重慶某水文站測洪測流測沙方案研究

樊 維

(重慶交通大學，重慶 400074)

引言

近年來，受我國特殊的氣候和地形條件影響，極端天氣事件增多，中小河流洪澇災害頻繁發生，成為我國洪澇災害損失的主體，是制約經濟發展、社會穩定的重要因素之一［1－2］。中小河流水文監測系統建設項目是中小河流防洪減災體系建設重要的非工程措施［3］，是《總體規劃》的重要組成部分，是國家發改委重點安排、優先實施的項目，旨在提高中小河流水文信息采集、傳輸和洪澇災害預警預測能力，為中小河流治理、各級防洪決策指揮部門提供更加及時、準確的水文信息支撐［4］。

水文站測洪、測流、測沙方案是水文站從事水文測驗工作的重要技術依據和工作程序，是做好測報工作的重要技術支撐和“工具”，是防洪預案的重要組成部分。本文就重慶地區某水文站進行測紅測流測沙方案研究。

1.工程概況

1.1 測站河段基本情況

測驗河段順直長約200m，上下游均有彎道，彎道半徑較大，測驗河段選擇在彎道間順直河段上，兩岸規整，主河槽明顯，設站條件較好。左岸砌石護岸，岸上廠區，設鋼塔位置距岸邊較近;右岸粘土河槽，岸上種植地。下游150m為鎮公路橋，高水時會漫橋，枯水期水深較大，沖淤變化不大，水流集中。

該水文站所處場地較緩，范圍內地形最大高差約3m，征地0.52畝，包括測驗用房120 m2，2層砌體結構，長9.3m，寬6.6m，建筑高度10.3m，建筑耐久年限為二級 (15年)，建筑耐火等級為四級。屋面防水等級為四級，一層為絞車房、資料室，二層為辦公室。測驗河段基礎設施主要包括斷面樁、基線樁、斷面界碑、斷面標志桿 (覘牌)、斷面保護標志牌、水準點、觀測道路、堡坎等。

1.2 水利工程

經現場走訪調查及提供資料，測驗河段上下游均未設置堤防措施;基本水尺斷面下游有攔河堰一座。該站上游有水庫兩座，距離測驗河段較遠，且為小 (一)型及以下水利工程，水庫有一定調蓄能力，對測驗河段影響較小。

2.水位級劃分

本站為新建水文站，水位流量資料缺乏。據2015年1月27日現場走訪，確定歷史最高洪痕位置，通過實際測量確定最低水位高程為291.77m，歷史最高洪水高程為298.36m。確定293.42m以下為低水位，293.42m～296.71m為中水位，296.71m以上為高水位;對應293.42m以下為一般洪水，293.43m～296.71m為較大洪水，296.71m以上為特大洪水。

3.方案編制

3.1 測洪方案

一般洪水 (低于 293.42m)流量測驗:292.20m～293.42m采用水文纜道施測;292.20以下采用固定式ADCP施測。

較大洪水 (293.42m～296.71m)流量測驗:293.42m～296.71m采用水文纜道施測。

特大洪水 (高于 296.71m)流量測驗:296.71m～297.50m采用浮標法施測;大于297.50m采用比降—面積法施測。

3.2 測流方案

測驗儀器:普通流速儀4部，流速測算儀1臺，走航ADCP1套，固定H－ADCP1套，使用美國RDI儀器公司生產的頻率為600KHz。

測流方案擬定:最高水位和最低水位變幅為6.59m，采用流速儀測流水位變幅為4.51m。將施測水位按0.20m分級，共分為23級，在平均水深圖上讀出各級水位平均水深，并擬定10分鐘不同漲落率分別計算出不同漲落率一次流量測驗允許時間。

3.3 測沙方案

測沙儀器:水文電動纜道、普通瓶式采樣器、取樣桶、盛水樣器、量杯、濾沙簍、濾紙、天平、烘箱等。

懸移質輸沙測驗方案:垂線布設本站采用固定垂線法，即測沙垂線與測流垂線相同，可隨測流垂線固定。一年內懸移質輸沙率的測次主要分布在洪水期，每年測次應控制全年含沙量變化的全過程。建站初期適當增加測次，每次較大洪水測次不少于5次，一般洪水不少于2～3次，含沙量變化主要轉折處布設測次，每次洪水布設的輸沙率測次控制好每次洪水含沙量變化過程。每年不少于15次。懸移質輸沙率測驗采用水文纜道，取樣時等速提放。儀器處于開啟狀態時不得在河底停留。儀器懸吊方式保證儀器進水管嘴正對流向。儀器取樣容積與儀器水樣倉或盛樣容器的容積之比小于0.9，發現儀器灌滿，所取水樣應作廢重取。懸移質輸沙率測驗按水位級均勻布設測次。

懸移質單沙測驗方案:垂線布設本站單沙垂線采用一線積深法。單樣含沙量的測次，應主要布置在洪水期，平、枯水期只須適當布置測次。一次洪水過程不得少于5次，水沙峰不一致或含沙量變化劇烈時，應增加測次、控制好全年含沙量變化過程。河水清澈或枯水期連續三個月以上的時段輸沙量小于多年平均輸沙量的3.0%，可以停測 (目測)單樣含沙量和輸沙率，停測 (目測)期間的含沙量作零處理。取樣方法參照輸沙率測驗的垂線取樣方法。

4.結論

該水文站測沙方案是在沒有實測資料情況下進行編制。通過現場對流域內土壤植被狀況、下墊面狀況、地質狀況、泥沙來源及測驗斷面河床組成、斷面沖於變化、水流擺動情況進行實地踏勘，結合本站測驗設施設備的布設及《規范》要求，對本站測沙垂線進行加密控制，達到測驗規范要求，確保推算不同時期的輸沙量及特征值。故本站懸移質測驗方法、測沙垂線的布設較為合理，但還需要在實際測驗工作中進行檢驗。

［1］吳吉東，李寧，溫玉婷等.自然災害的影響及間接經濟損失評估方法.地理科學進展，2009(6):877－885.

［2］國家統計局，民政部.中國災情報告 (1949－1995).北京:中國統計出版社，1995.

［3］原喜琴.中小河流水文監測系統工程建設管理的思考［J］.河南水利與南水北調.2010(01).

［4］長江.全國中小河流水文監測系統建設工作會議在京召開［J］.人民長江.2011(17).