山高万仞、路长万里, 珠穆朗玛峰再量“身高”,记者专访专家解读青岛水准原

半岛都市报 2020-05-28 01:44 大字

文/图半岛记者张文艳

27日上午11时,2020珠峰高程测量登山队成功登顶世界第一高峰珠穆朗玛峰,他们要重新给珠峰量身高。将目光回到距珠峰数千公里之外的青岛,在观象山上,有一座小石屋成为人们关注的重点,它造型别致却十分神秘,没有挂牌,大门紧锁,外层雕花石柱合围,内层绿色栅栏保护。除了偶尔有工作人员开门检查外,不向公众开放。它里面装载着世界最高峰珠穆朗玛峰海拔的起算点——水准原点。

半岛记者日前专访青岛市勘察测绘研究院院长张志华等专家,听他们讲述水准原点的来历、特殊价值以及观象山的故事。

水准原点藏身神秘小石屋

观象山上的石屋,面积不大,却是中国永久性水准原点,而且是独一无二的。石屋里面的旱井下镶嵌有一个价值不菲的拳头大小、浑圆的玛瑙,点位有18厘米长,这里就是“中华人民共和国水准原点”。何为水准原点?就是水准测量传递海拔高程的基准点,通俗地讲,就是山川的海拔高度从这里开始算。

早在1952年,国家测绘部门就专门对沿海一些验潮站高程基准点进行调查,筹建一个国家水准原点,而建于1898年的青岛验潮站,因为多年来的潮汐观测数据和经1950年改造后增设自动验潮仪,在众多海域中胜出。小石屋中标记的水准原点是海拔72.26米,也就说,从这里起算的海拔总数需要减掉72.26米,才能得出实际海拔高度。

天时地利人和选定观象山

张志华院长解释说,国家规定以黄海海平面作为高度起算标准,也就是说“零”是从黄海海平面取的:“海水有潮起潮落,青岛有典型的半日潮,每天、每个月都不一样,有时还有天文大潮和低潮,一直在变化,所以需要验潮。专业人员根据每天潮汐情况做连续记录,算出一天的平均值、一个月的平均值、一年的平均值,至少要达到一个潮汐周期大约是19年,满足了这些条件变化,才能找到一个很稳定的平均海水面,也就是‘零’。”

如此不稳定的“零”是无法确定何时何地为起算点的,需要找到一个陆地稳定点。青岛观象台有成熟的天文、地磁、地震检测技术和数据,观象山有稳定的花岗岩基岩,还有闻名中外的科学家曾在此做出开创性贡献,可谓天时地利加人和。所以,1954年10月,中华人民共和国水准原点定位于观象山,由1个原点2个附点3个参考点构成水准原点网。1987年确定1985国家高程基准72.26米,从那时开始全国使用至今。

专访

水准原点意义重大

盖楼造桥都要靠它

记者:请您从专业的角度来解读,水准原点的价值和意义是什么?

张志华:水准原点的应用很广泛,比如大家知道的南水北调,很多工程从不同的省市同时施工,多年来背靠背地干,这就需要事先有一个统一的海拔高度标准,没有这个原点,各省各地的标准不一样,水往低处流,若不准确计算,水就流不过来。再比如像高铁,也是分段施工,而且精度要求极高,一段一段的桥梁最后连接到一起通车,分毫不差,都和统一的高程有密切关系。

这样的例子咱们生活中比比皆是,老百姓盖房子建筑打桩,楼盘建设的高度和距离,都需要统一的高度标准。再大的像火箭卫星发射等,也都有严格的统一的高程起算点。

其实,高程和每个公众的生活都密切相关,只是我们有时候感受不到而已。

青岛下水道为什么不堵?除了下水道管道粗,宽度能够汽车通过,而且是鸭蛋形等原因之外,还有一个重要的原因,与当时的城市管理者使用了世界最先进的水准测量技术,比如坡度高度的计算有关。青岛老城区早期建设下水道时运用的坡度高程最准,不会出现海水倒灌现象,一般来说倒灌的原因是坡度算错了,青岛下水道设计建立在了科学的基础上,与水准原点在青岛当然关系密切。

青岛南北大致居中

地质稳定沿海难寻

记者:张院长,水准原点为什么定在青岛,选在观象山?

张志华:首先是地质结构,有专家曾经说过,青岛尤其是老城区坐落在一整块花岗岩上,而且中间没有断裂带,地质结构非常稳定,没有地震和自然灾害。中国沿海从鸭绿江口一直到广西云南一带整个海岸线,青岛也是不太多的几个非常稳定的地区之一,所以把水准原点放在青岛更有价值。

再一个青岛地处中纬度地区,位于从南到北大致居中的位置,把这个点放在青岛,更便于海拔高程传递到全国去。

还有一个因素是青岛是最早开展现代科学研究的城市之一,中国最早的现代气象观测在青岛,最早参加国际测量活动的万国经度测量就在观象山上。咱们国内原来有个说法,百分之七十的海洋科学家在青岛,包含潮汐、气象、天文等科学家以及大量的科学活动都在青岛,加上观象山很稳定、安静,便于保存,离海边又不远。

最后,青岛海域具有典型的半日潮汐,验潮站所在的胶州湾海面稳定,便于验潮也是一个原因。因此,咱们国家的水准原点选在了观象山。

注意“三脚架钢标”

测量标志依法保护

记者:除了观象山观象台石头屋这个水准原点,还有其他辅助的测量点做保障吗?

张志华:高度测量有一套科学的办法,除了这个原点以外,观象山周边一带还有两个附点、三个参考点作为组成部分,起到多重保险的作用。每过四年都有专业的队伍进行测量核算,即使万一某一个点被破坏,其他的点也可以作为测量标准。

咱们国家对测量标志保护立了法,测量标志保护极其重要,一旦损坏往往是不可弥补的。青岛市测量标志除了这六个点以外,在各个山头上都有和水准原点相关的测量标志,市民可以注意一下山顶上的三脚架钢标,那就是测量标志。由于城市的快速发展,测量标志保护的压力也越来越大,我们一定要加强测量标志保护。

水准原点测量标志是智慧城市的基础,是云计算、大数据、人工智能的基础,也是城市的数字底座,非常重要。十几年前国务院统一安排的对全国名山大川的高度进行统一测绘,我参与了青岛崂山海拔高度的测量,崂山是中国沿海第一高峰,最高点海拔1132.7米,都是从中华人民共和国水准原点起算的。

其实,德国侵占时期就测量过崂山,遗憾的是当时的测量点已被破坏,所以百年后我们无法判断崂山的高度变化。

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