【摘要】本文以義縣、凌海、錦州站為例,通過(guò)對(duì)測(cè)站受工程影響現(xiàn)狀分析與評(píng)估分析,提出測(cè)站水文測(cè)驗(yàn)應(yīng)采取的方法與建議,供參考。
【關(guān)鍵詞】水位;流量;測(cè)驗(yàn);工程影響;評(píng)估
1、前言
目前,隨著河道水利工程興建以及挖砂項(xiàng)目的實(shí)施,嚴(yán)重的破壞了水文測(cè)驗(yàn)斷面,導(dǎo)致測(cè)站水位、流量過(guò)程失去代表性;同時(shí)有些測(cè)站由于受水庫(kù)及橡膠壩的調(diào)峰和蓄泄影響,使得測(cè)次大量增加,使用常規(guī)測(cè)流方法已無(wú)法適應(yīng)測(cè)驗(yàn)要求,靠遷移測(cè)驗(yàn)斷面等傳統(tǒng)方法也很難找到合適的斷面,因此不能從根本上解決受工程影響的水文測(cè)驗(yàn)問(wèn)題,必須采用新技術(shù)和其他測(cè)驗(yàn)方式替代現(xiàn)行測(cè)驗(yàn)方式。由于水文站受工程影響的方式及程度不同,需對(duì)測(cè)站受工程影響進(jìn)行評(píng)估進(jìn)而采取相應(yīng)測(cè)驗(yàn)方法十分必要。
本文以錦州、義縣、凌海水文站為例,在分析測(cè)站受工程影響現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,對(duì)測(cè)站進(jìn)行受工程影響分析,結(jié)合各站實(shí)際給出該站可能實(shí)現(xiàn)的測(cè)驗(yàn)方法,供參考。
2、測(cè)站受工程影響現(xiàn)狀
義縣水文站附近于2012年在斷面下游1100m、2500m處分別興建了1號(hào)、2號(hào)橡膠壩,同時(shí)對(duì)河道進(jìn)行了整治,斷面天然河槽整治成了寬淺梯形河槽。凌海水文站附近于2012年在斷面下游1550m處建橡膠壩1處。同時(shí)上游5000m以上處有多處砂場(chǎng)、采用大型挖砂船采砂。錦州水文站斷面上下游分別于1996年、2017年修建5道橡膠壩,其中上游3道分別距斷面930m、4200m、6300m,下游2道分別距斷面860m、3300m,同時(shí)于2016年上游10000m處大型錦凌水庫(kù)建成。由于測(cè)站斷面上下游水利工程的興建及上游河道采砂影響,使測(cè)站的水位觀測(cè)、流量測(cè)驗(yàn)分別受到不同影響。
3、受工程影響評(píng)估
本次評(píng)估,義縣、凌海站資料采用2017年實(shí)測(cè)資料,錦州站采用推估,評(píng)估時(shí)以臨時(shí)斷面代表受工程影響前情況、以基本水尺斷面代表受工程影響后的情況,通過(guò)對(duì)水位觀測(cè)、流量測(cè)驗(yàn)影響分析,對(duì)測(cè)站受工程影響進(jìn)行評(píng)估。
3.1水位觀測(cè)受工程影響評(píng)估
水位觀測(cè)受工程影響評(píng)估中,水位漲落率計(jì)算采用30min。各站水位變幅、水位漲落率變化統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。按照《導(dǎo)則》對(duì)水位觀測(cè)受工程影響進(jìn)行評(píng)估見(jiàn)表2。
義縣站水位變幅影響76.9~95.7%、影響級(jí)別3級(jí),水位漲落率影響53.0~92.1%、影響級(jí)別3級(jí),設(shè)施或設(shè)備需要改造、才可繼續(xù)使用、影響級(jí)別2級(jí),綜合評(píng)價(jià)影響程度嚴(yán)重。
凌海站水位變幅影響11.3~48.4%、影響級(jí)別2~3級(jí),水位漲落率20.0~60.0%、影響級(jí)別2~3級(jí),設(shè)施或設(shè)備需要改造、才可繼續(xù)使用、影響級(jí)別2級(jí),綜合評(píng)價(jià)影響程度嚴(yán)重。
錦州站水位變幅影響>30%、影響級(jí)別3級(jí),水位漲落率影響>30%、影響級(jí)別3級(jí),設(shè)施或設(shè)備需要改造、才可繼續(xù)使用、影響級(jí)別2級(jí),綜合評(píng)價(jià)影響程度嚴(yán)重。
3.2流量測(cè)驗(yàn)受工程影響評(píng)估
流量測(cè)驗(yàn)受工程影響評(píng)估中,洪水過(guò)程影響按推估應(yīng)為洪峰出現(xiàn)時(shí)間變化在≤2~2h;受工程影響各站水位流量關(guān)系發(fā)生較大變化,難于通過(guò)增加測(cè)次后進(jìn)行定線推流;原設(shè)施或設(shè)
備不能用于流量測(cè)驗(yàn)、需重建。按照《導(dǎo)則》對(duì)流量測(cè)驗(yàn)受工程影響進(jìn)行評(píng)估。義縣、凌海、錦州3站洪水過(guò)程影響為2級(jí)、水位流量關(guān)系影響為3級(jí)、設(shè)施設(shè)備影響為3級(jí),綜合評(píng)價(jià)影響程度嚴(yán)重。
4、應(yīng)采取的水文測(cè)驗(yàn)方法
4.1水位觀測(cè)
常規(guī)水位觀測(cè)一般采用人工觀測(cè)或自動(dòng)監(jiān)測(cè)。義縣、凌海站已采用自動(dòng)監(jiān)測(cè)符合《導(dǎo)則》要求,錦州站目前未采用水位自動(dòng)監(jiān)測(cè)不符合《導(dǎo)則》要求。
4.2流量測(cè)驗(yàn)
(1)錦州站測(cè)驗(yàn)
該站受上游水庫(kù)及下游橡膠壩景觀水工程影響,按照《導(dǎo)則》6.2.3要求,可采用水文臨時(shí)測(cè)流斷面進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)以及合適的聲學(xué)多普勒流速儀或聲學(xué)時(shí)差法流量計(jì)在原斷面上進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)。錦州站目前在河道上下游選不出符合要求的臨時(shí)斷面,為此只好采取合適的聲學(xué)多普勒流速儀或聲學(xué)時(shí)差法流量計(jì)在原斷面上進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)。
(2)義縣站測(cè)驗(yàn)
該站受下游橡膠壩景觀水工程影響,按照《導(dǎo)則》6.2.3要求,義縣站目前已選擇在不受橡膠壩景觀水工程影響的河道上游13000m處破臺(tái)子橋下游臨時(shí)斷面完成中低水測(cè)流、高水依托破臺(tái)子橋測(cè)流;采取合適的聲學(xué)多普勒流速儀或聲學(xué)時(shí)差法流量計(jì)在原斷面上進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)不具備條件。
(3)凌海站測(cè)驗(yàn)
該站受下游橡膠壩景觀水工程影響,按照《導(dǎo)則》6.2.3要求,凌海站目前已選擇在不受橡膠壩景觀水工程影響的河道上游5000m處尤山子臨時(shí)斷面完成低水測(cè)流、待渡河測(cè)驗(yàn)設(shè)施完善后符合測(cè)驗(yàn)符合《導(dǎo)則》6.2.3要求,高水在基本水尺斷面測(cè)流;亦可嘗試采取合適的聲學(xué)多普勒流速儀或聲學(xué)時(shí)差法流量計(jì)在原斷面上進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)。
5、結(jié)論與建議
綜上所述,錦州、義縣、凌海站水位、流量測(cè)驗(yàn)受水工程影響嚴(yán)重。三站水位采用水位自動(dòng)監(jiān)測(cè);流量測(cè)驗(yàn)錦州站以水工建筑物推流,義縣站以臨時(shí)斷面測(cè)流,凌海站以臨時(shí)斷面結(jié)合原斷面測(cè)流。
除以上方案外,在測(cè)站原斷面低速測(cè)驗(yàn)上開(kāi)展研究與試驗(yàn),如采用定點(diǎn)寬帶CM型H-ADCP及FlowTracker手持式聲學(xué)多普勒流速儀開(kāi)展測(cè)驗(yàn),上述兩種儀器流速測(cè)量精度在±1~2mm/s。對(duì)于管流采用美國(guó)SonTek-IQ五波速底座型聲學(xué)多普勒智能流量計(jì)可取的較好的效果。
作者簡(jiǎn)介:趙志勇(1975-),男,遼寧省撫順縣人,高級(jí)工程師,主要從事水文測(cè)驗(yàn)、水文預(yù)報(bào)、水資源評(píng)價(jià)論證等工作。