西藏高寒峡谷堰塞湖水文应急监测思考

洛珠尼玛 次旦多杰 小巴桑 白玛旺堆

摘要：目前，西藏水文应急监测组织机构不健全，水文应急监测能力亟待提高。雅鲁藏布江和金沙江出现堰塞湖可能性极大，需要建设具有较强能力的西藏水文应急监测队伍。基于对监测工作实践的思考，西藏水文应急监测应从加强工作组织机构、狠抓水文应急监测能力建设、大力培养相关技术人才、专门研制适应西藏的水文监测设备等方面着手，进一步提高西藏高寒峡谷堰塞湖水文应急监测能力。确保西藏水文能够更加及时、准确、有效地进行水文应监测工作，从而为西藏地方政府提供可靠的决策依据。

关键词：水文应急监测;堰塞湖;高寒峡谷;西藏

中图法分类号：P338

文献标志码：A

雅鲁藏布江和金沙江等高寒峡谷地带堰塞湖频发，由于堰塞体往往出现在深山峡谷，交通不便，尽管常规水文监测和水下地形测量等技术比较成熟，但由于人员难以或无法到达，只能依靠部队直升飞机勉强冒险到达现场，即便如此，也会因环境恶劣难以顺利开展监测。为此，专门研究特殊环境下能较精确测量堰塞体尺寸，形状、构成，以及与库区水面关系的技术迫在眉睫。笔者在2018年雅鲁藏布江、金沙江两次堰塞湖水文应急监测工作中积累了一定的经验，并对今后类似堰塞湖如何进行水文应急监测进行了思考。以期为今后西藏高寒峡谷出现堰塞湖做水文应急监测工作时提供参考。

1水文应急监测工作现状

堰塞湖水情信息全部由西藏自治区水文局统一收集、分析并提供服务。该局的水文勘测队（局直属科室）主要负责全区水文应急监测工作，各分局的业务科承担各自所属水文应急监测工作。该局负责提供水文应急监测设施设备及信息服务，建立水文应急监测专用仓库，以及配备一定数量的测量设备（各分局没有专用设备）。

2水文应急监测主要工作内容及常用设备

2.1主要工作内容

堰塞湖水文应急监测的主要工作内容包括：①入库水量监测和分析计算;②库区水位实时监测监控;③出库水量的监测和分析计算;堰塞体尺寸、形状、方量测量与分析等;④库区水下地形测量及其库容曲线推求等。

2.2常用水文应急监测设备

（1）水位监测设备。主要有雷达水位计、气泡水位计和压阻式水位计等。其中，压阻式水位计方便安全、精度可靠，是首选设备;气泡水位计不太适合在低气压的西藏使用;雷达水位计架设不方便.适宜性不强。

（2）堰塞体测量设备。主要有GNSS-RTK、全站仪和三维激光扫描仪等。其中，GNSS-RTK适用于人员到达方便、没有强电磁干扰的区域;三维激光扫描仪具有定点架设、车载、无人机和船搭载等作业方式，其中，无人机搭载适用于人员不易或无法到达的区域;全站仪则适用于地形开阔、面积不大、通视条件良好的区域。

（3）库区水下地形图测绘仪器设备。主要有多波束测深仪、ADCP等。其中，多波束测深仪适用于大水深、大面积的区域;ADCP适用于面积不大，水深适中的区域，具有垂向波束的适应性更好。这两种类型的设备均由船舶搭载，对于面积较大的堰塞湖，适宜使用机动船搭载测深设备进行观测;对于面积适中、视线比较开阔的地方，也可使用无人船搭载测深设备进行观测。

3西藏高寒区堰塞湖水文应急监测

一旦出现堰塞湖，要第一时间考虑如何监测和计算入库水量、出库流量并快速推求库容曲线，以便开展库水位和蓄水量预测预报及溃坝洪水演算等。西藏境内堰塞湖灾害多发的河流一般上下游水文站点稀少，往往需要设立临时水文站点。然而堰塞湖多发生在深山峡谷，人员难以到达，水文仪器设施设备在高寒地区适应性差。为此，需要研制性能稳定可靠、运输架设方便、适应高寒地区的先进水文应急监测设备。

3.1水位流量监测

根据实际情况，库区和上下游河流控制站采用不同的水位传感器，通信可采用GPRS和北斗卫星双备份。

（1）水位监测仪器设备。库区水位传感器以压阻式水位计最佳。库区水位涨（降）幅大，人员难以到达水边，架设时仪器设备只能放在离水边几十米，甚至几百米相对安全的较高地势处，压阻式水位计接线按实际需求长度连接的（连接线做成可对接的线段）方式适用性较强。如果上下游干流及其主要支流上已有水文站，應充分利用已有资料加强监测;若无则应设立临时水文（位）站，其水位传感器采用雷达水位计和压阻式水位计较为适宜。

（2）流量监测设备。对于交通方便、容易找到交通桥、流速不太大的地方，可采用ADCP。在流速较大的地方，可采用手持或无人机搭载电波流速仪、雷达在线流量监测（配备桥上测深设备或无人机载测深设备）等。

3.2入出库流量分析计算

堰塞湖上游控制水文站的流量与区间来水量合成为人库径流量。应根据库容曲线，以入库径流量来推算和预测坝前水位变化情况，判断预测湖水过流时间及流量过程，并通过堰塞湖下游控制水文站的流量减去坝体至下游站之间的区间来水量，推算出库流量，还可通过水量平衡方程推算出库流量。

3.3堰塞体测量工作

雅鲁藏布江堰塞体出现位置处于深山峡谷，人员无法到达堰塞体现场，只能借用部队直升飞机巡查现场。同时携带三维激光扫描仪测量坝体的尺寸、形状，并根据直升机上拍摄现场视频和照片目测、判断坝体结构组成等。金沙江堰塞体可采用GNSS-RTK（人员能够到达的地方）和免棱镜全站仪（人员不易到达而距离不超过2 km及通视条件较好的地方）配合使用，也可运用无人机携带三维激光扫描仪或低空遥感等进行测量。

3.4水下地形测绘

水下地形测绘时，一般应运用船只携带多波束测深仪进行测量。类似雅鲁藏布江堰塞湖，经常出现大块山体滑坡坠入堰塞湖中，出现高达几米甚至十几米的涌浪，船只下湖作业时得不到安全保障，无法实测水下地形图。相对雅鲁藏布江堰塞湖，金沙江堰塞湖涌浪较小，安全隐患较低，可采用船只携带多波束测深仪进行水下地形测量。

3.5库容曲线推求

对于能够进行水下地形实测的堰塞湖，可比较准确地绘制出其库容曲线;不然，只能借助高精度的DEM数字高程模型进行堰塞湖库容曲线推算。

西藏高寒堰塞湖往往发生在情况复杂、环境特殊、基础工作薄弱的河段。像雅鲁藏布江、金沙江、澜沧江、怒江等容易或可能出现堰塞湖的河段，预先用高精度的DEM数字高程模型进行库容曲线推算。一旦出现堰塞湖，首先假设坝高并立即推求初步的库容曲线，然后尽快测量堰塞体，可校核推算出更高精度的库容曲线。

4工作组织

西藏自治区水文局应组织成立水文应急监测队，由各业务科室抽取年轻的技术力量组成。各分局相应成立水文应急监测分队。一旦出现堰塞湖，所属分局第一时间赶到现场，开展水文应急监测工作并加强现有站点的测报工作，在有条件的情况下开展坝体、水下地形图测量等工作。自治区水文局立即开展库容曲线的推算和人出库水量的分析计算，收集、整理、分析堰塞湖所有数据，统一分析结果，从唯一出口向各级防汛部门和现场指挥部汇报，制定详细的堰塞湖水文应急监测预测预报方案，立即传送现场执行。同时，组建自治区一级的现场水文应急监测队，立即赶赴现场，在指挥部建立临时水情中心，接收、分析、展示堰塞湖湖区水、雨情，并向指挥部汇报水雨情实况和各种分析成果。洛珠尼玛等西藏高寒峡谷堰塞湖水文应急监测思考

5有关建议

（1）坝体测量技术研究。从该次雅鲁藏布江堰塞湖实际情况看，由于西藏堰塞湖或冰湖地处深山峡谷，现场人员难以或无法到达堰塞体，无法较准确地测量坝体，只能搭载直升机飞临现场盘旋，在空中目测坝体尺寸、形状等。为此，需要专门研制特殊设备，可自动测量坝体尺寸、形状及其组成结构等，并由直升机投掷现场特征地点，实现相对准确地坝体测量。

（2）建设雅鲁藏布江险段视频监控系统。雅鲁藏布江经常出现山体滑坡段和潜在滑坡危险的河段，需要建设卫星视频监控系统，实时监测山体变化、滑坡、河道堵塞等情况。

（3）高性能无人机的应用。此次雅鲁藏布江堰塞湖，人员能够到达的地方距堰塞体有几十千米;2009年出现的堰塞体距人员能够安全到达的地点有几百千米之远。如果有能够安全稳定灵活飞行几百千米的无人机，搭载三维激光扫描仪、低空遥感设备、视频影像设备等，就可较精确地测量堰塞体及其周围的情况。

6结语

（1）西藏堰塞湖具有特殊性。出现堰塞湖的地方往往是深山峡谷，堰塞体现场人员难以实现坝体及周围的测量;由于大块山体垮塌掉人堰塞湖中，频繁出现巨大的涌浪，对堰塞湖周围的人员、建筑等构成极大威胁，尤其是水文监测人员的生命安全面临极大的安全隐患。

（2）大力加强水文应急监测能力建设。西藏自治区水文水资源勘测局应急监测自动测报设备储备太少，技术人员使用不熟练，主要依靠人工观测水位。为此，建议大力推进水文应急监测自动测报系统建设及各类业务系统的应用。加强水文应急监测内业数据分析、人出库水量的分析计算、库容曲线的推算、溃坝洪水计算以及堰塞湖水位变化的预测预报等能力。

（3）进一步加强水文应急监测工作组织。加强自治区一级应急监测队及各分局的水文应急监测分队的建设，建立健全水文应急预案。

（4）大力培養相关技术人才。加强水文情报预报、堰塞湖库容曲线推求、溃坝洪水分析、水情分析等技术的培训，大力培养能够熟练使用水文监测仪器设备及相关业务应用系统和地理信息系统的人才，以提高水文应急监测技术水平。

（5）研制适应高原气候的先进水文仪器设备。在内地应用较好的水文仪器设备，在西藏高寒地区往往出现各种故障，运行不正常。针对内地堰塞湖和西藏堰塞湖的不同特征，需要因地制宜地研制水文仪器设备。对于拟在西藏使用的仪器设备，在内地必须进行模拟西藏高寒地区低温、低压、低湿等情况下的试验研究。

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