李江

(四川省攀枝花水文水資源勘測中心，四川攀枝花，617000)

引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，水文工作已從主要為防汛抗旱、水利水電工程服務(wù)，轉(zhuǎn)為防汛減災(zāi)、水資源開發(fā)利用、管理保護(hù)、生態(tài)文明建設(shè)及河長制、湖長制等工作提供全方位服務(wù)；為農(nóng)業(yè)、工業(yè)、交通、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等各社會各方面提供多層次服務(wù)[1-4]。為進(jìn)一步做好水文測報(bào)工作，分析測站特性、洪枯水特性、結(jié)合現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備及技術(shù)裝備水平，提高自動監(jiān)測水平，完善水文測驗(yàn)方式，編制測站一站一策方案，切實(shí)提高測站測報(bào)能力，適應(yīng)新形勢、新任務(wù)的要求[5-6]。

本文通過對桐子林水文站現(xiàn)有測驗(yàn)條件、測驗(yàn)方案、測驗(yàn)設(shè)施設(shè)備的梳理，摸清該站現(xiàn)有情況；通過對測站歷年水文資料的分析研究，進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)整測驗(yàn)方案；通過對測站上下游水利水電工程及較大取用水戶調(diào)查，分析其在當(dāng)?shù)厣鐣?jīng)濟(jì)中的作用及影響因素，定位測站功能，進(jìn)一步優(yōu)化監(jiān)測項(xiàng)目，以滿足社會發(fā)展的需求；通過對現(xiàn)有監(jiān)測手段、監(jiān)測設(shè)備、河流特性、上下游河段情況分析，提出下一步改進(jìn)措施和發(fā)展方向，制定本站水文監(jiān)測方案，提高水文站監(jiān)測能力，豐富水文站監(jiān)測方式。

1 測站基本概況

桐子林(二)站設(shè)立于1998年1月，位于四川省攀枝花市鹽邊縣金河鄉(xiāng)田村，東經(jīng)101°51′，北緯26°41′，集水面積128363km2，距河口12km，高程系統(tǒng)為黃?；?。本站設(shè)于雅礱江下游，屬于流域代表站，國家級重要水文站，一類精度水文站。測站年內(nèi)降水量年內(nèi)分配不均，多集中在6-9月，多年平均降水量936.3mm，多年平均徑流量590.6億m3，測驗(yàn)河段順直段長約1000m，斷面呈U型，左右兩岸是亂石荒坡。河床由砂卵石組成，沖淤變化小，斷面比較穩(wěn)定，水位流量關(guān)系穩(wěn)定，洪水特性受電站影響較大，測站水文要素特征值見表1。

表1 測站水文要素特征值

2 測站功能研究

2.1 測站定位

桐子林(二)水文站是雅礱江水系的控制站，監(jiān)測項(xiàng)目有：水位、流量、降水、蒸發(fā)、泥沙、水溫，水質(zhì)。水位和流量為防汛抗旱提供決策依據(jù)；水質(zhì)為生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。水文站為國家長期積累基礎(chǔ)信息，在服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會方面為雅礱江流域防洪調(diào)度提供水文水情預(yù)報(bào)。

2.2 測站原有功能

桐子林(二)水文站原有測站功能為：基本水文資料收集、水文分析計(jì)算、防汛、水資源管理、服務(wù)河長制。監(jiān)測項(xiàng)目有：水位、流量、降水、蒸發(fā)、泥沙、水溫，水質(zhì)。該站的水位采用人工觀測、自記水位計(jì)(人工與自記水位對比觀測)，雨量采用20cmJQR01人工觀測和20cmJDZ05翻斗式遙測雨量計(jì)。流量測驗(yàn)采用水文纜道測流，特殊水情采用電波流速儀施測。泥沙采用瓶式采樣器取樣，采用單、斷沙關(guān)系線法、實(shí)測單沙過程線法推算沙量。

2.3 新時(shí)代功能要求

(1)水災(zāi)害防御：為防汛抗旱提供重要的支撐和保障，近年來，受全球氣候變化影響，我國極端水旱災(zāi)害事件頻率加快，強(qiáng)調(diào)加大，不斷加強(qiáng)水情、雨情、墑情的監(jiān)測和預(yù)測預(yù)報(bào)工作，為防汛抗旱指揮調(diào)度提供準(zhǔn)確，及時(shí)的信息。

(2)為水資源管理提供科學(xué)依據(jù)，通過展開水平衡測試，指導(dǎo)用水額度等工作，為節(jié)水型社會提供重要支撐。

(3)為水生態(tài)建設(shè)提供重要支持，積極開展水質(zhì)監(jiān)測和分析，為保護(hù)和修復(fù)水生態(tài)系統(tǒng)，保障生態(tài)安全做大量基礎(chǔ)性工作。

3 現(xiàn)狀測報(bào)方案

桐子林(二)水文站現(xiàn)有降水有人工雨量器和20cmJDZ05型自計(jì)雨量器、蒸發(fā)為人工E601型、水位用氣泡式自計(jì)、流量測量設(shè)備有纜道、自動測流設(shè)備，泥沙監(jiān)測設(shè)施設(shè)備現(xiàn)狀為普通瓶式采樣器，采用雙程積深法取沙。桐子林水文站斷面設(shè)施位置布設(shè)示意見圖1。

圖1 桐子林水文站斷面設(shè)施位置布設(shè)示意

(1)水位監(jiān)測方案：通過自記水位計(jì)網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程視頻實(shí)施水位監(jiān)測，監(jiān)測設(shè)備為視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)；監(jiān)測時(shí)段枯季兩段制，汛期四段制觀測，特殊水情根據(jù)上級機(jī)關(guān)要求實(shí)施觀測。

(2)流量監(jiān)測方案：根據(jù)河流流量測驗(yàn)規(guī)范，結(jié)合本站的實(shí)際情況，將本站水位級劃分為：低水位(水位983.40m以下)、小洪水(水位983.40m～987.50m)、中洪水(水位987.50m～993.40m)、大洪水(水位993.40m～999.50m)、特大洪水(水位999.50m以上)。在特大洪水情況下現(xiàn)有應(yīng)急測洪方案及應(yīng)急措施：在流速儀測流斷面使用纜道流速儀施測，測速垂線5根，測速歷時(shí)30s，測速垂線起點(diǎn)距分別為30.0、60.0、80.0、100.0、130.0，水深為借用水深。不同水位級的流量測驗(yàn)方案見表2。

表2 不同水位級的流量測驗(yàn)方案

(3)泥沙監(jiān)測方案：本站是泥沙一類站，因受電站影響，單斷關(guān)系散亂，全年取沙共360次，測次主要分布在洪水期，每次較大洪峰測3-5次，汛期每日8時(shí)、20時(shí)為固定取沙時(shí)間，非汛期每月取沙5次。懸移質(zhì)輸沙率測采用全斷面混合法輸沙率法，輸沙10根垂線30、40、50、60、70、80、90、100、110、120。

(4)雨量及蒸發(fā)監(jiān)測方案：雨量器為20cmJQR01人工雨量器和20cmJDZ05自記雨量計(jì)，降雨人工觀測采用汛期四段制，非汛期采用兩段制觀測；蒸發(fā)器型號為E601型蒸發(fā)器。

存在的問題：經(jīng)過單位的不斷投入，現(xiàn)桐子林水文站水文測驗(yàn)手段以傳統(tǒng)測驗(yàn)方式為主，現(xiàn)代自動化測驗(yàn)方式為輔。水位、降水觀測依然保留了人工觀測對自動測報(bào)進(jìn)行校核，蒸發(fā)、泥沙、水溫依然只有人工觀測，還未投入自動設(shè)備，流量目前可實(shí)現(xiàn)自動化測流。在目前巡測的大形勢下，可以用測沙儀器代替人工去沙，加快數(shù)字水文，智慧水文的發(fā)展速度。

4 優(yōu)化測驗(yàn)方案

(1)水位監(jiān)測方案：桐子林通過遙測水位計(jì)和高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)的使用滿足自動監(jiān)測，高、中、低水位全變幅控制，已實(shí)現(xiàn)全天候全時(shí)段在線監(jiān)測；當(dāng)設(shè)備不能滿足全天候要求時(shí)，委托人工觀測。

(2)流量監(jiān)測方案：枯水水位983.40m以下,在流速儀測流斷面使用纜道流速儀法施測，測速垂線16根，測速歷時(shí)100s，測速垂線起點(diǎn)距分別為30.0、40.0、50.0、55.0、60.0、65.0、70.0、75.0、80.0、85.0、90.0、95.0、100.0、110.0、120.0、130.0，水深為借用水深。出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)使用走航式ADCP、遠(yuǎn)程操控纜道測流系統(tǒng)、手持電波流速儀測流等相關(guān)設(shè)備搭配使用。

低水(水位983.40m～987.50m),在流速儀測流斷面使用纜道流速儀法施測，測速垂線16根，測速歷時(shí)100s，測速垂線起點(diǎn)距分別為30.0、40.0、50.0、55.0、60.0、65.0、70.0、75.0、80.0、85.0、90.0、95.0、100.0、110.0、120.0、130.0，水深為借用水深。出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)使用走航式ADCP、遠(yuǎn)程操控纜道測流系統(tǒng)、手持電波流速儀測流等相關(guān)設(shè)備搭配使用。

中水(水位987.50m～993.40m),在流速儀測流斷面使用纜道流速儀施測，測速垂線12根，測速歷時(shí)100s,測速垂線起點(diǎn)距分別為30.0、40.0、50.0、60.0、70.0、80.0、90.0、100.0、110.0、120.0、130.0、140.0，水深為借用水深。出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)使用遠(yuǎn)程操控纜道測流系統(tǒng)、手持電波流速儀測流等相關(guān)設(shè)備搭配使用。

中高水(水位993.40m～999.50m),在流速儀測流斷面使用纜道流速儀施測，測速垂線10根，測速歷時(shí)100或60s,測速垂線起點(diǎn)距分別為30.0、50.0、60.0、70.0、80.0、90.0、100.0、110.0、120.0、130.0，水深為借用水深。出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)使用遠(yuǎn)程操控纜道測流系統(tǒng)、手持電波流速儀測流等相關(guān)設(shè)備搭配使用。

高水(水位999.50m以上),在流速儀測流斷面使用纜道流速儀施測，測速垂線5根，測速歷時(shí)30s,測速垂線起點(diǎn)距分別為30.0、60.0、80.0、100.0、130.0，水深為借用水深。出現(xiàn)設(shè)備故障時(shí)使用遠(yuǎn)程操控纜道測流系統(tǒng)、手持電波流速儀測流等相關(guān)設(shè)備搭配使用。

桐子林水文站水位流量關(guān)系為單一線，按規(guī)范無法實(shí)施間測，按照水位級進(jìn)行流量測點(diǎn)布設(shè)，單因受水利工程影響。中高水可裝備在線雷達(dá)波測流；大河站常年有一定基流和水深，中低水使用走航式ADCP、自動測流系統(tǒng)、流速儀測流等相關(guān)設(shè)備搭配使用，見圖2。

圖2 走航式ADCP+自動測流系統(tǒng)

(3)泥沙監(jiān)測方案：本站結(jié)合各級含沙量年內(nèi)分布，低含沙期巡測，高含沙期間委托取沙。

(4)降水級蒸發(fā)監(jiān)測方案：自記降水觀測設(shè)備，能夠全天候在線監(jiān)測。可結(jié)合實(shí)際選擇HY.FFZ-3定量汲水水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)進(jìn)行自動觀測，保證全天候在線監(jiān)測，E601蒸發(fā)器作為備用設(shè)備，見圖3。

圖3 HY.FFZ-3定量汲水水面蒸發(fā)測量系統(tǒng)

5 展望及結(jié)語

隨著國家不斷加大對水文的投入力度，水文事業(yè)步入快速發(fā)展時(shí)期，站網(wǎng)布局和功能將得到不斷完善，基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備將得到較大改善，測報(bào)技術(shù)手段將顯著提升，信息的準(zhǔn)確性和時(shí)效性將顯著提高。水文監(jiān)測作為水文工作的重要基礎(chǔ)性工作，為各級政府進(jìn)行涉水事務(wù)決策提供不可或缺的科學(xué)依據(jù)。隨著經(jīng)濟(jì)社會和科技的發(fā)展，水文監(jiān)測工作也應(yīng)該更加與時(shí)俱進(jìn)，引進(jìn)更多先進(jìn)的自動化監(jiān)測設(shè)備，提高監(jiān)測精度和質(zhì)量，培養(yǎng)更多專業(yè)監(jiān)測人員，實(shí)現(xiàn)水文監(jiān)測工作從完全依靠人工觀測到自動化水平的質(zhì)的飛躍，更加科學(xué)高效地服務(wù)于社會。