大国工程的拇指目测到“苍穹之眼”应用——记中国水电四局设计院团队
10月13日,2025年世界工程组织联合会全体大会上,“2025全球十大工程成就”发布,南水北调中线工程上榜。作为这一世纪工程的重要参建单位,中国水利水电第四工程局有限公司先后承建了中线“咽喉”工程——穿黄工程三标、世界综合规模最大的U型渡槽——沙河渡槽一标、创世界现浇渡槽规模纪录的双洎河渡槽等。
从手写油印的教材到智能巡检的“机器狗”,从拇指目测的古老智慧到北斗卫星的苍穹之眼,中国水利水电第四工程局有限公司勘测设计研究院(以下简称“中国水电四局设计院”)团队,用60余载的坚守与创新,默默扮演着众多大国工程的“精度守护者”与“技术先行者”,连续十一届蝉联“地理信息产业百强企业”。

图为中国水电四局设计院参与建设的小湾水电站。中国水电四局设计院供图
在黄河上游刘家峡的惊涛中起步,于白鹤滩的极致里登峰,这支团队用科技丈量山河,以毫厘之间的执着,锻造出支撑水电超级工程、高铁网络乃至万里之外国际项目的坚实脊梁。
基石:毫厘之间的守护
纸张虽已泛黄,但宋体字的一横一竖仍清晰有力,手绘的曲线图光滑精准,无声诉说着笔尖下的功力与敬畏。这是中国水电四局设计院展柜陈列着的前辈们手写、油印的“教材”。
“20世纪70年代,没有教材,老专家就动手编教材。”中国水电四局设计院院长、团队带头人乔世雄向记者介绍,彼时,不管是宋体、等线体等字体,或复杂的图表,老前辈们手写后油印出来,在夜校上课给大家讲。
“教材”旁边,老式计算器尘封已久。展陈的计算器程序,蕴藏着探寻测绘最优解的密码。1994年,乔世雄进入中国水电四局设计院,为了玩转卡西欧的计算器,编程成为他的入门课。
开办夜校、学习编程,是这支团队守护大国工程建设精度的开始。
67年来,中国水电四局承建参建龙羊峡、长江三峡、小湾、白鹤滩等200多个大中型水电工程,深度参与京沪高铁、宝兰客专、潍烟高铁等国家交通网络,直至走出国门完成安哥拉体育馆、伊拉克示范学校等国际项目,作为测绘机构,中国水电四局设计院团队,始终扮演工程建设的眼睛,与工程建设同频共进。
从最初30万千瓦、70万千瓦,到如今100万千瓦的水电机组,面对吊绳下的转子等庞然大物,不仅考验驾驶员的技能,测绘精度甚至决定着安装成败。
“我们安装白鹤滩水电站16台百万千瓦级的机组时,安装控制点的确定,需要极高的精度。”乔世雄说,这一精度是团队靠测绘实现的,“如果出现大的偏差,就会偏心,产生晃动。”
在高速运转的水电机组上,放置一枚硬币,硬币不倒,彰显着机组的平顺性。“这说明水电机组转子的几何中心,跟设计的理论中心,几乎分毫不差。”乔世雄说。

图为白鹤滩水电站。中国水电四局设计院供图
“精度守护者”不仅在老本行水利水电领域见真章,在交通建设领域亦大展身手。中国水电四局设计院团队曾参与宝兰客专建设的测绘保障。“高铁时速350千米,要想保证稳定、安全,高铁轨面放样精度得控制在0.2毫米。”乔世雄常说,没有测绘精度,就没有高铁平顺性。
但误差在现实社会中必然存在,没有绝对的精度。“我们团队利用一些手段,让精度最高、误差最小,”乔世雄说,就像所有的事情不可能绝对完美,“但我们追求的就是最优。”
飞跃:面向未来的先行
测绘,既古老,又现代。从大禹治水的历史典故,到李冰父子设计都江堰水利工程的福泽千年……乔世雄说,设计工程,最基础的就是测量高差,这离不开测绘,也是测绘的雏形。
乔世雄还记得刚参加工作时,让他大开眼界的测绘手法。“我跟着老师傅去工地,他竖起大拇指,伸展胳膊,瞄了一眼,没有经纬仪、全站仪,就能标定开口线,这也是一种古老的手段。”乔世雄说。
随着现代工程日趋复杂、精细,传统测绘手段显然解决不了层出不穷的新问题。“守护精度”是这支团队的立身之本,“技术先行”则是他们迈向未来的引擎。

图为黄河上游龙头电站龙羊峡水电站。中国水电四局设计院供图
1982年,在黄河上游的龙头电站龙羊峡水电站修建时,中国水电四局设计院团队应用近景摄影测量技术,并在全国广泛推广。翌年,在龙羊峡举办的水电施工测量经验交流会上,不少国外专家也慕名参加。
在华东地区最大的常规水力发电站福建水口水电站建设期,团队技术人员自行编写计算机程序,推动近景摄影测量技术实现半自动化,在地形测绘、断面收方、建基面开挖等方面实现测量飞跃。
如今,近景摄影测量技术鲜为人知,测量技术及装备早已迭代升级。
从20世纪80年代配备国际最高测距精度的瑞士克恩ME5000激光测距仪,到2011年在中国电建系统首次引进无人机装备,目前,中国水电四局设计院团队成功构建“空天地海一体化”现代测绘体系。
游览三峡工程,毛公山是远眺这一世纪工程全景的不二选择。建设时期,中国水电四局设计院团队承担三峡工程测量中心工作,技术人员们时常站在毛公山为大坝的精度护航。
“我们建立了整个三峡大坝的测量基准,这就意味着用一把尺子,来衡量建设精度,而不是由各承建单位自行去衡量。”乔世雄说。
如今,三峡工程在防洪、航运、发电、水资源利用等方面持续发挥巨大综合效益,而测量中心已升级为三峡工程监测中心,中国水电四局设计院团队仍坚守在这里。
从前期工程论证、可研,到工程建设,再到如今投产后的安全监测,乔世雄说,测绘伴随着工程的全生命周期。

资料图为长江三峡水电站。中国水电四局设计院供图
正如世界上没有两个一模一样的鸡蛋,水电站的拱坝以及每一块混凝土浇筑单元——仓号亦是如此。
在黄河上游的青海拉西瓦水电站修建时,既有的拱坝施工测量运算量巨大,每个仓号的施工数据,三名技术人员按“三检”工作模式就得计算一整天。
“一个仓号的浇筑,也用不了这么久。”逢山开路、遇水架桥,乔世雄带领技术团队,自行开发具有独立知识产权的测量计算软件,采用空间拟合办法,实现智能运算,30秒钟就能出结果,并以准确率100%保障了世界高海拔拱坝建设精度。
水电站蓄水,高峡出平湖,但库区潜在边坡失稳滑坡风险。在几十公里甚至上百公里长的库区,设置传统监测点,往往顾此失彼。
在澜沧江流域,中国水电四局设计院技术人员使用先进的合成孔径雷达干涉技术对地观测,但计算量仍然庞大。2018年,中国水电四局设计院开发机器学习系统,就如现在的AI,可在较短时间内标记整个库区滑坡安全隐患。
今年8月,在澜沧江上游水电工程中,中国水电四局启动22座北斗连续运行参考站,成为全国水电行业首个利用北斗三号全球卫星导航系统建成的流域规模化应用项目。
眼下,中国水电四局设计院已立项使用四足机器狗搞测绘,其可应用于地下工程,或者高边坡等特殊场景。测绘的手段在变,但中国水电四局设计院团队正以“最强大脑”,为下一个世纪工程,打下精准坐标。
(来源:科技日报 记者:张添福)
10月13日,2025年世界工程组织联合会全体大会上,“2025全球十大工程成就”发布,南水北调中线工程上榜。作为这一世纪工程的重要参建单位,中国水利水电第四工程局有限公司先后承建了中线“咽喉”工程——穿黄工程三标、世界综合规模最大的U型渡槽——沙河渡槽一标、创世界现浇渡槽规模纪录的双洎河渡槽等。
从手写油印的教材到智能巡检的“机器狗”,从拇指目测的古老智慧到北斗卫星的苍穹之眼,中国水利水电第四工程局有限公司勘测设计研究院(以下简称“中国水电四局设计院”)团队,用60余载的坚守与创新,默默扮演着众多大国工程的“精度守护者”与“技术先行者”,连续十一届蝉联“地理信息产业百强企业”。

图为中国水电四局设计院参与建设的小湾水电站。中国水电四局设计院供图
在黄河上游刘家峡的惊涛中起步,于白鹤滩的极致里登峰,这支团队用科技丈量山河,以毫厘之间的执着,锻造出支撑水电超级工程、高铁网络乃至万里之外国际项目的坚实脊梁。
基石:毫厘之间的守护
纸张虽已泛黄,但宋体字的一横一竖仍清晰有力,手绘的曲线图光滑精准,无声诉说着笔尖下的功力与敬畏。这是中国水电四局设计院展柜陈列着的前辈们手写、油印的“教材”。
“20世纪70年代,没有教材,老专家就动手编教材。”中国水电四局设计院院长、团队带头人乔世雄向记者介绍,彼时,不管是宋体、等线体等字体,或复杂的图表,老前辈们手写后油印出来,在夜校上课给大家讲。
“教材”旁边,老式计算器尘封已久。展陈的计算器程序,蕴藏着探寻测绘最优解的密码。1994年,乔世雄进入中国水电四局设计院,为了玩转卡西欧的计算器,编程成为他的入门课。
开办夜校、学习编程,是这支团队守护大国工程建设精度的开始。
67年来,中国水电四局承建参建龙羊峡、长江三峡、小湾、白鹤滩等200多个大中型水电工程,深度参与京沪高铁、宝兰客专、潍烟高铁等国家交通网络,直至走出国门完成安哥拉体育馆、伊拉克示范学校等国际项目,作为测绘机构,中国水电四局设计院团队,始终扮演工程建设的眼睛,与工程建设同频共进。
从最初30万千瓦、70万千瓦,到如今100万千瓦的水电机组,面对吊绳下的转子等庞然大物,不仅考验驾驶员的技能,测绘精度甚至决定着安装成败。
“我们安装白鹤滩水电站16台百万千瓦级的机组时,安装控制点的确定,需要极高的精度。”乔世雄说,这一精度是团队靠测绘实现的,“如果出现大的偏差,就会偏心,产生晃动。”
在高速运转的水电机组上,放置一枚硬币,硬币不倒,彰显着机组的平顺性。“这说明水电机组转子的几何中心,跟设计的理论中心,几乎分毫不差。”乔世雄说。

图为白鹤滩水电站。中国水电四局设计院供图
“精度守护者”不仅在老本行水利水电领域见真章,在交通建设领域亦大展身手。中国水电四局设计院团队曾参与宝兰客专建设的测绘保障。“高铁时速350千米,要想保证稳定、安全,高铁轨面放样精度得控制在0.2毫米。”乔世雄常说,没有测绘精度,就没有高铁平顺性。
但误差在现实社会中必然存在,没有绝对的精度。“我们团队利用一些手段,让精度最高、误差最小,”乔世雄说,就像所有的事情不可能绝对完美,“但我们追求的就是最优。”
飞跃:面向未来的先行
测绘,既古老,又现代。从大禹治水的历史典故,到李冰父子设计都江堰水利工程的福泽千年……乔世雄说,设计工程,最基础的就是测量高差,这离不开测绘,也是测绘的雏形。
乔世雄还记得刚参加工作时,让他大开眼界的测绘手法。“我跟着老师傅去工地,他竖起大拇指,伸展胳膊,瞄了一眼,没有经纬仪、全站仪,就能标定开口线,这也是一种古老的手段。”乔世雄说。
随着现代工程日趋复杂、精细,传统测绘手段显然解决不了层出不穷的新问题。“守护精度”是这支团队的立身之本,“技术先行”则是他们迈向未来的引擎。

图为黄河上游龙头电站龙羊峡水电站。中国水电四局设计院供图
1982年,在黄河上游的龙头电站龙羊峡水电站修建时,中国水电四局设计院团队应用近景摄影测量技术,并在全国广泛推广。翌年,在龙羊峡举办的水电施工测量经验交流会上,不少国外专家也慕名参加。
在华东地区最大的常规水力发电站福建水口水电站建设期,团队技术人员自行编写计算机程序,推动近景摄影测量技术实现半自动化,在地形测绘、断面收方、建基面开挖等方面实现测量飞跃。
如今,近景摄影测量技术鲜为人知,测量技术及装备早已迭代升级。
从20世纪80年代配备国际最高测距精度的瑞士克恩ME5000激光测距仪,到2011年在中国电建系统首次引进无人机装备,目前,中国水电四局设计院团队成功构建“空天地海一体化”现代测绘体系。
游览三峡工程,毛公山是远眺这一世纪工程全景的不二选择。建设时期,中国水电四局设计院团队承担三峡工程测量中心工作,技术人员们时常站在毛公山为大坝的精度护航。
“我们建立了整个三峡大坝的测量基准,这就意味着用一把尺子,来衡量建设精度,而不是由各承建单位自行去衡量。”乔世雄说。
如今,三峡工程在防洪、航运、发电、水资源利用等方面持续发挥巨大综合效益,而测量中心已升级为三峡工程监测中心,中国水电四局设计院团队仍坚守在这里。
从前期工程论证、可研,到工程建设,再到如今投产后的安全监测,乔世雄说,测绘伴随着工程的全生命周期。

资料图为长江三峡水电站。中国水电四局设计院供图
正如世界上没有两个一模一样的鸡蛋,水电站的拱坝以及每一块混凝土浇筑单元——仓号亦是如此。
在黄河上游的青海拉西瓦水电站修建时,既有的拱坝施工测量运算量巨大,每个仓号的施工数据,三名技术人员按“三检”工作模式就得计算一整天。
“一个仓号的浇筑,也用不了这么久。”逢山开路、遇水架桥,乔世雄带领技术团队,自行开发具有独立知识产权的测量计算软件,采用空间拟合办法,实现智能运算,30秒钟就能出结果,并以准确率100%保障了世界高海拔拱坝建设精度。
水电站蓄水,高峡出平湖,但库区潜在边坡失稳滑坡风险。在几十公里甚至上百公里长的库区,设置传统监测点,往往顾此失彼。
在澜沧江流域,中国水电四局设计院技术人员使用先进的合成孔径雷达干涉技术对地观测,但计算量仍然庞大。2018年,中国水电四局设计院开发机器学习系统,就如现在的AI,可在较短时间内标记整个库区滑坡安全隐患。
今年8月,在澜沧江上游水电工程中,中国水电四局启动22座北斗连续运行参考站,成为全国水电行业首个利用北斗三号全球卫星导航系统建成的流域规模化应用项目。
眼下,中国水电四局设计院已立项使用四足机器狗搞测绘,其可应用于地下工程,或者高边坡等特殊场景。测绘的手段在变,但中国水电四局设计院团队正以“最强大脑”,为下一个世纪工程,打下精准坐标。
(来源:科技日报 记者:张添福)