明渠截流水文监测中的高新技术及应用(1)程力(4)

5        激光全站仪配合eps成图测绘系统

激光全站仪是新一代测量仪器，集测距、测角于一身，并且在有人立尺和无人立尺状态下均可有效使用。eps成图软件，可以方便地进行展点、连线、编绘、计算等功能。在三峡工程导流明渠截流水文测报工作中，由激光全站仪和eps成图软件组成的测绘系统，成功地完成了戗堤裹头形象测量任务。

实际应用中，系统采用了trimble激光全站仪和清华山维eps成图软件。系统使用时只需人工照准测点，全站仪的无棱镜反射功能使得在400m距离内不需要人工立尺，信号发射后eps成图软件可自动完成三维坐标计算和成图，实现了快捷准确地收集资料，同时避免了戗堤堤头进行有人立尺测量的危险性。

系统在明渠截流过程中成功地进行了下列项目的测量：

口门宽和水面宽测量。通过施测多个测点，绘出裹头的形象，形成堤顶和水边两条曲线，找出曲线与戗堤轴线的交叉点，读出坐标，从而计算出口门宽和水面宽；

裹头形象测量。在戗堤裹头合理布置测点，最后成图；

裹头水位接测。按极坐标法对裹头水位按时进行测量。

6        电波流速仪的应用

6.1工作原理

电波流速仪是微波技术推广应用而产生的高科技产品,利用多普勒效应来测量水流速度。

6.2 电波流速仪的特点

⑴波流速仪是用微波技术测量水流的表面流速，它不能测出水下流速分布，但是能很好地测出表面流速特征值。

⑵电波流速仪发射角为1度，电磁波呈椭圆扩散状，测量距离越远，电磁波覆盖面越大，实际上电波流速仪所测量的是部分面积的平均流速。在实际工作中需注意测量位置的选择，尽可能保持所测流速的特征性。

⑶电波流速仪的测验性能表现为水面起伏度越大、流速越大、精度越高，在低流速测验时，由于水面较平，宜产生镜面反射而导致误差增大，并且也不太稳定。适合在流速较大的环境中测量。

⑷测量点布设要求。电波流速仪对设站位置的要求比较灵活。只要满足设站点到测量点水平夹角不超过45度，垂直角不超过45度，并尽可能缩短测量距离即可。

6.3 在明渠截流水文监测中的应用

⑴下龙口水面流速测量

当下游截流戗堤龙口束窄至60m时，由于安全原因无法采用测船进行流速分布测量。作为补充方案，采用电波流速仪施测龙口水面流速，每小时观测一组数据，强进占期间每半小时观测一组数据，实际应用效果良好。

⑵上龙口测量

11月6日，应用电波流速仪在上龙口实施测量。每10分钟观测一组数据，龙口即将合龙期间，由于流速变化较大，改为每5观测一组数据，后又改为每1分钟观测一组数据。

7        结束语

⑴ 网络技术的应用大大提高了水文信息采集和传输的速度和准确性，截流指挥、施工、监理等单位能及时获取最新的实测信息。

⑵ 多波束测深系统减少了常规水下地形测量方法的测船往返次数，可提供三维形象图，更加安全、直观、快捷。

⑶ gps配合adcp进行龙口流速及分流比测验，具有适应性强、不扰动流场、测验历时短、测速范围大、测验数据量大、风险小的特点，较好地适应了堤头流速测验等要求。

⑷ 激光全站仪无人立尺测量方法与激光仪配合经纬仪测量方法相比，减少了人工数据合成环节，更加方便快捷，资料准确性更高。

⑸ 电波流速仪利用多普勒频移效应测量水面流速，在其他测验仪器无法施测时作为一种补充手段，收集到了宝贵的龙口水面流速资料。

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