水文應(yīng)急監(jiān)測在抗洪搶險(xiǎn)中的應(yīng)用探析

李華

（湖南省益陽水文水資源勘測局 湖南益陽 413000）

水文應(yīng)急監(jiān)測在抗洪搶險(xiǎn)中的應(yīng)用探析

李華

（湖南省益陽水文水資源勘測局 湖南益陽 413000）

洪澇災(zāi)害屬于突發(fā)性災(zāi)害，隨機(jī)性較強(qiáng)，破壞性和社會(huì)影響力都較大。水文不僅要當(dāng)好防汛抗旱的耳目和參謀，也要在突發(fā)洪澇災(zāi)害時(shí)充當(dāng)偵察兵和突擊隊(duì)的角色，這就需要在抗洪搶險(xiǎn)中開展水文應(yīng)急監(jiān)測。本文首先闡述了水文應(yīng)急監(jiān)測的概念及特點(diǎn)，然后對水文應(yīng)急監(jiān)測所需準(zhǔn)備工作進(jìn)行了分析，并對水文應(yīng)急監(jiān)測在河道抗洪搶險(xiǎn)中的應(yīng)用進(jìn)行了探究。

水文應(yīng)急監(jiān)測；抗洪搶險(xiǎn)；應(yīng)用

1 引言

近年來，極端氣候?qū)е潞闈碁?zāi)害頻頻發(fā)生，加之很多水利工程年久失修，防洪能力大大降低，致使每一次災(zāi)害所造成的損失都很嚴(yán)重。而在面對突發(fā)險(xiǎn)情災(zāi)情時(shí)，水文部門積極開展的水文應(yīng)急監(jiān)測和預(yù)測預(yù)報(bào)，為政府提供決策支持，為施工排險(xiǎn)提供信息服務(wù)，在減少災(zāi)害損失、保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全方面起到不可替代的作用。因此，對水文應(yīng)急監(jiān)測及其應(yīng)用進(jìn)行探究具有十分重要的意義。

2 水文應(yīng)急監(jiān)測概述

2.1 水文應(yīng)急監(jiān)測基本概念

水文應(yīng)急監(jiān)測是指當(dāng)發(fā)生涉水突發(fā)險(xiǎn)情時(shí)，水文部門組織隊(duì)伍在第一時(shí)間對現(xiàn)場相關(guān)的水文要素開展臨時(shí)性、緊急性的監(jiān)測工作，以便在最短時(shí)間內(nèi)獲得水文基本資料和信息。一般包括常規(guī)的水文應(yīng)急監(jiān)測和非常規(guī)的水文應(yīng)急監(jiān)測。

（1）常規(guī)水文應(yīng)急監(jiān)測。是指屬于水文常規(guī)的測驗(yàn)內(nèi)容，但是有具有應(yīng)急性，比如遇到大洪水和困難測驗(yàn)環(huán)境時(shí)采用的高洪應(yīng)急測驗(yàn)方案等，雖然屬于水文日常工作，但是在測驗(yàn)方式和技術(shù)手段上也具有應(yīng)急性。

（2）非常規(guī)水文應(yīng)急監(jiān)測。是指在水文日常工作范圍以外，應(yīng)對突發(fā)險(xiǎn)情比如在應(yīng)對分洪與潰口應(yīng)急監(jiān)測時(shí)為抗災(zāi)減災(zāi)給政府決策提供技術(shù)支撐，為施工排險(xiǎn)提供信息服務(wù)所展開的水文應(yīng)急監(jiān)測和分析計(jì)算，在測驗(yàn)方式和技術(shù)手段有較獨(dú)特的應(yīng)急性。

2.2 水文應(yīng)急監(jiān)測主要類型

水文應(yīng)急監(jiān)測類型主要包括分洪與潰口應(yīng)急監(jiān)測、旱情應(yīng)急監(jiān)測、泥石流應(yīng)急監(jiān)測、堰塞湖應(yīng)急監(jiān)測、突發(fā)性水污染事件應(yīng)急監(jiān)測等等。水文部門通過對涉水突發(fā)事件實(shí)施應(yīng)急監(jiān)測，能夠及時(shí)掌握相關(guān)水文要素，收集水文相關(guān)資料，從而為未來水文形勢的發(fā)展提供準(zhǔn)確的預(yù)測和分析，為政府和相關(guān)單位科學(xué)的決策和指揮提供有力的技術(shù)支持，這是水文應(yīng)急監(jiān)測的主要目標(biāo)。

2.3 水文應(yīng)急監(jiān)測主要特點(diǎn)

（1）作業(yè)環(huán)境復(fù)雜惡劣

水文應(yīng)急監(jiān)測的監(jiān)測地點(diǎn)是臨時(shí)的，甚至處在未知險(xiǎn)情當(dāng)中，可能會(huì)面臨照明條件差、交通條件差以及現(xiàn)場作業(yè)人員的安全受到挑戰(zhàn)等復(fù)雜惡劣環(huán)境。

（2）測驗(yàn)控制條件較差

水文應(yīng)急監(jiān)測的河段并沒有滿足測驗(yàn)的基本設(shè)施，控制條件較差，斷面的變化情況未知，很多基礎(chǔ)信息需要臨時(shí)設(shè)定，給測驗(yàn)工作帶來諸多不便。

（3）測驗(yàn)成果時(shí)效要求高

在面對險(xiǎn)情時(shí)，需在最短的時(shí)間內(nèi)提出各種緊急處理方案，對水文技術(shù)服務(wù)的時(shí)效性提出了更高的要求。水文應(yīng)急監(jiān)測需要準(zhǔn)確掌握測驗(yàn)時(shí)機(jī)，在盡可能短的時(shí)間內(nèi)提供測驗(yàn)成果。

（4）測驗(yàn)成果精度要求不同

因?yàn)樗膽?yīng)急監(jiān)測的作業(yè)環(huán)境困難，而且對于時(shí)效性的要求比較高，因此，精度要求是不同的，雖然比日常監(jiān)測精度低，但是依然需要滿足應(yīng)急處置精度要求。

3 水文應(yīng)急監(jiān)測的準(zhǔn)備工作

3.1 完善的組織機(jī)構(gòu)

流域及省、市水文局應(yīng)設(shè)立開展水文應(yīng)急監(jiān)測的常設(shè)工作機(jī)構(gòu)，比如湖南省、各市州水文局均已成立水文應(yīng)急監(jiān)測隊(duì)。機(jī)構(gòu)應(yīng)包括技術(shù)支持、裝備保障、后勤保障、媒體報(bào)道、部門協(xié)調(diào)等小組，具體負(fù)責(zé)建立應(yīng)急水文監(jiān)測專家?guī)?、?yīng)急水文監(jiān)測技術(shù)研究與應(yīng)用、應(yīng)急水文監(jiān)測人員的選拔、培訓(xùn)和演練、應(yīng)急水文監(jiān)測設(shè)備配置等工作。在臨時(shí)成立的前線指揮部中應(yīng)設(shè)立水文工作組以便于開展應(yīng)急監(jiān)測工作。

3.2 科學(xué)的應(yīng)急預(yù)案

水文應(yīng)急監(jiān)測預(yù)案是一個(gè)預(yù)先制定的應(yīng)急監(jiān)測計(jì)劃，對涉水突發(fā)事件作出科學(xué)有效的計(jì)劃和安排。是根據(jù)國家、地方的法律法規(guī)和規(guī)章制度，綜合水文專業(yè)、本單位的歷史經(jīng)驗(yàn)，積累的歷史資料，然后結(jié)合當(dāng)?shù)靥厥獾淖匀坏乩?、氣候、政治、?jīng)濟(jì)、社會(huì)條件的實(shí)際情況，根據(jù)各類涉水事件的緊急情況而預(yù)先設(shè)定的可以有效、迅速、有序解決問題的行動(dòng)計(jì)劃或方案。

3.3 專業(yè)化的應(yīng)急隊(duì)伍

水文應(yīng)急監(jiān)測隊(duì)伍建設(shè)，直接關(guān)系到水文應(yīng)急監(jiān)測工作的成敗。水文應(yīng)急監(jiān)測隊(duì)伍主要包括領(lǐng)導(dǎo)層、專家和現(xiàn)場應(yīng)急監(jiān)測突擊隊(duì)。專家組和突擊隊(duì)的職責(zé)雖然不同，但目標(biāo)是一致的。選拔好、建設(shè)好這兩支隊(duì)伍，是做好水文應(yīng)急監(jiān)測工作，為政府防災(zāi)減災(zāi)科學(xué)決策和施工部門排險(xiǎn)除險(xiǎn)提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的關(guān)鍵所在。

3.4 現(xiàn)代化的應(yīng)急裝備

水文應(yīng)急監(jiān)測的時(shí)效性要求極強(qiáng)，需要在很短的時(shí)間內(nèi)提交監(jiān)測成果，講究的是“快”和“準(zhǔn)”，所用儀器設(shè)備必須自動(dòng)化程度高、精度高，便于攜帶，常用的有GPS、全站儀、超聲波測深儀、ADCP流速儀、手持電波流速儀等。水文應(yīng)急監(jiān)測要善于使用新技術(shù)和設(shè)備。今年汛中湘西里耶古鎮(zhèn)城區(qū)發(fā)生潰堤以及岳陽華容縣新華蓄洪垸發(fā)生內(nèi)潰時(shí)，湖南省、市水文局就使用無人機(jī)航拍配合各項(xiàng)查勘工作以及航測了洪水淹沒情況等取得預(yù)期效果。

3.5 強(qiáng)有力的保障措施

水文應(yīng)急監(jiān)測保障措施應(yīng)包括組織保障、人員保障、裝備保障、后勤保障、交通運(yùn)輸和通信保障、經(jīng)費(fèi)保障、安全保障等多種措施?？购榍熬€水文應(yīng)急監(jiān)測工作的順利開展，應(yīng)重點(diǎn)做好三個(gè)“保障”，即“工作”、“生活”和“安全”。

4 水文應(yīng)急監(jiān)測在河道抗洪搶險(xiǎn)中的應(yīng)用

4.1 測驗(yàn)斷面設(shè)置

通過現(xiàn)場查勘，選擇確定測驗(yàn)控制穩(wěn)定良好的控制河段和控制斷面，簡易測量地形、大斷面、水深等。根據(jù)現(xiàn)場情況，快速設(shè)置臨時(shí)水尺斷面和臨時(shí)測流斷面，水尺斷面和測流斷面可重合，斷面應(yīng)垂直于流向。斷面位置確定后，設(shè)立臨時(shí)斷面樁、斷面標(biāo)志樁、臨時(shí)斷面零點(diǎn)樁，在斷面附近設(shè)置臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)，用GPS等設(shè)備測定基面高程。

4.2 實(shí)時(shí)水位監(jiān)測

水位監(jiān)測適用于應(yīng)急監(jiān)測區(qū)域應(yīng)優(yōu)先選用水位站監(jiān)測設(shè)備；區(qū)域無水位站，宜自帶水位監(jiān)測設(shè)備；或就地選用臨時(shí)觀測設(shè)備。水位觀測段次應(yīng)根據(jù)水位變化情況合理分布，滿足應(yīng)急搶險(xiǎn)需要。當(dāng)遇特大洪水時(shí)，可采用以下方法：可在斷面附近設(shè)置臨時(shí)水尺，進(jìn)行觀測；可在建筑物、穩(wěn)固的巖石、橋墩、粗壯的大樹、電線桿上安有水尺板或水尺刻畫進(jìn)行觀測。也可在高于水面的建筑物、穩(wěn)固的巖石、粗壯的大樹、電線桿上找一個(gè)固定點(diǎn)向下測定水位，零點(diǎn)高程可待退水后再進(jìn)行測量；當(dāng)橋臺或建筑物太高測定水位困難時(shí)，可采用繩子在鉛垂?fàn)顟B(tài)下測定橋臺或建筑物至水面高度推算水位。當(dāng)遇潰口、潰堤時(shí)，需在潰口上、下游，潰堤內(nèi)外設(shè)置臨時(shí)水尺，以測量出實(shí)時(shí)水位高差。

4.3 流速流量監(jiān)測

流速流量測驗(yàn)必須能迅速得出成果，如手持式電波流速儀，獲取均勻的水面流速或中泓流速，選取合適的水面流速系數(shù)，計(jì)算斷面平均流速。面積測算：使用應(yīng)急測深設(shè)備如超聲波測深儀，快速獲取各垂線水深；使用應(yīng)急定位設(shè)備如免棱鏡全站儀，快速獲取各測深垂線起點(diǎn)距，進(jìn)而計(jì)算出斷面面積。流量測算：根據(jù)前面計(jì)算的斷面平均流速和斷面面積，計(jì)算斷面流量，也可以駕駛沖鋒舟使用ADCP直接測量斷面流量。

4.4 其他相關(guān)信息的監(jiān)測

河道涉水突發(fā)事件的應(yīng)急監(jiān)測，除了常規(guī)的水位、面積、流速、流量等水文要素監(jiān)測，還應(yīng)根據(jù)事件的現(xiàn)場情況以及可能的危害后果，開展?jié)⒖诳陂T寬度、口門最大水深和最大流速、潰口發(fā)展速度、堤壩變形、下游淹沒范圍等的觀測測量工作。以2016年7月10日華容縣新華蓄洪垸發(fā)生內(nèi)潰為例，岳陽市水文局接到命令后，立即啟動(dòng)水文應(yīng)急監(jiān)測預(yù)案，第一時(shí)間趕赴潰口現(xiàn)場，并于18時(shí)34分實(shí)測到內(nèi)潰口寬度47m、潰口流量381m3/s，為堵口復(fù)堤提供了準(zhǔn)確及時(shí)的水情信息。

4.5 數(shù)據(jù)處理與傳輸

及時(shí)將人工觀測水位、閘門調(diào)度信息、ADCP測流數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，建立閘上下游水位差和斷面過水平均流速之間的關(guān)系。使用電話、電臺等通訊設(shè)施，實(shí)時(shí)把所測流量、水位等水情信息報(bào)送至有關(guān)部門，供其調(diào)度決策。以2016年6月20日湘西里耶古鎮(zhèn)城區(qū)發(fā)生潰堤為例，湖南省、市水文局應(yīng)急監(jiān)測隊(duì)首先對潰堤的寬度和深度進(jìn)行了查勘。用手持電波流速儀，測量了潰堤處的流速，分析計(jì)算出了外排流量。用GPS測量出防洪堤潰處堤內(nèi)外水位差。用遙控船裝載ADCP測驗(yàn)外排流量，啟用無人飛機(jī)航測了堤內(nèi)洪水淹沒情況，采用超聲波測深儀測量了堤內(nèi)淹沒區(qū)的淹沒水深，并把測驗(yàn)成果及時(shí)報(bào)送省、州防汛辦。

5 結(jié)語

綜上所述，水文應(yīng)急監(jiān)測工作可以有效克服洪澇災(zāi)害發(fā)生區(qū)域條件極端的諸多困難，對水文數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、采集和傳輸，從而為各級防汛搶險(xiǎn)機(jī)關(guān)以及其他部門應(yīng)急決策提供技術(shù)支撐，有效減少國家以及人民群眾的財(cái)產(chǎn)損失。因此，如何優(yōu)化水文應(yīng)急監(jiān)測在抗洪搶險(xiǎn)工作中的應(yīng)用，加強(qiáng)水文應(yīng)急監(jiān)測技術(shù)研究對服務(wù)社會(huì)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

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TV122+.4

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1004-7344（2016）25-0142-02

2016-8-15

李華（1985-），男，助理工程師，本科，主要從事水文監(jiān)測工作。