山区小水电站的测量技术

电力18讯：    安吉县位于浙江省北部，是一个山区县。到1998年底，全县共建成小水电站111座，总装机容量39096kW，占可开发利用水力资源的87％。对此，我们克服了技术人员少和设备差等不利因素，在遵循测量原则前提下，摸索出一套方便、实效的适合山区小水电站的测量方法。
1　双面尺法测量沿山引水明渠
　　沿山引水明渠是中、高水头引水式径流小水电站不可缺少的引水设施之一。沿山引水明渠主要测量工作是水准测量，通过水准测量可以在实地确定引水明渠的中心位置。水准测量最怕读数错误，所以现场校核读数是野外测量工作的关键。笔者在实践中摸索出适用沿山引水明渠测量简便实效的方法―――双面尺法。
　　双面水准尺测量沿山引水明渠的方法是：双面水准尺正面刻划是以0000数字作起点，而反面刻划是一个复式数字（如4687或4787）数字作起点。测量时正面读取1个数，反面读取1个数，把正面读数与反面的起点读数相加等于反面读数，则说明读数无误。例如正面读数为1534，反面读数为6221，正面读数和反面的起点读数4687相加后为6221，则读数正确。
　　该法可以有效地消除读数错误，记录、计算及校核方便。此方法测量引水明渠，可使选线、中线测量及纵横断面测量同步进行。

2　罗盘配合经纬仪直线定向法测量引水隧洞

　　我县山区地面作物较多，且大多为毛竹、板栗等经济价值较高的作物，山林都分到各家各户经营，而目前的农村小水电站多以股份制方式开发，政策处理难度较大。在不少电站的经济比较中，单位长度引水明渠的建设费用比引水隧洞的建设费用高。因此，只要地质条件允许，大都采用无压式引水隧洞。

　　罗盘配合经纬仪测量引水隧洞的具体方法是：先在1∶10000航测地形图上根据等高线定出隧洞的大致进口与出口位置，在地形图上用直线将进口与出口位置连起来，然后用量角器分别量出进口与出口位置的坐标方位角和隧洞大致长度。二是通过水准测量在实地确定隧洞进出口位置，在隧洞进口（或出口）埋设中心桩A，在A上架设经纬仪（一般用J2级）整平并对中。三是用罗盘定向，将罗盘的一条边紧贴在经纬仪照准部的一侧，与经纬仪的望远镜平行（为防止罗盘碰到经纬仪而带有磁性，可在罗盘与经纬仪接触面间放厚度一致的木条或胶木等非金属物品）。然后转动照准部，直至罗盘指针指向的方位角度数与1∶10000航测地形图上量出的进口（或出口）位置的方位角（如有磁偏角存在，定向前应先换算好）一致时，固定照准部，在经纬仪的前视方向钉设中心桩B。将仪器搬至B点，整平、对中后，正镜后视瞄准A，然后倒镜在前视方向钉设中心桩C。依次类推，直至测到出口（或进口）为止。如和出口（或进口）位置吻合，那么定线成功，如有偏差，可以用皮尺测量出口（或进口）与所定直线的水平距离，再根据水平距离和隧洞长度算出偏角度数。在第一次直线定向的基础上直接用经纬仪调整偏角度数作第二次定向（第二次定向不需用罗盘），方法同第一次，一般1至2次肯定成功。
　　石岭电站的装机容量1000kW，设计水头108m，其引水渠线全长4．21km。隧洞有5个，断面为2．2m×1．8m（宽×高），总长2．45km，其中3号洞长947m。我们对此5个隧洞都采用罗盘配合经纬仪直线定向法测量，结果都1次成功。隧洞采取双向开挖，贯通后两头交界处最多的只相差11cm。
　　笔者还对23个长200m以上的隧洞采用此方法测量，也取得了成功。此方法测量工作效率高，在设备差、地形条件复杂及任务紧的情况下不失为一种良法。

3　经纬仪与水准仪联合测量压力管道线

　　对小水电站压力管道线测量，以前大都采用经纬仪直接读取斜距法或皮尺量距法，这两种方法都有较大误差。经过多年的实践，笔者及同行摸索出一种精度相对高且又实效的方法―――经纬仪与水准仪联合测量压力管道线法。其具体方法是用经纬仪测倾角，水准仪测高程。即先用经纬仪定出管道中心线，根据管道中心线的实际地形情况分别钉设管道中心桩，测出中心桩间的倾角；其次是用水准仪测出每个中心桩的桩底高程，根据公式：

　　l＝h／tgα

      式中，h为高差，l为平距，α为倾角，算出中心桩与中心桩间的平距，根据公式：

　　L＝l／cosα

        式中，L为斜距，算出斜距。
　　马峰庵电站的装机容量1130kW，设计水头343m。压力管道线全都采用钢管（＝80cm）铺设。我们对此管道线采用经纬仪与水准仪联合测量法施测，由测量结果算得管线斜长为612．34m。由于钢管的弯管是根据测量成果直接加工的，对测量的精度要求很高。电站竣工后整条管道线的误差仅为8cm，通过调节钢管伸缩节完全可以消除。
　　经纬仪与水准仪联合测量法在我县30多座小水电站压力管道线的测量中已得到验证，不仅精度高，而且测量速度快，技术简单。
4　效益分析
　　胜地电站位于报福镇深溪村，装机容量1250kW，设计水头91m，该小水电