舞陽水文局水文巡測方案

熊文慧

（漯河水文水資源勘測局，河南 漯河 462000）

0 前言

舞陽縣位于河南省中部偏南，屬漯河市轄縣。南鄰舞鋼市，北接襄城縣，東連源匯區，西靠葉縣。截至2013年，舞陽縣轄9鎮5鄉，總面積777km2，耕地面積5萬hm2，總人口60萬人。

舞陽縣屬于南暖溫帶大陸性季風氣候，多年平均氣溫14.60 ℃，極端溫度最高43.80 ℃，最低-16.00 ℃。年日照時間2198h，無霜期220d。區域多年平均降水量830.40mm（采用舞陽轄區內馬灣、何口、紙房、保和、坡楊站五站建站至2020年平均年雨量），降水年際、年內變化較大；最大年降水量與最小年降水量相差3.50 倍。年內降水主要集中在汛期的6—9月，占全年降水量的60.00%以上。年水面蒸發量1120mm，陸地蒸發量605mm，干旱指數r=1.38 ，屬于半濕潤半干旱地帶。

舞陽縣境內河流均屬淮河流域，其中最南部的三里河屬洪河水系，中部及北部的河流均屬潁河水系。較大河流有沙河、澧河、灰河、唐河、泥河。除沙河、澧河為常年性河流外，其余河流均為季節性河流。沙河發源于魯山縣石人山，多年平均徑流量16.03 億m3（馬灣水文站1932—2020年資料），水量較為充沛；澧河發源于方城縣外方山，多年平均徑流量5.34 億m3（何口水文站1932—2020年資料）沙河、澧河流自西向東橫穿全境。

1 轄區站網與監測現狀

河南省舞陽水文局是2016年漯河新成立的第一個縣級水文局，2017年1月掛牌運行，隸屬河南省漯河水文水資源勘測局，為正科級公益類事業單位。

1.1 站網現狀

根據《河南省水文監測管理改革方案》和舞陽水文局測區任務書要求，該局管轄國家基本水文站2處（何口、馬灣站）、水文巡測站1處（上澧河店）、水位站3處（紙房、羅灣、白莊）、基本雨量站6處、雨量遙測站15處（含馬灣、何口和6個基本雨量站）、自動墑情站1處、移動墑情站5處。

1.2 監測現狀

該局水文觀測要素主要有降水量、水位、流量、墑情、蒸發，監測方式如下：

降水量：水文站采用JDZ05翻斗式雨量計、虹吸式雨量計和標準式雨量計；基本雨量站和雨量遙測站采用JDZ05翻斗式雨量計。

水位：均為浮子式自動水位計、視頻觀讀水位和人工觀讀直立式水尺。

流量：水文站位駐站采用纜道流速儀和ADCP進行測流；巡測站采用巡測方式進行測流。墑情：自動墑情站自動觀測，移動墑情站定點定時巡測。蒸發：采用E601蒸發皿人工駐站觀測。

2 巡測條件與要求

根據舞陽水文局實際情況和任務書要求，巡測站和墑情站已經實行巡測，現需對降水量、水位、流量進行研究與分析，是否滿足巡測要求，結合水利部頒布的《水文巡測規范》巡測條件和應滿足以下規定：

2.1 降水量水位巡測條件

實行巡測的水文測站，水位、降水量觀測應采用自動監測。

2.2 流量巡測條件

流量實行巡測，應符合下列條件之一：①水位流量關系呈單一線，或水力因素與流量或流量系數的關系呈一條或一簇關系線，或者經過單值化處理后水位流量關系線（或推流關系線）呈單一線，流量定線達到本標準規定的允許誤差。②枯水期采用定期測流者。③水位流量關系不呈單一線的測站，當距離巡測基地較近，具備交通、通信條件，能按水情變化及時施測流量者。

3 測站控制條件及變化分析

3.1 何口水文站控制條件及變化分析

測驗河段基本順直，河床穩定，組成為細沙、黏土，屬窄深河道，兩岸灘地較窄，離大堤約10m有少量農作物種植。基本水尺斷面上、下游50m為混凝土護坡，上、下游80m處各有彎道，中高水對測驗有影響；受澧河上游孤石灘水庫和甘江河上游燕山水庫影響，低水測驗河段有大量水草，對測驗也有影響。通過對2015-2021年7a大斷面進行分析，7a大斷面主槽部分（起點距40.00 ～85.00m）有反復的輕微沖淤變化，該站大斷面相對穩定，年際間沖淤變化不大。

3.2 馬灣水文站控制條件及變化分析

測驗河段基本順直，河床穩定，兩岸為人工護坡，上游300m處有一彎道，彎道右側是馬灣進水閘；下游275m是馬灣攔河閘；受上游彎道影響，中高水時右岸有回流。基本水尺斷面右岸采用混凝土護坡。通過對2015-2021年7a大斷面進行分析，馬灣水文站測流斷面近，7年基本穩定，年際間沖淤變化很小。馬灣電站測驗斷面為人工開挖引水渠，河床為混凝土襯砌，略有彎曲，由于電站人工整治混凝土硬化河道，斷面近幾年無變化。

4 各要素巡測測驗方案及分析

4.1 降水量主要測驗方案及分析

該局降水量主要觀測方案為：人工標準雨量計、虹吸式自記雨量計、JDZ05翻斗式雨量計觀測降水量。根據水利部頒發的《水文自動測報系統技術規范》，遙測數據合格標準為：遙測日雨量誤差≤人工觀測日雨量的±10%，30mm以下降雨量為±3.00mm，汛期7-9月人工與遙測對比分析詳見表1。

根據表1分析，2021年7-9月馬灣、何口水文站遙測雨量與人工雨量對比包含了各種降雨強度，經過對比分析，JDZ05翻斗式雨量計遙測雨量誤差在規范規定范圍內，符合規范要求，實現了自動監測，可以實行巡測。

表1 舞陽水文局雨量站遙測雨量與人工雨量對比表

4.2 水位主要測驗方案及分析

該局水位觀測方案為人工觀讀直立式水尺、浮子式自記水位計自記和視頻觀讀水尺。根據水利部頒發的《水文自動測報系統技術規范》，遙測數據合格標準為：遙測水位誤差與人工觀測水位誤差±2cm，2021年6-8月人工與遙測對比分析詳見表2。

表2 舞陽水文局水文站遙測水位與人工水位對比表

根據表2分析，2021年6-8月經過對馬灣、何口水文站遙測水位與人工水位對比分析，浮子式水位計遙測水位誤差在規范規定范圍內，符合規范要求，實現了自動監測，可以實行巡測。

4.3 流量測驗方案及分析

4.3.1 馬灣水文站流量測驗方案及分析

該站測站控制屬于河槽控制，由于該站為閘壩站，測流采用纜道，駐站采用纜道流速儀和ADCP進行測流，推流采用水力學因素法進行，通過2021年46次實測流量測驗，高、中、低水均有良好控制，暢流期水力學因素法關系曲線為單一線，根據沙河馬灣水文站e/hu～M（其中e：閘門開高、hu有效水頭，閘上水位與閘底板高程之差、M為流量系數正因素關系曲線檢驗計算表可得，最大相對誤差高水為5.18%、中水為6.35%、低水為3.16%），根據《水文資料整編規范》要求，該站為二類精度水文站，該站高中低水相對誤差允許范圍分別為6%、8%、12%；隨機不確定度為6.00%，規范要求為12%，關系曲線三線檢驗見表3、關系曲線圖見圖1。

根據表3和圖1分析，馬灣水文站采用水工建筑物水力學因素法進行推流，經過2021年三次較大洪水，對水力學因素法曲線進行綜合點繪，曲線穩定，符合測站特性，該曲線滿足相對誤差、隨機不確定度和三線檢驗要求，可以進行巡測，當閘門變化時及時進行測流校核曲線。

圖1 沙河馬灣水文站e/hu～M校正因素關系曲線圖

表3 沙河馬灣水文站e/hu～M校正因素關系曲線檢驗計算表

4.3.2 何口水文站流量測驗方案及分析

該站測站控制屬于河槽控制，測流采用纜道駐站采用纜道流速儀和ADCP進行測流，推流采用臨時曲線法和連實測流量過程線，通過近幾年水位流量關系曲線分析，中高水控制較好，暢流期水力學關系曲線為單一線，低水或枯水期由于受上游燕山水庫、孤石灘水庫和下游漯河節制閘影響，河道內水草生長嚴重，測流困難，關系紊亂，采用連實測流量過程線推流，根據澧河何口站水位～流量關系曲線檢驗計算表可得，最大相對誤差高水5.16%、中水6.82%，根據《水文資料整編規范》要求，該站為二類精度水文站，該站高中水相對誤差允許范圍分別為6%、8%；隨機不確定度為8.20%，規范要求為12%，關系曲線三線檢驗見表4、關系曲線圖見圖2。

圖2 澧河何口水文站水位流量關系曲線圖

據圖2和表4分析，何口水文站經過2020年、2021年水位流量關系點繪，汛期中高水可以采用單一線推流，該曲線滿足相對誤差、隨機不確定度和三線檢驗要求，可以進行巡測，根據《水文巡測規范要求》流量測驗次數的布置要求，采用當年資料定線的，每年可測7～15次，對曲線進行修正檢驗；低水或非汛期水位流量關系無規律，不呈單一曲線關系，由于該站離舞陽水文局16.30 km2、距漯河水文局32.20 km2，漯河市屬于平原地區，交通、通信條件方便，視水情變化定期5-10d進行測流，連實測流量過程線進行推流，滿足枯水期采用定期測流者；水位流量關系不呈單一線的測站，當距離巡測基地較近，具備交通、通信條件，能按水情變化及時施測流量，故何口站可以實行巡測。

表4 澧河何口站水位～流量關系曲線檢驗計算表

5 存在問題及建議

自記雨量計采用的是分辨率0.50mm的翻斗式雨量計，不能滿足整編基本水文站摘錄表1的要求，建議基本水文站更換為分辨率0.10mm的雙翻斗雨量計，遙測雨量站繼續使用0.50mm的翻斗式雨量計；冬天下雪，自記雨量計不能使用，建議增加一套雨雪量計，可以實現全天候進行自動降水量觀測。

蒸發由于一直采用的E601蒸發皿人工進行觀測，不能滿足巡測自動監測的要求，現在還需要每天固定一名職工進行觀測，建議更換為自動蒸發皿。

由于舞陽水文局觀測水位自記均為浮子式水位計，該水位計經分析水位穩定，但是容易受漲水泥沙沉積影響，建議每次較大洪水后，及時對自記水位井進行沖淤，保證其準確度。

提高應急監測能力。該局職工對現有水文站水文測驗掌握熟練，當本站現有水文設備出現故障時或特殊水情時，需應急監測，技術人員缺乏相關應急監測知識的掌握和實踐，對特殊水情的應對能力欠缺，需對職工進行培訓，配備先進的水文儀器，提高應急監測能力。