舞阳水文局水文巡测方案

熊文慧

（漯河水文水资源勘测局，河南 漯河 462000）

0 前言

舞阳县位于河南省中部偏南，属漯河市辖县。南邻舞钢市，北接襄城县，东连源汇区，西靠叶县。截至2013年，舞阳县辖9镇5乡，总面积777km2，耕地面积5万hm2，总人口60万人。

舞阳县属于南暖温带大陆性季风气候，多年平均气温14.60 ℃，极端温度最高43.80 ℃，最低-16.00 ℃。年日照时间2198h，无霜期220d。区域多年平均降水量830.40mm（采用舞阳辖区内马湾、何口、纸房、保和、坡杨站五站建站至2020年平均年雨量），降水年际、年内变化较大；最大年降水量与最小年降水量相差3.50 倍。年内降水主要集中在汛期的6—9月，占全年降水量的60.00%以上。年水面蒸发量1120mm，陆地蒸发量605mm，干旱指数r=1.38 ，属于半湿润半干旱地带。

舞阳县境内河流均属淮河流域，其中最南部的三里河属洪河水系，中部及北部的河流均属颍河水系。较大河流有沙河、澧河、灰河、唐河、泥河。除沙河、澧河为常年性河流外，其余河流均为季节性河流。沙河发源于鲁山县石人山，多年平均径流量16.03 亿m3（马湾水文站1932—2020年资料），水量较为充沛；澧河发源于方城县外方山，多年平均径流量5.34 亿m3（何口水文站1932—2020年资料）沙河、澧河流自西向东横穿全境。

1 辖区站网与监测现状

河南省舞阳水文局是2016年漯河新成立的第一个县级水文局，2017年1月挂牌运行，隶属河南省漯河水文水资源勘测局，为正科级公益类事业单位。

1.1 站网现状

根据《河南省水文监测管理改革方案》和舞阳水文局测区任务书要求，该局管辖国家基本水文站2处（何口、马湾站）、水文巡测站1处（上澧河店）、水位站3处（纸房、罗湾、白庄）、基本雨量站6处、雨量遥测站15处（含马湾、何口和6个基本雨量站）、自动墒情站1处、移动墒情站5处。

1.2 监测现状

该局水文观测要素主要有降水量、水位、流量、墒情、蒸发，监测方式如下：

降水量：水文站采用JDZ05翻斗式雨量计、虹吸式雨量计和标准式雨量计；基本雨量站和雨量遥测站采用JDZ05翻斗式雨量计。

水位：均为浮子式自动水位计、视频观读水位和人工观读直立式水尺。

流量：水文站位驻站采用缆道流速仪和ADCP进行测流；巡测站采用巡测方式进行测流。墒情：自动墒情站自动观测，移动墒情站定点定时巡测。蒸发：采用E601蒸发皿人工驻站观测。

2 巡测条件与要求

根据舞阳水文局实际情况和任务书要求，巡测站和墒情站已经实行巡测，现需对降水量、水位、流量进行研究与分析，是否满足巡测要求，结合水利部颁布的《水文巡测规范》巡测条件和应满足以下规定：

2.1 降水量水位巡测条件

实行巡测的水文测站，水位、降水量观测应采用自动监测。

2.2 流量巡测条件

流量实行巡测，应符合下列条件之一：①水位流量关系呈单一线，或水力因素与流量或流量系数的关系呈一条或一簇关系线，或者经过单值化处理后水位流量关系线（或推流关系线）呈单一线，流量定线达到本标准规定的允许误差。②枯水期采用定期测流者。③水位流量关系不呈单一线的测站，当距离巡测基地较近，具备交通、通信条件，能按水情变化及时施测流量者。

3 测站控制条件及变化分析

3.1 何口水文站控制条件及变化分析

测验河段基本顺直，河床稳定，组成为细沙、黏土，属窄深河道，两岸滩地较窄，离大堤约10m有少量农作物种植。基本水尺断面上、下游50m为混凝土护坡，上、下游80m处各有弯道，中高水对测验有影响；受澧河上游孤石滩水库和甘江河上游燕山水库影响，低水测验河段有大量水草，对测验也有影响。通过对2015-2021年7a大断面进行分析，7a大断面主槽部分（起点距40.00 ～85.00m）有反复的轻微冲淤变化，该站大断面相对稳定，年际间冲淤变化不大。

3.2 马湾水文站控制条件及变化分析

测验河段基本顺直，河床稳定，两岸为人工护坡，上游300m处有一弯道，弯道右侧是马湾进水闸；下游275m是马湾拦河闸；受上游弯道影响，中高水时右岸有回流。基本水尺断面右岸采用混凝土护坡。通过对2015-2021年7a大断面进行分析，马湾水文站测流断面近，7年基本稳定，年际间冲淤变化很小。马湾电站测验断面为人工开挖引水渠，河床为混凝土衬砌，略有弯曲，由于电站人工整治混凝土硬化河道，断面近几年无变化。

4 各要素巡测测验方案及分析

4.1 降水量主要测验方案及分析

该局降水量主要观测方案为：人工标准雨量计、虹吸式自记雨量计、JDZ05翻斗式雨量计观测降水量。根据水利部颁发的《水文自动测报系统技术规范》，遥测数据合格标准为：遥测日雨量误差≤人工观测日雨量的±10%，30mm以下降雨量为±3.00mm，汛期7-9月人工与遥测对比分析详见表1。

根据表1分析，2021年7-9月马湾、何口水文站遥测雨量与人工雨量对比包含了各种降雨强度，经过对比分析，JDZ05翻斗式雨量计遥测雨量误差在规范规定范围内，符合规范要求，实现了自动监测，可以实行巡测。

表1 舞阳水文局雨量站遥测雨量与人工雨量对比表

4.2 水位主要测验方案及分析

该局水位观测方案为人工观读直立式水尺、浮子式自记水位计自记和视频观读水尺。根据水利部颁发的《水文自动测报系统技术规范》，遥测数据合格标准为：遥测水位误差与人工观测水位误差±2cm，2021年6-8月人工与遥测对比分析详见表2。

表2 舞阳水文局水文站遥测水位与人工水位对比表

根据表2分析，2021年6-8月经过对马湾、何口水文站遥测水位与人工水位对比分析，浮子式水位计遥测水位误差在规范规定范围内，符合规范要求，实现了自动监测，可以实行巡测。

4.3 流量测验方案及分析

4.3.1 马湾水文站流量测验方案及分析

该站测站控制属于河槽控制，由于该站为闸坝站，测流采用缆道，驻站采用缆道流速仪和ADCP进行测流，推流采用水力学因素法进行，通过2021年46次实测流量测验，高、中、低水均有良好控制，畅流期水力学因素法关系曲线为单一线，根据沙河马湾水文站e/hu～M（其中e：闸门开高、hu有效水头，闸上水位与闸底板高程之差、M为流量系数正因素关系曲线检验计算表可得，最大相对误差高水为5.18%、中水为6.35%、低水为3.16%），根据《水文资料整编规范》要求，该站为二类精度水文站，该站高中低水相对误差允许范围分别为6%、8%、12%；随机不确定度为6.00%，规范要求为12%，关系曲线三线检验见表3、关系曲线图见图1。

根据表3和图1分析，马湾水文站采用水工建筑物水力学因素法进行推流，经过2021年三次较大洪水，对水力学因素法曲线进行综合点绘，曲线稳定，符合测站特性，该曲线满足相对误差、随机不确定度和三线检验要求，可以进行巡测，当闸门变化时及时进行测流校核曲线。

图1 沙河马湾水文站e/hu～M校正因素关系曲线图

表3 沙河马湾水文站e/hu～M校正因素关系曲线检验计算表

4.3.2 何口水文站流量测验方案及分析

该站测站控制属于河槽控制，测流采用缆道驻站采用缆道流速仪和ADCP进行测流，推流采用临时曲线法和连实测流量过程线，通过近几年水位流量关系曲线分析，中高水控制较好，畅流期水力学关系曲线为单一线，低水或枯水期由于受上游燕山水库、孤石滩水库和下游漯河节制闸影响，河道内水草生长严重，测流困难，关系紊乱，采用连实测流量过程线推流，根据澧河何口站水位～流量关系曲线检验计算表可得，最大相对误差高水5.16%、中水6.82%，根据《水文资料整编规范》要求，该站为二类精度水文站，该站高中水相对误差允许范围分别为6%、8%；随机不确定度为8.20%，规范要求为12%，关系曲线三线检验见表4、关系曲线图见图2。

图2 澧河何口水文站水位流量关系曲线图

据图2和表4分析，何口水文站经过2020年、2021年水位流量关系点绘，汛期中高水可以采用单一线推流，该曲线满足相对误差、随机不确定度和三线检验要求，可以进行巡测，根据《水文巡测规范要求》流量测验次数的布置要求，采用当年资料定线的，每年可测7～15次，对曲线进行修正检验；低水或非汛期水位流量关系无规律，不呈单一曲线关系，由于该站离舞阳水文局16.30 km2、距漯河水文局32.20 km2，漯河市属于平原地区，交通、通信条件方便，视水情变化定期5-10d进行测流，连实测流量过程线进行推流，满足枯水期采用定期测流者；水位流量关系不呈单一线的测站，当距离巡测基地较近，具备交通、通信条件，能按水情变化及时施测流量，故何口站可以实行巡测。

表4 澧河何口站水位～流量关系曲线检验计算表

5 存在问题及建议

自记雨量计采用的是分辨率0.50mm的翻斗式雨量计，不能满足整编基本水文站摘录表1的要求，建议基本水文站更换为分辨率0.10mm的双翻斗雨量计，遥测雨量站继续使用0.50mm的翻斗式雨量计；冬天下雪，自记雨量计不能使用，建议增加一套雨雪量计，可以实现全天候进行自动降水量观测。

蒸发由于一直采用的E601蒸发皿人工进行观测，不能满足巡测自动监测的要求，现在还需要每天固定一名职工进行观测，建议更换为自动蒸发皿。

由于舞阳水文局观测水位自记均为浮子式水位计，该水位计经分析水位稳定，但是容易受涨水泥沙沉积影响，建议每次较大洪水后，及时对自记水位井进行冲淤，保证其准确度。

提高应急监测能力。该局职工对现有水文站水文测验掌握熟练，当本站现有水文设备出现故障时或特殊水情时，需应急监测，技术人员缺乏相关应急监测知识的掌握和实践，对特殊水情的应对能力欠缺，需对职工进行培训，配备先进的水文仪器，提高应急监测能力。