安阳河口水文测站选址论证

2016-11-08吴晓楷

海河水利 2016年5期

关键词：安阳河口测站

吴晓楷

（漳卫南运河管理局水文处，山东德州253009）

安阳河口水文测站选址论证

吴晓楷

（漳卫南运河管理局水文处，山东德州253009）

为完善漳卫南局水文站网，根据漳卫南运河流域现状和漳卫南局水文有关规划，基于漳卫南局落实最严格水资源管理制度实施方案的要求，提出安阳河口李大晁水文测站选址论证意见，为水文测站设立与建设提供了决策依据。

漳卫南运河；水文站网；水文测站；选址论证

卫河是海河流域漳卫南运河水系的重要支流，发源于河南省辉县市，先后纳左岸的大沙河、峪河、沧河、思德河、淇河、汤河、安阳河等10余条支流，于河北省馆陶县徐万仓与漳河交汇。安阳河为卫河豫北地区的主要支流，发源于林州市的黄花寺，于内黄县李大晁汇入卫河，全长164 km，流域面积1 920 km2，在卫河防洪和水资源管理中具有重要地位。

1　流域概况

1.1气象水文

安阳河地处太行山迎风坡，暴雨频次多、量级大，源短流急，洪水异常迅猛，可产生1 000m3/s以上的洪峰流量，洪水来源及特性使之成为漳卫南运河防洪安全的重点和难点。

1.2防洪能力

根据《海河流域防洪规划》，漳卫南运河设计防洪标准为50年一遇，卫河设计防洪能力为淇门—老观嘴400m3/s、老观嘴—浚内沟口2 000m3/s、浚内沟口—安阳河口2 000 m3/s、安阳河口—徐万仓2 500 m3/s。其中，安阳河发生20年一遇设计洪水时，小南海、彰武两库联合运用并经崔家桥滞洪区自然滞蓄后，下游河道泄量不超过600m3/s。安阳河在高平出山后，折向东流经孝民屯，于安阳市与京广铁路相交，又经柴村、冯宿、豆公，于内黄县李大晁汇入卫河。孝民屯以上洪水不出槽，孝民屯以下河槽逐渐变浅而窄，比降由陡变缓，两岸始有堤防。安阳河至柴村附近泄量超过250m3/s时，洪水则向北漫溢入崔家桥滞洪区。

1.3区域地质

安阳河口位于河南省内黄县李大晁村，卫河左岸桩号101+300处。根据《卫河干流（淇门—徐万仓）治理工程可行性研究报告》，其地质情况如下：卫河左岸桩号95+000—128+500，区域地震基本烈度Ⅶ度，主要土质类型为粉质壤土、粉质黏土、粉质沙壤土及粉细砂。其中，粉质壤土多分布于堤基下部，部分分布于堤基上部，较为连续，是堤基土的主要类型；粉质黏土多分布于堤基上部，不连续；粉质沙壤土分布较连续；粉细砂以透镜体形式分布于堤基中下部。

2　设立水文测站的必要性和可行性分析

2.1水文站网现状

卫河干流合河至徐万仓段有合河、汲县、淇门、五陵、元村集水文站及龙王庙水位站。漳卫南局管辖范围内左岸有汤河、安阳河两大支流汇入，安阳河干流设有安阳水文站。卫河流域水文站网布设状况，如图1所示。

2.2设立水文测站的必要性

卫河是一条跨省河流，两岸涉及山西、河南、河北和山东四省，农田灌溉发达且历史悠久。根据水文资料统计，2006—2010年元村集站平均天然年径流量为7.63亿m3，地表水供水量为5.88亿m3，地表水开发利用程度达到77.1%。安阳河干流的安阳水文站位于河南省安阳市北关区安家庄，距离河口51 km，控制面积1 484km2。安阳水文站以下流域面积436 km2。根据历年水文资料统计，安阳水文站1954—1991年多年平均流量为10.1 m3/s，径流量为3.2亿m3；2006—2012年多年平均流量为4.56m3/s，径流量为1.4亿m3。目前，安阳水文站下游有郭盆闸、豆公闸、豆公新河闸等拦河闸，入卫河口门没有控制水文测站，难以满足防汛调度和落实最严格水资源管理制度的需要。

图1　卫河流域水文站网布设状况

2016年7月18—20日，卫河流域出现强降雨过程，局部特大暴雨，安阳河出现了一次洪水过程。根据安阳水文站报汛资料，7月19日19时30分流量为21.4m3/s，20时陡涨为551m3/s，21时为960m3/s，23时30分出现洪峰流量为1 570m3/s。据有关报道，20日安阳河出现2 100m3/s洪峰流量，启用了崔家桥滞洪区滞蓄消减洪水。漳卫南局于7月21日赶赴安阳河入卫河口上游的洹河桥，采用ADCP法施测安阳河入卫河流量，21日16时5分实测流量为130.34m3/s，22日8时20分实测流量为140.30 m3/s。由此可见，以安阳水文站的水文信息资料分析安阳河入卫河水量情况，存在很大差异。为满足流域水资源调查评价、开发利用、合理配置需要和提高防洪安全保障能力，在安阳河入卫河口门设置水文测站非常必要和迫切。

2.3设立水文测站的可行性

2009年11月，《漳卫南局水文基础设施“十二五”建设规划》提出建设安阳河口水文自动测报站，进一步完善卫河水文站网体系。2013年9月，《漳卫南局水文站网规划》将安阳河口水文测站建设列入规划，对入卫水文要素进行监测，满足防洪减灾及水资源优化配置的需要。2015年，漳卫南局实施落实最严格水资源管理制度项目，编制了《海委漳卫南运河管理局加快落实最严格水资源管理制度实施方案》，提出水资源监测监控能力建设方案，安阳河口水文自动测报系统建设列入实施计划。依据《水文站网规划技术导则》（SL34-2013）、《水资源水量监测技术导则》（SL365-2015），为提高卫河防洪安全保障能力，满足流域水资源调查评价、开发利用、合理配置、水生态环境保护和水资源管理等方面的需要，在安阳河入卫河口布设水文测站监测安阳河口控制断面的水量水质信息、实现安阳河口来水量信息在线监测是可行的。

3　水文测站选址论证

安阳河口水文测站布设的主要目的是满足漳卫南运河流域防洪和水资源管理的需要，测验断面选址应符合《水位观测标准》（GB/T50138-2010）、《河流流量测验规范》（GB50179-1993）、《水资源水量监测技术导则》（SL365-2015）的相关要求。

3.1测验断面选址依据

3.1.1水尺断面布设要求

河道水位站宜选择在河道顺直、河床稳定和水流集中的河段。基本水尺断面宜设在顺直河段中间，并与流向垂直。

3.1.2流量测验河段选择

（1）测验河段应选在石梁、急滩、弯道、卡口和人工堰坝等易形成断面控制的上游河段。其中，石梁、急滩、卡口的上游河段应离开断面控制的距离为河宽度的5倍，或选在河槽的底坡、断面形状、糙率等因素比较稳定和易受河槽沿程阻力作用形成河槽控制的河段。河段内无巨大块石阻水，无巨大旋涡、乱流等现象。

（2）当断面控制和河槽控制位置不同时，应选择断面控制的河段作为测验河段。在几处具有相同控制特性的河段上，应选择水深较大的窄深河段作为测验河段。

（3）测验河段宜顺直、稳定、水流集中，无分流岔流、斜流、回流、死水等现象。顺直河段长度应大于洪水时主河槽宽度的3倍。在平原区河流上，要求河段顺直匀整，全河段应有大体一致的河宽、水深和比降，单式河槽河床上宜无水草丛生。

（4）当测站采用流速仪法以外的其他测流方法时，测验河段的选择应符合下列规定：①比降面积法测流河段，其顺直段应满足比降观测精度所需的长度，两岸斜坡等高线接近平行，水面横比降甚小，纵比降均匀无明显转折点，并必须避开洲、滩、分汊河段和明显的扩散型河段。②量水建筑物测流法的测验河段，其顺直河段长度应大于行近河槽最大水面宽度的5倍。行近槽段内应水流平顺，河槽断面规则，断面内流速分布对称均匀，河床和岸边无乱石、土堆、水草等阻水物。当天然河道达不到以上要求时，必须进行人工整治使其符合量水建筑物测流的水力条件，并应避开陡峻、水流湍急的河段。

3.2安阳河口测验断面比选

3.2.1安阳河口基本情况

安阳河入卫河口门位于河南省内黄县李大晁村、卫河左岸桩号101+300处，上游约175m建有洹河桥，与010乡道相通，与内宝线相联，南距302省道5.16 km，北距S22南林高速公路4.72 km，交通便利。

3.2.2测验断面选址方案

依据相关规范，考虑建设后的运行管理，经现场查勘，安阳河口测验断面选址方案如下：

（1）选址断面1。洹河桥上游河道较顺直，主槽宽约50m，顺直长度约270m，以上有S形弯道。桥上游105～140m河段顺直，左岸边坡平缓，右岸边坡稍陡，两侧树木较少。选址断面1布设于洹河桥上游约130m处右岸（东经114°46′54′、北纬35°59′13′），附近通信信号强度良好，便于施工及设施设备安装与维护。从洹河桥上查看断面及左右岸情况，视线较好，便于日常安全巡查管理。选址断面1实测断面，如图2所示。

图2　选址断面1实测断面

（2）选址断面2。洹河桥上游约270m处河道有S形弯道，弯道上游河道较为顺直，顺直长度约195m，主槽宽约45 m，符合断面控制条件。距桥上游470～575m河段，左岸坡度较平缓，右岸坡度较陡，树木较少。选址断面2布设于洹河桥上游约525m处右岸（东经114°46′41″、北纬35°59′20″），附近通信信号强度良好，便于施工及设施设备安装与维护。从洹河桥上查看断面及左右岸情况，因受河道弯道、两岸高大树木影响，视线阻隔，无法满足日常的安全巡查管理。选址断面2实测断面，如图3所示。

图3　选址断面2实测断面

3.2.3测验断面比选

根据现场查勘取得的河段地形、水力条件，选址断面1、断面2所在河段河床稳定、水流集中，无分流岔流影响。安阳河口以下卫河河道较宽，设计行洪能力为2 500m3/s，选址断面基本不受回流的影响，符合测验断面选择规范要求。其中，选址断面2距离洹河桥较远，设施设备安全运行及日常巡查管理困难；选址断面1在最大限度满足测验断面选取要求的基础上距离洹河桥较近，可兼顾设备运行和日常安全巡查管理需要。

3.2.4结论

安阳河口测验断面布设于选址断面1，断面位于距离洹河桥上游105～140m的顺直河段中间。该测验断面上下游河段顺直、河床稳定、水流集中，无分流岔流影响，交通较为便利，便于设施设备建设及运行维护管理，符合《水位观测标准》（GB/ T50138-2010）、《河流流量测验规范》（GB50179-1993）要求。采用水位、流速自动监测方式，并通过断面整治工程、技术等措施率定水位流量关系，实现在线监测是可行的。建议通过分期实施实现在线监测，并达到测站的防洪标准和测洪标准，按照水文站命名规则为李大晁水文站。