浅析中小河流水文站建设中的断面选址问题

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(四川省成都水文水资源勘测局，四川 温江，611130)

2010年10月10日，国务院出台了《关于切实加强中小河流治理和山洪地质灾害防治若干意见》(国发〔2010〕31号)，提出了未来5年中小河流治理、山洪地质灾害防治、易灾地区生态环境综合治理的目标任务，明确要求完善防洪非工程措施，加强水文测站基础设施建设，密切监控河流汛情，提高水文监测和预报精度。水利部根据国家发改委《关于印发全国中小河流治理和中小水库除险加固、山洪地质灾害防治、易灾地区生态环境综合治理总体规划编制工作方案和编写提纲的通知》的要求，编制了《全国中小河流治理和病险水库除险加固、山洪地质灾害防御和综合治理总体规划(水利部分)》，经国家发展和改革委员会以发改农经〔2011〕1190批复。《总体规划》(水利部分)把水文基础设施建设作为重要的非工程措施纳入其中，将中小河流水文监测系统建设作为重点安排、优先实施项目[1]。

近年来，随着大江大河防灾减灾治理措施的完善和加强，中小河流因降雨引发的洪水灾害问题日益突出，严重影响社会安定和经济发展；同时，由于中小河流资料代表性普遍较低，测站自动测报手段落后，监测站点数量、种类及信息时效性均难于满足需求。因此，加快建设中小河流水文监测站网，实现中小河流暴雨洪水的自动监测和预测预警，能逐步提高中小河流的洪水灾害防御能力，为保障人民生命财产安全和国民经济的可持续发展提供高效的水文信息服务。中小河流水文监测系统项目涉及范围广，建设任务重，投资规模大，管理要求高，而做好该项目的建设工作是我国水文部门的头等大事之一，也是载入水文事业发展史册的大事。该系统建成后，我国水文监测能力将显著增强，水文现代化水平将明显提升，不但使现有的站网结构得到优化和完善，弥补小型河流治理短板，加强雨情水情自动监测预报功能，提高山区对洪水灾害的抵抗能力。这是一项切切实实的民生水利工程，也是落实党中央、国务院构建和谐社会的具体体现，更是一次水文发展进程中难得的历史机遇。

中小河流水文站的建设是落实水利防灾减灾战略的需要，而在此过程中，对断面站址的优选是中小河流水文监测系统建设的重要研究内容之一。

1 断面位置优选的前期准备措施

新建水文站断面位置的选取是中小河流水文监测系统建设工程项目中最为重要的环节之一，它的选取合理性直接关系到项目建成后基础资料收集的准确性和时效性，是防洪抗旱工作中不可缺少的一部分。因此，在断面选址前应先做好相应的前期准备措施，以便后续工作的顺利进行[2]。

1.1 对规划河道的特性进行查勘

观察规划河道的河势，了解并收集河道弯道及顺直段长度，两岸河堤的控洪能力等基础资料。再结合该河道的现状，通过观察各级别水位的主泓、流向、流速及其变化情况，对河床上岩石、砾石、漂石、淤泥、黏土、砂、土壤等材质的分布进行勘察，对该河道的基本特性进行更进一步的了解。

1.2 根据河道特性选择测量方案及相应的测量设备

主要通过以往的记录资料、现场走访周围群众、查历史洪痕等方法来确定该规划河道洪水的涨、落、缓、急程度，历史最大、最小水位及其变幅，洪水漫滩边界等一系列相关数据，从而估算出历史最大、最小流量，弄清楚洪水来源、水土流失、泥石流形成的原因，以便测量方式的确定和测量设备的选择和安装。

1.3 对流域自然情况进行调查

对规划河道的地形、地貌进行勘察，充分了解该河道的客水引入和内水分出情况，以便在选取断面时能做出准确、正确的判断，确保今后断面测量数据的合理性。

1.4 对流域内建设工程措施进行调查

调查规划河段内的建设工程，对其用途和影响进行了解。对河道蓄水、引水、泥沙、砾石、水土保持、河道生态系统有影响的工程，要分析其近期、远期的规划安排及其对河道影响的严重性，确保今后收集资料的科学性和准确性。

对断面位置的选择应从多方面进行踏勘、收集资料、反复对比，并做出相应的查勘报告，选择其中最优的方案进行实施，为今后站点正常、健康的运行打下坚实的基础。

2 断面位置优选的标准及注意事项

在做好前期查勘工作的前提下，在为新建水文站选取测量断面时，从水文角度考虑，其主要标准主要体现在以下几个方面：

2.1 断面选址时可选择附近有桥梁的地方

在壅水对测量数据无影响的情况下，可选择附近有桥梁的地方作为断面。在桥梁上可安装固定式电波流速仪组，对平时资料的自动收集尤为有用。在条件合适的情况下，也可在桥梁上安装雷达水位计和一体化机架，极大的便捷了基建设施设备的安装。在无缆道的情况下，河道水位位于中、低水位时可在桥梁上操作仪器对河道进行测量，无论是使用流速仪还是牵引走航式ADCP，桥梁的存在都会使测量工作简便许多，同时亦便于水文桥测车的使用，人员的安全也得到更大的保障。而在高水位时也有利于手动投放浮标和手持式电波流速仪进行测量操作，极大地节约了测量成本和时间，提高了测量效率。所以，断面选址时，在不影响测量资料准确性的情况下，附近有桥梁的地方可为优选。

2.2 断面选址时应尽量规避河道中有浅滩的地方

断面中的浅滩一般为淤泥和卵石，且根基大多不稳，在涨水时容易引起河道断面变化，在退水后极易形成其他水流通道，不但增加了资料收集的难度，也增加了测量数据的误差率。在设备安装时，拥有浅滩的安装地点会使气泡式水位计探头位置的选择变得局限，对安装在河道两岸的雷达水位计的臂长要求也会更加苛刻。同时，也极大地增加对直立式水尺基础的修建难度。因此，在条件允许的情况下，断面选址时应尽量规避有浅滩的地方。

2.3 断面选址时应尽量选择河道较窄的地方

选择断面时可对河道较窄的地方进行优选。较窄的河道有利于河水的归拢，使断面的测时水深得到保证，不出现浅水滩影响测量仪器的使用，使资料收集的精准性得到较大的提升。从设备安装的角度来说，河道跨度越小就意味着测量缆道两岸钢塔之间的距离越小，从而两岸钢塔之间的钢绳就越短，相应地主索的自重也就越小，其下垂度也就更小。这不但使承载铅鱼的三角架和固定式ADCP能在主索上行驶得更稳，还能充分提高断面起点距的精度。同时，较窄的河道也可以使气泡式水位计的管道长度和雷达式水位计的臂长得到减少，不但节约了成本，降低了设备的安装要求，也使设备的安全系数得到了极大的提升。因此，断面选址时优选河道较窄的地方是绝对有必要的。

2.4 断面选址时应尽量选择河道两岸有坚实基础的地方

断面选址时最好选择河道两岸有人工河堤、岩石等坚实基础的地方。坚实的基础一方面能保证断面缆道钢塔基础的稳固性，同时也便于缆道房和缆道浮标房的建设，不但有利于观测道路的修筑、倾斜式水尺的安装和直立式水尺基础的修建，还能保障断面的完整性，使以后资料的收集和计算更加精确；另一方面也能有效地抵抗河水对河岸的冲刷，不易发生滑坡等现象造成观测道路的损坏或人员伤亡，使基建设备和测量人员的安全系数得到极大的提高。所以，坚实的断面基础无论是对于资料的收集还是设备的安装都有较大的意义。

2.5 选址断面最好位于河道顺直处

断面选址时应尽量选择河道顺直的地方，顺直的河道不仅有利于提高测量资料的精确度和准确性，对水文流量关系线的确定也极为重要。河道中的弯道会对该处河水流势造成一定的影响，弧度较大的弯道甚至能使内弯处形成死水，使测量数据出现极大的误差。因此，顺直的河道对于水文数据资料的收集影响也是较为重大的。

2.6 断面选址时尽量规避周围有影响流量的建筑或地形

在断面选址时应多对拟选点周围环境进行踏勘，主要了解周围有无会对河道流量造成影响的建筑或地形，诸如拦河水坝、蓄水闸门、横渠等建筑不仅会造成回水，影响测量数据的准确度，还可能形成死水，使收集的水文资料产生极大的误差。同理，也要注意断面上游有无汇水或引水的地形存在，这两种情况都会破坏断面处流量的代表性，使收集的数据资料价值急剧降低。因此，在断面选址时应尽量规避这些建筑和地形。

3 结语

随着我国经济的快速发展，洪涝灾害、水资源短缺、水环境恶化等问题日益严重，而另一方面，人民对供水、饮水、生活用水的质量安全要求越来越高，社会的进步与水资源的掌控及使用联系越来越紧密。中小河流水文站的建设，不仅关系到当地防洪抗旱安全，也关系到流域内水资源和生态环境的利用与保护。其选址应遵循实用可靠、技术先进、经济合理、统筹兼顾的原则，对规划内的中小河流进行全面布控，选址过程中应从基建、勘测、人文、地理、自然、生态等多方面进行综合考虑，在尽量满足各方面的条件下选出最适宜的方案。在满足测验设备条件的情况下，一个合理、优秀的断面测量地点能大幅提高中小河流水文信息的采集、传输、处理水平和洪水预警预报能力，确保中小河流发生洪水时能及时预警，为防汛减灾提供及时、准确、科学的决策依据，也为水资源监测、开发、利用、保护和管理提供基础服务[3]。