南四湖湖区水位站网高程系统校测分析

朱永广，牛淼，刘猛

（济宁市水文局，山东 济宁 272019）

南四湖湖区水位站网高程系统校测分析

朱永广，牛淼，刘猛

（济宁市水文局，山东 济宁 272019）

为分析查找南四湖湖区各水位站水位不合理现象原因，对湖区水位站网水准系统进行了校测。经分析湖区各站水准点之间高差关系，初步判定二级坝水文站、马口水位站基本水准点下沉，南阳、微山、韩庄三站基本水准点无变动迹象。

南四湖；高程系统；水位站网

近年来，在南四湖水量调度中，湖区部分水位站出现了下游水位高于上游水位的不合理现象，直接影响湖区洪水分析计算以及水量调度决策。分析查找南四湖湖区各水位站水位出现不合理现象原因，成为目前亟待解决的问题。

1 基本情况

1.1 流域水位站网分布

南四湖湖区自上而下布设8处水位、水文站点，辛店、南阳、马口、二级湖闸(上)等4站控制上级湖水位、水量变化过程，二级湖闸（下）、微山、韩庄（微）、韩庄闸(上)等4站控制下级湖水位、水量变化过程。二级湖闸、韩庄闸水利枢纽设立水文站分别监测控制上、下级湖的进出水量。主要入湖河道大运河、洸府河、泗河等9条大中河流，均布设水文站控制入湖水量。

1.2 湖区水准网基本情况

湖区各水文、水位站均按照规范设立基本水准点、校核水准点、参证水准点。根据《水文资料整编规范》（SL247-1999）的要求，校核水准点、参证水准点高程一般由基本水准点引测，水准点的埋设按照国家三等点标准设置，三个水准点形成测站水准点高程自校系统。

各站水位观测资料均为冻结基面高程，每站冻结基面均有与国家二等水准网联测后的56黄海基面、85国家基准的换算关系。各测站基本水准点每10年进行一次与国家水准网的联测，每5年至少进行一次本站基本水准点、校核水准点、参证水准点之间的校测，平时若发现水准点有变动迹象时立即进行校测。每年的汛前、汛后要进行水准点至各断面水尺桩的高程校测，根据校测成果确定各水准点及水尺零点高程的取用，以确保水位观测的准确性。目前各水文站的基本水准点已于2005年与国家三等水准网进行了联测，湖区水位站只对本站基本水准点、校核水准点、参证水准点进行了校测。

1.3 湖区水位不合理状况

经统计并点绘湖区各站2000—2009年逐月平均水位过程线，可以看出，上级湖位于中游的马口站水位最高，位于下游的二级湖闸（闸上）水位次之，位于上游的南阳站水位最低。下级湖各站水位较符合水位分布的一般规律，但二级湖闸（闸下）水位明显高于微山、韩庄（微）两站的水位。

2 水准网高程测量

2.1 外业测量

为初步查找目前水位出现的不合理现象，按照相关规范规定，对湖区各水文站水准点进行了校测，测量采用三等水准测量精度，布设闭合水准线路，测定各站点基本水准点之间的高差。线路布设以二级坝基本水准点“鲁水文080-2”为基准，布设二级坝至马口、南阳，二级坝至微山、韩庄闸各基本水准点四条线路。

测量仪器主要采用S20自动安平水准仪。单站测量技术指标按照三等水准限差要求，各条水准线路均按长途水准要求进行分段施测，每一测段符合三等水准测量精度要求。

水准线路遇有较大水域，水准仪无法跨越时，采用静水面传递高程法。二级湖闸至南阳站水准线路需跨越南阳湖，水面宽度近2000m；二级湖闸至微山岛站水准线路跨越微山湖，水面约600m，跨越两处水面的测量采用了静水面传递高程法进行施测。

2.2 测量精度评定

根据测量成果统计，所有测段及测量线路的精度均达到三等水准测量限差标准要求，各水准线路实测闭合差均在允许范围内，测量成果合格。

二级坝至南阳往返高差不符值为8.0mm，二级湖至马口往返高差不符值为9.0mm，二级湖至微山往返高差不符值为-24.0mm，二级湖至韩庄往返高差不符值为-13.0mm。按照规范规定，各单站测量最大视距均不超过75.0m，前后视距差±2.0m，各测段及测量线路累计视距差± 5.0m，同尺黑红面读数误差均不大于±2.0mm，同站黑红面所测高差之差均不大于±3.0mm。各水准线路测量精度统计见表1。

表1 南四湖湖区各站水准测量精度统计表

表2 南四湖湖区各站水准测量成果统计表

2.3 测量成果及分析

按照二级坝至各水文站水准实测资料，计算二级坝水文站基本水准点“鲁水文080-2”与南阳水位基本水准点“鲁水文158”、马口水位站基本水准点“B.M.”、微山水位站基本水准点“鲁淮45”、韩庄闸站基本水准点“BM1”之间的高差，并分析各站基本水准点原用56黄海高程之差，进行比较。南四湖湖区以二级坝和南阳为准的各站及湖区水准测量成果见表2。

按照规范，所校测的各站基本水准点与二级坝基本水准点的高差，与其原使用高差之差，若大于允许不符值可初步判定为水准点有变动迹象。表2中，各站水准测量成果统计数据表明，南阳、马口、微山本次测量高差与原用56黄海高程之差，均超过允许值，韩庄站数值也接近允许值，从各水准点变动方向分析，除马口站外，二级坝站相对南阳、微山、韩庄均为负值，变动数值分别为-104.0mm、-154.0mm、-82.0mm。

经实地考察，南阳、韩庄、微山三处地质条件稳定，水准点未发现变动迹象。利用本次测量成果，分析南阳与微山、韩庄基本水准点高差与原用56黄海高程之差，其不符值分别为-50.0mm、22mm，均小于允许不符值±126.0mm、±131.0mm，说明南阳、微山、韩庄三站基本水准点无变动迹象；南阳与二级坝实测高差不符值104.0mm、允许±97.0mm，超出允许范围，表明二级坝基本水准点有变动迹象，详见表2。

由表2分析，可初步判定二级坝基本水准点为下沉趋势，下沉量在100mm左右。

经分析，二级坝下沉原因：一是自大坝除险加固以来，施工活动频繁，尤其大型机械及过往大坝的重型车辆较多，造成水准变动的可能性较大；二是近年来经济建设加快，湖区煤炭开采量大，导致湖底下沉的可能性也不能排除。

二级坝相对于马口站变化趋势为正值。马口站自1991年迁入新庄台后，根据1996和2001年由滕州淤庄国家二等水准点BM65引测情况，由于庄台为湖泥堆筑持续下沉，已分别下沉90mm、80mm，本次测量马口站水准点仍下沉，是自2001年后继续下沉的具体反映，其下沉量大于二级坝水准点的下沉量，属水准点变动的正确反映。

通过测量成果的分析，基本摸清了湖区各水文站水准点之间高差关系。根据水准测量成果及分析情况，并分析目前湖区各站水位之间的关系，湖区水位不合理现象，可初步判定为二级坝水文站基本水准点下沉所致，下沉量为100mm左右；马口站位于马口新庄台，基本水准点自2001年校测修正后仍持续下沉，其下沉量大于二级坝；南阳、微山、韩庄三站水准点基本稳定。

3 结语

限于经费等原因，本次测量未与国家高等级水准点联测，为准确查清各站水准点高程变化量，按照有关技术规范要求，建议需对湖区各站水准点，尤其是二级坝站进行高等级水准复测，按照二等水准测量方法，收集采用国家二等水准网资料，进一步校核各水准点高程值，从而确定有关站点准确合理的高程水准资料。

由于近年来经济大开发等人类活动较为频繁，尤其煤矿开采区，造成地表扰动严重，湖区部分地区有可能持续性下沉，使各站引据水准点高程有可能变化。建议对所有水文、水位站的水准点进行定期与国家水准网联测，及时采取分析修正措施，确保湖区水位站网高程系统的稳定性与可靠性，以收集准确可靠的水文资料，为湖区水量调度提供技术支撑。

[1]沂沭泗水利管理局．沂沭泗防汛手册[M].徐州：中国矿业大学出版社，2003.

[2]杜昌华.济宁防洪.济南：山东科学技术出版社，2004.

（责任编辑赵其芬）

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1009-6159（2017）-01-0033-02

2016-08-24

朱永广（1978—），男，工程师