吳曉楷

（漳衛(wèi)南運河管理局水文處，山東德州253009）

安陽河口水文測站選址論證

吳曉楷

（漳衛(wèi)南運河管理局水文處，山東德州253009）

為完善漳衛(wèi)南局水文站網(wǎng)，根據(jù)漳衛(wèi)南運河流域現(xiàn)狀和漳衛(wèi)南局水文有關(guān)規(guī)劃，基于漳衛(wèi)南局落實最嚴格水資源管理制度實施方案的要求，提出安陽河口李大晁水文測站選址論證意見，為水文測站設(shè)立與建設(shè)提供了決策依據(jù)。

漳衛(wèi)南運河；水文站網(wǎng)；水文測站；選址論證

衛(wèi)河是海河流域漳衛(wèi)南運河水系的重要支流，發(fā)源于河南省輝縣市，先后納左岸的大沙河、峪河、滄河、思德河、淇河、湯河、安陽河等10余條支流，于河北省館陶縣徐萬倉與漳河交匯。安陽河為衛(wèi)河豫北地區(qū)的主要支流，發(fā)源于林州市的黃花寺，于內(nèi)黃縣李大晁匯入衛(wèi)河，全長164 km，流域面積1 920 km2，在衛(wèi)河防洪和水資源管理中具有重要地位。

1　流域概況

1.1氣象水文

安陽河地處太行山迎風坡，暴雨頻次多、量級大，源短流急，洪水異常迅猛，可產(chǎn)生1 000m3/s以上的洪峰流量，洪水來源及特性使之成為漳衛(wèi)南運河防洪安全的重點和難點。

1.2防洪能力

根據(jù)《海河流域防洪規(guī)劃》，漳衛(wèi)南運河設(shè)計防洪標準為50年一遇，衛(wèi)河設(shè)計防洪能力為淇門—老觀嘴400m3/s、老觀嘴—浚內(nèi)溝口2 000m3/s、浚內(nèi)溝口—安陽河口2 000 m3/s、安陽河口—徐萬倉2 500 m3/s。其中，安陽河發(fā)生20年一遇設(shè)計洪水時，小南海、彰武兩庫聯(lián)合運用并經(jīng)崔家橋滯洪區(qū)自然滯蓄后，下游河道泄量不超過600m3/s。安陽河在高平出山后，折向東流經(jīng)孝民屯，于安陽市與京廣鐵路相交，又經(jīng)柴村、馮宿、豆公，于內(nèi)黃縣李大晁匯入衛(wèi)河。孝民屯以上洪水不出槽，孝民屯以下河槽逐漸變淺而窄，比降由陡變緩，兩岸始有堤防。安陽河至柴村附近泄量超過250m3/s時，洪水則向北漫溢入崔家橋滯洪區(qū)。

1.3區(qū)域地質(zhì)

安陽河口位于河南省內(nèi)黃縣李大晁村，衛(wèi)河左岸樁號101+300處。根據(jù)《衛(wèi)河干流（淇門—徐萬倉）治理工程可行性研究報告》，其地質(zhì)情況如下：衛(wèi)河左岸樁號95+000—128+500，區(qū)域地震基本烈度Ⅶ度，主要土質(zhì)類型為粉質(zhì)壤土、粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)沙壤土及粉細砂。其中，粉質(zhì)壤土多分布于堤基下部，部分分布于堤基上部，較為連續(xù)，是堤基土的主要類型；粉質(zhì)黏土多分布于堤基上部，不連續(xù)；粉質(zhì)沙壤土分布較連續(xù)；粉細砂以透鏡體形式分布于堤基中下部。

2　設(shè)立水文測站的必要性和可行性分析

2.1水文站網(wǎng)現(xiàn)狀

衛(wèi)河干流合河至徐萬倉段有合河、汲縣、淇門、五陵、元村集水文站及龍王廟水位站。漳衛(wèi)南局管轄范圍內(nèi)左岸有湯河、安陽河兩大支流匯入，安陽河干流設(shè)有安陽水文站。衛(wèi)河流域水文站網(wǎng)布設(shè)狀況，如圖1所示。

2.2設(shè)立水文測站的必要性

衛(wèi)河是一條跨省河流，兩岸涉及山西、河南、河北和山東四省，農(nóng)田灌溉發(fā)達且歷史悠久。根據(jù)水文資料統(tǒng)計，2006—2010年元村集站平均天然年徑流量為7.63億m3，地表水供水量為5.88億m3，地表水開發(fā)利用程度達到77.1%。安陽河干流的安陽水文站位于河南省安陽市北關(guān)區(qū)安家莊，距離河口51 km，控制面積1 484km2。安陽水文站以下流域面積436 km2。根據(jù)歷年水文資料統(tǒng)計，安陽水文站1954—1991年多年平均流量為10.1 m3/s，徑流量為3.2億m3；2006—2012年多年平均流量為4.56m3/s，徑流量為1.4億m3。目前，安陽水文站下游有郭盆閘、豆公閘、豆公新河閘等攔河閘，入衛(wèi)河口門沒有控制水文測站，難以滿足防汛調(diào)度和落實最嚴格水資源管理制度的需要。

圖1　衛(wèi)河流域水文站網(wǎng)布設(shè)狀況

2016年7月18—20日，衛(wèi)河流域出現(xiàn)強降雨過程，局部特大暴雨，安陽河出現(xiàn)了一次洪水過程。根據(jù)安陽水文站報汛資料，7月19日19時30分流量為21.4m3/s，20時陡漲為551m3/s，21時為960m3/s，23時30分出現(xiàn)洪峰流量為1 570m3/s。據(jù)有關(guān)報道，20日安陽河出現(xiàn)2 100m3/s洪峰流量，啟用了崔家橋滯洪區(qū)滯蓄消減洪水。漳衛(wèi)南局于7月21日趕赴安陽河入衛(wèi)河口上游的洹河橋，采用ADCP法施測安陽河入衛(wèi)河流量，21日16時5分實測流量為130.34m3/s，22日8時20分實測流量為140.30 m3/s。由此可見，以安陽水文站的水文信息資料分析安陽河入衛(wèi)河水量情況，存在很大差異。為滿足流域水資源調(diào)查評價、開發(fā)利用、合理配置需要和提高防洪安全保障能力，在安陽河入衛(wèi)河口門設(shè)置水文測站非常必要和迫切。

2.3設(shè)立水文測站的可行性

2009年11月，《漳衛(wèi)南局水文基礎(chǔ)設(shè)施“十二五”建設(shè)規(guī)劃》提出建設(shè)安陽河口水文自動測報站，進一步完善衛(wèi)河水文站網(wǎng)體系。2013年9月，《漳衛(wèi)南局水文站網(wǎng)規(guī)劃》將安陽河口水文測站建設(shè)列入規(guī)劃，對入衛(wèi)水文要素進行監(jiān)測，滿足防洪減災(zāi)及水資源優(yōu)化配置的需要。2015年，漳衛(wèi)南局實施落實最嚴格水資源管理制度項目，編制了《海委漳衛(wèi)南運河管理局加快落實最嚴格水資源管理制度實施方案》，提出水資源監(jiān)測監(jiān)控能力建設(shè)方案，安陽河口水文自動測報系統(tǒng)建設(shè)列入實施計劃。依據(jù)《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》（SL34-2013）、《水資源水量監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則》（SL365-2015），為提高衛(wèi)河防洪安全保障能力，滿足流域水資源調(diào)查評價、開發(fā)利用、合理配置、水生態(tài)環(huán)境保護和水資源管理等方面的需要，在安陽河入衛(wèi)河口布設(shè)水文測站監(jiān)測安陽河口控制斷面的水量水質(zhì)信息、實現(xiàn)安陽河口來水量信息在線監(jiān)測是可行的。

3　水文測站選址論證

安陽河口水文測站布設(shè)的主要目的是滿足漳衛(wèi)南運河流域防洪和水資源管理的需要，測驗斷面選址應(yīng)符合《水位觀測標準》（GB/T50138-2010）、《河流流量測驗規(guī)范》（GB50179-1993）、《水資源水量監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則》（SL365-2015）的相關(guān)要求。

3.1測驗斷面選址依據(jù)

3.1.1水尺斷面布設(shè)要求

河道水位站宜選擇在河道順直、河床穩(wěn)定和水流集中的河段?；舅邤嗝嬉嗽O(shè)在順直河段中間，并與流向垂直。

3.1.2流量測驗河段選擇

（1）測驗河段應(yīng)選在石梁、急灘、彎道、卡口和人工堰壩等易形成斷面控制的上游河段。其中，石梁、急灘、卡口的上游河段應(yīng)離開斷面控制的距離為河寬度的5倍，或選在河槽的底坡、斷面形狀、糙率等因素比較穩(wěn)定和易受河槽沿程阻力作用形成河槽控制的河段。河段內(nèi)無巨大塊石阻水，無巨大旋渦、亂流等現(xiàn)象。

（2）當斷面控制和河槽控制位置不同時，應(yīng)選擇斷面控制的河段作為測驗河段。在幾處具有相同控制特性的河段上，應(yīng)選擇水深較大的窄深河段作為測驗河段。

（3）測驗河段宜順直、穩(wěn)定、水流集中，無分流岔流、斜流、回流、死水等現(xiàn)象。順直河段長度應(yīng)大于洪水時主河槽寬度的3倍。在平原區(qū)河流上，要求河段順直勻整，全河段應(yīng)有大體一致的河寬、水深和比降，單式河槽河床上宜無水草叢生。

（4）當測站采用流速儀法以外的其他測流方法時，測驗河段的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定：①比降面積法測流河段，其順直段應(yīng)滿足比降觀測精度所需的長度，兩岸斜坡等高線接近平行，水面橫比降甚小，縱比降均勻無明顯轉(zhuǎn)折點，并必須避開洲、灘、分汊河段和明顯的擴散型河段。②量水建筑物測流法的測驗河段，其順直河段長度應(yīng)大于行近河槽最大水面寬度的5倍。行近槽段內(nèi)應(yīng)水流平順，河槽斷面規(guī)則，斷面內(nèi)流速分布對稱均勻，河床和岸邊無亂石、土堆、水草等阻水物。當天然河道達不到以上要求時，必須進行人工整治使其符合量水建筑物測流的水力條件，并應(yīng)避開陡峻、水流湍急的河段。

3.2安陽河口測驗斷面比選

3.2.1安陽河口基本情況

安陽河入衛(wèi)河口門位于河南省內(nèi)黃縣李大晁村、衛(wèi)河左岸樁號101+300處，上游約175m建有洹河橋，與010鄉(xiāng)道相通，與內(nèi)寶線相聯(lián)，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測驗斷面選址方案

依據(jù)相關(guān)規(guī)范，考慮建設(shè)后的運行管理，經(jīng)現(xiàn)場查勘，安陽河口測驗斷面選址方案如下：

（1）選址斷面1。洹河橋上游河道較順直，主槽寬約50m，順直長度約270m，以上有S形彎道。橋上游105～140m河段順直，左岸邊坡平緩，右岸邊坡稍陡，兩側(cè)樹木較少。選址斷面1布設(shè)于洹河橋上游約130m處右岸（東經(jīng)114°46′54′、北緯35°59′13′），附近通信信號強度良好，便于施工及設(shè)施設(shè)備安裝與維護。從洹河橋上查看斷面及左右岸情況，視線較好，便于日常安全巡查管理。選址斷面1實測斷面，如圖2所示。

圖2　選址斷面1實測斷面

（2）選址斷面2。洹河橋上游約270m處河道有S形彎道，彎道上游河道較為順直，順直長度約195m，主槽寬約45 m，符合斷面控制條件。距橋上游470～575m河段，左岸坡度較平緩，右岸坡度較陡，樹木較少。選址斷面2布設(shè)于洹河橋上游約525m處右岸（東經(jīng)114°46′41″、北緯35°59′20″），附近通信信號強度良好，便于施工及設(shè)施設(shè)備安裝與維護。從洹河橋上查看斷面及左右岸情況，因受河道彎道、兩岸高大樹木影響，視線阻隔，無法滿足日常的安全巡查管理。選址斷面2實測斷面，如圖3所示。

圖3　選址斷面2實測斷面

3.2.3測驗斷面比選

根據(jù)現(xiàn)場查勘取得的河段地形、水力條件，選址斷面1、斷面2所在河段河床穩(wěn)定、水流集中，無分流岔流影響。安陽河口以下衛(wèi)河河道較寬，設(shè)計行洪能力為2 500m3/s，選址斷面基本不受回流的影響，符合測驗斷面選擇規(guī)范要求。其中，選址斷面2距離洹河橋較遠，設(shè)施設(shè)備安全運行及日常巡查管理困難；選址斷面1在最大限度滿足測驗斷面選取要求的基礎(chǔ)上距離洹河橋較近，可兼顧設(shè)備運行和日常安全巡查管理需要。

3.2.4結(jié)論

安陽河口測驗斷面布設(shè)于選址斷面1，斷面位于距離洹河橋上游105～140m的順直河段中間。該測驗斷面上下游河段順直、河床穩(wěn)定、水流集中，無分流岔流影響，交通較為便利，便于設(shè)施設(shè)備建設(shè)及運行維護管理，符合《水位觀測標準》（GB/ T50138-2010）、《河流流量測驗規(guī)范》（GB50179-1993）要求。采用水位、流速自動監(jiān)測方式，并通過斷面整治工程、技術(shù)等措施率定水位流量關(guān)系，實現(xiàn)在線監(jiān)測是可行的。建議通過分期實施實現(xiàn)在線監(jiān)測，并達到測站的防洪標準和測洪標準，按照水文站命名規(guī)則為李大晁水文站。

4　建議

（1）水文測站建設(shè)應(yīng)遵循水利部頒發(fā)的《水文基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及技術(shù)裝備標準》《水文自動測報系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》《水資源監(jiān)控管理系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》，推廣應(yīng)用新技術(shù)、新儀器、新設(shè)備，減輕勞動強度，提高水文測報的工作效率。水資源水量監(jiān)測方法應(yīng)滿足《水資源水量監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則》的技術(shù)要求。

（2）積極應(yīng)用信息技術(shù)、自動化技術(shù)及遙測技術(shù)，提高水文測報的精度和時效，保證水文信息采集、處理與傳輸?shù)陌踩?、可靠性和時效性。

（3）規(guī)范和完善水位觀測基本設(shè)施布設(shè)，建議選址斷面確定后在建設(shè)前期依據(jù)《水文測量規(guī)范》（SL58-2014）的有關(guān)規(guī)定進行地形和大斷面測量。

（4）經(jīng)調(diào)查和實際應(yīng)用，為提高測量精度，建議采用雷達水位計進行水位自動監(jiān)測。選用的自記水位計應(yīng)符合國家現(xiàn)行的有關(guān)標準的規(guī)定。

［1］《漳衛(wèi)南運河志》編纂委員會.漳衛(wèi)南運河志［M］.天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2003.

［2］GB/T50138-2010，水位觀測標準［S］.

［3］GB50179-1993，河流流量測驗規(guī)范［S］.

［4］SL365-2015，水資源水量監(jiān)測技術(shù)導(dǎo)則［S］.

［5］SL58-2014，水文測量規(guī)范［S］.

DOI：10.3969/j.issn.1004-7328.2016.05.015

TV11；P336

A

1004-7328（2016）05-0041-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2016.05.014

2016—08—25

吳曉楷（1968—），女，高級工程師，主要從事水文站網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)管理及水文水資源調(diào)查評價和論證工作。