孙 伟

焦作市富源地质矿产服务有限公司

论精密水准测量在地面沉降监测中的应用

孙 伟

焦作市富源地质矿产服务有限公司

地面沉降受到的影响因素比较多，特别是自然环境、人类活动等因素的影响，如矿产资源的开采、建筑物的建设、地震等，都会造成地面出现不同程度的沉降。为更准确的把握地表变化情况，应做好地面沉降的监测工作，对其沉降程度进行有效的测量。

精密水准测量；地面沉降；监测

1 前言

近些年来，国家对地面沉降监测工作越来越重视，而且地面沉降监测中也引入了大量的先进测量技术，如，精密水准测量，融入了更为先进的数字化技术，将其应用到地面沉降监测中，对提升地面监测质量有着极大的作用。

2 地面沉降监测基准网建设

地面沉降基准网是地面沉降监测的主要参考标准，而且，监测网的形式应结合水准路线形式进行相应的设计，通常地面沉降监测基准网的建设都会将多条路线组成水准网，进而保证一定数量的共同点[1]。并在实际监测过程中，结合监测的侧重点明确水准监测网的监测周期，当然，在此过程中应根据水准网建设的相关规范要求进行监测，并要对监测现场的各项监测数据质量进行严格的控制，从而保证水准网监测的有效性。如果不能准确把握组网平差时，将很难保证监测数据的准确性，从而基点沉降位移检查造成难度大的情况，更难以确定地面沉降的具体数据。在利用监测基准网实施周期性观测之后，需要对其区分观察误差或点位沉降引起的点位高程差异原因，以便于对水准点位的稳定性进行分析。通常在地面沉降监测中，需要由基准点逐渐开始进行水准联测，并根据间接平差原理对平差进行逐一的计算，从而提升平差计算的有效性，同时也更有利于监测点近似高程的计算。

3 精密水准测量观测法分析

地面沉降监测工作极其重要，而且沉降监测应严格按照国家的相关规范要求进行，确保监测数据的可靠性。针对地面沉降监测的方法来分析，在科技不断发展过程中，沉降方法也在不断改进和完善，已经逐渐打破传统沉降方法的限制，更有效地提升了沉降监测的有效性，进而提升地面沉降监测的整体性效果[2]。精密水准测量是当前被广泛应用在地面沉降中的主要方法之一，在整个测量中要求所使用的测量仪器必须为一二等精密水准监测仪器，而且要保证每次测量前需测定仪器的Ⅰ角，保证不能超过15°，如果超出的情况下，应及时对其进行校正，才能保证监测的准确性。在大量的实践研究中发现，精密水准测量方法应用的过程中，主要受到水准路线、Ⅰ角的影响，因此，为了能够提升监测质量，需要保证对同一水准线路的往返路线进行观测，并在观测过程中应通过互换水准尺的方式提升其观测的准确性。

在实际测量操作中，为了有效避免错误、混乱等现象的出现，应严格按照数字水准仪中的观测提示方式进行观测，尤其是在返测的过程中，应采用换尺不换人的方式，实现盯人观测，以便于及时发现观测中的误差，从而提升精密水准测量的效果。经大量的实践研究，要保证精密水准测量的准确性，除了要严格按照相关参考标准执行之外，应严格遵循着以下几方面原则：每个侧段在往测返测的过程中，所设定的测站必须为偶数站；实施观测工作前，应将测量仪器放置工作环境至少30分钟，适应工作环境以免受到环境因素的影响而产生误差；测量前应对测量仪器进行校正，同时在同一测站上观测时，应注意不能对其进行两次调，以免影响到测量数据的准确性。

4 精密水准测量在地面沉降监测中的应用分析

首先，在精密水准测量应用的过程中，应严格按照相关规范要求执行，如，《地面沉降水准测量规范》DZ0154-95、《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006等要求[3]。

其次，应结合地面沉降监测的实际地区情境，对水准线路进行设计，在设计过程中主要根据《地面沉降水准测量规范》DZ0154-95规范要求，对水准测量线路进行选定。在具体路线选定的过程中，应严格按照以下要求执行才能更好地提升地面沉降监测的效果。如，应考虑测量地区的地面地形起伏程度，同时，为了便于精密水准测量在地面沉降监测中的应用，选择水准路线过程中应尽量沿着公路布设，如果是对一些没有铺装路面区域进行测量的话，应尽量选择坡度较小的区域设置观测站，同时应适当减少观察站的设置数量，将测量误差降至最低，进而提高地面沉降的观测效率。另外，如果测量地面存在断裂带、构造带、深井、采空区等引起地面沉降特征区域的情况下，在该区域布设测量水准线路应尽量穿过这些区域，提升整体测量的效果。同时，测量点的布设应选择地面振动较少、形式大型车辆较少的区域，避免受到这些因素的影响。此外，在任何情况下对地面沉降监测点的布设，都应避免跨度较大的情况出现，同时应尽量避免在湖泊、水面区域进行测量，以免造成跨度过大而影响到整体的测量效果[4]。

再次，测量中所使用标尺时应严格按照相关的要求进行使用。通常在往返测奇数标尺时，所使用标尺的测量顺序应为后视标尺-前视标尺-前视标尺-后视标尺；在往返侧偶数站的过程中，标尺顺序应为前视标尺-后视标尺-后视标尺-前视标尺。另外，在监测前应将测量仪器整平，以及要将望远镜对准后视标尺，进而保证地面沉降监测的可靠性、准确性。

最后，为了提升精密水准测量在地面沉降监测中的应用效果，测量作业人员应严格注意测量中的一些注意事项以及相关的影响因素。例如，受到外界环境的影响，如空气的温度变化较大，将会对数字水准仪的电子元件产生影响，极易造成观察数据误差。因此，在温度较高或温度较低的情况下应尽量避免外业测量；应随身携带三脚架，尤其是在土质较为松软的地带，应当用三脚架对仪器进行固定，保证仪器的稳定性等。

5 总结

综上所述，在地面沉降监测过程中，应充分运用先进的测量技术，如，精密水准测量，充分发挥出现数字化技术的优势，切实提升精密水准测量在沉降监测中的应用效果。通过本文的分析，希望能够引起相关测量部门的重视，切实提升地面沉降监测数据的质量。

[1]贾光军,陈廷武.精密水准和InSAR技术在地面沉降监测中的应用分析[J].测绘通报,2014(S2):10～11.

[2]张美玲,孙广东.浅析精密水准测量在地面沉降监测中应用[J].科技与企业,2014(17):191.

[3]王雷霆.论精密水准测量在地面沉降监测中的应用[J].华北国土资源,2013(2):113～116.

[4]姜衍祥,杨建图,董克刚,黄立人,周俊,于强.利用GPS监测地面沉降的精度分析[J].测绘科学,2006(5):63～65+5.