【摘 要】本文从重庆市水文巡测工作的实际需要出发,结合当前水文测验技术的发展,阐述了重庆市当前开展的水文巡测工作,从巡测工作的组织实施到测验成果的整编,对重庆市开展的水文巡测工作进行了分析与探讨。
【关键词】水文;巡测;开展;探讨
1 水文巡测工作
1.1 水文巡测的由来及内涵
“巡测”这个词来源于上世纪80年代末、90年代初,它是水文测量的一种方式,是相对“驻测”提出来的。其定义就是:水文专业人员以巡回流动的方式定期或不定期地对一个地区或流域内各个观测点的流量等水文要素所进行的观测作业。它改变了传统驻测方式中人员长期驻守于偏远测站的问题。让一线的水文人进城,解决了人员自身发展和家庭建设的问题,体现了“以人为本”的重要思想。
1.2 重庆市暴雨洪水特性
重庆市位于东经105°17'-110°11'、北纬28°10'-32°13'之间。幅员面积8.24万km2。气候属亚热带季风性湿润气候,年平均气温在18℃左右,冬暖夏热、雨量充沛、雨热同季。重庆市一年两次暴雨频发期,一是5、6、7月份长江流域的梅雨季节,二是9、10月份西太平洋副高东退南测,锋面和气旋形成的暴雨;其间降水占全年的75~80%。洪水也发生在这期间。
主要有两种类型的洪水,一是由当地暴雨在中、小河流形成的洪水,这类洪水在5―10月均有发生,其特点是持续时间短、暴涨暴落。二是由四川省辖区内较大范围暴雨,在长江、嘉陵江、涪江、渠江形成的过境洪水,这类洪水一般发生在7、8月份,其特点是峰高、量大,持续时间较长,一般为8天左右。
1.3 新形势下水文巡测工作与传统水文巡测工作的区别
传统的水文巡测工作是基于基本水文站点多年测验工作的基础上,在测站水位流量关系呈单一线的情况下无需监测洪水的过程而制定的测验方法,显然此类方式仅能应用于已有多年监测水文资料的基本水文站,那么新设断面的流量资料该如何收集呢?基于近些年水文测验技术、水文测验设备的快速发展,水位、雨量的遥测方式已十分成熟,流量测验的方式方法也更加多样化,走航ADCP、电波流速仪用于流量测验,这使得巡测方式方法得到了相应的拓展,基于遥测的水位、雨量信息,运用走航ADCP、电波流速仪对新设断面进行流量过程控制测验得以实现,基于以上观点开展重庆市水文巡测工作。
2 水文巡测工作的开展方式
2.1 巡测设备
水文巡测断面测验条件相对于国家基本水文站的测验条件而言各方面还不够完善,按照传统驻测条件下的测验方法来开展巡测工作是行不通的,因此需要在测验技术和仪器方面进行创新。为此重庆市水文局引进了先进的走航ADCP、水平ADCP、电波流速仪、水位雨量遥测等先进设备,并在全市范围内进行了推广和运用。
水文巡测断面的雨量和水位采用遥测的方式进行,同时采用人工水尺水位对遥测水位计水位进行校测和订正。流量测验则采用走航ADCP、电波流速仪等方式进行,部分站使用了水平ADCP。在不同水位级开展电波流速仪、水平ADCP进行比测分析工作。
2.2 组织形式
重庆市水文局采用站队结合、分片管理的原则成立了渝西、渝东北、渝东南三个水文巡测队。市水文局监测科负责水文巡测的技术指导,包括全市水文巡测规范的制定,全市水文巡测方案的制定和审核等;水情科负责水情信息的预报预警并指导各巡测队开展水文巡测工作的时机;各基地分片管理相应的水文巡测队,负责人员、物资、车辆的调配组织。水文巡测工作的组织结构***如下:
2.3 工作方式
2.3.1 外业测量
在汛前开展各水文巡测站点的汛前检查工作和流域调查工作,对水文遥测设施设备进行检修检查,确保工作正常。开展中低水流量测验工作,并对巡测站点的委托观测人员进行培训,提高其测验技术水平。
在汛期来临时,当巡测站流域内1小时单站降雨量达30mm; 3小时单站降雨量达50mm以上,水情科及时通知巡测队前往指定巡测断面开展洪水全过程测流工作,并通知其他相关巡测站委托测验人员对洪水全过程开展电波流速仪测流,确保施测到各巡测站年最大洪水过程,满足水位流量关系定线要求。
2.3.2 内业整理
汛前做好各巡测站的流域调查工作,编制测站考证、水准点水尺高程考证并存档。
在汛期结束以后,组织技术人员开展巡测站点的资料整编工作。完成遥测水位与人工观测水位的对比分析和订正工作,完成水位流量关系曲线定线、推流工作。根据国家基本水文站的资料整理成果,对巡测站点的资料成果作合理性检查。完成巡测总结报告的编写。
3 问题探讨
3.1 巡测的时效性掌握
由于重庆市巡测站点多处于中小河流上,洪水陡涨陡落,一般洪水涨水时间只有几小时。从暴雨通知准备到巡测人员赶到巡测断面也需要相应的时间,因此暴雨预报的准确性关系到巡测资料的合理性和巡测的经济性。
巡测毕竟是一种机动的测验方式,测验与否更多的靠气象信息和水位遥测数据,部分站点路途较远,能否预测站点的涨水与否是提高巡测时效性的关键。
3.2 巡测手段及资料收集
3.2.1 测次布置
根据水位变化选择测次,涨水期,一次测流后水位涨幅在30cm,进行下次流量测验,退水期水位变幅也控制在30cm测流。能较好的控制洪水全过程,峰顶应有测次。
3.2.2 测流方法
一是电波流速仪测流,二是转子式流速仪或走航ADCP测流,三是比降面积法测流。
测次的布置取决于测验人员对水位变化趋势的判断,因巡测断面无缆道、动船等设施,流速仪在此情况下仅适用于河流较小河水较浅的涉水施测,走航ADCP施测更多的依赖于桥梁,然而无论是流速仪还是走航ADCP在洪水期间,流速大于3m/s时难于使用,在洪水期间更多的采用电波流速仪的方式进行测量,鉴于电波流速仪测出的是水面流量,需要与转子式流速仪或走航ADCP进行对比率定系数,然而在流速超过3m/s时无法进行转子式流速仪或走航ADCP测量,这使得电波流速仪系数在此情况下无法率定,只能沿用流速低于3m/s时的系数,这也在客观上降低了测验精度。
3.3 巡测资料的整编
按SL247-1999《水文资料整编规范》规定要求执行。巡测站流量资料整编,其精度相对于国家基本水文站而言应低一些,定线精度按下表的规定确定。并对水位流量关系曲线进行三种检验。
各定线指标与国家基本水文站资料整编相比得到了相应的放宽,然而各项指标是否合适,使用各项指标获得的巡测资料对于水文预报方案的编制和精度会带来多大影响,在各项指标制约下测得的水文资料用于水资源的开发管理是否可行,各项指标是否还能得到放宽等,这一系列问题还有待于进一步研究。
4 结论和建议
4.1 加大电波流速仪比测工作力度
电波流速仪是新兴的水文测验设备,按照水文测验规范,新使用的仪器都需要开展比测分析工作,以确保其精度和现行规范相适应,确保水文资料的精度。在比测工作的同时还要分析总结电波流速仪的使用条件,受哪些环境影响等。
4.2 加强委托观测人员的培养
巡测断面的流量测验主要通过巡测队员实地巡测和委托观测人员观测两种方式进行。巡测断面多处于相对较偏僻的地方,随着重庆城镇化速度的提高,巡测断面附近可供选择的委托观测人员较少,且存在人员文化素质不高、年龄偏大等问题,影响了委托观测资料的质量。
4.3 完善技术规范
水文巡测是一种既传统又新兴的水文测验方式。说起其传统,是因为它的提出在我国还是上世纪八十年代,说其新兴,是因为新仪器设备的使用拓展了水文巡测的含义,在组织制度、规范规定等方面还有待进一步的探索和完善。
参考文献:
[1]水利部长江水利委员会水文局.水文巡测规范.北京:中国水利水电出版社,1997.
[2]水利部长江水利委员会水文局.河流流量测验规范.北京:中国标准出版社,1993.
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