淺析中小河流水文站建設(shè)中的斷面選址問題

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(四川省成都水文水資源勘測局，四川 溫江，611130)

2010年10月10日，國務(wù)院出臺了《關(guān)于切實加強中小河流治理和山洪地質(zhì)災害防治若干意見》(國發(fā)〔2010〕31號)，提出了未來5年中小河流治理、山洪地質(zhì)災害防治、易災地區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合治理的目標任務(wù)，明確要求完善防洪非工程措施，加強水文測站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，密切監(jiān)控河流汛情，提高水文監(jiān)測和預報精度。水利部根據(jù)國家發(fā)改委《關(guān)于印發(fā)全國中小河流治理和中小水庫除險加固、山洪地質(zhì)災害防治、易災地區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合治理總體規(guī)劃編制工作方案和編寫提綱的通知》的要求，編制了《全國中小河流治理和病險水庫除險加固、山洪地質(zhì)災害防御和綜合治理總體規(guī)劃(水利部分)》，經(jīng)國家發(fā)展和改革委員會以發(fā)改農(nóng)經(jīng)〔2011〕1190批復?！犊傮w規(guī)劃》(水利部分)把水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為重要的非工程措施納入其中，將中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)作為重點安排、優(yōu)先實施項目[1]。

近年來，隨著大江大河防災減災治理措施的完善和加強，中小河流因降雨引發(fā)的洪水災害問題日益突出，嚴重影響社會安定和經(jīng)濟發(fā)展；同時，由于中小河流資料代表性普遍較低，測站自動測報手段落后，監(jiān)測站點數(shù)量、種類及信息時效性均難于滿足需求。因此，加快建設(shè)中小河流水文監(jiān)測站網(wǎng)，實現(xiàn)中小河流暴雨洪水的自動監(jiān)測和預測預警，能逐步提高中小河流的洪水災害防御能力，為保障人民生命財產(chǎn)安全和國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展提供高效的水文信息服務(wù)。中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)項目涉及范圍廣，建設(shè)任務(wù)重，投資規(guī)模大，管理要求高，而做好該項目的建設(shè)工作是我國水文部門的頭等大事之一，也是載入水文事業(yè)發(fā)展史冊的大事。該系統(tǒng)建成后，我國水文監(jiān)測能力將顯著增強，水文現(xiàn)代化水平將明顯提升，不但使現(xiàn)有的站網(wǎng)結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化和完善，彌補小型河流治理短板，加強雨情水情自動監(jiān)測預報功能，提高山區(qū)對洪水災害的抵抗能力。這是一項切切實實的民生水利工程，也是落實黨中央、國務(wù)院構(gòu)建和諧社會的具體體現(xiàn)，更是一次水文發(fā)展進程中難得的歷史機遇。

中小河流水文站的建設(shè)是落實水利防災減災戰(zhàn)略的需要，而在此過程中，對斷面站址的優(yōu)選是中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)的重要研究內(nèi)容之一。

1 斷面位置優(yōu)選的前期準備措施

新建水文站斷面位置的選取是中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)工程項目中最為重要的環(huán)節(jié)之一，它的選取合理性直接關(guān)系到項目建成后基礎(chǔ)資料收集的準確性和時效性，是防洪抗旱工作中不可缺少的一部分。因此，在斷面選址前應先做好相應的前期準備措施，以便后續(xù)工作的順利進行[2]。

1.1 對規(guī)劃河道的特性進行查勘

觀察規(guī)劃河道的河勢，了解并收集河道彎道及順直段長度，兩岸河堤的控洪能力等基礎(chǔ)資料。再結(jié)合該河道的現(xiàn)狀，通過觀察各級別水位的主泓、流向、流速及其變化情況，對河床上巖石、礫石、漂石、淤泥、黏土、砂、土壤等材質(zhì)的分布進行勘察，對該河道的基本特性進行更進一步的了解。

1.2 根據(jù)河道特性選擇測量方案及相應的測量設(shè)備

主要通過以往的記錄資料、現(xiàn)場走訪周圍群眾、查歷史洪痕等方法來確定該規(guī)劃河道洪水的漲、落、緩、急程度，歷史最大、最小水位及其變幅，洪水漫灘邊界等一系列相關(guān)數(shù)據(jù)，從而估算出歷史最大、最小流量，弄清楚洪水來源、水土流失、泥石流形成的原因，以便測量方式的確定和測量設(shè)備的選擇和安裝。

1.3 對流域自然情況進行調(diào)查

對規(guī)劃河道的地形、地貌進行勘察，充分了解該河道的客水引入和內(nèi)水分出情況，以便在選取斷面時能做出準確、正確的判斷，確保今后斷面測量數(shù)據(jù)的合理性。

1.4 對流域內(nèi)建設(shè)工程措施進行調(diào)查

調(diào)查規(guī)劃河段內(nèi)的建設(shè)工程，對其用途和影響進行了解。對河道蓄水、引水、泥沙、礫石、水土保持、河道生態(tài)系統(tǒng)有影響的工程，要分析其近期、遠期的規(guī)劃安排及其對河道影響的嚴重性，確保今后收集資料的科學性和準確性。

對斷面位置的選擇應從多方面進行踏勘、收集資料、反復對比，并做出相應的查勘報告，選擇其中最優(yōu)的方案進行實施，為今后站點正常、健康的運行打下堅實的基礎(chǔ)。

2 斷面位置優(yōu)選的標準及注意事項

在做好前期查勘工作的前提下，在為新建水文站選取測量斷面時，從水文角度考慮，其主要標準主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

2.1 斷面選址時可選擇附近有橋梁的地方

在壅水對測量數(shù)據(jù)無影響的情況下，可選擇附近有橋梁的地方作為斷面。在橋梁上可安裝固定式電波流速儀組，對平時資料的自動收集尤為有用。在條件合適的情況下，也可在橋梁上安裝雷達水位計和一體化機架，極大的便捷了基建設(shè)施設(shè)備的安裝。在無纜道的情況下，河道水位位于中、低水位時可在橋梁上操作儀器對河道進行測量，無論是使用流速儀還是牽引走航式ADCP，橋梁的存在都會使測量工作簡便許多，同時亦便于水文橋測車的使用，人員的安全也得到更大的保障。而在高水位時也有利于手動投放浮標和手持式電波流速儀進行測量操作，極大地節(jié)約了測量成本和時間，提高了測量效率。所以，斷面選址時，在不影響測量資料準確性的情況下，附近有橋梁的地方可為優(yōu)選。

2.2 斷面選址時應盡量規(guī)避河道中有淺灘的地方

斷面中的淺灘一般為淤泥和卵石，且根基大多不穩(wěn)，在漲水時容易引起河道斷面變化，在退水后極易形成其他水流通道，不但增加了資料收集的難度，也增加了測量數(shù)據(jù)的誤差率。在設(shè)備安裝時，擁有淺灘的安裝地點會使氣泡式水位計探頭位置的選擇變得局限，對安裝在河道兩岸的雷達水位計的臂長要求也會更加苛刻。同時，也極大地增加對直立式水尺基礎(chǔ)的修建難度。因此，在條件允許的情況下，斷面選址時應盡量規(guī)避有淺灘的地方。

2.3 斷面選址時應盡量選擇河道較窄的地方

選擇斷面時可對河道較窄的地方進行優(yōu)選。較窄的河道有利于河水的歸攏，使斷面的測時水深得到保證，不出現(xiàn)淺水灘影響測量儀器的使用，使資料收集的精準性得到較大的提升。從設(shè)備安裝的角度來說，河道跨度越小就意味著測量纜道兩岸鋼塔之間的距離越小，從而兩岸鋼塔之間的鋼繩就越短，相應地主索的自重也就越小，其下垂度也就更小。這不但使承載鉛魚的三角架和固定式ADCP能在主索上行駛得更穩(wěn)，還能充分提高斷面起點距的精度。同時，較窄的河道也可以使氣泡式水位計的管道長度和雷達式水位計的臂長得到減少，不但節(jié)約了成本，降低了設(shè)備的安裝要求，也使設(shè)備的安全系數(shù)得到了極大的提升。因此，斷面選址時優(yōu)選河道較窄的地方是絕對有必要的。

2.4 斷面選址時應盡量選擇河道兩岸有堅實基礎(chǔ)的地方

斷面選址時最好選擇河道兩岸有人工河堤、巖石等堅實基礎(chǔ)的地方。堅實的基礎(chǔ)一方面能保證斷面纜道鋼塔基礎(chǔ)的穩(wěn)固性，同時也便于纜道房和纜道浮標房的建設(shè)，不但有利于觀測道路的修筑、傾斜式水尺的安裝和直立式水尺基礎(chǔ)的修建，還能保障斷面的完整性，使以后資料的收集和計算更加精確；另一方面也能有效地抵抗河水對河岸的沖刷，不易發(fā)生滑坡等現(xiàn)象造成觀測道路的損壞或人員傷亡，使基建設(shè)備和測量人員的安全系數(shù)得到極大的提高。所以，堅實的斷面基礎(chǔ)無論是對于資料的收集還是設(shè)備的安裝都有較大的意義。

2.5 選址斷面最好位于河道順直處

斷面選址時應盡量選擇河道順直的地方，順直的河道不僅有利于提高測量資料的精確度和準確性，對水文流量關(guān)系線的確定也極為重要。河道中的彎道會對該處河水流勢造成一定的影響，弧度較大的彎道甚至能使內(nèi)彎處形成死水，使測量數(shù)據(jù)出現(xiàn)極大的誤差。因此，順直的河道對于水文數(shù)據(jù)資料的收集影響也是較為重大的。

2.6 斷面選址時盡量規(guī)避周圍有影響流量的建筑或地形

在斷面選址時應多對擬選點周圍環(huán)境進行踏勘，主要了解周圍有無會對河道流量造成影響的建筑或地形，諸如攔河水壩、蓄水閘門、橫渠等建筑不僅會造成回水，影響測量數(shù)據(jù)的準確度，還可能形成死水，使收集的水文資料產(chǎn)生極大的誤差。同理，也要注意斷面上游有無匯水或引水的地形存在，這兩種情況都會破壞斷面處流量的代表性，使收集的數(shù)據(jù)資料價值急劇降低。因此，在斷面選址時應盡量規(guī)避這些建筑和地形。

3 結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，洪澇災害、水資源短缺、水環(huán)境惡化等問題日益嚴重，而另一方面，人民對供水、飲水、生活用水的質(zhì)量安全要求越來越高，社會的進步與水資源的掌控及使用聯(lián)系越來越緊密。中小河流水文站的建設(shè)，不僅關(guān)系到當?shù)胤篮榭购蛋踩碴P(guān)系到流域內(nèi)水資源和生態(tài)環(huán)境的利用與保護。其選址應遵循實用可靠、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、統(tǒng)籌兼顧的原則，對規(guī)劃內(nèi)的中小河流進行全面布控，選址過程中應從基建、勘測、人文、地理、自然、生態(tài)等多方面進行綜合考慮，在盡量滿足各方面的條件下選出最適宜的方案。在滿足測驗設(shè)備條件的情況下，一個合理、優(yōu)秀的斷面測量地點能大幅提高中小河流水文信息的采集、傳輸、處理水平和洪水預警預報能力，確保中小河流發(fā)生洪水時能及時預警，為防汛減災提供及時、準確、科學的決策依據(jù)，也為水資源監(jiān)測、開發(fā)、利用、保護和管理提供基礎(chǔ)服務(wù)[3]。