讨赖河嘉峪关水文站测验方式变化浅析

杨　兵，张昌顺，张百祖（甘肃省酒泉水文水资源勘测局，甘肃　酒泉　735100）

讨赖河嘉峪关水文站测验方式变化浅析

杨兵，张昌顺，张百祖
（甘肃省酒泉水文水资源勘测局，甘肃酒泉735100）

水利涉水工程影响河流自然流态，分析嘉峪关站各断面的水量利用情况并简化测站测验工作；需实验分析泥沙测验精度及涉水工程的影响程度；加强上下游测站间的区间汇流调查分析，利用上游水位站的远传信息的时效性充分发挥测站报汛的可靠性及有效程度。

讨赖河；涉水工程；测站控制；改变方向

讨赖河流域地处河西走廊中部，属黑河水系一级支流。地理位置介于东经97°22′46″～99°27′11″，北纬38° 24′16″～40°56′08″之间，涉及青海省祁连县、甘肃省张掖市的肃南县、高台县，酒泉市的肃州区、金塔县以及嘉峪关市，流域总面积2.814×104km2。

讨赖河发源于祁连山讨赖南山东段，河源处有冰川380条，冰川面积136.67 km2，储冰量43.039×108m3，冰川融水量0.7403×108m3，占河流多年平均径流量的11.9%。上游山区地势陡峻，水流湍急，河床为砂砾石，渗漏大，至冰沟出山后流向东北，是以降水、冰雪消融及地下水补给多补给型的内陆河流。

一、水文站网监测的变迁

甘肃水文局1948年在讨赖河出山口冰沟设立冰沟水文站（集水面积6 883km2），收集1948-2001年54年连续系列资料。据实测资料，冰沟水文站多年平均流量20.2 m3/s，多年平均径流量6.370×108m3，实测1952年7月28日最大洪峰流量1 120 m3/s。

受2001年修建水利工程的影响，冰沟水文站失去测站控制条件，故2002年下迁至嘉峪关火车站处设立嘉峪关水文站（集水面积7 095km2）观测至今，嘉峪关水文站多年平均流量16.5 m3/s，多年平均径流量5.203×108m3。

为充分发挥水文报汛任务，甘肃水文局2014年在讨赖河上游镜铁山河段增加设立水位观测站，经调试校准，2015年正式投入使用。

二、水文站网断面控制

嘉峪关站测验控制河段受水利工程影响显著，根据测站特性共设立7个水文测验断面，包括3个渠道断面、3个堰闸孔流断面和1个溢流坝过水断面。各断面需使用水工建筑物的相应水力学公式推求断面流量。

其中堰闸孔流断面推流公式复杂，需要收集的计算参数多而且各参数变化频繁，须随时依据各参数变化情况加测收集各参数值，汛期时需要日夜长时间驻守在断面处施测，最高日观测段次65次，在现有水文站条件下，测站职工日常工作任务繁重、工作压力大，严重制约了水文站的发展。

三、水利工程对水文要素的影响

嘉峪关水文站控制集水面积内，讨赖河自上而下沿程修建三道弯梯级电站、冰沟梯级电站，讨赖河渠首南、北干渠引水枢纽等涉水水利工程。

水利工程的兴建使河流的自然变化规律发生改变，水文站监测断面处来水量受上游水利工程截畜影响显著，上下游水利工程的联合调度等人为作用使河道内水量变化呈现阶梯状变化，据实测水文资料分析，洪峰峰型由自然形态下的“尖瘦型”向“矮胖型”变化，削峰作用显著。

针对讨赖河河流特性，各水利工程在修建的过程中均修建了排沙设施，上述水利设施在发挥其功能的同时，严重改变了河道原有含沙量、输沙率的变化过程及水文规律，甚至出现有悖于水文规律的人为沙峰，对测站的正常测验工作增加了难度。

各涉水工程的修建影响河道自然形态下水文要素的同时，但其产生的效益为国民经济的发展带来巨大的贡献，并且其削峰减洪的影响相应的减轻了下游河道的防洪形势，在河道防汛方面起到积极的作用。这也是各水利工程得到社会广泛认可的重要体现。

由于水利工程对讨赖河的各项水文要素不同程度的影响，传统的水文工作已部分失去了其施测的意义（比如防洪方面提供的水情信息的效果有时还不如上游电站提供的水情信息有效）。应采取相应的针对措施，上述各方面的影响，使水文站的工作

四、针对现状采取的举措

现有水文测验方法是针对嘉峪关水文站测验断面比较合理的测验方法，如从资料使用要求出发，论证不同河流、不同站类、不同项目的“要求精度”及实际条件可能达到的精度，应具体分析测验中各个环节的误差及其传播的组成，优选最为经济合理的工作方案并提出以下水文站现阶段测站控制方面的解决办法。

（一）加强与水利部门沟通交流

水利部门修建涉水工程时参照的设计标准均以水文部门收集的实测资料为依据，水工涉水建筑的正常运行及收益高低与河流的各水文要素密切相关，水利部门的长期高效的发展均离不开水文的支撑。

同样，水文工作的长远发展亦需要水利部门的支持，嘉峪关水文站监测断面有3处为人工渠道断面，可以根据水利部门所设渠道的作用及发挥功效的方面考虑，以此简化水文测验任务，比如嘉峪关（南干）渠道功效主要是向下游灌区输水；嘉峪关（大草滩）渠道功效主要为企业输送工业用水，而水利部门对每年的输水任务都有详尽的计划（包括输水时段及输水量），可以通过沟通交流对测验工作进行简化甚至委托水利部门对水量进行监测，以简化水文测验工作。

（二）深入研究对水文要素的影响程度

涉水工程的修建及运行影响河道的自然形态，有的涉水工程甚至使水文站的长系列资料呈现不连续的情况。嘉峪关水文站是国家级重要报汛站，也是一类精度控制站，测站控制集水面积上游所修建的各涉水工程对测站的断面控制产生一定程度的影响，测验断面受水利工程的影响，无法进行断面输沙率测验，采用经验系数用单位含沙量换算断面平均含沙量，并且水利工程截蓄水过程出现悬移质含沙量沉降等影响，使单位含沙量的测验精度受到一定程度的影响。

这些影响及误差虽然存在，但各水文要素的影响程度缺乏有效的实验数据及理论分析，应开展水流规律的研究，要探索水位、闸门开高、泥沙等因素在断面上、河段上的分布和水流、泥沙的运动规律，为测验部署、资料分析等提供依据。

（三）充分发挥上游水位站的辅助监测职能

水文站另一重要的职能就是水情报汛工作，在水文全面发展的今天，部分水文要素资料系列的收集已经达到各项工程设计所需的要求，并且随着国家对防汛重视程度的加大，水文报汛的重要性已得到各地方行政部门的认可和重视，报汛工作已演变成为水文测站的主要职能。就针对嘉峪关水文站的实际情况而言，由于测站紧邻嘉峪关市区，测站的地理位置靠近保护区，测站报汛为保护下游防护区的重要性受到影响。

讨赖河上游镜铁山水位站测站控制良好，采用远传式雷达水位计记录并报送水位数据，在经过调试校准后应该充分发挥水位站功效，通过接收远传信号以通用的格式将水情信息向地方行政部门报送时效前置、数据有效可靠的河道汛情信息，为地方政府在防汛决策过程争取有效时间和发挥尖兵的角色。

新仪器的投入使用对水文职工也带来了新的任务和要求，需要加强新仪器正常应用及保养维护工作，通过培训相关业务知识，熟练掌握新仪器设备的工作原理及工作状态，为汛期报汛工作的顺畅进行提供技术支撑。

（四）加强区间汇流调查分析

为进一步提高上游水位站的工作效能，研究考察测站区间沟道汇流影响，进行讨赖河镜铁山河段至嘉峪关水文站测验河段区间沟道汇流的调查分析，将上下游测站施测流量进行对比分析，通过水文学原理分析率定区间汇流流量汇流系数，完善上游水位站的功效，在水文监测工作中使其发挥更加重要的作用。

五、总结

通过分析嘉峪关水文站测验现状及断面涉水工程对水文要素的影响关系，利用新技术及方法减少水位、流量测验任务的同时，提出测验工作应通过对比实验进一步研究分析涉水工程对泥沙等水文因素的影响程度。掌握和应用新技术使上游镜铁山水位站充分发挥其在防汛及实验研究等多方面的作用，为嘉峪关水文站今后的工作重心提出了建议，水文工作更好的服务于国民经济建设的过程当中。

［1］缪韧.水文学原理［M］.北京：中国水利水电出版社，2007.

［2］陈文，李海林.甘肃水文改革发展初探［J］.甘肃水利，2011，（06）.

（编辑：刘国华）

TV544

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1673-9019（2016）16-0045-02

2016-06-06

杨兵（1971-），女，甘肃酒泉人，工程师，主要从事水文测验和水情报汛工作。