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        云南省水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面儲(chǔ)備工作經(jīng)驗(yàn)與思考

        2022-10-26 07:49:52尹炳槐李延慶
        中國(guó)防汛抗旱 2022年10期
        關(guān)鍵詞:測(cè)流測(cè)站水文

        尹炳槐 吳 捷 李延慶 朱 俊

        (云南省水文水資源局,昆明 650106)

        1 應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面儲(chǔ)備的必要性

        云南省位于青藏高原東南側(cè),總面積為39.4萬km2,河流眾多,有長(zhǎng)江、珠江、紅河、瀾滄江、怒江、伊洛瓦底江六大流域,流域面積50 km2以上的河流達(dá)2 095條。境內(nèi)自然地理環(huán)境復(fù)雜、立體氣候特點(diǎn)顯著,降水分布不均,夏季局地暴雨突出,容易形成山洪泥石流,是我國(guó)山洪災(zāi)害重災(zāi)區(qū)[1]。做好洪水監(jiān)測(cè)預(yù)警工作,防范山洪災(zāi)害,對(duì)維護(hù)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全意義重大。

        云南水文部門歷來高度重視洪水監(jiān)測(cè)預(yù)警工作,新中國(guó)成立以來,全省水文監(jiān)測(cè)站網(wǎng)體系得到逐步發(fā)展,水文監(jiān)測(cè)信息為歷年洪澇災(zāi)害搶險(xiǎn)救災(zāi)提供了科學(xué)依據(jù)。隨著中國(guó)特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代,人民對(duì)美好生活的需要不斷提高,黨和國(guó)家對(duì)防汛救災(zāi)工作提出了更高的要求,要求始終堅(jiān)持以人民為中心,把保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全放在第一位,抓細(xì)抓實(shí)各項(xiàng)防汛救災(zāi)措施。面對(duì)防汛救災(zāi)工作的更高要求,云南省水文監(jiān)測(cè)站網(wǎng)體系總體上還不能完全滿足全省防汛水情監(jiān)測(cè)預(yù)警需要。一方面水文測(cè)站數(shù)量仍不足,截至2020年,全省已有水文(位)站440處,但水文監(jiān)測(cè)覆蓋率還不足,僅流域面積200~3 000 km2的447 條中小河流中就有254條無水文(位)站[2],此外金沙江干流云南段尚無水文測(cè)站;另一方面水文監(jiān)測(cè)能力不足,現(xiàn)有水文測(cè)站中一部分站點(diǎn)的測(cè)洪標(biāo)準(zhǔn)偏低。

        為提高無水文測(cè)站控制區(qū)域,以及測(cè)洪標(biāo)準(zhǔn)偏低水文測(cè)站的洪水應(yīng)急測(cè)報(bào)能力,確保在遭遇大洪水時(shí)水文數(shù)據(jù)能夠測(cè)得到、測(cè)得準(zhǔn)、報(bào)得出、報(bào)得及時(shí),有力支撐防汛救災(zāi)工作,在全省范圍內(nèi)開展水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面儲(chǔ)備工作,構(gòu)建更為完善的水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)站網(wǎng)體系,是很有必要的。

        2 應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面儲(chǔ)備工作目標(biāo)

        針對(duì)云南省屬山洪災(zāi)害重災(zāi)區(qū),現(xiàn)有水文(位)站監(jiān)測(cè)覆蓋率還不足,部分水文測(cè)站測(cè)洪標(biāo)準(zhǔn)偏低等問題,力爭(zhēng)用2~3 a時(shí)間分階段在全省范圍內(nèi)開展水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面儲(chǔ)備工作,構(gòu)建起更為完善的水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)站網(wǎng)體系。

        (1)全省防汛水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)站網(wǎng)覆蓋率應(yīng)有較大提高。一是對(duì)有防洪需求但目前尚無水文(位)站控制的中小河流,應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要在每條河流上布設(shè)1處應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面;二是對(duì)防洪風(fēng)險(xiǎn)較大的大江大河干流段,應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要布設(shè)1處或多處應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面。

        (2)測(cè)洪標(biāo)準(zhǔn)偏低水文測(cè)站的應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力應(yīng)有較大提升。對(duì)測(cè)洪標(biāo)準(zhǔn)偏低的水文(位)站,應(yīng)布設(shè)1處應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面,建立起用于高洪應(yīng)急監(jiān)測(cè)的水位觀測(cè)設(shè)施及測(cè)流斷面。

        3 應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面儲(chǔ)備技術(shù)方案

        水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面儲(chǔ)備工作包括開展斷面選址、斷面設(shè)立、斷面測(cè)量、資料整編等工作,技術(shù)方案如下。

        3.1 斷面選址原則

        (1)對(duì)測(cè)洪標(biāo)準(zhǔn)偏低的水文站應(yīng)布設(shè)應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面。應(yīng)在水文站的測(cè)驗(yàn)斷面上下游,選擇有橋梁、河段順直(順直長(zhǎng)度不低于河寬的3倍)、斷面穩(wěn)定、水流平穩(wěn),便于用雷達(dá)測(cè)速槍、聲學(xué)多普勒流速剖面儀(ADCP)或測(cè)桿流速儀等測(cè)流的位置布設(shè)應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面,以備發(fā)生大洪水水文站測(cè)驗(yàn)斷面上無法施測(cè)流量時(shí)使用。

        (2)對(duì)流域面積50 km2以上(含)的中小河流,應(yīng)結(jié)合山洪災(zāi)害調(diào)查成果認(rèn)真分析,對(duì)歷年山洪災(zāi)害易發(fā)多發(fā)區(qū)域的河流,應(yīng)在附近河段上選擇有橋梁、滿足雷達(dá)測(cè)速槍、ADCP 或測(cè)桿流速儀等測(cè)流的位置布設(shè)應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面。

        (3)對(duì)金沙江云南段等目前尚無水文測(cè)站且防洪風(fēng)險(xiǎn)較大的大江大河干流段,應(yīng)選擇有橋梁、滿足雷達(dá)測(cè)速槍、ADCP或測(cè)桿流速儀等測(cè)流的位置布設(shè)應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面。

        3.2 斷面布設(shè)要求

        水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面主要用于大洪水時(shí)的測(cè)流工作,設(shè)立斷面時(shí)應(yīng)考慮方便使用雷達(dá)測(cè)速槍、ADCP 或測(cè)桿流速儀等應(yīng)急測(cè)流設(shè)備的測(cè)流操作[3-4]。斷面布設(shè)內(nèi)容包括:設(shè)立高程基準(zhǔn)點(diǎn)、安裝水尺和標(biāo)記測(cè)流斷面起點(diǎn)距。

        (1)設(shè)立應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面高程基準(zhǔn)點(diǎn),可在斷面附近最高洪水線以上巖石或橋梁等建筑物上選擇2~3個(gè)較為穩(wěn)固、不易破壞的位置標(biāo)記后作為高程基準(zhǔn)點(diǎn)。

        (2)安裝水尺,應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面水尺主要用于觀測(cè)洪水水位,可不考慮中低水位,安裝時(shí)盡量借助于橋墩等既有的建筑物,可安裝水尺板或用油漆直接在橋墩上標(biāo)繪水位刻度線。

        (3)標(biāo)記測(cè)流斷面起點(diǎn)距,測(cè)流斷面主要用于測(cè)速垂線定位和過水面積的計(jì)算,應(yīng)選擇橋面上便于測(cè)流操作的一側(cè)來標(biāo)記起點(diǎn)距,宜以左岸斷面端點(diǎn)樁作為起算的零點(diǎn)。測(cè)深、測(cè)速垂線可以重合布設(shè),斷面內(nèi)任意兩條相鄰測(cè)速垂線的間距不宜過大,垂線間距與高水位時(shí)總水面寬的比例按三類精度站的標(biāo)準(zhǔn)12%進(jìn)行布設(shè)。在實(shí)際測(cè)流中,如水情變化急劇時(shí),可酌量減少垂線數(shù)目,但水面寬小于50 m時(shí)最少也不應(yīng)少于5條[5]。

        3.3 斷面測(cè)量要求

        水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面測(cè)量?jī)?nèi)容包括:測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)高程、水尺零高、大斷面和經(jīng)緯度。

        (1)基準(zhǔn)點(diǎn)高程測(cè)量。對(duì)水文站附近應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面的基準(zhǔn)點(diǎn),可從水文站上引測(cè)85基準(zhǔn)高程;對(duì)其他應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面的基準(zhǔn)點(diǎn),應(yīng)盡量引測(cè)85基準(zhǔn)高程,不具備條件時(shí)可采用假定高程[4]。假定高程時(shí),可先假定一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的高程,再以此點(diǎn)的假定高程引測(cè)其他點(diǎn)的高程。假定高程時(shí)應(yīng)避免大斷面最低點(diǎn)的高程為負(fù)值的情況。

        (2)水尺零高和大斷面測(cè)量。測(cè)量工作宜在枯季進(jìn)行,水尺零高和大斷面岸上部分控制樁(點(diǎn))高程測(cè)量的精度可按四等水準(zhǔn)測(cè)量要求執(zhí)行,可采用水準(zhǔn)測(cè)量、電磁波測(cè)距(全站儀)高程導(dǎo)線測(cè)量[6]。大斷面水下部分的河底高程可采用測(cè)時(shí)水位減去實(shí)測(cè)水深計(jì)算,實(shí)測(cè)水深可采用測(cè)深桿或超聲波測(cè)深儀施測(cè)。大斷面起點(diǎn)距的測(cè)量可采用全站儀、測(cè)距儀等測(cè)定,也可采用直接量距。

        (3)斷面經(jīng)緯度測(cè)量。以斷面起點(diǎn)距零點(diǎn)位置作為測(cè)量點(diǎn),經(jīng)緯度可采用手持GPS進(jìn)行測(cè)量。

        對(duì)布設(shè)在已治理河道上的應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面,可借助河道治理工程資料來確定斷面的相關(guān)數(shù)據(jù)資料,減輕外業(yè)測(cè)量工作量。

        3.4 資料整編要求

        應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面設(shè)立和測(cè)量完成后,應(yīng)及時(shí)將基礎(chǔ)資料進(jìn)行整理,建立應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面的基礎(chǔ)資料檔案。應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面基礎(chǔ)資料檔案包括:水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面基礎(chǔ)信息表;水尺和大斷面測(cè)量原始記載資料,實(shí)測(cè)大斷面成果表、大斷面圖和水位-面積關(guān)系表[7];水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面一覽表、水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面分布圖。

        4 項(xiàng)目取得成果

        4.1 工作目標(biāo)如期完成

        云南省水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面儲(chǔ)備工作自2018 年9 月啟動(dòng)以來,在云南省水文水資源局的統(tǒng)一部署和推動(dòng)下,通過各州(市)水文分局的扎實(shí)工作,分3個(gè)階段歷時(shí)近兩年半,于2020年年底按照計(jì)劃時(shí)間節(jié)點(diǎn)順利完成。共計(jì)布設(shè)853處應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面,全省16個(gè)州(市)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面分布見圖1,全省六大流域水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面分布見圖2。各州(市)水文分局已將轄區(qū)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面成果匯編成冊(cè),省局已將六大流域干流及部分主要支流上的水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面成果匯編成冊(cè)。水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面匯編成果內(nèi)容包括:水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面位置分布示意圖、水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面一覽表,以及各斷面的基礎(chǔ)信息表、斷面平面分布示意圖、斷面實(shí)景照片、實(shí)測(cè)大斷面成果表、實(shí)測(cè)大斷面圖、水位-面積關(guān)系線圖等。

        圖1 云南省16個(gè)州(市)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面分布圖

        圖2 云南省六大流域水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面分布圖

        4.2 實(shí)際應(yīng)用初見成效

        在2020-2021年水文監(jiān)測(cè)相關(guān)工作中,水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面儲(chǔ)備成果已得到實(shí)際應(yīng)用,初現(xiàn)效果。

        (1)為水文測(cè)站超標(biāo)準(zhǔn)洪水測(cè)報(bào)工作打下了一定基礎(chǔ)。全省布設(shè)的853處應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面中,有300余處是布設(shè)在測(cè)洪標(biāo)準(zhǔn)偏低的水文測(cè)站上下游有橋梁、便于開展應(yīng)急監(jiān)測(cè)的位置。在2021年水利部要求編制的水文測(cè)站超標(biāo)準(zhǔn)洪水測(cè)報(bào)預(yù)案中,已將應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面作為水文測(cè)站超標(biāo)準(zhǔn)洪水測(cè)驗(yàn)的備用斷面。

        (2)部分應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面已在實(shí)際測(cè)洪中發(fā)揮作用。據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年有30處應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面應(yīng)用于洪水搶測(cè)中,累計(jì)測(cè)流80 次;2021 年有14 處應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面應(yīng)用于洪水搶測(cè)中,累計(jì)測(cè)流70次。2020年和2021年云南水文情勢(shì)不是豐水年份,若是豐水年份將會(huì)有更多的應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面在洪水搶測(cè)中發(fā)揮作用。

        5 經(jīng)驗(yàn)與思考

        5.1 取得的經(jīng)驗(yàn)

        云南省水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面儲(chǔ)備工作,能夠在任務(wù)重又無專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)的情況下,按照既定的時(shí)間節(jié)點(diǎn)順利完成,總結(jié)分析主要有以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)。

        (1)云南省水文水資源局事先制定工作目標(biāo)及技術(shù)方案。早在2018 年9 月項(xiàng)目啟動(dòng)時(shí),云南省水文水資源局即印發(fā)相關(guān)通知文件,明確了全省水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面儲(chǔ)備工作目標(biāo),要求兩年半時(shí)間分3個(gè)階段完成工作。制定技術(shù)方案,明確了應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面的選址原則,以及斷面布設(shè)、斷面測(cè)量、資料整編等技術(shù)要求,為項(xiàng)目的順利完成提供了技術(shù)保障。

        (2)云南省水文水資源局主要領(lǐng)導(dǎo)親自研究和推動(dòng)儲(chǔ)備工作。2020 年4 月,落實(shí)水利部有關(guān)防御流域性超標(biāo)準(zhǔn)洪水的工作要求,云南省水文水資源局主要領(lǐng)導(dǎo)親自率隊(duì)全面查勘了洪水風(fēng)險(xiǎn)較大的金沙江、瀾滄江、怒江入境江段,指導(dǎo)超標(biāo)準(zhǔn)洪水應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面布設(shè),并在麗江召開云南境內(nèi)金沙江、瀾滄江、怒江上游干流水情測(cè)報(bào)及超標(biāo)準(zhǔn)洪水測(cè)報(bào)現(xiàn)場(chǎng)專題會(huì)議,研究部署做好金沙江、瀾滄江、怒江上游干流超標(biāo)準(zhǔn)洪水水文測(cè)報(bào)準(zhǔn)備工作。

        (3)州(市)水文分局在困難面前敢打善戰(zhàn)。各州(市)水文分局面對(duì)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面儲(chǔ)備工作沒有專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)這一大困難時(shí),不等不靠,迅速成立項(xiàng)目工作組開展工作:一是在前期開展應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面選點(diǎn)階段,充分利用了轄區(qū)水利普查河湖普查名錄、山洪災(zāi)害調(diào)查成果等現(xiàn)有資料,同時(shí)征求地方防汛抗旱指揮部辦公室意見,并深入實(shí)地查勘,既節(jié)省了時(shí)間又保證了選點(diǎn)的合理性;二是在開展應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面布設(shè)和測(cè)量階段,綜合統(tǒng)籌、逐步推進(jìn),充分結(jié)合水文汛前準(zhǔn)備、日常巡測(cè)巡檢等工作,分批完成應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面布設(shè)、測(cè)量外業(yè)工作,既節(jié)約了費(fèi)用開支又充分利用了人力資源。

        5.2 后續(xù)工作思考

        完成水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面布設(shè)僅是邁出了重要一步,做好后續(xù)管理工作才是真正發(fā)揮其實(shí)際作用的關(guān)鍵所在,應(yīng)從以下方面抓好后續(xù)管理工作。

        (1)實(shí)行水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面動(dòng)態(tài)管理。州(市)級(jí)水文機(jī)構(gòu)要履行好轄區(qū)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面的管理職責(zé),要切實(shí)加強(qiáng)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面的維護(hù)和補(bǔ)充。每年結(jié)合汛前準(zhǔn)備工作,要對(duì)應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面進(jìn)行一次巡檢,發(fā)現(xiàn)有損毀的應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面應(yīng)及時(shí)重新恢復(fù),并重新測(cè)量斷面。要了解掌握轄區(qū)內(nèi)的防洪工作新需求,對(duì)有新的防洪需要的河流、河段,要根據(jù)實(shí)際需要及時(shí)補(bǔ)充應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面,進(jìn)一步完善水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)站網(wǎng)體系。

        (2)加強(qiáng)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)實(shí)戰(zhàn)演練。州(市)級(jí)水文機(jī)構(gòu)要履行好轄區(qū)水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)工作管理職責(zé),提高洪水災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)意識(shí),認(rèn)真落實(shí)好預(yù)報(bào)、預(yù)警、預(yù)演、預(yù)案“四預(yù)”工作要求。要組織水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)隊(duì)按照超標(biāo)準(zhǔn)洪水測(cè)報(bào)預(yù)案,選擇在重要的應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面上開展實(shí)戰(zhàn)演練,通過演練查找出應(yīng)急監(jiān)測(cè)斷面布設(shè)、測(cè)報(bào)預(yù)案編制上的不足并加以完善,提高水文應(yīng)急監(jiān)測(cè)能力[4],力爭(zhēng)一旦發(fā)生大洪水,水文數(shù)據(jù)測(cè)得到、測(cè)得準(zhǔn)、報(bào)得出、報(bào)得及時(shí),切實(shí)發(fā)揮水文在防汛減災(zāi)工作中的“尖兵”作用。

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