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《水文雜志》2014年第三期

1基面與基本水準點概況

睢縣水文站屬淮河流域渦河水系通惠渠基本水文站，位于睢縣城郊鄉(xiāng)，地理位置東經(jīng)115°03′，北緯34°26′。該站1975年6月由原商丘地區(qū)水利局設(shè)立，基本水尺斷面在通惠渠商睢公路橋上游5m,如圖1所示斷面Ⅰ，基本水準點為通BM3，絕對基面為黃海（56）基面，凍結(jié)基面與黃海（56）基面重合，即國凍差為零；同年7月基本水尺斷面上遷65m，如圖1所示斷面Ⅱ,所用絕對基面及基本水準點沒有變化；1978年9月基水尺斷面從斷面Ⅱ上遷1000m，如圖1所示斷面Ⅲ，站名不變，所用基本水準點為新設(shè)睢BM1，絕對基面采用黃海（56）沒有變化；2005年基本水尺斷面從斷面Ⅲ再次上遷1800m，如圖1所示斷面Ⅳ，站名不變，所用基本水準點為新設(shè)SBM1，絕對基面采用國家基面發(fā)生變化。該站基面與基本水準點使用情況詳見表2。該站設(shè)站后，基本水尺斷面遷移3次，使用過3個基本水準點，絕對基面由黃海（56）變?yōu)閲一妫旅鎸丛撜净舅疁庶c的使用順序依次進行考證分析。

2基面與基本水準點考證分析

2.1建站初通BM3使用時期（1975.6-1978.3）

2.1.1通BM3初測基面關(guān)系式計算該站1975年6月設(shè)立，7月基本水尺斷面上遷65m，基本水準點為通BM3。通BM3是1973年水利局測量隊因河道治理而設(shè)立的四等水準點，高程為57.425m,黃海（56）基面。該站設(shè)立后直接借用通BM3高程57.425m,并凍結(jié)之，1976年3月該站用同為四等水準點的通BM2對通BM3進行三等水準檢測，并把測量成果編制在該站水文資料整編說明表上。查閱原始記錄顯示測量成果如下：（1）引據(jù)水準點通BM2，高程為57.077m；（2）往返高差不符值20.5mm,測距(L)3.03km,允許誤差12姨L=21mm大于往返高差不符值（20.5mm），本次測量成果可以采用；（3）往返測量高差平均值0.368mm，本次測量通BM3高程為57.077+0.368=57.445mm,與通BM3原高程57.425mm之差為20mm小于允許誤差（21mm），通BM3仍采用原高程57.425mm不變。該站(點通BM3)絕對基面與凍結(jié)基面關(guān)系如圖2所示。其表達式為：本站凍結(jié)基面以上米數(shù)+0.000m=黃海（56）基面以上米數(shù)。對于基本水準點通BM3，標準高程Hg=57.425m，凍結(jié)高程Hd=57.425m，國凍差Hgd=0.000m。基面關(guān)系式為。

2.1.2通BM3及基面考證分析該站1975年建站后，直接借用水利局1973年通BM3測量成果，不符合“不得借用其它部門測量成果”的要求。1976年3月該站用同為四等水準點的通BM2對通BM3進行三等水準檢測，并把檢測成果作為復(fù)測成果編制在水文資料編印表格中。一是四等水準點之間沒有必要進行三等水準測量，二是把不符合規(guī)范要求的檢測成果編入編印表格，會給以后的考證工作帶來很多麻煩。總之該站基本水準點通BM3初測及借用不符合規(guī)范要求。

2.2斷面上遷睢BM1初測及初次復(fù)測（1978.3~1985.3）

2.2.1睢BM1初測基面關(guān)系式計算因斷面Ⅱ測驗條件不能滿足規(guī)范要求，征得上級機關(guān)同意后，1978年9月基本水尺斷面上遷1000m至斷面Ⅲ，如圖1所示。在斷面上遷前該站即在斷面Ⅲ附近設(shè)立新的基本水準點睢BM1，并于1978年3月從通BM3引測睢BM1，查閱原始記錄顯示測量成果如下：（1）引據(jù)水準點通BM3，高程為57.425m；（2）往返高差不符值4mm,測距(L)1.82km,允許誤差12L16mm大于往返高差不符值（4mm），本次測量成果可以采用；（3）本次測量睢BM1高程為55.604m,并被采用凍結(jié)。以上測量成果以初測成果編入該站水文資料整編說明表中。該站（點睢BM1）絕對基面與凍結(jié)基面關(guān)系如圖3所示。絕對基面沒有變化，國凍差不變[2]，其表達式為：本站凍結(jié)基面以上米數(shù)+0.000mm=黃海（56）基面以上米數(shù)。對于基本水準點睢BM1，標準高程Hg=55.604m，凍結(jié)高程Hd=55.604m，國凍差Hgd=0.000m。基面關(guān)系式為：

2.2.2睢BM1初次復(fù)測基面關(guān)系式計算1981年3月該站對睢BM1進行復(fù)測，查閱原始記錄顯示測量成果如下：（1）引據(jù)水準點BM544，國家高級點，高程為54.471m；（2）往返高差不符值4mm,測距(L)8.4km,允許誤差12L姨=35mm大于往返高差不符值（4mm），本次測量成果可以采用；（3）本次測量睢BM1高程為55.603m,與睢BM1原高程55.604m之差為1mm小于允許誤差（35mm），復(fù)測符合，通BM3仍采用原高程57.425m不變。以上測量成果以復(fù)測成果編入該站水文資料整編說明表中。對于這次睢BM1復(fù)測，引測水準點為BM544，絕對基面黃海（56）沒有變化，復(fù)測符合，經(jīng)考證基本水準點沒有變動，基面關(guān)系式為XVI型，凍結(jié)高程、國凍差、標準高程均不變。

2.2.3睢BM1初測、初次復(fù)測及基面考證分析1978年3月從通BM3引測睢BM1，此時睢BM1實際上是通BM3的校核水準點，該站把這次測量成果作為基本水準點睢BM1的初測成果并采用凍結(jié)，不符合規(guī)范要求（點通BM3等級不夠高）。1981年3月睢BM1復(fù)測，符合規(guī)范要求，其成果完全可以作為初測成果，采用高程為55.603m，而不是55.604m。睢BM1復(fù)測高程盡管與不符合規(guī)范要求的初測高程誤差只有1mm，不代表初測精度高，只是巧合，事實上以后的睢BM1復(fù)測連續(xù)多年出現(xiàn)問題，至今原因不明。

2.3睢BM1歷次復(fù)測（1985.3~2005.11）

2.3.1睢BM1歷次復(fù)測基面關(guān)系式計算1985年3月該站對睢BM1進行復(fù)測，查閱原始記錄顯示測量成果如下：（1）引據(jù)水準點BM544，國家高級點，高程為54.471m；（2）往返高差不符值20mm,測距(L)8.0km,允許誤差12L姨=34mm大于往返高差不符值（20mm），本次測量成果可以采用；（3）本次測量睢BM1高程為55.552mm,與睢BM1原高程55.604mm之差為52mm大于允許誤差（34mm），復(fù)測超限。基面關(guān)系式計算有兩種方法：（1）相對于1978年睢BM1初測而言，引測水準點由通BM3變?yōu)锽M544，絕對基面不變，復(fù)測超限，經(jīng)與該站其它高程點對比睢BM1沒有變動，基面關(guān)系式為XIV型，凍結(jié)高程、標準高程變化，國凍差不變。標準高程H（2）相對于1981年睢BM1復(fù)測而言，引測水準點BM544沒有變化，絕對基面不變，復(fù)測超限，經(jīng)與該站其它高程點對比睢BM1沒有變動，基面關(guān)系式為Ⅵ型，凍結(jié)高程、國凍差、標準高程均不變。1995年、2000年該站對睢BM1進行復(fù)測，均為復(fù)測超限，復(fù)測結(jié)果與1985年復(fù)測結(jié)果大致相同。當時該站附近沒有國家高級水準點，所以沒有條件變換引測水準點進行檢測。

2.3.2睢BM1歷次復(fù)測及基面考證分析該站1985年、1995年、2000年3次出現(xiàn)復(fù)測超限的情況，原因比較復(fù)雜，可能是引測水準點變動、采用高程測錯、復(fù)測限差過嚴所致，也可能是不同引測水準點誤差傳遞帶來的誤差所致[1]。由于時過境遷，對復(fù)測超限的原因已經(jīng)不可能考證清楚。關(guān)于基面關(guān)系式的采用問題，因為1981年睢BM1復(fù)測結(jié)果與1978年睢BM1初測結(jié)果比較接近，再加上用4.3.1方法1處理會帶來水位資料不連續(xù)，所以采用4.3.1方法2Ⅵ型基面關(guān)系式比較合理，即基面關(guān)系式不變。復(fù)測超限作為遺留問題待以后解決。實際工作中該站也是這樣處理的。

2.4斷面再遷SBM1初測（2005.11~至今）

2.4.1SBM1初測基面關(guān)系式計算因重點站改造站址變化，基本水尺斷面上遷1800m至斷面Ⅳ，如圖1所示，基本水準點為新設(shè)SBM1。該站按上級要求，在附近查找國家85基準水準點商開40（化名），作為新設(shè)水準點SBM1的引測水準點。水準線路如圖4所示。經(jīng)過兩次往返閉合的三等水準測量，用兩次測量結(jié)果的平均值求得老水準點睢BM1的國家基面高程為55.544m，新水準點SBM1的國家基面高程為52.853m。該站（點SBM1）國家基面與凍結(jié)基面關(guān)系如圖5所示。該站變換引測水準點后，絕對基面變化，國凍差變化[2]。對老水準點睢BM1而言，引測水準點由BM544變?yōu)樯涕_40，絕對基面由黃海（56）變?yōu)閲一妫瑥?fù)測超限（睢BM1新測高程為55.544m與原來采用高程55.604m相比較超限），經(jīng)與該站其它高程點對比睢BM1沒有變動，基面關(guān)系式為Ⅹ型，凍結(jié)高程不變，標準高程、國凍差變化。由于商開40沒有黃海（56）高程，基面關(guān)系式計算只有一種方法也就是文獻[1]中的方法一。標準高程Hg=55.544m變化，凍結(jié)高程Hd=55.604m不變，國凍差Hgd=Hg-Hd=-0.060m變化。基面關(guān)系式為：該站啟用斷面Ⅳ后，用新水準點SBM1的凍結(jié)高程52.913m接測水尺觀測水位，站名不變。基面關(guān)系式為：本站凍結(jié)基面以上米數(shù)-0.060m=國家85基準以上米數(shù)。

2.4.2SBM1初測及基面考證分析該站2005年引測新水準點SBM1，完全符合規(guī)范要求，根據(jù)均值接近真值的原理，采用兩次測量結(jié)果的平均值作為新水準點SBM1測定高程，更接近其真值，SBM1測定高程越接近真值以后復(fù)測符合的概率就越大，為今后的工作帶來很多方便。劉琦在文獻[7]中建議首次確定水文站基本水準點高程時，應(yīng)至少采用2次往返測量的均值，盡管水文規(guī)范還沒有此規(guī)定，本文推薦執(zhí)行。此次斷面上遷，用老水準點睢BM1求新水準點SBM1的國凍差，確保了該站斷面上遷前后水位資料的一致性，如果用老水準點睢BM1接測水尺，能保證該站水位資料的連續(xù)性，而該站新水準點SBM1啟用與新斷面觀測水位同時掩蓋了水位資料的不連續(xù)，因為水位不連續(xù)的差值不會太大，對當年水位資料予以說明即可。由于新的引測水準點商開40沒有黃海（56）高程，也只能如此處理。如果新的引測水準點商開40有黃海（56）高程，基面關(guān)系式還可以按文獻[1]中其它方法計算，既能保證水位資料的一致性，又能保證水位資料的連續(xù)性。

3考證結(jié)論

睢縣水文站基面與基本水準點考證分析結(jié)論如下：（1）1975年建站后，直接借用水利局1973年通BM3測量成果并凍結(jié)，1976年3月該站用同為四等水準點的通BM2對通BM3進行三等水準檢測，并把檢測成果作為復(fù)測成果編制在水文資料編印表格中是錯誤的，不符合水文規(guī)范要求。（2）1978年3月從通BM3引測睢BM1高程55.604m作為初測成果并凍結(jié)，不符合水文規(guī)范要求。1981年3月的復(fù)測成果可以作為睢BM1初測成果，采用高程為55.603m，而不是55.604m是合適的。（3）1985年、1995年、2000年3次出現(xiàn)復(fù)測超限的情況，原因比較復(fù)雜，按Ⅵ型基面關(guān)系式處理，基面關(guān)系式不變是正確的，復(fù)測超限作為遺留問題待以后解決。（4）2005年引測新水準點SBM1，采用兩次測量結(jié)果的平均值作為新水準點SBM1測定高程，該高程更接近其真值。此次斷面上遷，用老水準點睢BM1求新水準點SBM1的國凍差，保證了該站斷面上遷前后水位資料的一致性。

4存在問題

（1）由于目前我國水文行業(yè)規(guī)范對水準點復(fù)測限差沒有明確規(guī)定，按行業(yè)慣例把往返測量高差不符值或環(huán)閉合差限差作為復(fù)測限差使用[7]，本文復(fù)測基本水準點均采用支路線，復(fù)測限差亦用±12L姨來評價，是否正確，尚在研究之中。（2）校測水尺零點高程時，校測前后高程之差基本水尺大于10mm，比降水尺大于5mm時，采用校測后的高程[9-10]。也就是說基本水尺的復(fù)測限差是10mm，比降水尺的復(fù)測限差是5mm。作為水尺零點高程的高級點基本水準點復(fù)測限差為±12L姨（L小于1km按1km計算），如果基本水準點變動在±12L姨與10mm（比降水尺為5mm）之間，基本水準點采用高程不變化，而此時用基本水準點接測水尺，會使本來沒有變化的水尺零點高程發(fā)生變化，致使水位資料不連續(xù)，顯然用±12L姨來判斷基本水準點是否變動不能滿足水尺零點高程的精度要求，也不符合高級點精度應(yīng)大于低級點的常規(guī)。那么如何解決基本水準點在±12L姨之內(nèi)的變動問題，目前我國水文規(guī)范沒有明確規(guī)定，實際工作中多用校核水準點或水尺零高來反算（該站亦然），這種辦法實用但不科學(xué)。隨著我國測繪事業(yè)的發(fā)展，本文正在探討一種新的測量方法，基本水準點變動毫米級就能被精確測到，完全不需要依賴限差來判斷。

5建議

（1）據(jù)本文接觸我國水文資料（有的已經(jīng)刊印成冊）來看，睢縣水文站基面與基本水準點考證出現(xiàn)的問題絕非個案，建議水利部水文局牽頭對全國水文站基面與基本水準點進行考證分析并編制中國水文站基面與基本水準點考證大全。（2）我國歷次水文規(guī)范，包括現(xiàn)行水文規(guī)范，對基面與基本水準點考證規(guī)定過于籠統(tǒng)，有的技術(shù)文件甚至出現(xiàn)錯誤，本文建議細化處理，希望水利部水文局主持召開全國水文行業(yè)研討會，對文獻[1]中基面關(guān)系式計算方法進行討論后編入規(guī)范條文說明并收錄考證典。

作者：劉琦陳順勝江海濤楊新張鐵印彭世想祝芳單位：河南省商丘水文水資源勘測局河南省水文水資源局黃河水利委員會三門峽庫區(qū)水文水資源局