甘肃省中小河流新建水文站测验设施的方案设计

陈 妍

(河南黄河水文勘测设计院，郑州450002)

水文监测系统作为其中重要的非工程措施，在历年来的防洪减灾、水资源管理与保护等方面具有显著的作用，为保障人民群众生命财产安全、经济社会可持续发展作出了重大贡献。然而，随着经济社会的快速发展，现有的防洪减灾体系仍存在一些薄弱环节，特别是中小河流水文监测系统尚未建立，全省绝大多数中小河流存在各类水文站点密度过低，控制率不足，水文信息的采集、传输、处理手段落后等问题，很难满足中小河流防洪减灾对水文信息的基本需求，一旦遇到较大洪水就险情频出，灾害频发。为此，尽快完善防洪非工程措施，加强水文测站站网及基础设施建设，密切监控河流汛情，提高水文监测能力和预报精度，成为甘肃水文工作的重要战略任务之一。在水文站建设初期，对中小河流新建水文站测验设施进行科学、合理的方案设计尤其重要。

1 工程概况

甘肃境内乌鞘岭和西秦岭将全省分3个流域，乌鞘岭以西为内陆河流域，乌鞘岭以东及西秦岭以北属黄河流域，西秦岭以南归长江流域。甘肃省河流水系主要分属黄河、长江、内陆河3个流域、10个水系。黄河流域大部分水系的洪水发生在6—9月，黄河干流、洮河洪水量大、持续时间长，其它河流洪水多为暴涨暴落，对水利工程及沿岸工农业生产危害很大。黄河流域暴雨洪水以短历时局地性暴雨洪水为主，具有很大的随机性、突发性和危害性。根据《总体规划》的框架内容和甘肃省中小河流治理对水文信息的基本需求，为全面提高甘肃省中小河流水文监测预警水平。甘肃省中小河流水文监测系统的主要建设任务水文站70处(新建40处、改建30处)，水位站168处(新建)，雨量站477处(新建147处、改建330处)，省水文信息中心1处(改建)，水文信息分中心18处(新建9处、改建9处)，水文巡测基地14处(新建7处、改建7处)，省级应急机动测验队1处(新建)，176条中小河流的预警预报服务软件(新建)。

2 项目建设必要性与可行性

特殊的地质环境条件，决定了甘肃省地质灾害多发的状况。近几十年来，随着人类活动的不断加剧，甘肃省已成为我国水文地质灾害重灾区之一。据估算，自20世纪90年代以来，全省仅局部暴雨、滑坡、泥石流和水土流失造成的经济损失(包括直接和间接)平均每年达6～8亿元，且水文地质灾害明显有日趋严重之势。尤其是近年来，极端灾害性天气突发多发，洪旱灾害造成的危害愈来愈重，不仅对基础设施造成毁灭性破坏，而且给人民群众生命财产带来重大损失。实施中小河流新建水文站水文监测设施建设，能够通过提高水文监测能力与水情信息传输水平，促进水文信息化和水利现代化建设，培养水文监测自动化、信息化人才，进而有效提升水文服务社会的能力。这不仅是地方经济社会发展对水文提出的需要，也是水文自身发展的需要，更是人民群众生命财产安全保障的需要。

3 方案设计

3.1 站网建设应该遵循的原则

本实施方案的建设任务主要是新建水文站11处，内容包括测验河段基础设施、水位观测设施、流量测验设施、附属设施及仪器设备配置等。为保证水文站测验设施建设项目的顺利实施，站网建设必须遵循急用优先、统筹兼顾、避免重复、实用可靠、技术先进性，以及经济合理性等原则。

3.2 建设标准

根据相关规定，结合甘肃省中小河流水文站的具体情况，确定水文站设施建设应分别满足防洪标准和测洪标准。当出现防洪标准相应洪水时，应能保证设施设备、建筑物不被淹没、冲毁，人身安全有保障。当发生测洪标准相应洪水时，水文设施设备能正常运行，测站测报工作能正常开展［1］。根据水文测站级别划分原则和本次中小河流水文站的重要性，水文站的防洪、测洪建设标准见表1。

表1 水文站防洪测洪标准表

3.3 仪器设备选型设计

中小河流水文监测系统仪器设备的数据传输处理及资料整编应实现全国统一的水文数据业务模式。中小河流水文监测系统建设选用的仪器设备，其数据上传应遵循《水文监测数据通讯规约》(编制中)，水文监测系统建设应充分利用水文行业主管部门采用的水文测验管理公共数据平台，水文数据、应急信息、图像视频等数据的接收处理应在同一公共数据平台进行。选用的仪器设备应具有检测报告或鉴定证书;仪器设备在发送观测要素实时数据的同时，应能够传送资料整编用密集数据，并可以通过水文测验管理公共数据平台业务处理软件直接生成符合水文资料整编程序和数据入库格式要求的数据文件。仪器设备实时数据发送项目应包括数据所属单位、站名、设备编号、数据值、数据值对应时钟、设备温度、供电电压等;为保证水文数据及时准确的采集传输，系统建设中应增加网络数据服务和业务数据服务的要求，并充分把握设备系统集成、运行维护的简易和方便，从而减轻水文系统因站网扩充，设备数量增加和数据处理任务繁重带来的工作困难和负担;测验仪器设备应具备数据召测功能，包括实时数据的召测和资料整编用密集数据的补召。仪器设备工作参数修改应通过远程操作完成，设置完成应回复操作者确认信息。仪器设备尺寸应尽量小，设备功耗要尽量低，易于隐蔽式安装;所有仪器设备均应尽量使用太阳能补充的直流供电，避免通过电网感应雷电，造成仪器设备的损坏。数据平台应能随时随地供水文测验管理人员和测验实施人员查询到本地设备发送的数据和设备的工作状况信息。

3.4 施工组织与管理

本实施方案各单项工程建设位置分散，距离较远，并且在建设内容以及交通、气候、水文、地质等条件方面也存在一定差异，统一组织建设难度较大，应以水文站为基本建设单元，每个工程项目作为一个综合的单项工程，分项组织实施。各单项工程建设主要包括水位、流量信息采集、传输基础设施建设及设备购置等，应选择有水文设施工程施工资质或施工经验的施工单位施工。整个工程建设应以水位观测设施、流量测验设施、生产业务用房建设为中心开展组织施工。项目实施过程中将严格按照建设项目“法人责任制、招投标制、建设监理制、合同管理制”四项制度要求;严格控制工程质量与工程进度，加强投资计划和施工管理，确保投资效益和工程质量。

3.5 效益分析

水文作为公益性行业，其发展将带来巨大的社会效益。将为甘肃省防汛减灾、水资源开发和配置、生态环境保护提供及时的、可靠的水文信息和专业服务，满足新时期水文工作的要求，达到为社会可持续发展提供全方位服务的目的。系统建成后，能够为防汛减灾提供及时、准确的水文情报，水文测站和中心水文站的功能得到了提升，将全面提高防汛减灾指挥决策的科学性、合理性，为地区经济建设提供有力的保障，减少因洪水灾害造成的损失。此外，系统建成后可产生巨大的社会效益和经济效益。

［1］刘东生，陈守荣，李海源，等，长江水文测验方式方法创新方案设计［J］.水文，2011(12):56-59.