鞍山城市區用水對城區中小河流水文測驗帶來的影響

曹世文

（遼寧省鞍山水文局，遼寧鞍山114039）

鞍山城市區用水對城區中小河流水文測驗帶來的影響

曹世文

（遼寧省鞍山水文局，遼寧鞍山114039）

受城市建設速度不斷加快及人類活動的影響，城區中小河流的水文測驗工作因此增加了諸多困難，致使水文測驗及整編精度都受到了不同程度的影響。因為這些影響因素無法改變，就必須要改進測驗和整編方式，從而提高水文資料的精確度。文章就鞍山市城市田水對城區中小河流水文測驗帶來的影響進行分析并給出建議。

城市用水；中小河流；水文測驗；誤差分析；成果分析

近年，隨著鞍山市城市建設的飛速發展，城市人口不斷增加，工業和城市第三產業也加快了發展的步伐。鞍山市市區總人口155.8萬人，市區GDP達860億元，經濟增速（GDP）平均達8.6%。社會經濟指標的不斷發展帶來的是城市的供、用水量不斷的增加，產生的生活和工業廢水對河道生態環境和水文測驗都帶來了較大的影響。文章著重分析鞍山市市區居民生活及工業生產產生的廢水對市區內中小河流南沙河水文監測產生的影響及誤差分析。

1 概 況

南沙河是太子河一級支流，自東向西橫穿鞍山市市區。其發源于鞍山市千山風景區仙人臺，高程708.3 m，上游有大孤山、石橋子、千山、眼前山、胡家廟和風水山等六條支流，在立山區沙河鎮陳家臺村與其它幾條支流匯合，經過市區后在達道灣郎家廠村穿越沈大公路流入遼陽縣境內，于下口子入太子河，干流全長69 km，流域面積458 km2，平均坡降1.67‰。本市境內河長38.7km，流域面積325 km2。

立山水文站作為南沙河上的控制站擔負著該河流水位、流量、泥沙、降水、水文調查等項目的測驗工作。下文將利用立山水文站的監測資料來分析居民生活和工業生產產生的廢水對水文站水位觀測及日平均流量的影響及誤差分析。

2 監測資料來源

立山水文站水位是采用超聲波式水位計遠傳觀測，低水流量測驗采用傳統的流速儀涉水施測。

水位觀測1—5、10—12月份每日8時、17時觀測兩次，6—9月份每日8時、20時觀測兩次，如遇有降水過程將根據洪水的漲落加密觀測頻次。流量監測平水期平均5～7 d施測一次流量，汛期如有洪水過程將根據水位起漲及峰頂增加流量施測次數。根據全年的水位和流量監測資料最后計算全年的徑流量、日平均流量等水文數據。

立山水文站測驗斷面上游有入河排污口20余處，所排廢水基本為大生活廢水，有少量工業廢水，全年入河廢水量達到4 000～5 000萬m3，占南沙河全年徑流量近50%。所以廢水的不規則排放勢必會對水文站的基本測驗帶來較大影響。

3 成果分析

選取2014年立山站的觀測資料來進行分析，為了消除降水的影響，選取2月份資料作為典型分析。計算成果見表1。表1中的人工觀測水位計算即2段制觀測（8時和17時）數據計算成果，水位計記錄水位計算即24段制（自計水位記水位變化低于3 cm每一小時采集一次數據，并存儲與數據庫內）觀測數據計算成果。日平均流量值是根據一元三點插值法推求各級水位下的流量，并根據觀測水位用面積包圍法計算得出日平均流量值。目前立山站即用此方法進行水文資料整編來計算逐日平均流量和平均水位，并推求出年徑流量。

表1 2段制觀測及24段制觀測計算水量差值表

由于上游排污口較多，在這里選取1處較大排污口（曙光排污口）作為典型排污口進行分析，并繪制排污流量過程線，詳見圖1。

圖1 污水口排污流量過程線

2月份為枯水季節，降水較少，所以采用立山水文站2月份的資料作為典型分析，其水位變化過程見圖2。

圖2 立山站2014年2月份6—10日水位過程線

根據上面的監測成果及排污過程線和水位過程線分析可得出如下結論：①立山水文站全年的水位觀測受上游城市入河排污口排污影響較大。因選取2月份水位資料，基本不受降水影響，測驗斷面上游也無水利工程影響，其水位不應有較大變化，但從其水位過程線看水位變化較為劇烈，主要體現在全天排污高峰從中午前后開始至傍晚達到峰值，此時的水位變化較大，每天2段制觀測將出現最高水位和最低水位可能無法觀測到；②利用水位計記錄的水位數據進行整編計算的日水量值小于人工2段制觀測的水位數據進行整編計算的日水量值。其中單日水量最大偏差達18.4%，月水量偏差達4.0，2段制觀測計算的水量值偏大，影響徑流量精度；③平水期整編方法需要改進。平水期采用連實測流量過程線法整編，推求逐日平均流量。若測流時間不當，勢必會造成日平均流量系統偏大或偏小；④立山站測驗斷面上游排污口數量眾多，每年汛前和汛后各監測一次流量，監測頻次過少，不能計算出更精確的廢水排放量，導致還原計算天然水量出現較大誤差［1］。

4 建 議

通過上述結論的分析，建議受城市排污影響測驗的中小河流水文站能夠從以下3點改進測驗和整編方法，從而提高水文資料的精度：①水位觀測一定要實現自記水位計觀測，避免每日2段制觀測水位，通過自記水位計加密水位的觀測次數，根據每日水位變化規律增加觀測段制，控制完整的水位變化過程；②盡量使用一元三點插值法來推求平水期流量，減少使用連實測流量過程線法推求流量。這樣有了完整的水位觀測數據就能夠計算出更加精確的日平均流量值；③提高水文調查的精度，每個測驗斷面以上或區間均有農業用水、工業用水、跨流域引水及入河排放廢水等其他水量匯入到本測驗斷面。為了做好水量還原計算，就要提高水文調查的精度，對以上或區間的其他水量要做好充分的調查工作，尤其是排污口較多的測驗斷面，要加密排污監測的頻次，實現每月至少1～2次監測，以提高還原后天然水量的計算精度。

［1］田萬榮，等.新疆中小河流水位測量關系定線精度現狀分析及對策［J］.黑龍江水利科技，2006，34（06）：222－223.

P332

B

1007－7596（2015）05－0127－02

2014－10－31

曹世文（1979－），男，遼寧鞍山人，工程師，主要從事水文監測、水文資料整編、水資源管理等工作。