淺談GPS在水利工程滑坡體測量中應(yīng)用

摘要： 隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，GPS技術(shù)也取得了快速發(fā)展，而這對于滑坡體的測量工作而言，為其提供了更為可靠且高效的方式。下面文章結(jié)合某工程實例就GPS技術(shù)在滑坡體測量中的應(yīng)用進(jìn)行論述。 

中國論文網(wǎng) http://www.xzbu.com/7/view-4753539.htm

　　Abstract： With the rapid development of science and technology， GPS technology has also made rapid development. For the measurement of landslide mass， it provided a more reliable and efficient manner. The following article discussed the application of GPS in landslide mass measurement combined with a project example. 

　　關(guān)鍵詞： GPS；水利工程；滑坡體；測量；應(yīng)用 

　　Key words： GPS；water conservancy project；landslide mass；measurement；application 

　　中圖分類號：TV 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）34-0090-02 

　　0 引言 

　　滑坡作為一種常見地質(zhì)災(zāi)害，其所產(chǎn)生的影響和破壞是非常嚴(yán)重的，很多大型的基礎(chǔ)設(shè)施在建設(shè)過程中，在進(jìn)行山體的開挖時，均有可能導(dǎo)致滑坡的發(fā)生，這就要求必須要對其進(jìn)行實時的監(jiān)測，從而避免發(fā)生大面積滑坡的時候所造成的損失。相對于常規(guī)的方式而言，GPS除了可全天候使用以外，同時在測站間不需要通視，就可對三維位移同時進(jìn)行測定，而這種技術(shù)也為滑坡體的測量提供了一種高效且可靠的途徑。 

　　1 水利工程滑坡體簡述 

　　新疆阿勒泰柯賽依水電站，該項目工程在施工過程中發(fā)現(xiàn)壩址左壩頭及下游側(cè)邊坡地形地質(zhì)復(fù)雜，影響工程施工，需進(jìn)行地質(zhì)觀測和處理，自左壩軸線勘探出是古河槽。其左岸的傾向坡蠕變形的表面巖層出現(xiàn)了一種拉裂傾倒松土現(xiàn)象，這種現(xiàn)象造成巖層在長時間內(nèi)緩慢的蠕變破壞，最終使巖層出現(xiàn)各向分離問題，發(fā)育成為了大小不等的多個滑坡體。若這些滑坡體發(fā)生坍塌或者滑坡，對該工程的施工以及其今后的運行將會造成很大的危險、影響，同時對該水庫的儲水以及水的庫容量等也均會造成不同程度的影響。針對這種情況，對該工程這些滑坡體實施測量具有很現(xiàn)實的作用。 

　　在未應(yīng)用GPS之前，所采用的測量方式為常規(guī)測量方式，主要如下：在儲水之前，首先對危險程度比較大的左壩頭滑坡體進(jìn)行了連續(xù)跟蹤測量，所采用的測量方法為常規(guī)方式，測量次數(shù)一共為12次。壩頭壩軸線上共布設(shè)六個測量點，分為三層來進(jìn)行布設(shè)。從這幾次的測量情況來看，在該水庫儲水之前，滑坡體出現(xiàn)的變形量相對比較小，但隨著水庫開始儲水，其水位就會逐步升高，其中個別地段就會發(fā)生坍塌現(xiàn)象，且產(chǎn)生比較大的裂縫。從中可知，對水利工程滑坡體實施測量是非常有必要的。 

　　在上述內(nèi)容，所采用的為常規(guī)測量方式，左壩頭滑坡體中實施的是平面二維測量，從之前的測量過程以及測量結(jié)果來看，這種常規(guī)測量方式存在著以下弊端：第一，速度過慢，整個測量過程所花費的時間較長，而這也使得其分析結(jié)果失去了同步以及實時的意義。第二，容易受天氣的影響，在測量過程中，不能按照計劃的時間和日期來實時測量數(shù)據(jù)。第三，工作條件比較困難。對此，為了有效地解決上述這些問題，必須要采用更為精確、科學(xué)以及快捷的方式來對滑坡體實施測量，下面文章就GPS在該工程滑坡體測量中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)地闡述。 

　　2 GPS在滑坡體測量中的應(yīng)用 

　　2.1 要求 第一，測量內(nèi)容以及網(wǎng)的布設(shè)�；�坡體測量的內(nèi)容如下：滑坡體和地表水平位移、測量范圍內(nèi)建筑物沉降情況的觀測、地表垂直位移等。在進(jìn)行沉降觀測時，應(yīng)該用水準(zhǔn)精密的測量儀器來進(jìn)行觀測�；�于布網(wǎng)需求，結(jié)合滑坡區(qū)域自身地理條件，選用合適的布網(wǎng)方式。第二，測量儀器與數(shù)據(jù)的處理。在測量作業(yè)中，一般情況下最少要用4臺精度高且全自動的GPS信號接收機(jī)來同步進(jìn)行觀測，在觀測過程中，盡量確保衛(wèi)星保持在一個良好的狀態(tài)下。其中PDOP值通常低于4，在數(shù)據(jù)處理上，則用中海達(dá)HGO數(shù)據(jù)處理軟件包（中文版）軟件來進(jìn)行基線向量的解算。在每一期所獲得的觀測數(shù)據(jù)，均應(yīng)通過自由網(wǎng)來實施平差處理，同時還應(yīng)對其實施相應(yīng)的比較，接著對基準(zhǔn)點相對位移進(jìn)行考察，察看其是否在測量精度范圍內(nèi)。在每一期的計算結(jié)果中，其自身的GPS監(jiān)測點所產(chǎn)生的點位誤差應(yīng)滿足設(shè)計精度的需求，以便于準(zhǔn)確掌握滑坡體和地表各個GPS點的實際位移量。 

　　2.2 四等GPS測量方案及控制網(wǎng) 通過上述內(nèi)容得知，因滑坡體容易出現(xiàn)滑動與坍塌，在測量過程中部分的點位很可能會受到破壞，對此，在文章所介紹的這一工程中，在利用GPS進(jìn)行觀測時，采用的是雙基點法，在左壩頭滑坡體的測量中均采用了同一工作基點來實施觀測，采取這種方式便于對滑坡體進(jìn)行綜合分析。通過分析后，在該工程中分別將SD1與SD2當(dāng)作工作的基點，這兩點的位置非常的牢固，且點位也非�？煽俊？刂凭W(wǎng)圖如圖1。 

　　第一，觀測過程。為了對滑坡體變形狀況更加精確地進(jìn)行測量，一共用了六臺中海達(dá)V30-GPS信號接收機(jī)，在進(jìn)行觀測之前，選擇了最佳的觀測時段來實施外業(yè)觀測，作業(yè)時間為早上九點到下午四點，每一個滑坡體都能在一天的時間內(nèi)完成其觀測作業(yè)和數(shù)據(jù)的采集工作，實現(xiàn)了實時跟蹤和同步測量。在進(jìn)行外業(yè)作業(yè)時，其中有兩臺GPS信號接收機(jī)放在SD1與SD2這兩個點上，而剩下的四臺則分別放于左壩頭滑坡體的測點上，在觀測了大約1個半小時以后，再將其遷至到了下一組的測點。在每一次觀測中，均采用同種測量方案。此外，在進(jìn)行初始值的觀測時，編制了測量儀器和測量點名對照表，在后期進(jìn)行復(fù)測的時候，均是按照這一對照表來實施的。第二，在利用GPS進(jìn)行觀測的時候，要注意以下內(nèi)容：一為接收機(jī)的天線量高應(yīng)該通過游標(biāo)卡尺來精確地量取，其精確度應(yīng)該達(dá)到0.1mm，同時分別在開始和結(jié)束的時候進(jìn)行一次測量，取其的中數(shù)。二為接收機(jī)必須要有足夠的預(yù)熱時間和電源，以免在觀測時出現(xiàn)電源中斷問題，同時在接收機(jī)運行的時候，在其周圍大約10m范圍內(nèi)禁止用無線電報機(jī)。 

　　2.3 GPS測量數(shù)據(jù)的處理 在測量獲得數(shù)據(jù)以后，應(yīng)借助于GPS專用軟件來計算基線，在處理數(shù)據(jù)的時候，必須要滿足以下幾個要求：第一，應(yīng)該在WGS-84這一系統(tǒng)中來實施計算，優(yōu)化不合格基線達(dá)到同步環(huán)、異步環(huán)合格通過，采用標(biāo)準(zhǔn)的模型來進(jìn)行計算。第二，在計算過程中，可借助于廣播星歷來進(jìn)行處理。第三，在進(jìn)行計算的時候，在同時段內(nèi)所測量的數(shù)據(jù)，其剔除率應(yīng)該低于10%。 

　　在通過幾次測量以后，最弱點點位的誤差均滿足低于3mm這一要求，相對于常規(guī)測量法所得到的位移量而言，利用GPS來進(jìn)行測量所獲得的位移量，其中大約有87%位移量的差值均處于10mm這一范圍內(nèi)，同時其位移的方向大致一樣。此外，在高程上，68%的偏移量均在10mm范圍內(nèi)，而89%均在20mm范圍內(nèi)。由此可見，在水利工程滑坡體中應(yīng)用GPS得到的結(jié)果基本均可滿足精度的需求。 

　　GPS在應(yīng)用過程中，除了具備上述的這些優(yōu)點以外，同時還存在著一些不足處：第一，在選擇點位上，自由度相對較低。第二，所投入的成本比較高。 

　　3 結(jié)束語 

　　綜上所述，盡管GPS存在一些不足，但是這些不足都是可忽略不計的。在水利工程滑坡體中應(yīng)用GPS，不僅可全天候使用，精確計算出各測量點三維坐標(biāo)，同時GPS還可對滑坡體所發(fā)生的變化規(guī)律進(jìn)行自動分析，達(dá)到了預(yù)警的目的，有利于事故隱患的消除，為水利工程的安全、穩(wěn)定運行提供了更為可靠的決策依據(jù)。 

　　參考文獻(xiàn)： 

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