豫北涉水工程對(duì)水文測(cè)驗(yàn)的影響與對(duì)策

□張欣欣 □張春盛（河南省安陽(yáng)市水文水資源勘測(cè)局）

0 引言

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，涉水工程不斷增多。這些工程雖然在當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮了積極作用，但對(duì)水文設(shè)施和水文監(jiān)測(cè)環(huán)境造成了很大影響，致使某些水文站水文資料的代表性、可靠性和一致性遭到了嚴(yán)重破壞，有的測(cè)站甚至在低水時(shí)基本喪失了站網(wǎng)功能，其水文資料的利用價(jià)值大大降低。筆者多年在豫北基層水文測(cè)站工作，對(duì)安陽(yáng)、鶴壁兩市行政區(qū)劃內(nèi)的水文站情況較為熟悉。兩市現(xiàn)有12個(gè)水文(位)站，大都不同程度地受到涉水工程的影響。下面僅對(duì)受影響較大的6個(gè)站，在工程情況、主要影響因素及對(duì)策方面作一陳述。

1 各站主要影響因素及對(duì)策

1.1 新村站

1.1.1 工程概況

基本水尺斷面上游2000m處有鶴壁開(kāi)發(fā)區(qū)提水站，下游100m處有高3.00m的混凝土滾水壩，2000m處有鶴壁開(kāi)發(fā)區(qū)景觀大壩。

1.1.2 主要影響因素

新村站基本水尺斷面低水測(cè)驗(yàn)的主要影響因素是其下100m處滾水壩。受其影響，低水水位變幅很小，且垂線流速分布紊亂、有回流，這樣給流量測(cè)驗(yàn)造成了很多困難，現(xiàn)有測(cè)驗(yàn)設(shè)施很難準(zhǔn)確測(cè)出垂線平均流速，測(cè)量誤差很大，不能滿(mǎn)足流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范要求。

1.1.3 對(duì)策

為了使低水測(cè)出的流量達(dá)到相關(guān)規(guī)范要求，目前該站采用在其上1000m處建立臨時(shí)測(cè)流斷面進(jìn)行流量測(cè)驗(yàn)，然后將測(cè)得的流量與基本水尺斷面水位建立關(guān)系進(jìn)行推流。除此之外，筆者認(rèn)為還可以在其下5000m處建立臨時(shí)測(cè)流斷面進(jìn)行流量測(cè)驗(yàn)。如果在基本水尺斷面測(cè)流，可以用高精度低速流速儀采用多線多點(diǎn)法進(jìn)行測(cè)流，以消除測(cè)驗(yàn)誤差。

1.2 五陵站

1.2.1 工程概況

五陵站基本水尺斷面上游150m處左岸有五陵鎮(zhèn)抽水站，其灌溉面積約70 hm2，上游4000m處有一個(gè)臨時(shí)土壩（該壩僅供枯季灌溉使用），下游150m處有湯濮鐵路橋。

1.2.2 主要影響因素

主要影響因素有兩個(gè)。一個(gè)是上游4000m處臨時(shí)土壩，這一土壩每年都在汛期不定期炸壩，炸壩后水流迅速下泄，致使五陵站水位陡漲陡落。如果測(cè)站職工預(yù)先不知情，很難完整測(cè)得這一漲水過(guò)程。另一個(gè)是上游150m處的抽水站，該站裝有4臺(tái)直徑為0.50m的水泵。如果同時(shí)開(kāi)動(dòng)，斷面流量很小時(shí)，可使基本水尺斷面產(chǎn)生回流，影響低水流量測(cè)驗(yàn)。

1.2.3 對(duì)策

在每年汛前，水文站要及早與鶴壁防汛指揮部建立聯(lián)系，使其在下令炸毀土壩前通知五陵站，站上可以提前做好準(zhǔn)備，以確保測(cè)得完整的水位流量變化過(guò)程。另外，在流量很小且五陵抽水站全負(fù)荷抽水時(shí)，可以不測(cè)流?？梢栽谀昴┘訌?qiáng)水量調(diào)查工作，搞清斷面以上區(qū)間引入引出水量，算清水賬，以彌補(bǔ)基本水尺斷面測(cè)驗(yàn)的不足。

1.3 橫水站

1.3.1 工程概況

橫水站基本水尺斷面上游1000m有一小型水力發(fā)電站，200m處有一座石拱橋，下游350m有一座漫水橋。

1.3.2 主要影響因素

橫水站低水測(cè)驗(yàn)的主要影響因素是上游1000m處的小型水電站。受其影響，在水電站發(fā)電放水時(shí)，基本水尺斷面水位急劇變化，給低水水位、流量測(cè)驗(yàn)帶來(lái)了很大影響，很難測(cè)得完整的水位、流量變化過(guò)程,甚至使整個(gè)過(guò)程漏測(cè)。按兩段制測(cè)得的水位不能控制整個(gè)水位變化過(guò)程。

1.3.3 對(duì)策

橫水站要主動(dòng)與上游水電站建立良好的關(guān)系，做好溝通工作，掌握開(kāi)閘放水(發(fā)電)和關(guān)閘的規(guī)律性。在放水發(fā)電時(shí)適當(dāng)增加水位和流量的監(jiān)測(cè)次數(shù)，力爭(zhēng)測(cè)得完整的水流變化過(guò)程。

1.4 小南海站

1.4.1 工程概況

南海站其上600m為小南海水庫(kù)大壩，其下50m有混凝土壩，100m有一座四孔石橋，橋墩寬2.50m。

1.4.2 主要影響因素

其下50m處的混凝土壩是影響南海站低水水文測(cè)驗(yàn)的主要因素。受其影響，基本水尺斷面水深流小，且部分垂線還有回流。在此用纜道測(cè)流，測(cè)驗(yàn)精度很難達(dá)到規(guī)范要求。無(wú)奈只得改在其下100m石橋下涉水測(cè)流，而橋下測(cè)流受橋墩及水深影響，測(cè)驗(yàn)誤差仍然較大。每年水位流量關(guān)系曲線的隨機(jī)不確定度都在20%左右，不能滿(mǎn)足精度要求。

1.4.3 對(duì)策

筆者認(rèn)為，南海站在沒(méi)有大的水情時(shí)，上游水庫(kù)大壩泄洪閘是不會(huì)開(kāi)啟的，平時(shí)放水主要由輸水洞完成，流量一般很小。因此，南海站主要是低水測(cè)流。為了解決流量測(cè)驗(yàn)誤差問(wèn)題，可以在其上50m處建一個(gè)寬7.00m、長(zhǎng)30m的矩形測(cè)流水槽，這樣不僅提高了測(cè)驗(yàn)精度，同時(shí)也可以使測(cè)站職工避免在刺骨的涼水中測(cè)流。

1.5 安陽(yáng)站

1.5.1 工程概況

基本水尺斷面上游250m有雙橋，下游800m有安陽(yáng)橋，2000m有一個(gè)橡皮壩，為了市區(qū)景觀，常年蓄水。

1.5.2 主要影響因素

安陽(yáng)站的主要影響因素是下游2000m處的橡膠壩，它會(huì)不定時(shí)放水。受此影響，安陽(yáng)站基本水尺斷面在低水時(shí)水位與流量無(wú)關(guān)，無(wú)法使用水位流量關(guān)系曲線進(jìn)行推流，不得不使用連實(shí)測(cè)流量過(guò)程線法推求流量。這種整編方法需要測(cè)流次數(shù)較多，實(shí)際很難達(dá)到規(guī)范要求的次數(shù)。因水深流小，使用常測(cè)法測(cè)流很難達(dá)到規(guī)范要求的精度。因此，安陽(yáng)站在低枯水時(shí)基本喪失了其站網(wǎng)功能。

1.5.3 對(duì)策

最好是在上游或下游橡膠壩以下選取一個(gè)不受壩體影響的河段，作為安陽(yáng)站低水水文測(cè)驗(yàn)斷面。如果不遷移斷面，在基本水尺斷面測(cè)流，一方面須合理增加測(cè)次，以能達(dá)到控制流量變化過(guò)程為宜；另一方面須使用多點(diǎn)法施測(cè)垂線流速，以提高測(cè)驗(yàn)精度。

1.6 天橋斷站

1.6.1 工程概況

基本水尺斷面上游25 km右岸為紅旗渠渠首，最大引水量為25.00m3/s；上游7km右岸為天橋渠渠首，引水量為1.10m3/s；上游4 km左岸為涉縣白村渠口，引水量為0.70m3/s；上游2000m右岸為穆家莊水電站引水渠渠口，引水量為3.00m3/s，且同處有一無(wú)灌縫石壩；其下600m左岸為河北引水渠。

1.6.2 主要影響因素

該站主要影響因素是基本水尺斷面上游2000m水電站引水渠渠口及無(wú)灌縫石壩。在低水時(shí)，大部分水都被水電站引走了，只有從石壩縫隙中滲漏下的一小部分水流入基本水尺斷面，水位變幅很小，幾乎恒定不變。這時(shí)所測(cè)得的水位流量已經(jīng)不能代表附近河段的實(shí)際情況，失去了其代表性和一致性。

1.6.3 對(duì)策

將基本水尺斷面下遷至500m處，穆家莊水電站的下游。該斷面能較好地代表附近河段的實(shí)際情況，在此進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)還需要與水電站做好溝通，適時(shí)增加水位流量監(jiān)測(cè)次數(shù)，以能控制水流變化過(guò)程。

2 結(jié)語(yǔ)

文章主要介紹了豫北安陽(yáng)、鶴壁兩市受涉水工程影響較大的幾個(gè)水文站的情況。針對(duì)每個(gè)站的具體情況分別提出了一些消除其對(duì)水文測(cè)驗(yàn)影響的具體對(duì)策與措施。這些對(duì)策與措施確實(shí)能增強(qiáng)各水文站水文資料的代表性、可靠性和一致性。但就各站以上區(qū)間來(lái)說(shuō)，涉水工程很多，這些工程對(duì)整個(gè)河段的水流影響很大，河道的天然屬性已被破壞。因此，各水文站采取的在固定斷面進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)具有很大的局限性，要使水文資料更好地為社會(huì)服務(wù)，還需要加強(qiáng)巡測(cè)力度，加強(qiáng)水量調(diào)查工作，以彌補(bǔ)定點(diǎn)觀測(cè)的不足。

[1]岳利軍，趙彥增，韓潮.河南省水文站基本資料匯編[M].鄭州：黃河水利出版社，2014：198-215.

[2]趙志貢，岳利軍，趙彥增.水文測(cè)驗(yàn)學(xué)[M].鄭州：黃河水利出版社，2005：41-47.