,动态水更能激发人们的观赏乐趣,给人以美好的视觉享受。动态水富有活力,在精神上能够调动人的情绪,使人更加兴奋和激动。
3.1.2.1流水景观一般在水坝的末端,或者在排放水流的入水口都会形成流水景象,若是人为地对这种流水景象进行细致规划,加以修饰和装扮,比如用水泥土进行堆砌,借助周围的山石水流弯弯曲曲,形成具有艺术特征的水流景观。
3.1.2.2落水景观落水景象一般包括跌水和瀑布等。瀑布的形成是依赖于上游和下游之间水位的落差而形成,其气势宏大,场面壮观。可以根据动水景象规划的理念来对水坝的排水功能进行精心设计,使得水体景象变化充满动态感。一般来说,规模大的水库具有宽度较大、水位落差大的拦河坝,而水闸拉下排水的那一瞬间,形成了瀑布的景象,场面非常有气魄。比如三峡的溢流坝长度达到了483米,大坝的中间有23个深孔和22个表孔,其目的是用来对水库内的水位做出调整,在水库水压不够的时候可以方便排洪。在水闸全部拉下放水的时候,场面非常的澎湃,增添了水利景象的动态性。
3.1.2.3喷水景观喷水景观在水利水电工程景观中最为常见,在城市的路边或是公园内,我们常常会看见一些由水体喷射而制造出来的水体景象,这种景象不仅有着较高的观赏价值,而且对城市的空气环境能够起到一定的净化和湿润作用。另外,喷射出来的小水滴和空气中的分子发生碰撞会产生一些负氧离子,使得空气的质量得以提高。
3.2水利工程建筑物景观的设计水利工程中的建筑物的环境效应也越来越多地引起了人们的关注。在人们审美能力日益提高的今天,水利建筑不仅要有一般水利工程的蓄水防洪功能,还应该和建筑工程附近的环境相适应,构成完整协调的水利工程景观。水利建筑可以是临时性的,也可以是永久性的。其中永久性的建筑包括隧道、厂房、大坝、水闸、引水渠等,而临时性的建筑包括临时围墙、围坝、泄水道等。
3.2.1整体协调在水利水电工程景观设计中,切忌过分优化和突出一个单独的景点,而忽略了景观的整体效应。应该整体考虑,从宏观入手,将水利工程景观设计成一个整体上协调而又层次分明的景观。
3.2.2重点突出光有整体上的协调固然不够,景观设计中还应该注重设计出重点鲜明的景观。这就要求规划师要全面对大坝和大坝的附属设施间的关系进行细致处理。其一,可以把附属设施部分隐藏起来,将大坝的主体地位突显出来。可以从色彩和形态的设计上入手,尽量减少附属设施对大坝主题的视觉冲击。其二,也可以把主体大坝和附属设施结合起来进行设计,使之在形态和颜色上协调一致。
3.2.3对大坝的形式进行合理安排我们通常选择在地势较为平整的地方建设大坝。大坝的形式应该顺应周围地势,其高度应该和周围的地势高度接近,这样才不至于有太过突兀之感。目前大坝的形式主要包括了平板坝、大头坝等,这些大坝的形式经济而又美观。
4结语
1.1技术方面的挑战
服务于水利水电建设的专题地理信息系统仍然有待完善。专题地理信息系统的缺失印证了“3S”技术在水利水电测绘和管理方面存在不足之处。在水利水电测绘中,GPS和RS的结合在现代已成为行业标准,为水利水电测绘提供了传统手段完全不具有的经济效益、时间和成本优势,卓有成效,但是与GIS的整合这一环却严重缺失,虽然GPS和RS的结合和应用有助于水利水电工程项目的开展和实施,但缺少依托GIS的信息资源化和集成化却往往成为后续产业链条发展的掣肘。这个环节的缺失将会制约“3S”技术以及未来大数据产业的建设和发展。各数据、技术的应用与耦合尺度研究缺乏。由于新数据和新技术的应用多来源于国外文献,而非行业标准,相应的适用范围,应用前提和技术之间的衔接和处理存在很多不确定因素。例如基于NMGCOSR的CORS系统在国家三角点破坏严重的背景下成为解决平面起算点的重要方法,但是其应用与全球定位系统测绘规范的标准存在偏差和误差,在不能满足时如何增加控制点,精度控制方面有待研究。在此环境下,因GPS高程测绘以其监测点不需要通视、劳动强度降低、不累计误差,效率高等优点取胜,具有一定优势。但是研究表明参考椭球面的法线与铅垂线之间的差异即垂线偏差所带来的影响,理论上需要进行高层系统之间的误差计算,尤其在高纬度地形复杂的山区,然而误差的计算和修订研究缺乏。以目前的技术水平,GPS高程测绘误差在实际应用中,尤其是4等以上几何水准精度要求差强人意。该方法的优势在误差的不确定下反而难以成为真正的优势。
1.2管理方面的挑战
信息资源化与大数据建设支持薄弱。虽然水利水电测绘队伍在不断壮大,但水利工作和管理者在信息意识方面不是佷强,在信息资源化建设中,看重硬件建设,轻视资源开发的现象还有很多的;对信息资源建设没有足够和合理的投入,没有测绘科技信息资源开发的大的远景规划。信息资源网络化只是水利水电工程测绘电子信息化最为基础的步骤,中国现在已迈向大数据时代,大数据理念和项目如何在测绘行业中得到对接、应用与实践,大数据产业如何与水利水电工程耦合以实现数据、工程、服务产业链条的三位一体这是水利工作者的所面临的一项重要课题。信息技术人力资源不足。各水利测绘单位长期以来培养和造就了一批信息开发、研究、服务的专业技术人员,但随着计算机技术、网络通讯技术的深入应用和信息市场的迅速发展,水利测绘行业迫切需要一批既懂信息,又懂技术、懂开发、懂经营、会管理,能创新的专业人才群体。这类专业人才缺乏的问题如得不到解决将使得水利水电事业的发展和繁荣受到制约。
2我国水利水电测绘的建设远景
1.水利水电施工项目的经营效益需要对农民工素质培养
水利水电项目的施工需要大量的农民工,这对农民工的职业发展有着很大的拉动作用,为社会的稳定和谐发展也做出了贡献。水利水电项目需要农民工提高自身的技术能力,增强在施工中的创新性工作。具有较高素质的农民工群体能够为水利水电项目建设确保施工质量、保证施工进度和安全。这对水利水电施工项目建设期和运营期的经营效益都发挥了重要的作用。农民工的素质和施工技术水平也能够制约着水利水电企业的市场竞争力与经营效益。最近一些年,由于农民工技术水平不高和素质比较差造成的施工事故频发,这样就不能稳定施工队伍,也不能确保水利水电项目的施工质量和施工成本,这样水利水电企业应重视对农民工的素质培养和技能培训,这关系到企业的生存和发展的切身利益,也是企业转变经营管理模式的重要举措,改变了农民工较低素质就业的不良状况。
2.农民工应具备一定的现场施工的安全技能与环保意识
农民工要具备一定安全防范能力,要能够妥善处理突发事故造成的伤害。例如:水利水电施工项目的多发事故,高出坠落、坍塌、透水等。从事高处作业应掌握安全防范措施,并遵守高处作业的操作标准;掌握水利水电工程的土建工种安全操作,重点是要掌握高处作业、用电、爆破的施工现场安全要求规范。水利水电工程施工应重视环境保护问题。由于水利水电项目大多数设计到涉及到发电、航运、灌溉、防洪项目,这样就使得工程规模大、周期长,施工工作面影响范围比较大,农民工要注意施工过程中的环境保护,这关系到水利水电项目的经营效益。农民工在水利水电项目的现场施工中要严格按照环境管理体系规范进行施工,做好施工区域的环境保护工作。例如,农民工施工中要重视植被的保护,不要随意砍伐树木和破坏植被;不要随意排放施工机械污水和生活污水;对施工机械设备合理调配,减少夜间的机械施工活动,避免噪声扰民,不得随意倾倒废弃物,保持生活区域与施工现场的整洁,废弃物要集中收集和统一运输到处置点。
二、水利水电企业对农民工培养素质和培训技能的措施
1.对农民工培训应给予重视
社会经济的快速发展,促使水利水电项目获得了发展机遇。水利水电施工企业要在市场竞争中获得优势,就必须解决好农民工的素质和技能培训问题。这些外来务工人员缺乏水利水电施工项目所需要的一些技术,要对农民工进行系统培训。水利水电施工企业要给予农民工岗位培训,重视农民工的施工环境、居住条件以及医疗保障,为农民工安心工作创造条件。
2.开展农民工技能培训遇到的困难
水利水电施工企业对农民工的技能培训还存在着一些问题。施工企业安排专业的培训公司对农民工进行培训,要考虑到农民工的数量,所投入的资金。由于水利水电施工项目需要农民工尽快上岗,采取的是短期培训。水利水电施工项目安排农民工的岗位较多的从事粗放型工种,涉及的技术含量比较低。有的施工企业对此类培训并不积极。在培训中,需要花费培训费用,还要承担相关费用,在缺乏培训专项资金的支持下,培训范围必须狭窄,难以切实达到提高施工企业农民工的素质和工作技能的作用。而且有的培训方式也不适合农民工,轻视技能培训;培训流于形式,培训效果和培训质量低下,忽视农民工培训的特殊性;脱离工作实际,所学知识很难运用到实际工作中。
3.对农民工技能培训应采取的有效措施
水利水电企业施工项目的经营效益与农民工素质培养有着正相关关系。因此,为了能够提高农民工的素质,需要社会各方面的支持。在政府角度,要出台相关的政策,逐步完善农民工培训的法律和法规,并对农民工培训给予资金补贴。政府要对培训的企业给予税收减免,进行引导和鼓励水利水电施工企业积极开展农民工素质培训。对于培训给予科学的考核,避免形式上的颁发证书之类的方法,而且要重视实践应用效果,应对于水利水电建设项目产生明显的经营效益。在水利水电项目施工过程中,应在工地安排技术人员和熟练工人对农民工进行培训,要明确培训目标,对培训任务进行细分,有针对性地设计农民工技能培训和素质培养模型,建立培训档案和培训考核制度。
三、结语
1.施工管理人员水平问题施工管理人员水平偏低是当前水利水电施工过程质量监控工作中最主要的问题,也是其它问题产生的根本原因。进入二十一世纪以来我国水利水电事业的建设速度不断加快,市场对于专业的施工管理人员的需求不断增大,但是既有工作经验又有专业技术的施工管理人员是相当稀缺的。现在很多从事水利水电施工过程质量监控管理的工作人员都是刚毕业的大学生,他们掌握了一定的专业知识,也为该行业带来了朝气活力和创新能力,但是由于工作时间尚短缺乏实际工程处理经验,很难做到理论联系实际,更无法独自处理一些突况。这也使得他们很难及时发现施工过程存在的质量问题。另外在当前水利水电项目的实际施工过程当中,一线的施工人员大多数都是由农民工组成,他们缺乏相应的专业技能,如果过程施工管理人员不对他们进行适当的技术指导,那么将产生更多的质量问题。由此可见施工管理人员的水平对过程质量监控管理成效的影响是巨大的,以后一定要更加注重这方面的工作。
2.施工质量监管力度不够在实际的过程施工质量监控管理工作中,由于水利水电项目的特殊性,其涉及到多方面的专业知识、工作环节众多,其质量监控管理工作的难度是巨大的,特别是当质量监控管理工作触及到多方面的利益时,很多工作根本无法进行。施工质量监管力度不够还体现在另一个方面,那就是施工单位和监督管理人员对质量监督管理工作不够重视,很多监督管理人员并没有对施工现场进行深入的了解,而仅仅是听取施工人员的施工汇报,这种管理方式是相当不可靠的。施工质量监管力度不够,使得很多施工标准和技术检测标准仅仅是一纸空文,很难发挥任何实质性的作用。
3.施工质量标准体系不健全施工质量标准体系不健全,并不是一朝一日造成的问题,而是在水利水电施工过程质量监控管理中日积月累形成的一个重大问题。质量标准体系不健全,首先就是在整个水利水电行业中并没有建立一套通用的质量标准体系,这使得很多质量监控工作都无法进行,有时甚至是监管人员发现了相应的问题也无能为力,因为他们缺乏相应的技术支持,很难让相关的施工人员信服。施工标准的不完善增加了施工过程质量监控的管理难度,特别在一些存在争议的问题上,往往会由于要照顾到施工方的利益而蒙混过关,这让水利水电工程存在着巨大的质量隐患。只有对现有的施工过程质量监管体系不断进行完善,才能降低管理人员的工作难度,才能将质量监控管理工作落到实处,发挥更加重要的作用。
二、加强水利水电施工质量监控管理的措施
1.施工准备阶段质量监控措施施工准备阶段的质量监控工作是后续工作的有力保障,该阶段的工作做好了可以大大的降低后续工作的工作难度,提高后续工作的工
作效率。施工准备阶段质量监控的首要工作是建立完善的质量监督责任制度,对施工过程中各个环节的质量问题的相关责任都细化到个人,只有如此才能让施工人员对施工工作更加重视,才有利解决施工过程中出现的一些质量问题。其次在施工准备阶段,施工过程监管人员还应该对工程的施工环境进行深入的了解,分析各种可能对施工过程会产生质量影响的潜在因素,并采取相应的应对措施,监督管理人员还应该根据实际情况建立应对各种突况的应急方案。最后准备阶段质量监管人员最主要的工作就是对工程设计图纸进行审批,检查设计图纸中可能存在的纰漏和错误;对于施工过程中要用到的建筑材料也提前完成进行对其的检测工作,及时淘汰存在的质量问题的原材料,以免其影响后续工作的进行。准备阶段还要对施工过程中要用到相关的设备进行检测,检查其是否存在质量隐患,以保证在施工的过程中其能很好的发挥作用。
2.施工实施阶段质量监控措施施工实施阶段质量监控主要是加强对施工过程的监督管理,要保证制定的各种技术标准能够得到严格的执行,及时发现施工过程中存在的问题。对于发现的各种问题要及时进行处理,绝对不能拖延。施工阶段质量管理人员的另一个重要工作是对是对施工过程的相关数据进行测量和记录,并且一定要保证数据的真实性和可靠性,这有利于在后期万一工程出现质量问题时能对其出现的原因进行更好的分析,有利于追究相关人员的责任。如此一来还能提高施工人员的责任意识,使其更加认真尽责的工作。施工阶段质量监督管理人员应该增加到施工现场的巡视次数,为施工人员提供更多的技术指导,特别是在一些容易遭到忽视的细节上一定要提醒施工人员多加重视。施工后期阶段质量监控措施施工后期阶段质量监控主要是要做好数据的归纳总结以及存档的工作,以保证今后出现问题时有据可查。另外还应该对施工过程中出现的各种问题进行分析和总结,分析是在哪些管理环节出现了问题,这对提升水利水电施工过程质量监控水平是非常有帮助的。
三、结论
由于现代空间技术、信息技术特别是计算机技术的飞速发展,使测绘科技发生了革命性的变化。现代测绘科技的特征就是以“3S”技术集成为代表的数字化测绘技术和数据通讯网络技术。所谓“3S”技术就是GIS(地理信息系统)、GPS(全球定位系统)、RS(遥感)。当然,对“3S”的提法还有不同的认识,例如有人提出应为“5S”,即加上DPS(数字摄影测量系统)和ES(专家系统),但以GPS、DPS、RS采集地理信息,进行空间定位,并向GIS汇总,进行存储、处理、加工、管理和分析,形成各种地理信息产品,使传统的测绘专业发展成为地理信息学,测绘业发展成为地理信息产业,这一认识是一致的。
2“3S”技术的特点和集成化趋势
遥感是一种高效能的信息采集技术,正走向集多种传感器、多级分辨率、多谱段和多时相为一体并形成以获取信息为主,可以进行信息处理和信息应用的综合信息流程,具有信息获取的瞬时性、信息的丰富性和信息的周期性等特点,是GIS获取信息和进行数据更新的一种重要手段。遥感和摄影测量没有本质的区别,可以说遥感技术的历史是摄影测量,而摄影测量的现展是遥感技术。就目前的实际情况而言,遥感获取信息的平台多为卫星,而摄影测量则为飞机。因而摄影测量获取信息的地域范围相对小一些,比例尺和分辨率要高一些。摄影测量在经历了一百多年的发展之后,现在已经进入数字摄影测量阶段,他所提供的数字化地理信息更是建立区域性的地理信息系统最直接简便和主要的数据源。
全球定位系统是一种高精度、全天候和全球性的无线电导航、定位和援时系统。由于GPS定位的高度灵活性和其定位的精确性,已经给测绘技术带来了革命性的变化。现在已由最初的大地测量,发展到广泛应用于控制测量、工程测量、变形监测和航空摄影测量。
GPS作为一种定位手段,可应用它的静态和动态定位方法,直接获取各类大地模型信息,解决传感器位置和姿态的快速定位问题,这样也就解决了遥感信息的定位问题。现在GPS与摄影仪如RC30连接,在航空摄影瞬间,测定摄影中心的空间位置和摄影仪姿态,使摄影测量外业控制工作大大简化,从而实现了卫星遥感信息和摄影测量信息(采用DPS技术)直接进入GIS数据库成为可能。
地理信息系统是一种特定的空间信息系统,它是由计算机硬软件、空间数据库,数据输入输出转换和通讯设备等组成的计算机系统,用来采集、量测、分析、存储、管理、显示、传播和应用与地理和空间分布有关的数据和信息。GIS是一种进行地理信息管理和空间分析的先进工具,通过它所具有的多目标数据库,分析软件和应用模块,可实现信息查询、检索、空间数据的分析和统计,地图和各类专题图的制作,区域地理的综合研究和评价,环境动态监测以及区域开发管理和规划决策等。测绘行业本身是搞地理信息的采集和处理的,所以GIS自然是一种理想的基础平台和技术手段。地理信息系统投入运行以来,它的应用范围越来广,发展越来越快。根据1994年的统计,全球地理信息系统及其相关产业的产值已达到31亿美圆,年增长率在35%以上。据GISResearch公司的估计,从1992~2000年的8年间,美国的数字化服务市场将达到300亿美圆。
在GIS的建立过程中,费用最高的是地理信息的获取。采用RS(或DPS)和GPS进行地理数据的采集、更新和定位,作为GIS的数据源,正是最合理的集合。从广泛的意义上来理解,“3S”技术的集成实际上是当前测绘技术、摄影测量和遥感技术、地图制图技术、图形图象技术、地理信息技术、计算机技术、专家系统和定位技术及数据通讯技术的结合和综合应用。可见,将“3S”技术集成化是当代测绘科技发展的一个必然趋势。
3用“3S”技术对传统测绘方法进行现代化改造
信息时代需要的是最新的数字地图、数据库,而不是模拟地图。目前,基础地理信息成果严重滞后于经济社会的发展。
加快国家基础地理信息系统的建设,改变基础测绘成果现势性差,数值化产品严重匮乏的局面,提高基础地理信息数据采集、处理和分发服务的快速反应能力,加强国家基础地理信息系统建设是当务之急。在《中国21世纪议程》62个优先发展项目中,有40个项目涉及地理信息系统和信息系统的建立。
为此,国家测绘局提出,“九五”期间,我国测绘事业改革和发展主要奋斗目标是应用“3S”技术为代表的现代化测绘技术对传统的测绘技术进行现代化改造,形成初具规模的现代化地理信息产业,大力开发专题数据库,电子地图等数字化测绘产品,加速测绘产品的更新换代。
目前,我国已经建立了湖北、湖南、海南、陕西、黑龙江、上海等七个地图数字化基地,将国家基本图进行数字化,建立地图数据库。由中国测绘科学研究院负责研究并实施的《国务院综合国情GIS》(简称9202工程)第一期工程已于93年12月完成投入使用,第二期工程也于1996年12月完成,受到了中央和国务院的高度评价。各省如山西、河北、云南等省也正在加紧建设本省的《省情地理信息系统》,在大城市中,已建和在建的《城市地理信息系统》,《城市规划信息系统》(UPIS)等更是不胜枚举。各部委各行业也在竟相建设专题地理信息系统。
铁道部1995年12月在北京召开了铁道航测遥感“九五”科技进步讨论会,明确了在“九五”期间,要大力发展数字化测图技术、地理信息系统、全球定位系统等技术。
地矿部以武汉地质大学开发的《MAPCAD》地学地图彩色编辑出版软件以及《MAPGIS》地理信息系统为龙头,研制生产了数字化仪、扫描仪,形成了科研、生产、销售一条龙体系,一个新的高科技产业诞生了,领先一步占领了数字化制图出版的市场,并且正在有计划地分批武装省地矿局测绘队伍,使其地图的编制印刷计算机化、数字化,极大地促进了地矿测绘科技的发展,并取得了良好的经济效益。
没有实力就没有地位,就难以求得生存和发展。科技是第一生产力。“3S”技术是测绘科技发展的必然,是市场竞争的必然。
4.水利水电测绘科技的现代化
水利水电测绘队伍是我国测绘行业中一支重要力量,在省部属勘测设计机构中,测绘专业人员就有8000人以上。在50年代,就较早地开展了航测和地面摄影测量的工作。70-80年代,引进了不少模拟式航测仪器和一部分解析测图仪,以及数量较多的光电测距仪,电子经纬仪和全站仪。90年代以来又逐步引进了GPS接收机。训练有素的测绘队伍,精良先进的仪器装备,为水利水电的规划、设计、施工、运行、科研提供了可靠的测绘服务和测绘保障。
在水利水电测绘中,“3S”技术的应用也取得了可喜的进展,GPS定位技术在水利水电建设中得到了广泛的应用。天津院应用GPS进行于桥水库大坝变形观测的试验取得了积极的成果;96年上半年,天津设计院引进了《MAPCAD》系统和相应的硬件配置,使地图的编制工作摆脱了传统的复照、制版、刻图、撕膜等众多工序和繁重的体力劳动,实现了计算机一次完成直到符合彩色出版要求的所有编制工作。该系统已用于山西引黄并取得了很好的经济效益。在南水北调中线工程的测绘中,统一使用瑞得数字化技术,速度快,资料统一。遥感技术的应用开展得也较好,尤其是在利用卫片进行土壤侵蚀、土地利用现状调查等方面做了许多工作,编制了大量系列专题图。用遥感的方法进行全国灌溉现状调查也将启动。
电子平板数字测绘系统、侧记法数字测绘系统、掌上数字测图系统合称数字地形测绘技术,这套技术的核心理念是数字化系统配合全站仪共同使用,即GPSRTK系统配合全站仪进行综合测绘,现在最实用、最先进的方式是,掌上电脑+全站仪+地形库内业,这种方式适合山地、草地、盆地,利用现代化数字手段,通过对全站仪的数据统计,从而建立起基础模型,全方位立体化的三维系统没醒,对当地情况进行分析。同时能够最大限度的减少水利水电工程测量过程中的误差,加强建模效果,更加快捷与便捷的将这一数据进行整合。
2水下地形测量技术
传统的水下地形测量采用一般多以经纬仪、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,这种方法存在作业效率低,误差大等诸多缺点,近来已经很少被采用。近年来随着卫星定位技术的发展,DGPS,GPSRTK及CORS系统配合多波束测深仪进行水下地形测量得到了广泛的应用。DGPS(差分全球定位系统)是以某已知点作为基准点,基准点的GPS接收机连续接收卫星信号,并与已知点的位置进行比较,确定当时误差的伪距修正值,将这些修正值通过无线电台接收,用户接收机接收修正值来实时校正GPS信号,它具有全天侯、实时连续、高精度等特点。目前GPSRTK及CORS系统定位已达到厘米级的定位精度,并且能够做到实时无验潮测量。以上几种定位技术进行水下地形测量与岸上基准点交会法、极坐标法等定位技术相比,具有极大的优势,特别是较大面积的水下地形测量,可以大大缩短工作周期,减轻劳动强度。
3变形监测技术
变形监测又称变形测量或变形观测,是对被监测对象或物体(简称变形体)进行测量,确定其空间位置及内部形态的变化特征。变形监测按其变形监测部位分为外部变形监测(外观)和内部变形监测(内观)两部分,涉及测量学范畴的工作主要为外部变形监测。外部变形监测按变形方向可分为水平位移监测和垂直位移监测。水利水电工程外部变形监测包括变形监测基准网测量、工作基点测量、变形体变形监测、监测资料分析等内容,常用水利水电工程外部变形监测方法主要有以下几种:(1)大地测量法;(2)基准线测量法;(3)液体静力水准测量法。
4结语