洛珠尼瑪 次旦多杰 小巴桑 白瑪旺堆

摘要：目前，西藏水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)組織機(jī)構(gòu)不健全，水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力亟待提高。雅魯藏布江和金沙江出現(xiàn)堰塞湖可能性極大，需要建設(shè)具有較強(qiáng)能力的西藏水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)隊(duì)伍。基于對(duì)監(jiān)測(cè)工作實(shí)踐的思考，西藏水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)應(yīng)從加強(qiáng)工作組織機(jī)構(gòu)、狠抓水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力建設(shè)、大力培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人才、專門研制適應(yīng)西藏的水文監(jiān)測(cè)設(shè)備等方面著手，進(jìn)一步提高西藏高寒峽谷堰塞湖水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力。確保西藏水文能夠更加及時(shí)、準(zhǔn)確、有效地進(jìn)行水文應(yīng)監(jiān)測(cè)工作，從而為西藏地方政府提供可靠的決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞：水文應(yīng)急監(jiān)測(cè);堰塞湖;高寒峽谷;西藏

中圖法分類號(hào)：P338

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

雅魯藏布江和金沙江等高寒峽谷地帶堰塞湖頻發(fā)，由于堰塞體往往出現(xiàn)在深山峽谷，交通不便，盡管常規(guī)水文監(jiān)測(cè)和水下地形測(cè)量等技術(shù)比較成熟，但由于人員難以或無(wú)法到達(dá)，只能依靠部隊(duì)直升飛機(jī)勉強(qiáng)冒險(xiǎn)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，即便如此，也會(huì)因環(huán)境惡劣難以順利開展監(jiān)測(cè)。為此，專門研究特殊環(huán)境下能較精確測(cè)量堰塞體尺寸，形狀、構(gòu)成，以及與庫(kù)區(qū)水面關(guān)系的技術(shù)迫在眉睫。筆者在2018年雅魯藏布江、金沙江兩次堰塞湖水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作中積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)今后類似堰塞湖如何進(jìn)行水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)進(jìn)行了思考。以期為今后西藏高寒峽谷出現(xiàn)堰塞湖做水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作時(shí)提供參考。

1水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作現(xiàn)狀

堰塞湖水情信息全部由西藏自治區(qū)水文局統(tǒng)一收集、分析并提供服務(wù)。該局的水文勘測(cè)隊(duì)（局直屬科室）主要負(fù)責(zé)全區(qū)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作，各分局的業(yè)務(wù)科承擔(dān)各自所屬水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作。該局負(fù)責(zé)提供水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)設(shè)施設(shè)備及信息服務(wù)，建立水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)專用倉(cāng)庫(kù)，以及配備一定數(shù)量的測(cè)量設(shè)備（各分局沒有專用設(shè)備）。

2水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)主要工作內(nèi)容及常用設(shè)備

2.1主要工作內(nèi)容

堰塞湖水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)的主要工作內(nèi)容包括：①入庫(kù)水量監(jiān)測(cè)和分析計(jì)算;②庫(kù)區(qū)水位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)監(jiān)控;③出庫(kù)水量的監(jiān)測(cè)和分析計(jì)算;堰塞體尺寸、形狀、方量測(cè)量與分析等;④庫(kù)區(qū)水下地形測(cè)量及其庫(kù)容曲線推求等。

2.2常用水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)設(shè)備

（1）水位監(jiān)測(cè)設(shè)備。主要有雷達(dá)水位計(jì)、氣泡水位計(jì)和壓阻式水位計(jì)等。其中，壓阻式水位計(jì)方便安全、精度可靠，是首選設(shè)備;氣泡水位計(jì)不太適合在低氣壓的西藏使用;雷達(dá)水位計(jì)架設(shè)不方便.適宜性不強(qiáng)。

（2）堰塞體測(cè)量設(shè)備。主要有GNSS-RTK、全站儀和三維激光掃描儀等。其中，GNSS-RTK適用于人員到達(dá)方便、沒有強(qiáng)電磁干擾的區(qū)域;三維激光掃描儀具有定點(diǎn)架設(shè)、車載、無(wú)人機(jī)和船搭載等作業(yè)方式，其中，無(wú)人機(jī)搭載適用于人員不易或無(wú)法到達(dá)的區(qū)域;全站儀則適用于地形開闊、面積不大、通視條件良好的區(qū)域。

（3）庫(kù)區(qū)水下地形圖測(cè)繪儀器設(shè)備。主要有多波束測(cè)深儀、ADCP等。其中，多波束測(cè)深儀適用于大水深、大面積的區(qū)域;ADCP適用于面積不大，水深適中的區(qū)域，具有垂向波束的適應(yīng)性更好。這兩種類型的設(shè)備均由船舶搭載，對(duì)于面積較大的堰塞湖，適宜使用機(jī)動(dòng)船搭載測(cè)深設(shè)備進(jìn)行觀測(cè);對(duì)于面積適中、視線比較開闊的地方，也可使用無(wú)人船搭載測(cè)深設(shè)備進(jìn)行觀測(cè)。

3西藏高寒區(qū)堰塞湖水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)

一旦出現(xiàn)堰塞湖，要第一時(shí)間考慮如何監(jiān)測(cè)和計(jì)算入庫(kù)水量、出庫(kù)流量并快速推求庫(kù)容曲線，以便開展庫(kù)水位和蓄水量預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及潰壩洪水演算等。西藏境內(nèi)堰塞湖災(zāi)害多發(fā)的河流一般上下游水文站點(diǎn)稀少，往往需要設(shè)立臨時(shí)水文站點(diǎn)。然而堰塞湖多發(fā)生在深山峽谷，人員難以到達(dá)，水文儀器設(shè)施設(shè)備在高寒地區(qū)適應(yīng)性差。為此，需要研制性能穩(wěn)定可靠、運(yùn)輸架設(shè)方便、適應(yīng)高寒地區(qū)的先進(jìn)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)設(shè)備。

3.1水位流量監(jiān)測(cè)

根據(jù)實(shí)際情況，庫(kù)區(qū)和上下游河流控制站采用不同的水位傳感器，通信可采用GPRS和北斗衛(wèi)星雙備份。

（1）水位監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備。庫(kù)區(qū)水位傳感器以壓阻式水位計(jì)最佳。庫(kù)區(qū)水位漲（降）幅大，人員難以到達(dá)水邊，架設(shè)時(shí)儀器設(shè)備只能放在離水邊幾十米，甚至幾百米相對(duì)安全的較高地勢(shì)處，壓阻式水位計(jì)接線按實(shí)際需求長(zhǎng)度連接的（連接線做成可對(duì)接的線段）方式適用性較強(qiáng)。如果上下游干流及其主要支流上已有水文站，應(yīng)充分利用已有資料加強(qiáng)監(jiān)測(cè);若無(wú)則應(yīng)設(shè)立臨時(shí)水文（位）站，其水位傳感器采用雷達(dá)水位計(jì)和壓阻式水位計(jì)較為適宜。

（2）流量監(jiān)測(cè)設(shè)備。對(duì)于交通方便、容易找到交通橋、流速不太大的地方，可采用ADCP。在流速較大的地方，可采用手持或無(wú)人機(jī)搭載電波流速儀、雷達(dá)在線流量監(jiān)測(cè)（配備橋上測(cè)深設(shè)備或無(wú)人機(jī)載測(cè)深設(shè)備）等。

3.2入出庫(kù)流量分析計(jì)算

堰塞湖上游控制水文站的流量與區(qū)間來(lái)水量合成為人庫(kù)徑流量。應(yīng)根據(jù)庫(kù)容曲線，以入庫(kù)徑流量來(lái)推算和預(yù)測(cè)壩前水位變化情況，判斷預(yù)測(cè)湖水過流時(shí)間及流量過程，并通過堰塞湖下游控制水文站的流量減去壩體至下游站之間的區(qū)間來(lái)水量，推算出庫(kù)流量，還可通過水量平衡方程推算出庫(kù)流量。

3.3堰塞體測(cè)量工作

雅魯藏布江堰塞體出現(xiàn)位置處于深山峽谷，人員無(wú)法到達(dá)堰塞體現(xiàn)場(chǎng)，只能借用部隊(duì)直升飛機(jī)巡查現(xiàn)場(chǎng)。同時(shí)攜帶三維激光掃描儀測(cè)量壩體的尺寸、形狀，并根據(jù)直升機(jī)上拍攝現(xiàn)場(chǎng)視頻和照片目測(cè)、判斷壩體結(jié)構(gòu)組成等。金沙江堰塞體可采用GNSS-RTK（人員能夠到達(dá)的地方）和免棱鏡全站儀（人員不易到達(dá)而距離不超過2 km及通視條件較好的地方）配合使用，也可運(yùn)用無(wú)人機(jī)攜帶三維激光掃描儀或低空遙感等進(jìn)行測(cè)量。

3.4水下地形測(cè)繪

水下地形測(cè)繪時(shí)，一般應(yīng)運(yùn)用船只攜帶多波束測(cè)深儀進(jìn)行測(cè)量。類似雅魯藏布江堰塞湖，經(jīng)常出現(xiàn)大塊山體滑坡墜入堰塞湖中，出現(xiàn)高達(dá)幾米甚至十幾米的涌浪，船只下湖作業(yè)時(shí)得不到安全保障，無(wú)法實(shí)測(cè)水下地形圖。相對(duì)雅魯藏布江堰塞湖，金沙江堰塞湖涌浪較小，安全隱患較低，可采用船只攜帶多波束測(cè)深儀進(jìn)行水下地形測(cè)量。

3.5庫(kù)容曲線推求

對(duì)于能夠進(jìn)行水下地形實(shí)測(cè)的堰塞湖，可比較準(zhǔn)確地繪制出其庫(kù)容曲線;不然，只能借助高精度的DEM數(shù)字高程模型進(jìn)行堰塞湖庫(kù)容曲線推算。

西藏高寒堰塞湖往往發(fā)生在情況復(fù)雜、環(huán)境特殊、基礎(chǔ)工作薄弱的河段。像雅魯藏布江、金沙江、瀾滄江、怒江等容易或可能出現(xiàn)堰塞湖的河段，預(yù)先用高精度的DEM數(shù)字高程模型進(jìn)行庫(kù)容曲線推算。一旦出現(xiàn)堰塞湖，首先假設(shè)壩高并立即推求初步的庫(kù)容曲線，然后盡快測(cè)量堰塞體，可校核推算出更高精度的庫(kù)容曲線。

4工作組織

西藏自治區(qū)水文局應(yīng)組織成立水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)隊(duì)，由各業(yè)務(wù)科室抽取年輕的技術(shù)力量組成。各分局相應(yīng)成立水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)分隊(duì)。一旦出現(xiàn)堰塞湖，所屬分局第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)，開展水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作并加強(qiáng)現(xiàn)有站點(diǎn)的測(cè)報(bào)工作，在有條件的情況下開展壩體、水下地形圖測(cè)量等工作。自治區(qū)水文局立即開展庫(kù)容曲線的推算和人出庫(kù)水量的分析計(jì)算，收集、整理、分析堰塞湖所有數(shù)據(jù)，統(tǒng)一分析結(jié)果，從唯一出口向各級(jí)防汛部門和現(xiàn)場(chǎng)指揮部匯報(bào)，制定詳細(xì)的堰塞湖水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方案，立即傳送現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行。同時(shí)，組建自治區(qū)一級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)隊(duì)，立即趕赴現(xiàn)場(chǎng)，在指揮部建立臨時(shí)水情中心，接收、分析、展示堰塞湖湖區(qū)水、雨情，并向指揮部匯報(bào)水雨情實(shí)況和各種分析成果。洛珠尼瑪?shù)任鞑馗吆畭{谷堰塞湖水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)思考

5有關(guān)建議

（1）壩體測(cè)量技術(shù)研究。從該次雅魯藏布江堰塞湖實(shí)際情況看，由于西藏堰塞湖或冰湖地處深山峽谷，現(xiàn)場(chǎng)人員難以或無(wú)法到達(dá)堰塞體，無(wú)法較準(zhǔn)確地測(cè)量壩體，只能搭載直升機(jī)飛臨現(xiàn)場(chǎng)盤旋，在空中目測(cè)壩體尺寸、形狀等。為此，需要專門研制特殊設(shè)備，可自動(dòng)測(cè)量壩體尺寸、形狀及其組成結(jié)構(gòu)等，并由直升機(jī)投擲現(xiàn)場(chǎng)特征地點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)相對(duì)準(zhǔn)確地壩體測(cè)量。

（2）建設(shè)雅魯藏布江險(xiǎn)段視頻監(jiān)控系統(tǒng)。雅魯藏布江經(jīng)常出現(xiàn)山體滑坡段和潛在滑坡危險(xiǎn)的河段，需要建設(shè)衛(wèi)星視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)山體變化、滑坡、河道堵塞等情況。

（3）高性能無(wú)人機(jī)的應(yīng)用。此次雅魯藏布江堰塞湖，人員能夠到達(dá)的地方距堰塞體有幾十千米;2009年出現(xiàn)的堰塞體距人員能夠安全到達(dá)的地點(diǎn)有幾百千米之遠(yuǎn)。如果有能夠安全穩(wěn)定靈活飛行幾百千米的無(wú)人機(jī)，搭載三維激光掃描儀、低空遙感設(shè)備、視頻影像設(shè)備等，就可較精確地測(cè)量堰塞體及其周圍的情況。

6結(jié)語(yǔ)

（1）西藏堰塞湖具有特殊性。出現(xiàn)堰塞湖的地方往往是深山峽谷，堰塞體現(xiàn)場(chǎng)人員難以實(shí)現(xiàn)壩體及周圍的測(cè)量;由于大塊山體垮塌掉人堰塞湖中，頻繁出現(xiàn)巨大的涌浪，對(duì)堰塞湖周圍的人員、建筑等構(gòu)成極大威脅，尤其是水文監(jiān)測(cè)人員的生命安全面臨極大的安全隱患。

（2）大力加強(qiáng)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力建設(shè)。西藏自治區(qū)水文水資源勘測(cè)局應(yīng)急監(jiān)測(cè)自動(dòng)測(cè)報(bào)設(shè)備儲(chǔ)備太少，技術(shù)人員使用不熟練，主要依靠人工觀測(cè)水位。為此，建議大力推進(jìn)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)建設(shè)及各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用。加強(qiáng)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析、人出庫(kù)水量的分析計(jì)算、庫(kù)容曲線的推算、潰壩洪水計(jì)算以及堰塞湖水位變化的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)等能力。

（3）進(jìn)一步加強(qiáng)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作組織。加強(qiáng)自治區(qū)一級(jí)應(yīng)急監(jiān)測(cè)隊(duì)及各分局的水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)分隊(duì)的建設(shè)，建立健全水文應(yīng)急預(yù)案。

（4）大力培養(yǎng)相關(guān)技術(shù)人才。加強(qiáng)水文情報(bào)預(yù)報(bào)、堰塞湖庫(kù)容曲線推求、潰壩洪水分析、水情分析等技術(shù)的培訓(xùn)，大力培養(yǎng)能夠熟練使用水文監(jiān)測(cè)儀器設(shè)備及相關(guān)業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)的人才，以提高水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)技術(shù)水平。

（5）研制適應(yīng)高原氣候的先進(jìn)水文儀器設(shè)備。在內(nèi)地應(yīng)用較好的水文儀器設(shè)備，在西藏高寒地區(qū)往往出現(xiàn)各種故障，運(yùn)行不正常。針對(duì)內(nèi)地堰塞湖和西藏堰塞湖的不同特征，需要因地制宜地研制水文儀器設(shè)備。對(duì)于擬在西藏使用的儀器設(shè)備，在內(nèi)地必須進(jìn)行模擬西藏高寒地區(qū)低溫、低壓、低濕等情況下的試驗(yàn)研究。

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