杭嘉湖地區(qū)水文巡測(cè)工作探討

柯斌樑，勞國民

(浙江省水文局，浙江杭州 310009)

杭嘉湖地區(qū)屬平原河網(wǎng)，水系密布，水流復(fù)雜，區(qū)域水量進(jìn)出情況采用水文巡測(cè)的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)［1］.自2001年恢復(fù)水文巡測(cè)工作以來，已積累了10多年的系列資料，在區(qū)域防洪調(diào)度、水資源管理、水利規(guī)劃和驗(yàn)證工程效益等方面起到了重要作用.隨著近年來區(qū)域水利工程建設(shè)的持續(xù)開展，原有的水系分布、水流狀態(tài)發(fā)生了一定的變化，有必要對(duì)巡測(cè)方法、巡測(cè)精度、站網(wǎng)設(shè)置合理性等進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)存在的問題，并研究提出進(jìn)一步做好水文巡測(cè)工作的對(duì)策措施.

1 區(qū)域概況

杭嘉湖平原區(qū)屬太湖流域運(yùn)河水系，位于浙江省北部，太湖流域的南部，涉及杭州市、湖州市、嘉興市，共16個(gè)縣(市、區(qū))，是浙江省經(jīng)濟(jì)最達(dá)地區(qū)之一.杭嘉湖平原，南以錢塘江為界，西以苕溪為界，北以太湖岸線、浙江蘇省界為界，東以浙江上海邊界為界，區(qū)域面積6 498.7 km2.區(qū)內(nèi)河道總長(zhǎng)度24 600 km，河網(wǎng)密度 3.8 km/km2，水域面積總計(jì)633 km2，占總面積的10%.

杭嘉湖平原屬于亞熱帶季風(fēng)區(qū)，年平均氣溫在16°C左右，區(qū)域雨量充沛，全年雨型分布主要集中在4～10月的梅雨和臺(tái)風(fēng)兩個(gè)季節(jié)，占全年雨量的60%左右，洪澇災(zāi)害也呈現(xiàn)梅雨型和臺(tái)風(fēng)型洪澇災(zāi)害特征.杭嘉湖東部平原靠近太湖和淀泖湖群調(diào)蓄區(qū)，歷史上排水順暢，近代由于水系變化，本地區(qū)排水格局逐步走向以南排、東排為主，北排為輔的局后進(jìn)一步向南排入杭州灣、向東排入黃浦江，造成本地區(qū)排水路徑過長(zhǎng)，洪水期最高水位抬高、高水位持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng)，加重地區(qū)災(zāi)情.同時(shí)，由于西部地區(qū)澇水自西向東穿越東部平原中心區(qū)域外排，加大了整個(gè)東部平原向東、向南排水的壓力.區(qū)域主要河道有運(yùn)河、瀾溪塘、頔塘、雙林塘、練市塘、俞匯塘、紅旗塘、三店塘、平湖塘、上海塘、廣陳塘、上塘河、鹽官下河、長(zhǎng)山河、南臺(tái)頭河等.［2］

2 杭嘉湖水文巡測(cè)工作情況

杭嘉湖水文巡測(cè)始于1929年.因太湖流域治理需要，浙江省自1966年起開展環(huán)湖(夾浦—平望)、1967年起開展入浦(平望—乍浦)、1976年起開展嘉北線3條巡測(cè)線(全長(zhǎng)240 km)的水文巡測(cè)工作，至1994年全部停止.［3］為滿足區(qū)域防洪面，本地澇水從原先向北排入太湖、淀泖湖群轉(zhuǎn)而通過東西向河道進(jìn)入杭嘉湖中心地帶—嘉興市，然調(diào)度、水資源管理、水利規(guī)劃和驗(yàn)證工程效益等需求，自2001年開始恢復(fù)杭嘉湖水文巡測(cè)工作，對(duì)巡測(cè)線路進(jìn)行了重新調(diào)整，共布置入湖線、北排線、東排線3條水量控制線，涉及湖州、嘉興2市.2007年，杭州市開展巡測(cè)工作，在杭嘉湖平原杭州市境內(nèi)的錢塘江線和東苕溪線布設(shè)巡測(cè)站點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了杭嘉湖平原包圍區(qū)水文巡測(cè)線的閉合，杭嘉湖水文巡測(cè)線路調(diào)整為入湖線、北排線、東排線、錢塘江線和東苕溪線5條水量控制線.入湖線、北排線、東排線3條巡測(cè)線共布設(shè)基點(diǎn)站12處，巡測(cè)段13段，單一流量站7處，巡測(cè)斷面74處;錢塘江線布設(shè)單一流量站10處;東苕溪線布設(shè)單一流量站13處.巡測(cè)線分布情況(見圖1)，巡測(cè)段、站設(shè)置(見表1).1)浙江省水文局.2007-2012年杭嘉湖平原水文巡測(cè)資料［R］.杭州:浙江省水文局，2012.

圖1 杭嘉湖水文巡測(cè)線分布圖

表1 杭嘉湖水文巡測(cè)段、站設(shè)置

3 巡測(cè)水量推算方法及精度分析

3.1 流量測(cè)驗(yàn)及水量推算方法

位于清水河的巡測(cè)段基點(diǎn)站每天施測(cè)1～2次流量［4］;視巡測(cè)段水流情況，段內(nèi)的巡測(cè)斷面與基點(diǎn)站同步測(cè)流若干次，建立基點(diǎn)站與巡測(cè)段流量關(guān)系;巡測(cè)段水量根據(jù)基點(diǎn)站逐日流量和段～站流量關(guān)系推算.［5］

位于潮水河的巡測(cè)段基點(diǎn)站采用多普勒流速儀測(cè)流，得到連續(xù)的流量過程;視巡測(cè)段水流情況，段內(nèi)的巡測(cè)斷面與基點(diǎn)站同步測(cè)流若干次，建立基點(diǎn)站與巡測(cè)段流量關(guān)系;巡測(cè)段水量根據(jù)基點(diǎn)站逐日流量和段～站流量關(guān)系推算.

位于清水河的單一流量站每天施測(cè)1～2次流量，按逐日流量過程推算水量.

單一流量站為閘(泵)站的，采用閘(泵)公式或水量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)推算進(jìn)出水量，每年進(jìn)行若干次實(shí)測(cè)流量，用于閘(泵)公式的參數(shù)率定.

3.2 精度分析

3.2.1 巡測(cè)段精度分析

巡測(cè)段水量根據(jù)基點(diǎn)站逐日流量和段～站流量關(guān)系推算，段～站流量關(guān)系是整個(gè)巡測(cè)段推算水量精度的主要因素.以位于清水河的長(zhǎng)興(二)段、潯溪大橋段和位于潮水河的橫港大橋段、平湖北段為例，2007-2012年長(zhǎng)興段共同步測(cè)流130次，潯溪大橋段共同步測(cè)流120次，橫港大橋段共同步測(cè)流185次，平湖北段共同步測(cè)流206次，四個(gè)巡測(cè)段的流量關(guān)系見(圖2～圖5).

由圖可見，長(zhǎng)興(二)段巡測(cè)段～基點(diǎn)站流量關(guān)系的相關(guān)系數(shù)為0.852 3，潯溪大橋段巡測(cè)段～基點(diǎn)站流量關(guān)系的相關(guān)系數(shù)為0.916 6，橫港大橋段巡測(cè)段～基點(diǎn)站流量關(guān)系的相關(guān)系數(shù)為0.980 5，平湖北段巡測(cè)段～基點(diǎn)站流量關(guān)系的相關(guān)系數(shù)為0.997 8，相關(guān)性較好，基本符合杭嘉湖水文巡測(cè)的精度要求.

圖2 長(zhǎng)興(二)段巡測(cè)段-基點(diǎn)站流量關(guān)系

圖3 潯溪大橋段巡測(cè)段-基點(diǎn)站流量關(guān)系

圖4 橫港大橋段巡測(cè)段-基點(diǎn)站流量關(guān)系

圖5 平湖北段巡測(cè)段-基點(diǎn)站流量關(guān)系

3.2.2 杭嘉湖平原包圍區(qū)水量平衡分析

杭嘉湖平原包圍區(qū)南以錢塘江為界，西以苕溪為界，北以太湖岸線、浙江蘇省界為界，東以浙江上海邊界為界，區(qū)域面積6 498.7 km2，分屬杭州、嘉興、湖州三市，其中杭州市面積1 113.4 km2，嘉興市面積 3 941.1 km2，湖州市面積 1 444.2 km2.自 2007年杭州市開展巡測(cè)工作以來，水文巡測(cè)線已實(shí)現(xiàn)了杭嘉湖平原包圍區(qū)的閉合，對(duì)包圍區(qū)進(jìn)行水量平衡分析，可以很好的校驗(yàn)巡測(cè)的水量精度情況.2)浙江省水利廳.2007-2012年浙江省水資源公報(bào)［R］.杭州:浙江省水利廳，2007-2012.

水量平衡主要考慮巡測(cè)水量、平原區(qū)本地產(chǎn)水、本地耗水、污水外排、地下水抽取、杭州引水入城、三市公共水廠區(qū)外取水等因素，2007-2012年杭嘉湖平原包圍區(qū)水量平衡情況見表22).由表可見，2007-2012年，包圍區(qū)進(jìn)出水量相對(duì)偏差在-7.8% ～2.0%之間，水量精度符合巡測(cè)要求，但水量的絕對(duì)偏差在-15.42～4.41億m3之間，個(gè)別年份水量的絕對(duì)偏差值還較大，巡測(cè)精度有進(jìn)一步提升的空間.

表2 2007-2012年杭嘉湖平原包圍區(qū)水量平衡表 水量單位:億m3

4 存在問題及對(duì)策措施

根據(jù)杭嘉湖水文巡測(cè)2007-2012年成果分析，巡測(cè)段的段～站流量關(guān)系相關(guān)性較好，杭嘉湖平原包圍區(qū)進(jìn)出水量相對(duì)偏差在-7.8% ～2.0%之間，基本符合巡測(cè)的精度要求.但隨著區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，水利工程建設(shè)、水環(huán)境治理的不斷推進(jìn)，河流水系及水流流態(tài)均發(fā)生了一定變化，對(duì)水文巡測(cè)工作有了新的要求，同時(shí)水文巡測(cè)工作本身也還存在一些問題，需采取相應(yīng)的對(duì)策措施，不斷提高水文巡測(cè)的精度，為該地區(qū)的水資源管理、水環(huán)境保護(hù)、水利規(guī)劃、防汛抗旱、驗(yàn)證水利工程效益以及對(duì)太湖的治理發(fā)揮更為重要的作用.

(1)杭嘉湖水文巡測(cè)站網(wǎng)于2001年恢復(fù)巡測(cè)時(shí)經(jīng)各有關(guān)部門查勘確定，2007年增加了杭州市沿線站點(diǎn)，期間根據(jù)河流水系的變化，經(jīng)過幾次局部調(diào)整.隨著近年來區(qū)域水利工程建設(shè)、河道整治等影響，河網(wǎng)水系發(fā)生了一定的變化，待區(qū)域重大水利工程建設(shè)告一段落后，有必要開展一次全面的站點(diǎn)查勘，作系統(tǒng)的調(diào)整，使站網(wǎng)分布更加合理，更能夠控制平原區(qū)的進(jìn)出水量.

(2)巡測(cè)段總流量采用基點(diǎn)站流量與段流量的相關(guān)關(guān)系來推求，應(yīng)分析基點(diǎn)站測(cè)流次數(shù)和巡測(cè)段巡測(cè)次數(shù)是否具備足夠的代表性，必要時(shí)增加測(cè)驗(yàn)次數(shù)，同時(shí)避免巡測(cè)段總流量與基點(diǎn)站流量之間出現(xiàn)假相關(guān)的問題.

(3)對(duì)利用閘泵公式進(jìn)行推流的站點(diǎn)，建議有條件的盡量安裝多普勒測(cè)流設(shè)備或水量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備，以更好的控制進(jìn)出水量;仍采用公式推流的，應(yīng)加強(qiáng)流量校測(cè)，定期對(duì)流量關(guān)系進(jìn)行率定，以提高水量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性.

(4)有關(guān)市、縣(市、區(qū))要把水文巡測(cè)工作納入正常的水文業(yè)務(wù)工作范圍，相應(yīng)增加人力、財(cái)力投入，不斷改善測(cè)驗(yàn)條件;進(jìn)一步加強(qiáng)轄區(qū)內(nèi)水文巡測(cè)工作的管理，特別是已經(jīng)車改的市縣，必須安排好水文巡測(cè)用車，者落實(shí)好相應(yīng)政策，確保水文巡測(cè)工作正常運(yùn)行.

(5)杭嘉湖平原包圍區(qū)水量平衡分析中，本地產(chǎn)水、本地耗水、未通過巡測(cè)段面的進(jìn)出水量等數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和全面性需進(jìn)一步調(diào)查分析，以更好地掌握區(qū)域進(jìn)出水量的實(shí)際情況.

(6)杭嘉湖平原包圍區(qū)已實(shí)現(xiàn)了閉合，但杭州、嘉興、湖州三市市界的水文巡測(cè)工作尚未完全開展，有必要對(duì)三市邊界線河流水系情況進(jìn)行查勘并布設(shè)巡測(cè)線，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)三市小平衡區(qū)巡測(cè)線的閉合，以更好地分析水文巡測(cè)工作的成效.

［1］長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局.SL195-97水文巡測(cè)規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，1997.

［2］程華華，孫志林，孫淑萍，等.杭嘉湖平原水文站網(wǎng)合理布設(shè)及測(cè)驗(yàn)方法探討［J］.人民長(zhǎng)江，2010，41(10):13-15，37.

［3］孫英軍.提高杭嘉湖巡測(cè)水量精度淺析［J］.浙江水利科技，2012(2):21-23.

［4］朱曉原，張留柱，姚永熙.水文測(cè)驗(yàn)實(shí)用手冊(cè)［M］.北京:中國水利水電出版社，2013.

［5］中華人民共和國水利部.SL 247-2012水文資料整編規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，2012.