陕西彬长煤田水务有限责任公司 陕西咸阳 712000
摘要：水利工程的建设在我国的经济发展过程中起着十分重要的促进作用。而在水利工程建设中，最常见的状况就是不均匀沉降问题，问题严重时甚至会威胁到水利工程的安全。为解决上述问题，结合不同地区的沉降的情况，对传统的测量方法进行了改良，设计出了一种新型测量模式，采用小波神经网络算法，使得水利工程施工中沉降测量误差更小，减小水利工程施工的危险。
关键词：水利工程；沉降测量；测量误差；小波神经网络
引言：由于沉降测量对于验证水利工程的承载力起到至关重要的作用，我们必须要注意减小测量数据的误差，从而减小水利工程施工的危险。因此得出结论：通过小波分析与神经网络模型结合的方法对水利工程施工中沉降测量的结果误差更小，工程应用价值比传统方法高很多。
1.沉降测量误差的产生原因
在水利工程的沉降测量过程中，由于干扰因素较多，很容易出现测量误差。根据测量误差的特征性质可将其分为系统误差和偶然误差两种。其中系统误差指的是在同等条件下，对沉降数据进行观测，如果误差大小适中保持为一个固定的常数，或出现同向的趋势发生规律性的变化。这种误差主要是观测仪器不够完善而导致的。而偶然误差则是由于多种不同因素影响出现无规律的误差，这类误差原因较多。
1.1自然环境影响
水利工程测量一般都是在室外进行，因此受到的自然环境影响较大，而且自然界中存在较多的不可抗拒因素，不确定性较强，因此误差的出现较为平常。水利工程大多有水泥、混凝土等修建而成，因此会收到热胀冷缩的影响，在温度发生变化时，无论是热胀还是冷缩，都会影响设备上的测量基准点，这就导致了误差的产生。同时由于工程通常坐落在偏远地区的水利工程通常会受到风的影响，这些地方的地面不太平整起伏较大，因此难以平稳的放置测量工具，尤其在有风的季节，立尺很难平稳的固定，很容易影响到测量的结果，从而产生误差。沉降情况测量环节进行模拟。光线也会对测量的结果产生影响，水利工程大多数修建在荒郊野外，遮蔽阳光的地方，因此光照较差，到了阴雨天，光线会变得更弱，此时难以精准的测量出数据，从而产生误差。而在光照好的地方，由于强光的照射，测量仪器表面发生反光，产生折光差，强光也会导致视线偏离，读数时出错，最终导致误差的产生。水对测量的影响水利工程中难免要进行水中测量，水也会影响水利工程中的沉降测量的精确度，水利工程的测量必然要在水中进行，但水在阳光的照射下会发生折射，而折射会对肉眼的判断造成影响，水越深误差也就会越大。
1.2人工操作影响
在建筑行业中，部分中小型建筑企业没有专业的测量人员，没接受过专门的训练，因此他们对测量仪器的性能、操作方法以及维修方法都知之甚少，因此很难保证测量结果的准确性。测量时的精密仪器使用时要求较高，而操作人员的水平不够高，无法准确的操作仪器，导致测量仪器无法完全的发挥作用。由于测量的数据质量不高，而这样低质量的数据贯穿于整个工程检测当中，致使每个环节都受到了一定影响。导致整体质量和水平下降。而在工程验收中，很难对数据进行进一步的细致调查，这回直接导致工程质量不过关，影响更大。
1.3仪器设备影响
水利工程中的沉降测量需要精密的仪器，随着科学技术的不断发展进步，测量仪器也在不断的改良，科技含量越高的测量仪器测量出来的数据就会越精准。但这样的先进设备价格十分高昂，一部分中小型企业，由于资金不足，很难购进这种高科技设备，只能使用传统的设备进行测量。测量时需要使用正确的仪器，这样才能确保数据的准确性。但在实际操作过程中，由于仪器不正确而导致的测量误差数不胜数。此外在使用时也要注意方式方法，才能尽量减小和控制误差。因此在测量过程中对仪器设置数据也有具体要求[1]。
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2.水利工程沉降误差计算及控制方法
2.1水利工程沉降误差计算方法
对于测量数据的误差有常用的一种算法为固结沉降理论。这一理论结合了小波神经网络算法，由应用分层总和法、瞬时沉降以及固结沉降三种方法构成，随着建筑行业的迅速发展，该算法逐渐广泛的投入应用.由于水利工程施工过程中影响沉降测量误差的因素较多，设定了许多不同的监测环境进行多次测量，根据测量后所得的评价数据绘出直角坐标图。
2.2.水利工程沉降误差控制系统设计
为了对得出的数据进行科学、具体的分析，并保证不影响后续的工程，需要在施工前期以及施工过程中设计一个十分周密的网络反射模型，利用小波神经来对数据进行分析和控制。
3.水利工程沉降测量误差控制对策
在施工的过程中，根据沉降误差控制系统，需要加强对数据的监测，并及时做出分析。测量工作的环境复杂，对结果的准确度要求高，因此也要求测量人员的素质与之匹配。测量前做好充分的准备，相关人员一定要具备专业素养。对测量的仪器要进行检测和维护。要提前计划出一个合理、高效的测量方案，对可能出现的意外提前做好防范措施。因此在测量工作开始前，要成立专门的组织，各司其职，做好布局。各个部分设置相应的人员，做好防范措施，各项器材都要有替补观测人员，避免准备不充分的问题出现，做到防范于未然[2]。
在信号处理时，需要引进高科技的仪器，同时要配备与之相匹配的高精尖技术人才才能达到最佳效果。用专业的技术对设备进行操作和维护。只有这样才能控制住误差的出现概率，从人员和器材方面减小误差。检测人员要能够正确的操作仪器和设备。在进行监测前要仪器进行全面的检测。对于使用超过３个月的仪器进行检修和维护。
在对结果进行预测时，要考虑遇到较为恶劣的自然环境时，如大风天气可以将仪器放低，多次读取数据，测量的时机也要把握好。当恶劣天气出现时，可以借助照明工具读取数据。当光照过于强烈时要注意遮挡阳光，减小反光的影响。当测量工作需要在水中进行时，要注意将测量工具安置好，能够减小由于水面上光的折射造成的读数误差。为了能够准确的测量出沉降数据，沉降观测点的位置十分重要。要求水利工程的纵横向对称，相邻观测点之间要空出２０～３０ｍ的间距。在设计水利工程的施工图纸时要专门标出观测点的分布状况。
无论是在自然因素的影响方面，还是在人为因素的影响方面都要脚踏实地的进行解决，争取在测量的过程中或者从水利工程的源头上减小误差。总体来讲，水利工程的沉降测量误差的产生原因比较广泛，涉及的范围广，而这些影响因素都会对数据产生很大的影响，因此，要从各个方面着手，尽量减少误差的产生。尽管当前沉降误差测量还存在一些问题和不足之处，但今后一定可以在不断的研究和实践当中逐步解决问题，将方案完善[3]。
结论
简而言之，水利工程在施工建设中会发生不规则或不均匀的沉降，在对沉降进行测量时，受多种因素影响，易出现较大的误差，严重威胁着工程安全。为此，提出结合小波神经网络算法对施工中的沉降误差数值进行计算，并设计误差计算控制流程，通过验证得出沉降测量的结果误差更小，工程应用价值比传统方法更高。根据实验结果提出了沉降误差控制建议，以期为水利工程沉降测量提供参考。
参考文献
[1]王宇波，刘利．沉降观测中的误差分析及精度控制策略浅探[J].中国性科学，2019，26（2）：102－104．
[2]邹积亭．对建筑物基础变形的观测及其精度探讨[J].北京测绘，2017（２）：12－16．
[3]吴金鑫，王红梅，牛茂靖，等．自适应卡尔曼滤波在地表沉降监测中的应用[J].北京测绘，2018（5）：6－8．
论文作者:乔艳华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年15期
论文发表时间:2019/10/28
标签：误差论文; 测量论文; 水利工程论文; 数据论文; 仪器论文; 神经网络论文; 过程中论文; 《建筑学研究前沿》2019年15期论文;