招远市中小河流水文巡测工作实践与探讨_王增凯.pdf

2023年3月收稿日期：20220509作者简介：王增凯（1988），男，工程师，主要从事水文水资源与水土保持监测工作。摘要：介绍了中小河流水文巡测工作的依据，阐述了招远市当前开展的中小河流水文巡测工作的对象、任务、项目及要求，详细总结了招远市水文巡测工作组织开展情况，对水文巡测的时段选择、巡测时机把握、测验方法选取及资料整编等具体工作进行了探讨并提出了具体建议，对中小河流水文巡测工作具有较强的参考价值。关键词：中小河流；水文监测；巡测；资料整编中图分类号：TV123；P332文献标识码：A文章编号：1004-7328（2023）03-0102-03DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2023.03.027招远市中小河流水文巡测工作实践与探讨王增凯，马超，李俊逸（烟台市水文中心，山东烟台264001）1中小河流水文巡测工作依据水文巡测是以巡回流动方式，定期或不定期地对一个流域或地区内各观测点的流量等水文要素所进行的观测作业1。水文巡测解决了传统驻测方式需要人员长期驻守测站的问题，在满足水文测验要求的前提下，极大地提高了水文测验效率、降低了人力物力消耗，是新形势下水文监测的重要测验方式之一2。参照水利部 水文巡测规范（SL195-1997）的有关规定，传统的水文巡测工作是基于水文站点已开展多年测验工作、满足以下条件之一进行的：水位流量关系呈单一线，流量定线可达到本规范的允许误差，且不需要施测洪峰流量和洪水流量过程；实行间测的测站，在停测期间实行监测；低枯水、冰期水位流量关系比较稳定，或流量变化平缓，采用巡测资料推算流量，年总量的误差符合规范规定；枯水期采用定期测流；水位流量关系不呈单一线的测站，当距离巡测基地较近，交通、通信方便，能按水情变化及时施测流量。近年来，随着水文测验技术的快速发展，各类新型水文测验设备投入使用，使得水文巡测方式方法取得了极大的拓展。修订后的 河流流量测验规范（GB50 179-2015）规定，流量测验可根据测站水沙特性变化、测验精度、资料整编要求和交通路线等情况，采用驻测（常年驻测或汛期驻测）、巡测、间测等方式。同时，集水面积小于10 000 km2的各类精度水文站在满足传统水文巡测条件的基础上增加了中小河流专用站可实行水文巡测的规定，这为中小河流水文巡测工作提供了依据。2招远市中小河流水文巡测对象招远市现有中小河流水文站2处，均位于界河流域。汤前水文站位于界河干流中上游，干流长17.5 km，流域形状呈扇形，流域平均宽度 6.85 km，干流平均坡度5.41，属中小河流专用河道水文站（汛期站）。辛庄水文站位于界河干流下游，干流长38.6 km，流域形状呈扇形，流域平均宽度17.9 km，干流平均坡度2.80，属中小河流专用河道水文站（常年站）。界河发源于招远市城区西南11.5 km齐山镇铁夼村西尖尖山西麓，流经齐山镇、罗峰街道、泉山街道、梦芝街道、张星镇、辛庄镇，从辛庄镇东良村东北注入渤海，全长 45 km，干流河宽 100 m，流域面积576.8 km2，占全市总面积的40.25，是市内流域面积最大的河流，主要支流包括金泉河、罗山河、钟离河、单家河等，流域内河流总长270.5 km,河网密度0.47 km/km2。界河河流平均比降2.68，为典型季节性河流，且源短流急，洪水暴涨暴落。界河流域为典型的低山丘陵区，大部分区域海拨高程在60200 m，属温带大陆性季风气候，四季分明，气候温和。流域降水年内分配不均，冬春少，夏秋多，多年平均降水量为670.5 mm，69月降水量占年总降水量的74.4%，非汛期仅占25.6%；多年平均蒸发量为1 1001 250 mm，全年以偏南风为主，冬季以偏北风为主。3巡测任务、项目及具体要求3.1巡测任务根据山东省水文中心审定的 中小河流水文站任务书 要求，招远市2处中小河流专用河道水文站海河水利1022023.No.3设站目的为：系统积累水文资料，研究区域水文规律；为防汛抗旱、水资源管理、水生态保护等服务。3.2巡测项目及要求根据任务书规定，招远市中小河流水文监测系统的主要测验项目有水位、流量、降水。3.2.1水位观测要求定时观测要求每日8时观测水位1次，同时校测自记水位计。加测总的要求是以测到完整的水位变化过程，满足日平均水位计算、各项特征值统计、水文资料整编和水情拍报为原则。在峰顶、峰谷及水位变化过程转折处应布设测次；水位涨落急剧时，应加密测次。具体要求按照 中小河流水文站任务书 执行。3.2.2流量测验要求流量测验总的要求是通过必要的测次，建立水位-流量关系，据以推算任何时间的流量及总水量为原则。水位-流量关系稳定时按水位级测流，各级水位均匀分布，测次不少于30次。水位-流量关系不稳定时，施测洪水过程。一次测流过程中的水位涨落差一般不应大于平均水深的10%，水深较小而涨落急剧的河流不应大于平均水深的20%。洪水期一次洪水过程至少用五点法测流，峰顶附近应加密测次。在涨落过程中，水位变幅1.0 m以上的大洪水施测57次，水位变幅1.0 m以下的小洪水施测35次，要求在涨落过程及峰顶附近均有测次。枯水期与冰期水位-流量关系稳定时每1015 d测流1次。采用连实测流量过程线法推流时，每57 d测流1次。测流历时一般情况应不短于100 s，水情变化急剧情况下可适当缩短测点测速历时，但不得少于20 s。测速垂线的布设应能控制断面地形和流速沿河宽的分布的主要转折点。洪水期布设测速垂线数按实际水面宽确定，但一般应不少于5条，水面宽小于5 m的，可酌情减少。测速垂线上测点流速数目选择，应按照有关规范要求，洪水起涨段采用精测法测流，抢测洪峰时采用简测法测流。具体要求按照 中小河流水文站任务书 执行。3.2.3降水观测要求定时观测要求，每日8时观测1次。加测要求，11月翌年4月按一段制观测；510月按24段制观测，即每小时观测1次。510月，使用遥测雨量计的站可不进行分段观测，但当遥测雨量计发生故障时，应按上述要求分段观测，并及时排除故障。4水文巡测工作组织情况4.1巡测组织水文巡测工作面临许多复杂的情况，为了充分发挥水文巡测的实际效用，全面提升管理水平、加强组织能力建设显得尤为重要3。为保障及时、准确地提供监测数据，为洪水预报、工程调度等应急决策提供技术支撑，水文巡测工作对巡测组织也提出了更高的要求4。招远水文中心按照分级管理、包站负责的组织原则，成立汤前、辛庄2支水文巡测队。中心分管领导及水文监测科负责巡测工作的技术指导，并根据汛情状况及巡测次数要求确定巡测任务，巡测队具体负责巡测工作，并成立应急队，以应对汛期突发事件。巡测队设置队长、巡测员2个岗位。队长不仅负责整个巡测队组织及指挥协调工作，而且负责流量测验、设备调试及维护、安全管理及车辆驾驶、流速仪操作和内业计算成果的整理工作，并将流量计算成果经分管领导审核后报送上级主管部门。巡测员负责在流量测验中观测记录水位、观察上游漂浮物情况、摆放安全警示标志，协助队长完成本站测流等工作。降水量常年站人工观测任务由巡测员负责完成，队长负责降水量人工观测数据与遥测数据的比对工作。队长由巡测中心在编人员担任，巡测员主要为社会委托监测人员。4.2巡测资源配置水准测量采用水准仪按照测量规范要求进行人工测量，断面测量可利用RTK进行测量。降水量遥测站采用 JDZ05-1 翻斗式雨量计测量，常年站增加普通雨量器，人工观测数据与遥测数据进行校核。水位采用浮子式自记水位计遥测方式测量，同时进行人工观读直立式水尺水位与遥测水位计水位校测和订正。流量测验则采用巡测车桥测、LS20B流速仪涉水测流、走航式声学多普勒测流仪（ADCP）、电波流速仪、水面浮标法等方式进行。流量测验方法优选次序为流速仪涉水测流、巡测车桥测、走航式声学多普勒测流仪（ADCP）测量；施测流量困难时可使用电波流速仪法或水面浮标法5。并在不同水位级开展LS20B流速仪、电波流速仪比测分析、浮标系数分析等工作。4.3测区划分及巡测路线根据便于管理、便于巡测、便于服务的原则，统筹考虑流域分区，同时兼顾流域上下游及招远市暴雨洪水特点将2处中小河流水文站划分为汤前、辛庄2个测区。结合各地实际及道路情况，考虑降雨王增凯，马超，李俊逸：招远市中小河流水文巡测工作实践与探讨1032023年3月分布情况，制定巡测路线：降雨中心位于中上游时，由巡测中心出发按照流域上下游顺序开展巡测；降雨为普雨时，由巡测中心出发，分别开展巡测。4.4安全保障各巡测车配备警示牌及警示灯，各巡测人员配备反光背心、救生衣、安全衣、安全绳、强光手电等物资。强化巡测人员安全意识，进行防雷击、防交通事故、防落水等专题培训。5注意事项5.1巡测时段确定根据任务书规定的测验任务要求，常年站实行全年巡测，汛期站实行汛期巡测。5.2巡测时机把握招远市中小河流源短流急，洪水陡涨陡落，一次洪水过程持续时间较短，这就对巡测时机的把握提出了挑战。招远水文中心结合开发的招远市水文信息查询系统，实现了对流域雨水情的远程监测，可以实时了解流域的雨情信息及监测断面的水位过程，这为准确把握巡测时机提供了技术支持。当巡测水文站流域内平均降水量达到50 mm以上时，水文监测科及时通知巡测队，巡测队人员结合各巡测站上下游关系及河流特性合理安排各巡测站巡测顺序。各巡测的水文站实行水位全程自动监测、人工校核，发生特枯水位或特大洪水无法自记时，应及时恢复人工观测。5.3测验方法确定及资料收集根据水位变化趋势，流量巡测以 LS2013 流速仪涉水测流、电波流速仪和巡测车桥测为主。当发生超标准洪水时，采用电波流速仪法开展应急监测。应按 河流流量测验规范（GB50179-2015）、水文巡测规范（SL195-2015）及现行行业标准的规定执行。一般情况应按照常规测验方案施测。水情变化急剧，或抢测洪峰、洪水过程，或实施水文应急监测，可采用短历时（或少测回）的测验方案或应急监测方案。测速方法采用巡测车桥测、电波流速仪或LS20B流速仪涉水测流等方式进行时，测流断面面积采用实测或借用断面。测验成果应由值班人员完成校核、分管领导把关后，由巡测队队长按要求编制报文报送上级主管部门，并于每次巡测结束后3 d内完成本次巡测工作总结报告的编写。5.4巡测资料整编各巡测队巡测时应详细记录实测数据，进行单次测验成果合理性检查，确保单次测验成果质量。各巡测站的水文资料整理、整编工作（包括考证、定线、数据整理、综合图表等）均由队长负责完成。水文资料整编按照 水文资料整编规范（SL247-2012）以及山东水文年鉴整汇编补充规定最新要求执行并按照全省统一要求的整编软件及国家、行业整编方法规定要求进行整编，中小河流水文站整编精度按照三类精度的水文站要求执行。6结语通过全面加强巡测组织、合理配置巡测资源、科学划分测区及制定巡测路线，招远市中小河流水文巡测工作极大地提升了水文测验工作的能力和效率，提升了流域水文巡测和应急监测的水平，实现了测验资源的最大效益化，更好地发挥了中小河流水文测站的作用，为界河及流域洪水调度提供了及时准确的服务，有效地保护了河道沿河两岸人民群众生命、财产安全，防洪效益十分显著。参考文献1 中华人民共和国住房和城乡建设部，中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.水文基本术语和符号标准：GB/T50095-2014S.北京：中国计划出版社，2014.2 单文彪,邓彬.重庆市水文巡测工作的开展与探讨J.华东科技（学术版），2014（9）：482.3 扈家昱.水文巡测工作存在的问题及对策J.现代农业科技，2021（22）：136-137.4 张淼.漳卫南局水文基础业务提升途径的思考J.海河水利，2020（S1）：13-15.5 苏凤霞.天津市防汛分洪口门水文应急监测方法探讨J.海河水利，2021（5）：80-81.海河水利104