两河口水文站水文巡测分析

罗国政　罗秀满

（陕西水文水资源勘测局陕西西安710068）

两河口水文站水文巡测分析

罗国政罗秀满

（陕西水文水资源勘测局陕西西安710068）

水文巡测是中国水文现代化的必然产物，是21世纪水文资料收集的主要手段和方式，是水文基层测站管理体制和水文测验方式的重大改革。随着社会的发展和科学技术的进步，传统驻守于水文站测验断面收集水文资料的方式面临着一些问题。水文站大多远离城镇的现实，使得基层测站职工远离都市文明，日复一日重复着单调的工作和生活，艰苦的生活和工作环境降低了职工生活的幸福指数，他们享受不到社会文明进步成果。本文通过对两河口水文站实测水文资料的分析，探索该站水位流量单值化关系，开展水文巡测，不仅解决了实际问题，而且为类似站提供了可借鉴方法。

水文；单值化；巡测分析

1　概况

两河口水文站位于石泉县两河镇腰道和村，东经108°04′，北纬33°16′，设于1963年10月，是长江流域汉江水水系子午河控制站，集水面积2816km2，距河口30km，上游植被较好。该站多年降水量871mm，径流量11.20亿m3，输沙率34.9万t。洪水来源来源于椒溪河、蒲河、汶水河、堰坪河等支流，洪水峰高量大，历时较长，峰型有单峰、复式峰。沙量受各支流来水量影响。

两河口水文站测验河段基本顺直，呈“V”型河槽，河滩为砂卵石组成，顺直较长，冲淤变化不大。断面以上300m处有一弯道，基上250m处有中型水电站1座，电站汛初排沙，对测验河段河床淤积明显，影响低水流量测验；基下250m处有一弯道，对河床起控制作用设上浮标（兼上比降）断面，基本（浮标中）断面，下浮标（兼下比降），上、下断面间距150m。该站2002年6月9日实测最大水位552.49m流量6510m3/s（浮标法），最大流速6.54m/s（浮标），2002年6月9日实测最大含沙量58.2kg/m3。

两河口水文站开展水位测验项目：水位、流量、泥沙、泥颗、降水。

2　水文巡测必要性

“巡测”这个词来源于上世纪80年代末、90年代初，它是水文测量的一种方式，是相对“驻测”提出来的。其定义就是：水文专业人员以巡回流动的方式定期或不定期地对一个地区或流域内各个观测点的流量等水文要素所进行的观测作业。它改变了传统驻测方式中人员长期驻守于偏远测站的问题。让一线的水文人进城，解决了人员自身发展和家庭建设的问题，体现了“以人为本”的重要思想。天然河道的水文测验河段易受断面冲淤、洪水涨落、变动回水等综合因素影响，致水位流量关系复杂，从而增加流量测验难度。鉴于此，传统的水文巡测工作是基于基本水文站点多年测验工作的基础上，需选用合适的分析方法，在测站水位流量关系呈单一线的情况下无需监测洪水的过程而制定的测验方法。近年来水文测验技术、水文测验设备的快速发展，水位、雨量的遥测方式已十分成熟，流量测验的方式方法也更加多样化堰闸推流、ADCP、电波流速仪等仪器用于流量测验，这使得巡测方式方法得到了相应的拓展。两河口站由于位置偏僻，距城镇较远，职工不愿意去，多年测站人员不能满编，多数时间为一人值守，所以两河口水文站开展水文巡测显得极为必要。

3　两河口水文站流量单值化分析

3.1分析资料选用

本次分析采用2010年～2015年共6年资料，10份实测大断面资料，576份实测流量资料，相应各年洪峰分别为2860m3/s、2270m3/s、1960m3/s、1350m3/s、1390m3/s、3980m3/s

3.2两河口站测验断面情况

两河口水文站测验断面相对稳定，河床由砂卵石组成，冲淤变化不大，见图1。当河流涨水Q峰＞3000 m3/s，断面有冲淤相对较大，如2015年大断面图；当河流涨水2000m3/s＜Q峰＜3000m3/s，断面冲淤相对较小，如2010年～2012年大断面图；当河流涨水Q峰＜2000m3/s，断面冲淤相对甚微，基本没变化，如2011年～2015年断面图。基本断面上250m有水电站汛前偶然排沙，测验断面短时间淤积，主槽淤高最大可达2m，影响低水测验，从2010年3月26日大断面图可知，但当河流来水Q＞100m3/s时，淤沙被冲走，测验断面逐渐恢复常态。

图1　两河口水文站大断面图

3.3两河口站水位～流量关系分析

两河口水文站河床比降较大，流态呈急流，不受涨落率影响，该测验断面下游没有建设水工建筑物，也不受变动回水影响。本站水位流量Z～Q关系线在中、高水较稳定，低水、枯水河床冲淤左右摆动，但幅度不是很大。

图2　两河口水文站水位流量关系

（1）当河流涨水Q峰＞3000m3/s，断面冲淤相对较大，高水Z～Q关系线基本稳定。Q＞500m3/s单一曲线；Q＜500 m3/s，受断面冲淤影响，Z～Q关系线峰前、峰后两条线，但摆幅约10%～15%，见图3。

（2）当河流涨水2000m3/s＜Q峰＜3000m3/s，断面冲淤相对较小，中、高水Z～Q关系基本稳定，Q＞100m3/s单一曲线。低水受河床涨冲落淤影响，Q＜100m3/s，Z～Q关系线散乱，可概化峰前、峰后两条线（峰指当年最大洪峰，以下同意），见图4，2010年两河口Q=0-100 Z-Q。2011年峰前涨水段Z-Q关系线和2010年峰后落水段Z-Q关系线重合；2011年峰后落水段Z-Q关系线和2012年峰前涨水段Z-Q关系线基本重合，见图4，2010年～2012年两河口Q=0-100 Z-Q。

（3）当河流涨水Q峰＜2000m3/s，断面冲淤相对甚微，高、中、低水Z～Q关系基本稳定，可概化单一曲线，2015年峰前涨水段Z～Q关系与2014年Z～Q关系基本重合，见图5。

（4）经过分析，在不受电站排沙影响，该站当年峰前Z～Q关系线与前年峰后Z～Q关系线基本重合。

（5）本站基本断面上游250m（上比降断面处）电站，汛前偶有排沙现象，测流断面主槽短时淤高可达2m，致使Z～Q散乱，无法定线。但若河道来水Q＞100m3/s时，断面淤沙会被冲刷，断面逐渐恢复到原来状态，Z～Q关系线回归常态。

图3　两河口水文站分级水位～流量关系线

图4　两河口水文站分线水位～流量关系线

图5　两河口水文站分级水位～流量关系曲线

4　两河口站水文巡测方案

4.1流量巡测方案

（1）综合Z～Q曲线确定：参照历年综合线趋势，根据前一年落水峰后实测点子制定当年综合Z～Q关系曲线。

（2）峰前涨水段Q＜100m3/s，根据水位级布点，每年实测不少于5个测点；峰后落水段Q＜500m3/s，根据水位级布点，每年实测不少于10个测点；Q＞500m3/s，峰前、峰后按水位级实测3～5个测点。

（3）峰前涨水段推流，Q＞100m3/s根据年初制定的Z～Q综合曲线推流，Q＜100m3/s参照年初制定综合曲线趋势，依据实测点子定线推流；峰后落水段推流，Q＞500m3/s根据年初制定的Z～Q综合曲线推流，Q＜500m3/s参照年初制定综合曲线趋势，依据当年实测点子定线推流。

（4）校正Z～Q综合曲线，根据当年峰后落水实测流量点子，对年初制定的综合曲线进行校正，作为当年峰后落水段Z～Q关系线进行推流，并将此校正后关系线确定为来年峰前涨水段综合Z～Q关系曲线。

（5）保持和电站沟通，电站排沙期间加大测次，待测验断面恢复常态后执行上方案。

4.2其余项目巡测方案

水位、雨量遥测方式已十分成熟，可实行遥测。泥沙项目自动观测技术目前还不成熟，暂时尚需人工测验。测站只需要安排或雇佣当地一人值守，汛期根据水位变化进行单沙采样，巡测时基地人员集中泥沙处理分析。基地人员密切注意气象、水清信息，依据遥测水情信息适时开展水文流量、输沙率巡测。

5　效果

两河口站原来每年施测100余次流量资料，巡测后减少到20余次，且无需监测洪水的过程，大大减轻测站人员劳动强度。水位、雨量实行遥测，测站只需要安排或雇佣当地一人值守，根据水位变化取单沙即可，将原来编制5人减少到驻站1人，其余站员回基地进行室内作业。陕西水利

（责任编辑：王剑）

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