太原市水文巡測實踐探索

王志宏

（太原市水文水資源勘測分局）

目前，太原市轄區(qū)內(nèi)共有各類水文（位）站13處，其中國家基本水文站9處，中小河流水位站2處，中小河流水文站1處，大江大河水文站1處，水文站網(wǎng)密度582 km2/站；雨量站98處，站網(wǎng)密度75 km2/站。水文站網(wǎng)覆蓋面為歷史最高。如何利用現(xiàn)有的人力、物力資源管理水文（位）站，搞好水文測報工作，使水文工作更好地服務(wù)社會，是當前面臨的新形勢。

通過開展水文巡測工作，可扭轉(zhuǎn)測驗思路，改變測驗方法，不斷探索新時期、新形勢下水文測驗的發(fā)展方向，努力實現(xiàn)水文測驗科學化、現(xiàn)代化。同時，可鍛煉職工隊伍，解決水文人才匱乏的問題，充分利用水文測報的資源，提高工作效率，增強水文測驗的綜合服務(wù)功能，更好地服務(wù)于當?shù)氐姆姥纯购导八Y源規(guī)劃配置。

1 巡測區(qū)基本情況

按巡測基地和中心站劃分太原市轄區(qū)內(nèi)的巡測區(qū)，每個巡測區(qū)管理單位為巡測基地或中心站，稱為巡測區(qū)控制站。以清徐巡測基地、寨上中心站、婁煩中心站為控制進行劃分，太原分局管理測站共有3個巡測區(qū)。

1.1 巡測區(qū)測站的分布及交通條件

1.1.1 巡測區(qū)測站的分布

太原分局納入巡測區(qū)的水文站有7處，水位站有2處，雨量站98處。太原清徐巡測基地管轄陽曲水位站、董茹水文站、店頭水文站及轄區(qū)內(nèi)雨量站；婁煩中心站管轄婁煩水文站、河岔水文站及轄區(qū)內(nèi)雨量站；寨上中心站管轄寨上水文站、邢家社水文站、馬蘭水文站、高升水位站以及轄區(qū)內(nèi)雨量站。

1.1.2 巡測區(qū)交通條件

太原分局巡測區(qū)內(nèi)，高速路、國道、省道、縣道密布，巡測控制站至測站交通便利，路面平坦，道路標準較高，交通條件符合巡測要求。

1.2 巡測區(qū)測站測驗任務(wù)

各巡測站測驗任務(wù)詳見表1。

2 巡測時機及測次的確定

2.1 水位觀測

水位觀測分為冰期（1-4月和11-12月）和非冰期（5-10月）。巡測站冰期采用一段制觀測；非冰期采用自記儀器全時段觀測，同時采用視頻遠程監(jiān)測，按不同水情的水位觀測段制要求進行實時監(jiān)測。一般情況下日監(jiān)測次數(shù)：平水期不少于一段制觀測，洪水期不少于六段制觀測。

2.2 流量測驗

2.2.1 流量測驗的水位級劃分

流量水位級劃分以頻率分析計算作為基本依據(jù)。頻率可按下式進行計算：

式中：P——頻率；

m——隨機變量按大小遞減順序排列的序號；

n——隨機變量的序列數(shù)。

根據(jù)設(shè)站以來的年最大流量系列（還原后）資料，計算頻率和繪制頻率曲線。當頻率P為10%、50%和90%時，其相應(yīng)流量對應(yīng)的水位分別為高、中、低水位。

表1 太原市水文巡測站測驗任務(wù)一覽表

2.2.2 流量測驗方法與設(shè)備的選定

實行巡測的水文站，根據(jù)河道水文特征、測站特性、測驗設(shè)施設(shè)備、測時水流條件等情況，結(jié)合測驗精度需求，因地制宜、經(jīng)濟合理地選擇流量的測驗方法?？晒┻x擇的流量測驗方法，主要包括轉(zhuǎn)子式流速儀法、走航式ADCP法（聲學多普勒流速剖面儀）、浮標法（均勻浮標法、中泓浮標法）、電波流速儀水面流速法（手持電波流速儀法、無線遙控雷達波流速儀法）、比降—面積法等。

2.2.3 水位流量關(guān)系與測次分布分析

水位流量關(guān)系與測次分布分析，主要針對有歷史資料測站，即國家基本站。分析的主要內(nèi)容，為統(tǒng)計歷年不同時期流量推流方法、不同推流方法階段的流量測驗次數(shù)以及歷年洪水場次，從而找出各測站的水位與流量關(guān)系變化規(guī)律，全年不同時期的來水規(guī)律及歷年洪水規(guī)律。

2.2.4 單次測流必須歷時統(tǒng)計

單次測流必須歷時統(tǒng)計，是指根據(jù)流量測驗的各測點的測深測速歷時及測線測點轉(zhuǎn)移的輔助歷時，統(tǒng)計不同水位級一次測流過程所需的實際歷時。需要注意的是，不同測流方法及設(shè)備所需的單次測流必須歷時可能會不同，不同水位級的單次測流必須歷時也會不同。

2.2.5 流量測次布置的原則

（1）水位流量關(guān)系為單一線或單值化線時，全年測次布置應(yīng)均勻分布在當年高、中、低水位級上。

（2）非單一關(guān)系的測站，平水期水情平穩(wěn)或水生植物生長平穩(wěn)時可每隔10-15 d施測一次流量。平水期河床不穩(wěn)定、沖淤變化較大時，可每隔5 d施測一次流量。

（3）非單一關(guān)系的測站，洪水期每次較大洪水過程流量測次不少于5次。洪水期洪水暴漲暴落，每次洪水過程流量測次不少于3次。

（4）采用單一線推流的，實測關(guān)系點據(jù)對當年和歷年綜合水位流量關(guān)系線的定線誤差，應(yīng)滿足單一線法定線允許誤差。采用單值化線推流的，單值化關(guān)系點據(jù)對當年和歷年綜合單值化關(guān)系線的定線誤差，應(yīng)滿足單值化關(guān)系線定線允許誤差。

（5）采用多條單一線（臨時曲線）推流的，每條單一線（臨時曲線）的實測點據(jù)對關(guān)系線的定線誤差，均應(yīng)滿足單一線法定線允許誤差。采用多條單一線結(jié)合連實測流量過程線法推流的，除每條單一線（臨時曲線）的實測點據(jù)對關(guān)系線的定線誤差均應(yīng)滿足單一線法定線允許誤差外，各時段總量誤差還應(yīng)滿足時段總量允許誤差。

2.2.6 流量測驗時機的確定

流量測驗時機就是根據(jù)測站功能、單次測流必須歷時、通行時間、天氣情況，并結(jié)合各項預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)等因素進行綜合分析，合理布置測次，以保證巡測效率。

3 巡測方法及巡測路線

3.1 單站巡測方法

按照巡測實現(xiàn)的時間，將單站巡測方法分為全年巡測、時段巡測、巡駐結(jié)合三種形式。

中小河流站包括巡測站和駐測站，其中巡測站的巡測方法為全年巡測，駐測站的巡測方法為巡駐結(jié)合。

測站采用全年巡測方法的，根據(jù)確定的測次和時機，由巡測技術(shù)人員到斷面進行水位觀測、流量測驗。

測站采用巡駐結(jié)合方法的冰期，由駐站的委托觀測員進行水位觀測、流量測驗，非冰期由巡測技術(shù)人員根據(jù)確定的測次和時機，到斷面進行水位觀測、流量測驗，并結(jié)合視頻觀測水位。具體巡測方法安排是：河岔、寨上（二）、婁煩等3站采用巡駐結(jié)合，董茹（二）、店頭、馬蘭、邢家社、高升、陽曲等6站采用全年巡測。

3.2 巡測區(qū)巡測方法

根據(jù)巡測區(qū)測站的分布情況、交通條件、人力資源配置、設(shè)備配置及各測站的水流特性，太原分局水文巡測經(jīng)綜合分析定為巡駐結(jié)合、輻射式巡測法。

4 巡測資料整編

4.1 測站考證

為保證水文資料序列的連續(xù)性和一致性，使查證和使用的水文數(shù)據(jù)科學可靠，需對測站進行考證。測站考證是指基于對水文資料序列一致性考證和測站各種水文要素資料綜合利用的需要，與測站水文要素觀測同步，對測驗環(huán)境條件、觀測技術(shù)、數(shù)據(jù)質(zhì)量和測站測驗任務(wù)等變化情況進行的相關(guān)測量、記錄、說明和形成考證資料的工作。

4.2 整編項目

水文整編資料可分為說明資料、基本資料和調(diào)查資料，各站具體整編項目見表2。

表2 各巡測站整編項目統(tǒng)計表

4.2.1 說明資料

主要包括：整編說明、水位（水文）站一覽表、降水量（水面蒸發(fā)量）站一覽表、水位（水文）站分布圖、降水量（水面蒸發(fā)量）分布圖、水文要素綜合圖表。

4.2.2 基本資料

主要包括：測站考證、水位、流量、輸沙率、泥沙顆粒級配、水溫、冰凌、降水量與水面蒸發(fā)量等資料。

4.2.3 調(diào)查資料

主要包括暴雨調(diào)查資料和洪水調(diào)查資料。

4.3 整編要求

執(zhí)行《水文資料整編規(guī)范》（SL247-2012）和《山西省中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)測驗暫行規(guī)定》。

5 結(jié)論與建議

太原水文分局在全省首創(chuàng)開展水文巡測工作，在全國也沒有可以借鑒的模式，是在不斷摸索中前進的，其工作中不可避免會存在一些問題。在積累一定資料后，應(yīng)及時分析整理，為確定巡測時機和測次提供實踐資料。通過初期運行后總結(jié)巡測經(jīng)驗，根據(jù)實際情況進一步調(diào)整優(yōu)化，制定各測站更加合理的巡測方案，使單站巡測方法、轄區(qū)巡測方法、轄區(qū)巡測路線更加科學。為了更好地開展水文巡測，特提出以下幾點建議：

5.1 儀器設(shè)備維護需要配備專業(yè)技術(shù)人員

水位計、雨量計、在線測流系統(tǒng)等一些儀器、設(shè)備，專業(yè)性較強，需配備專業(yè)維護人員完成維護工作。

5.2 新儀器設(shè)備的使用需要專業(yè)培訓與指導

ADCP、全站儀、RTK、測距儀、測深儀等一些新儀器、新設(shè)備的使用，對于水文職工都是新鮮事物，要完全掌握，需要專業(yè)技術(shù)人員對其培訓指導。通過培訓，使之熟練掌握儀器的操作技能，及時對測試設(shè)備進行檢查，才能確保正常運行。

5.3 加強“四隨”工作

加強隨測驗、隨整理、隨計算，隨分析“四隨”工作，把握巡測時機，使資料整編日?；?，以便發(fā)現(xiàn)問題及時處理。