高利倫，祝成銳，王志宏

（浙江華東測繪地理信息有限公司，浙江杭州，310030）

1 建站背景

專用站，是為特定目的而設立的水文測站，擬建設的白馬西路河口水文站位于西藏自治區(qū)墨脫縣境內。墨脫縣是西藏自治區(qū)林芝地區(qū)下轄的一個縣，位于西藏東南部，地處雅魯藏布江下游，位于喜馬拉雅山脈東端南麓。面積3.4萬km2，耕地面積0.125萬ha，森林面積200萬ha。著名的雅魯藏布大峽谷主體段都在該縣境內。這里是西藏高原海拔最低、環(huán)境最好的地方，也是西藏最溫和、雨量最充沛、生態(tài)保存最完好的地方。

雅魯藏布江從朗縣進入林芝地區(qū)，在米林縣迎面遇上喜馬拉雅山阻擋，被迫折流北上，繞南迦巴瓦峰作奇特的馬蹄形回轉，在墨脫縣境內從南迦巴瓦峰腳下向南奔瀉而下，經印度注入印度洋。雅魯藏布江水力資源極為豐富，其天然水能蘊藏量達6 880余萬kW。僅在雅魯藏布江大拐彎一處，水能就占雅魯藏布江全部水能的2/3，占全國水能蘊藏量的1/10。

2 建站區(qū)概況

白馬西路河為雅魯藏布江右岸一級支流，發(fā)源于墨脫縣境內的多雄拉山，上游段為白母西日河，在阿尼橋附近納入右岸的多雄河后稱為白馬西路河，其后納入右岸的比西日河和丹戈著河，于背崩鄉(xiāng)解放大橋附近匯入雅魯藏布江。根據全國水力資源普查成果，白馬西路河水能資源理論蘊藏量達36.4萬kW（流域合計），水力資源較為豐富［6］。

白馬西路河流域內無水文站，為響應白馬西路河能源開發(fā)的要求，在白馬西路河河口進行河口專用水文站建設，專用站測站資料收集數據為水位和流量。

圖1 建站區(qū)地理位置圖Fig.1 Map of station area

3 專用站站址選擇

白馬西路河河段比降大，河谷成V形，岸邊道路為林芝-墨脫北線徒步道路，路窄，道路終年泥濘。從岸邊到河邊沒有現成的道路，能有下到河邊的小路成為站址選擇的一個制約因素。白馬西路河河道多巨石，河道彎曲，找尋上游順直、河道規(guī)整的斷面成為站址選擇的另外一個因素。由于岸坡陡峭、地質條件差，建站土建工程對地質條件也有一定的要求。在上述三個制約條件的限制下，最終選定距雅魯藏布江匯入口上游約1 km處作為最終站址。此處岸坡平坦，能規(guī)避自然地質災害；從岸上到河邊修建道路較為容易；控制斷面上游大約有100 m順直河段，控制斷面較規(guī)整，利于測流和水位計布設，并且經過水面線測量，此處不會受到雅魯藏布江洪水頂托。

4 專用站儀器選用

專用站建設地點位于藏區(qū)，距離最近的人口聚居區(qū)背崩鄉(xiāng)約3 km，并且此處氣候多雨，道路難行，多地質災害，為人工水位觀測帶來很大的不便，故選用自動記錄與遠程傳輸相結合的水位記錄裝置。由于控制斷面處水流湍急，且夾雜碎石等洪積物，接觸式探頭容易被水流損毀，在水位計選用上，通過技術經濟分析，選用遠程傳輸自動記錄雷達水位計來取代以往常用的接觸探頭式水位計。此種設備安裝于水邊，底部為一錨固墩臺，直立桿位于墩臺上，探頭安裝高程距離2013年洪痕為6 m，探頭探測水位范圍為0～15 m，能夠適應專用站水位變幅（經測量，專用站常年水位變幅范圍為4 m左右）［3］。雷達傳感器發(fā)射微波經過水面反射來記錄水位變化，探測精度誤差為0.2 cm，儀器傳感器部分不與水流接觸。數據獲取后，由儀器自動記錄，定時經過移動GPRS傳輸系統(tǒng)發(fā)送到指定計算機，完成數據采集。安裝示意圖見圖2。

圖2 雷達水位計安裝示意圖Fig.2 Installation of the radar flowmetre

白馬西路河河道多巨石，由于自然條件和機械使用條件的限制，對河道控制斷面的整治不容易實施。所以，原來以多垂線、多點測流的傳統(tǒng)流速儀測流方法難以實施，儀器選用要從新式儀器著手選擇。基于多普勒原理的ADCP測流儀器在備選之列。ADCP是聲學多普勒流速剖面儀的縮寫，它利用聲學多普勒原理對河道進行流量測驗[1]。ADCP可以測量距其一定范圍內的許多點的流速。對比于傳統(tǒng)測流，ADCP可以在水面表層接觸下測量垂線多點流速，規(guī)避了測流斷面底部不規(guī)整帶來的測驗問題。但是，ADCP測流亦存在幾個問題：首先，ADCP探頭儀器貴重，怕河流漂浮物體撞擊，白馬西路河汛期河流湍急，且夾帶有浮木亂石，對汛期測流造成很大的不利影響；其次，ADCP在超紊流情況下數據采集精度會大大下降，豐水期巡測難以得到準確數據。在此種情況下，一種新型測流儀器進入備選之列，雷達波測流以非接觸方式測量水面表面流速，不受空氣溫度、濕度、降雨、水深、渾水、水面漂浮物影響，適用于山區(qū)性河流、洪水期和特殊水情下的流量測驗。雷達波測流有如此優(yōu)點，但控制斷面不能自己確定，因為其只能測定表面流速，不能測量水深，雷達波在平枯水期測流精度也沒有ADCP高，所以，測流儀器選用方案為，在平枯水期用ADCP測流，定出大斷面形狀，輸入雷達波測流儀，然后，ADCP與雷達波在枯水期同時測流，率定雷達波測流岸邊系數、流速折減系數等測流參數，在汛期時只進行雷達波測驗。專用站選用固定式雷達波探頭，將雷達傳感器探頭固定于循環(huán)索道上，設定每天的固定測量時間，雷達波會在設定時間進行河道表面流速測量，測量成果被記錄在傳輸集成箱內的電腦上，然后在設定時間通過移動GPRS遠程傳輸方式傳到指定的電腦上，從而以無人值守的方式完成流量測驗工作。

圖3 多探頭雷達波測流示意圖Fig.3 Schematic diagram of the multiprobe radar flowmetre

經過分析，由于現代測流技術和無線傳輸系統(tǒng)的運用，無論是水位觀測還是流量測驗，在白馬西路河工程專用站均能實現無人值守的自動化效果，為水文專用工程站自動化、智能化的實現奠定了技術基礎。

建站后，專用站可以提供實時遠程水位數據和日流量測驗數據（早晚8點）。鑒于水文站定位為無人值守巡測站，在傳統(tǒng)的建站項目中，依然保留直立式水尺，用以人工巡測時校對自動記錄裝置的準確性，專用站最終建站效果見圖4。

圖4 專用站最終效果平面圖Fig.4 Layout of the special hydrological station

5 專用站土建工程預算

專用站建設預算期，在墨脫沒有定額可以應用。墨脫縣交通閉塞，人工資源不豐富，物價較高，根據當地實際情況，實地調研市場人力材料價格，土建單價以人工價格加材料價格乘以其他費用預估系數方法，最終以單價乘以工程量確定工程總費用預算［5］。

6 專用站土建工程的施工組織設計

專用站的建設地點交通不便，沒有可以通車的公路。專用站土建工程主要包括站房一座（4m×4m）、水泥臺階路150 m和跨河纜索所用地錨兩個。白馬西路河右岸有道路，左岸沒有道路。由于跨河纜索是建站工作中的關鍵，所以，渡河工作成為施工組織設計中的重中之重［4］。由于涉及渡河作業(yè)，在施工組織設計里著重考慮了枯水期渡河的安排，所以，在整個土建施工過程中，修下到河邊的小路為工作路線上的起始工作，然后進行臨時過河浮橋的搭建，再進行地錨的澆筑。由于地錨需要幾天的混凝土凝固期和自身沉降過程，所以，水泥路建設在地錨澆筑和過河纜索的中間施工，等過河纜索張拉完畢，進行控制斷面測量，然后再進行站內道路施工，最后進行水文站房的修建和儀器的安裝調試。施工過程中，工作順序和進度安排應用了Microsoft?Project軟件，提高了施工組織設計對進度、施工順序的控制效率，施工組織見圖5。

圖5 建站施工組織設計圖Fig.5 Construction design

7 結語

白馬西路河水文專用工程站的建設從新儀器的選用入手，從自動化、智能化的角度來延伸現代水文的數據采集方法。水文作為水利工程建設的尖兵，基礎水文信息的采集關乎以后水利工程建設的成敗，無人值守專用站的建設具有嘗試性和實用性的意義。

在土建過程中，運用計算機軟件來進行施工組織設計的優(yōu)化，本身為土建工程的增值起到了促進作用。

工程專用站無人值守的實現，提高了水文信息采集的效率，提高了野外工作的可靠性和安全性。筆者以白馬西路河水文專用站建設為例來與廣大同行分享新型站建設的實踐經驗，同時也為雅魯藏布江水電開發(fā)基礎水文資料的收集積累實踐經驗。

[1]SL 337-2006，聲學多普勒流量測驗規(guī)范[S].

[2]詹道江,葉守澤.工程水文學[M].北京：中國水利水電出版社,2000.

[3]SL 58-1993，水文普通測量規(guī)范[S].

[4]SL 303-2004，水利水電施工組織設計規(guī)范[S].

[5]水利水電工程設計概（預）算編制規(guī)定[M].2010.

[6]胡向陽，何子杰.西藏水能資源開發(fā)前景淺析[J].人民長江,2009,40(16):3-4,10.