第一節(jié) 水利工程測(cè)量概述

一、測(cè)量學(xué)的研究對(duì)象

測(cè)量學(xué)是研究地球的形狀、大小和確定地球表面點(diǎn)位的一門學(xué)科。其研究的對(duì)象主要是地球和地球表面上的各種物體，包括它們的幾何形狀、空間位置關(guān)系以及其他信息。測(cè)量學(xué)的主要任務(wù)有三個(gè)方面：①研究確定地球的形狀和大小，為地球科學(xué)提供必要的數(shù)據(jù)和資料；②將地球表面的地物、地貌測(cè)繪成圖；③將圖紙上的設(shè)計(jì)成果測(cè)設(shè)到現(xiàn)場(chǎng)。

隨著科學(xué)的發(fā)展以及測(cè)量工具和數(shù)據(jù)處理方法的改進(jìn)，測(cè)量的研究范圍已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)地球表面這一范疇。20世紀(jì)60年代人類已經(jīng)對(duì)太陽(yáng)系的行星及其所屬衛(wèi)星的形狀、大小進(jìn)行了制圖方面的研究，測(cè)量學(xué)的服務(wù)范圍也從單純的工程建設(shè)擴(kuò)大到地殼的變化、高大建筑物的監(jiān)測(cè)、交通事故的分析、大型粒子加速器的安裝等各個(gè)領(lǐng)域。

二、測(cè)量學(xué)的學(xué)科分類

測(cè)量學(xué)是一門綜合性的學(xué)科，根據(jù)其研究對(duì)象和工作任務(wù)的不同可分為大地測(cè)量學(xué)、地形測(cè)量學(xué)、攝影測(cè)量與遙感學(xué)、工程測(cè)量學(xué)以及地圖制圖學(xué)等學(xué)科。

大地測(cè)量學(xué)是研究和確定地球形狀、大小、重力場(chǎng)、整體與局部運(yùn)動(dòng)和地表面點(diǎn)的幾何位置以及它們的變化的理論和技術(shù)的學(xué)科。其基本任務(wù)是建立國(guó)家大地控制網(wǎng)，測(cè)定地球的形狀、大小和重力場(chǎng)，為地形測(cè)圖和各種工程測(cè)量提供基礎(chǔ)起算數(shù)據(jù)，為空間科學(xué)、軍事科學(xué)及研究地殼變形、地震預(yù)報(bào)等提供重要資料。按照測(cè)量手段的不同，大地測(cè)量學(xué)又分為常規(guī)大地測(cè)量學(xué)、衛(wèi)星大地測(cè)量學(xué)及物理大地測(cè)量學(xué)。

地形測(cè)量學(xué)是研究如何將地球表面局部區(qū)域內(nèi)的地物、地貌及其他有關(guān)信息測(cè)繪成地形圖的理論、方法和技術(shù)的學(xué)科。按成圖方式的不同，地形測(cè)圖可分為模擬測(cè)圖和數(shù)字化測(cè)圖。

攝影測(cè)量與遙感學(xué)是研究利用電磁波傳感器獲取目標(biāo)物的影像數(shù)據(jù)，從中提取語(yǔ)義和非語(yǔ)義信息，并用圖形、圖像和數(shù)字形式表達(dá)的學(xué)科。其基本任務(wù)是通過(guò)對(duì)攝影像片或遙感圖像進(jìn)行處理、量測(cè)、解譯，以測(cè)定物體的形狀、大小和位置進(jìn)而制作成圖。根據(jù)獲得影像的方式及遙感距離的不同，該學(xué)科又分為地面攝影測(cè)量學(xué)、航空攝影測(cè)量學(xué)和航天遙感測(cè)量。

工程測(cè)量學(xué)是研究各種工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理各階段所進(jìn)行的各種測(cè)量工作的學(xué)科。工程測(cè)量是測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中的直接應(yīng)用。

地圖制圖學(xué)是利用測(cè)量所得的資料，研究如何編繪成圖以及地圖制作的理論、方法和應(yīng)用等方面的學(xué)科。

其中，工程測(cè)量學(xué)又包括建筑工程測(cè)量學(xué)、道路工程測(cè)量學(xué)、水利工程測(cè)量學(xué)等分支，各分支學(xué)科之間互相滲透、相互補(bǔ)充、相輔相成。本課程主要講述地形測(cè)量與水利工程測(cè)量的部分內(nèi)容。主要介紹水利工程中常用的測(cè)量?jī)x器的構(gòu)造與使用方法，小區(qū)域大比例尺地形圖的測(cè)繪及應(yīng)用，水利工程的施工測(cè)量以及測(cè)量新技術(shù)在這些方面的應(yīng)用等。

三、水利工程各階段的測(cè)量任務(wù)及作用

測(cè)量學(xué)的任務(wù)包括測(cè)定和測(cè)設(shè)兩部分：測(cè)定是指通過(guò)測(cè)量得到一系列數(shù)據(jù)，或?qū)⒌厍虮砻娴牡匚锖偷孛部s繪成各種比例尺的地形圖；測(cè)設(shè)是指將設(shè)計(jì)圖紙上規(guī)劃設(shè)計(jì)好的建筑物位置在實(shí)地標(biāo)定出來(lái)，作為施工的依據(jù)。

水利工程測(cè)量是運(yùn)用測(cè)量學(xué)的基本原理和方法為水利工程服務(wù)的一門學(xué)科。具體說(shuō)就是研究水利工程在勘測(cè)設(shè)計(jì)、施工建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理階段所進(jìn)行的各種測(cè)量工作的理論、技術(shù)和方法的學(xué)科。

一項(xiàng)工程一般都要經(jīng)過(guò)勘測(cè)設(shè)計(jì)、工程施工、運(yùn)營(yíng)和管理等幾個(gè)階段。

進(jìn)行勘測(cè)設(shè)計(jì)必須要有設(shè)計(jì)底圖。該階段測(cè)量工作的任務(wù)就是為勘測(cè)設(shè)計(jì)提供地形圖。例如，在河道上要修建水庫(kù)、大壩，在設(shè)計(jì)階段要收集該河道一切相關(guān)的地形資料，以及其他方面的地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、水文等情況，設(shè)計(jì)人員根據(jù)測(cè)得的現(xiàn)狀地形圖選擇最佳壩址以及在圖上進(jìn)行初步的設(shè)計(jì)。

在工程施工建設(shè)之前，測(cè)量人員要根據(jù)設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的要求把水工建筑物的空間位置關(guān)系在施工現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定出來(lái)，作為施工建設(shè)的依據(jù)，這一步即為測(cè)設(shè)工作，也就是我們所說(shuō)的施工放樣。施工放樣是聯(lián)系設(shè)計(jì)和施工的重要橋梁，一般來(lái)講，精度要求也比較高。

工程在運(yùn)營(yíng)管理階段的測(cè)量工作主要指的是工程建筑物的變形觀測(cè)。為了監(jiān)測(cè)建筑物的安全和運(yùn)營(yíng)情況，驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論的正確性，需要定期地對(duì)工程建筑物進(jìn)行位移、沉陷、傾斜等方面的監(jiān)測(cè)，通常以年為單位。反過(guò)來(lái)，變形監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)也可以作為以后工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。

可見，測(cè)量工作貫穿于工程建設(shè)的整個(gè)過(guò)程，測(cè)量工作直接關(guān)系到工程建設(shè)的速度和質(zhì)量。所以，每一位從事工程建設(shè)的人員，都必須掌握必要的測(cè)量知識(shí)和技能。