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1、水 文 测 量水文水资源业务骨干培训水文水资源业务骨干培训水文水资源业务骨干培训水文水资源业务骨干培训水文水资源业务骨干培训水文水资源业务骨干培训二二一六年一六年第一讲第一讲 测量基本知识测量基本知识第二讲第二讲 水准测量水准测量第三讲第三讲 角度与距离测量角度与距离测量第四讲第四讲 水文高程测量水文高程测量第五讲第五讲 水文地形测量水文地形测量 第六讲第六讲 水文断面测量水文断面测量专专 题题 卫星定位测量卫星定位测量第四讲第四讲 水文高程测量水文高程测量水文水资源业务骨干培训水文水资源业务骨干培训水文水资源业务骨干培训水文水资源业务骨干培训水文测量水文测量水文测量水文测量4 水文高程测量水
2、文高程测量水文高程测量水文高程测量一、高程基准一、高程基准一、高程基准一、高程基准1）1956国家高程系统国家高程系统水准原点的高程为水准原点的高程为72.289m。2）1985国家高程系统国家高程系统水准原点的高程为水准原点的高程为72.260m。高程基准也称高程系统，根据验潮资料求得的平均海平面（高程基准也称高程系统，根据验潮资料求得的平均海平面（高程基高程基准面）准面），作为地面点高程的统一起算面。，作为地面点高程的统一起算面。（一）国家高程基准（一）国家高程基准（一）国家高程基准（一）国家高程基准 我国采用的是我国采用的是黄海高程系统黄海高程系统，高程原点位于山东青岛。，高程原点位于山
3、东青岛。4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量 国家高程控制网国家高程控制网国家高程控制网国家高程控制网 在全国领土范围内，由一系列按国家统一规范测定高程的水准点构成在全国领土范围内，由一系列按国家统一规范测定高程的水准点构成的水准网，即国家高程控制网。的水准网，即国家高程控制网。国家水准网按逐级控制、分级布设的原则分为一、二、三、四等。国家水准网按逐级控制、分级布设的原则分为一、二、三、四等。一等水准是国家高程控制的骨干，沿地质构造稳定和坡度平缓的交通一等水准是国家高程控制的骨干，沿地质构造稳定和坡度平缓的交通线布满全国，构成网状。线布满全国，构成网状。二等水准是国家高程控制的
4、全面基础，一般沿铁路、公路和河流布设，二等水准是国家高程控制的全面基础，一般沿铁路、公路和河流布设，二等水准环线布设在一等环线内。二等水准环线布设在一等环线内。在一、二等高程控制网的基础上，布设三、四等高程控制网，直接为在一、二等高程控制网的基础上，布设三、四等高程控制网，直接为测制地形图和各项工程建设用。测制地形图和各项工程建设用。4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量 国家一等水准网国家一等水准网国家一等水准网国家一等水准网（二）水文测量高程系统（水文测站高程基面）（二）水文测量高程系统（水文测站高程基面）（二）水文测量高程系统（水文测站高程基面）（二）水文测量高程系统（水文
5、测站高程基面）水文测量高程系统宜采用统一的绝对基面水文测量高程系统宜采用统一的绝对基面1985国家高程基准国家高程基准，作为水位的高程基准。作为水位的高程基准。有些地方，因历史原因，可能沿用其他高程系统，要尽可能有与有些地方，因历史原因，可能沿用其他高程系统，要尽可能有与1985国家高程基准国家高程基准的转换关系。的转换关系。水文测站使用的基面不可随意变更，基面一经确定，应固定使用，水文测站使用的基面不可随意变更，基面一经确定，应固定使用，即即冻结基面冻结基面。4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量 基面是水文上计算水位和高程的起始面，常用的基面有基面是水文上计算水位和高程的起始
6、面，常用的基面有绝对基面绝对基面、假定基面假定基面、测站基面测站基面和和冻结基面冻结基面。二、水准点与水准路线二、水准点与水准路线二、水准点与水准路线二、水准点与水准路线（1）永久性水准点）永久性水准点（2）临时水准点：）临时水准点：木桩、地面标记等木桩、地面标记等1.水准点水准点用水准测量方法测定的高程控制点称为水准点，记用水准测量方法测定的高程控制点称为水准点，记为为BM。水文测站的水准点分为水文测站的水准点分为基本水准点基本水准点和和校核水准点校核水准点两种。两种。4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量二、水准点与水准路线二、水准点与水准路线二、水准点与水准路线二、水准点与
7、水准路线2.水准点点之记水准点点之记4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量3.水准路线水准路线附合水准路线附合水准路线 从一个已知水准点从一个已知水准点出发经过各待测水准点出发经过各待测水准点附合另一个已知水准点附合另一个已知水准点上。上。闭合水准路线闭合水准路线 从一个已知水准点从一个已知水准点出发经过各待测水准点出发经过各待测水准点后又回到该已知水准点后又回到该已知水准点上。上。支水准路线支水准路线 从一个已知水准点从一个已知水准点出发经过待测水准点，出发经过待测水准点，既不附合到另一已知点既不附合到另一已知点也不自行闭合。也不自行闭合。通常进行通常进行往返观测往返观测4 水
8、文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量4 4、水文测站水准点的布设、水文测站水准点的布设、水文测站水准点的布设、水文测站水准点的布设 测站水准点分测站水准点分基本水准点基本水准点和和校核水准点校核水准点。水文测站应在不同位置设置水文测站应在不同位置设置 3 个基本水准点，组成高程自检校系统。个基本水准点，组成高程自检校系统。基本水准点应设置在基本水准点应设置在历年最高洪水位以上历年最高洪水位以上。水文站附近有国家水准点，。水文站附近有国家水准点，国家水准点可作为水文测站基本水准点使用。国家水准点可作为水文测站基本水准点使用。校核水准点应尽量靠近水尺和水位观测断面附近，其位置和数量应满校
9、核水准点应尽量靠近水尺和水位观测断面附近，其位置和数量应满足：对水尺零点高程测量，平坦地区的仪器站数不多于足：对水尺零点高程测量，平坦地区的仪器站数不多于 6 站，非平坦地区站，非平坦地区的仪器站数不多于的仪器站数不多于 11 站。站。水准点设置后，应逐一编号。以后无论其高程是否变动，都不应改水准点设置后，应逐一编号。以后无论其高程是否变动，都不应改变其编号，必要时可加辅助编号。变其编号，必要时可加辅助编号。4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量三、水文测站水准点的引测和校测三、水文测站水准点的引测和校测三、水文测站水准点的引测和校测三、水文测站水准点的引测和校测 1、基本水准点
10、的高程，以国家一、二等水准点为起算点，用不低于基本水准点的高程，以国家一、二等水准点为起算点，用不低于三等水准测量方法引测，条件不具备时，可从国家三等水准点引测，但三等水准测量方法引测，条件不具备时，可从国家三等水准点引测，但水准路线长度不宜超过规定限额长度的一半。引测起算点应长期固定，水准路线长度不宜超过规定限额长度的一半。引测起算点应长期固定，一经选用无特殊情况不应更换。一经选用无特殊情况不应更换。3、有条件的地区，应将水文测站基本水准点中的一个，直接纳入国、有条件的地区，应将水文测站基本水准点中的一个，直接纳入国家或者地方的基础测绘系统，联网平差，并定期维护。家或者地方的基础测绘系统，联
11、网平差，并定期维护。2、校核水准点的高程，以水文测站基本水准点为起算点，用三等、校核水准点的高程，以水文测站基本水准点为起算点，用三等水准测量方法引测；当条件不具备时，可用四等水准测量方法引测。水准测量方法引测；当条件不具备时，可用四等水准测量方法引测。（一）水准点的引测（一）水准点的引测4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量1、基本水准点的校测、基本水准点的校测（1）水位精度要求较高的水文测站，每逢）水位精度要求较高的水文测站，每逢5逢逢0年份校测一次；其他水文年份校测一次；其他水文测站每测站每10年校测一次。年校测一次。（2）每年进行）每年进行1次水准点自校系统的考证，将各基
12、本水准点组成最短的次水准点自校系统的考证，将各基本水准点组成最短的闭合路线，往返测量。闭合路线，往返测量。（3）若水文测站基本水准点出现变动迹象，应随即校测。对损坏、失稳）若水文测站基本水准点出现变动迹象，应随即校测。对损坏、失稳的水准点，应重新埋设新标石。新建、补设的基本水准点，标石埋设后的水准点，应重新埋设新标石。新建、补设的基本水准点，标石埋设后应沉降一年后方可启用。基本水准点启用后第一年内进行应沉降一年后方可启用。基本水准点启用后第一年内进行34次自校测次自校测量，次年按汛前、汛后各校测量，次年按汛前、汛后各校测1次，第三年起每年校测次，第三年起每年校测1次。次。（二）水准点的校测（二
13、）水准点的校测三、水文测站水准点的引测和校测三、水文测站水准点的引测和校测三、水文测站水准点的引测和校测三、水文测站水准点的引测和校测4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量2、校核水准点的校测、校核水准点的校测（1）校核水准点每年至少校测）校核水准点每年至少校测1次。次。（2）若发现有变动或怀疑有变动，应随时进行校核水准点的水准考证，）若发现有变动或怀疑有变动，应随时进行校核水准点的水准考证，对损坏、失稳的水准点，应重新埋设新标石。对损坏、失稳的水准点，应重新埋设新标石。（3）水准点被过水淹没，退水后待土壤水分基本排干，应进行校测。）水准点被过水淹没，退水后待土壤水分基本排干，应
14、进行校测。（二）水准点的校测（二）水准点的校测三、水文测站水准点的引测和校测三、水文测站水准点的引测和校测三、水文测站水准点的引测和校测三、水文测站水准点的引测和校测4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量1、若新测高程与原用高程之差，不超过往、返测高差不符值的允许限差，、若新测高程与原用高程之差，不超过往、返测高差不符值的允许限差，沿用原用高程。沿用原用高程。2、若新测高程与原用高程之差，超过往返测高差不符值的允许限差，应、若新测高程与原用高程之差，超过往返测高差不符值的允许限差，应通过基本水准点自校系统进行考证分析，确实判定是水准点发生变动，通过基本水准点自校系统进行考证分析，
15、确实判定是水准点发生变动，则启用新高程。则启用新高程。（三）水准点校测后的高程启用（三）水准点校测后的高程启用三、水文测站水准点的引测和校测三、水文测站水准点的引测和校测三、水文测站水准点的引测和校测三、水文测站水准点的引测和校测4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量三、四等水准测量是引测和校测水准点高程的最主要方法。三、四等水准测量是引测和校测水准点高程的最主要方法。三、四等水准测量的技术要求三、四等水准测量的技术要求 四等水准测量用于接测高程基点、固定点和洪水痕迹的高程；地四等水准测量用于接测高程基点、固定点和洪水痕迹的高程；地形测量的高程控制和大断面岸上部分的高程测量；接测
16、校核水准点的形测量的高程控制和大断面岸上部分的高程测量；接测校核水准点的高程高程（注：没有条件按三等水准接测注：没有条件按三等水准接测）。）。三等水准测量用于接测基本水准点和校核水准点的高程。三等水准测量用于接测基本水准点和校核水准点的高程。源自源自水文测量规范水文测量规范1、三（四）等水准测量的作用、三（四）等水准测量的作用4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量2、三（四）等水准测量的一般要求、三（四）等水准测量的一般要求（1）三等水准路线支线长度一般应不大于）三等水准路线支线长度一般应不大于45km，在两个高级点之间布设，在两个高级点之间布设 的附合路线长度应不大于的附合路线
17、长度应不大于180km，环形路线周长应不大于，环形路线周长应不大于300km。测。测 站水准点联测和比降观测高程测量的路线长度应不大于站水准点联测和比降观测高程测量的路线长度应不大于2.8km。（2）四等水准路线支线长度一般应不大于）四等水准路线支线长度一般应不大于15km，在两个高级点之间布设，在两个高级点之间布设 的附合路线长度应不大于的附合路线长度应不大于65km，测站水准点联测和比降观测高程测，测站水准点联测和比降观测高程测 量的路线长度应不大于量的路线长度应不大于1km。（3）当水准路线长度大于）当水准路线长度大于20km时，应每隔约时，应每隔约10km分一测段，测段两端设分一测段，
18、测段两端设 置相当于校核水准点的固定点。置相当于校核水准点的固定点。（4）三、四等水准测量应采用不低于）三、四等水准测量应采用不低于S3级的水准仪进行观测。级的水准仪进行观测。源自源自水文测量规范水文测量规范4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量3、三（四）等水准测量操作注意事项、三（四）等水准测量操作注意事项(1)(1)测量最好在无风或小风的天气进行，测量时用浅色测伞遮蔽阳光；测量最好在无风或小风的天气进行，测量时用浅色测伞遮蔽阳光；(2)(2)每一测站，仪器与前、后点尽可能在同一直线上（路线转弯除外）；每一测站，仪器与前、后点尽可能在同一直线上（路线转弯除外）；(3)(3)安
19、放仪器，使三脚架的两脚与水准路线方向平行，第三脚轮换置于路线左、右侧；安放仪器，使三脚架的两脚与水准路线方向平行，第三脚轮换置于路线左、右侧；(4)(4)同一仪器站，不要两次调焦望远镜。旋动倾斜螺旋和测微螺旋（带光学测微的仪同一仪器站，不要两次调焦望远镜。旋动倾斜螺旋和测微螺旋（带光学测微的仪 器），最后应为旋进方向；器），最后应为旋进方向；(5)(5)使用自动安平水准仪，相邻测站应交替对准前、后视调平仪器；使用自动安平水准仪，相邻测站应交替对准前、后视调平仪器；(6)(6)若因天气等影响使呈像不够清晰，应适当缩短视线长度；若因天气等影响使呈像不够清晰，应适当缩短视线长度；(7)(7)水准尺应
20、垂直放在尺桩或尺垫上。在土质松软地段，尺垫应踩紧，避免沉陷；水准尺应垂直放在尺桩或尺垫上。在土质松软地段，尺垫应踩紧，避免沉陷；(8)(8)每一测段的往测或返测，其测站数均应为偶数；每一测段的往测或返测，其测站数均应为偶数；(9)(9)由往测转向返测时，应重新安平仪器，并交换前、后视水准尺的位置；由往测转向返测时，应重新安平仪器，并交换前、后视水准尺的位置；(10)(10)若一次连续测量不能测至水准点或固定点，应选择两个稳定可靠的临时固定点若一次连续测量不能测至水准点或固定点，应选择两个稳定可靠的临时固定点 作为间歇点，该两点间的高差，间歇前后均需观测，且差值不得大于作为间歇点，该两点间的高差
21、，间歇前后均需观测，且差值不得大于3mm3mm。4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量4 4、三（四）等水准测量路线高差闭合差之限差、三（四）等水准测量路线高差闭合差之限差检测已测测段高差之差检测已测测段高差之差测段往返测高差不符值以及附合路线（或环线）闭合差测段往返测高差不符值以及附合路线（或环线）闭合差采取单程双转点观测，左、右路线高差不符值采取单程双转点观测，左、右路线高差不符值注：注：L为各种路线单程长度，以为各种路线单程长度，以km为单位。为单位。L小于小于1km时，按时，按1km计。计。四等：四等：三等：三等：三等：三等：四等：四等：三等：三等：四等：四等：4 水文高
22、程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量5 5、三等水准测量中误差分析、三等水准测量中误差分析、三等水准测量中误差分析、三等水准测量中误差分析（1 1）中误差分析内容）中误差分析内容计算往返高差平均值每公里高差的偶然中误差：计算往返高差平均值每公里高差的偶然中误差：式中符号的含义为：式中符号的含义为：测段往返测高差不符值，以测段往返测高差不符值，以mm为单位；为单位；R 测段的长度，以测段的长度，以km为单位；为单位；n 测段的个数；测段的个数；规范规定，三等水准测量规范规定，三等水准测量:4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量（2）三等水准测量中误差分析示例）三等水准测量中误
23、差分析示例5 5、三等水准测量中误差分析、三等水准测量中误差分析、三等水准测量中误差分析、三等水准测量中误差分析4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量6 6、水准路线的平差计算、水准路线的平差计算、水准路线的平差计算、水准路线的平差计算式中：式中：定义：定义：观测高差与理论高差的差值称为高差闭合差。观测高差与理论高差的差值称为高差闭合差。（1 1）水准路线的高差闭合差）水准路线的高差闭合差4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量式中：式中：高差闭合差的调整，是按测段长度或仪器站数的比例进行分配：高差闭合差的调整，是按测段长度或仪器站数的比例进行分配：（2 2）高差闭合
24、差的调整）高差闭合差的调整4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量算例（四等水准路线）算例（四等水准路线）AB123h=+2.331mh=+2.813mh=-2.244mh=+1.430m1.6km2.1km1.7km2.0km点号点号距离距离(km)观测高差观测高差（m）改正数改正数（m）改正后高差改正后高差（m）高高 程程（m）A45.2861.6+2.331-0.008+2.323147.6092.1+2.813-0.011+2.802250.4111.7-2.244-0.008-2.252348.1592.0+1.430-0.010+1.420B49.5797.4+4.33
25、0-0.037+4.293辅辅助助计计算算改正值的计算：改正值的计算：已知：已知：HA=45.286mHB=49.579m平差计算平差计算1、2、3点高程。点高程。4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量(1)测量的方法和仪器要求基本同四等水准测量；测量的方法和仪器要求基本同四等水准测量；(2)测量先从校核（或基本）水准点测至水边的固定点，再从该固定点测回到检核测量先从校核（或基本）水准点测至水边的固定点，再从该固定点测回到检核 （或基本）水准点；（或基本）水准点；(3)各项测量限差：各项测量限差：同尺黑、红面读数差同尺黑、红面读数差3mm；同站黑、红面所测高差之差同站黑、红面所测
26、高差之差5mm；往返不符值往返不符值 （不平坦）或（不平坦）或 （平坦）；（平坦）；n 为单程仪器站数；为单程仪器站数；视线长度视线长度550m（不平坦）或（不平坦）或50100m（平坦）；（平坦）；单站前、后视距不等差单站前、后视距不等差5m。四、水尺零点高程测量四、水尺零点高程测量四、水尺零点高程测量四、水尺零点高程测量水尺零点高程：水尺零点高程：水尺的零刻度线相对于高程基准面的高度。水尺的零刻度线相对于高程基准面的高度。1 1、水尺零点高程测量的一般要求、水尺零点高程测量的一般要求4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量2、水尺零点高程测量记载计算表式、水尺零点高程测量记载计
27、算表式4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量五、洪水痕迹和大断面控制桩（点）高程测量五、洪水痕迹和大断面控制桩（点）高程测量五、洪水痕迹和大断面控制桩（点）高程测量五、洪水痕迹和大断面控制桩（点）高程测量 1、重要洪水痕迹的高程应采用四等水准测量，一般洪水痕迹可重要洪水痕迹的高程应采用四等水准测量，一般洪水痕迹可 采用五等水准测量。采用五等水准测量。2、大断面控制桩（点）高程宜采用四等水准测量。、大断面控制桩（点）高程宜采用四等水准测量。3、用电磁波测距高程导线、卫星定位高程等方法测量洪水痕迹、用电磁波测距高程导线、卫星定位高程等方法测量洪水痕迹、大断面固定点时，应能达到相应精度。大断面固定点时，应能达到相应精度。4 水文高程测量水文高程测量水文高程测量水文高程测量谢谢大家！谢谢大家！再见！再见！