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        淺析中小河流水文站建設(shè)中的斷面選址問題

        2018-03-26 08:28:03,,
        四川水利 2018年4期
        關(guān)鍵詞:時應(yīng)水文河流

        , ,

        (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(shí)加強(qiáng)中小河流治理和山洪地質(zhì)災(zāi)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(zāi)害防治、易災(zāi)地區(qū)生態(tài)環(huán)境綜合治理的目標(biāo)任務(wù),明確要求完善防洪非工程措施,加強(qiáng)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(yù)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(zāi)害防治、易災(zāi)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(zāi)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(fù)。《總體規(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(diǎn)安排、優(yōu)先實(shí)施項目[1]。

        近年來,隨著大江大河防災(zāi)減災(zāi)治理措施的完善和加強(qiáng),中小河流因降雨引發(fā)的洪水災(zāi)害問題日益突出,嚴(yán)重影響社會安定和經(jīng)濟(jì)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(diǎn)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(shí)現(xiàn)中小河流暴雨洪水的自動監(jiān)測和預(yù)測預(yù)警,能逐步提高中小河流的洪水災(zāi)害防御能力,為保障人民生命財產(chǎn)安全和國民經(jīng)濟(jì)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(qiáng),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(bǔ)小型河流治理短板,加強(qiáng)雨情水情自動監(jiān)測預(yù)報功能,提高山區(qū)對洪水災(zāi)害的抵抗能力。這是一項切切實(shí)實(shí)的民生水利工程,也是落實(shí)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(jìn)程中難得的歷史機(jī)遇。

        中小河流水文站的建設(shè)是落實(shí)水利防災(zāi)減災(zāi)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(zhǔn)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(zhǔn)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(yīng)先做好相應(yīng)的前期準(zhǔn)備措施,以便后續(xù)工作的順利進(jìn)行[2]。

        1.1 對規(guī)劃河道的特性進(jìn)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(jìn)行勘察,對該河道的基本特性進(jìn)行更進(jìn)一步的了解。

        1.2 根據(jù)河道特性選擇測量方案及相應(yīng)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(jìn)行調(diào)查

        對規(guī)劃河道的地形、地貌進(jìn)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(zhǔn)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(jìn)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(jìn)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(yuǎn)期的規(guī)劃安排及其對河道影響的嚴(yán)重性,確保今后收集資料的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

        對斷面位置的選擇應(yīng)從多方面進(jìn)行踏勘、收集資料、反復(fù)對比,并做出相應(yīng)的查勘報告,選擇其中最優(yōu)的方案進(jìn)行實(shí)施,為今后站點(diǎn)正常、健康的運(yùn)行打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

        2 斷面位置優(yōu)選的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(dá)水位計和一體化機(jī)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(jìn)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(biāo)和手持式電波流速儀進(jìn)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(zhǔn)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(yīng)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(diǎn)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(dá)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(yīng)盡量規(guī)避有淺灘的地方。

        2.3 斷面選址時應(yīng)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(jìn)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(zhǔn)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(yīng)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(diǎn)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(dá)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(yīng)盡量選擇河道兩岸有堅實(shí)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(shí)基礎(chǔ)的地方。堅實(shí)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(biāo)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(shí)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(yīng)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(zhǔn)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(yīng)多對擬選點(diǎn)周圍環(huán)境進(jìn)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(zhǔn)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(yīng)盡量規(guī)避這些建筑和地形。

        3 結(jié)語

        隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,洪澇災(zāi)害、水資源短缺、水環(huán)境惡化等問題日益嚴(yán)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(jìn)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(dāng)?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(hù)。其選址應(yīng)遵循實(shí)用可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、統(tǒng)籌兼顧的原則,對規(guī)劃內(nèi)的中小河流進(jìn)行全面布控,選址過程中應(yīng)從基建、勘測、人文、地理、自然、生態(tài)等多方面進(jìn)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(diǎn)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(yù)警預(yù)報能力,確保中小河流發(fā)生洪水時能及時預(yù)警,為防汛減災(zāi)提供及時、準(zhǔn)確、科學(xué)的決策依據(jù),也為水資源監(jiān)測、開發(fā)、利用、保護(hù)和管理提供基礎(chǔ)服務(wù)[3]。

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