刘敬彬
摘 要
水文巡测是水文测验方式的重大改革,是未来水文的发展方向,经过对一定年限的水文资料的分析,判断是否满足巡测要求,以腾出更多的人力、物力资源投入新的水文研究。本文以岭下站为例,通过对本站的水位流量关系综合分析,探讨巡测的可能。
关键词
岭下站;水位流量关系;巡测
中图分类号: P336 文献标识码: A
DOI:10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 06 . 91
水文巡测方案是开展好巡测工作的前提,目的在于优化测站管理模式和测验方式,解决目前巡测工作中碰到的问题,实现水文工作的科学化、现代化,适应社会对水文的需求;优化人力资源配置,扩大中小河流站网建设,提高工作效率;进一步改善职工生产、生活条件。
1 测站位置及区域地势特征及设站目的和任务
岭下水文站设于东江下游处(见图1),建于1953年8月,位于惠州市惠城区横沥镇岭下村,该站属于国家一类精度水文站,东江流域中游控制站,集雨面积20557km2。
本站设站目的是为东江中游汇秋香江、公庄水后的控制站;为搜集东江中游水文资料,结合上、下游水文情报为防汛、抗旱提供重要水文数据。测验任务有:降水量、蒸发量、水位、流量、水质监测等。
2 断面控制情况
测站断面控制条件:该站测验河段顺直;主流中间偏左,流向与断面垂直;断面上游500m及下游1000m处为弯道;左岸傍山,土质为黄黏壤土,不易冲刷,右岸泥土质,当水位达19.50m以上时,漫滩宽达200m,河床沙质,冲淤明显;低水时,左岸下游沙滩露出,沿基本水尺断面并向下游扩大;本站主要受到上游35km处的沥口梯级电站影响。岭下站历年大断面见图2。
3 历年测流方法
(1)常规流速仪法。岭下站的流量测验采用过河缆道吊船,船载流速仪测法,全断面共有22条测深垂线、12条测速垂线,断面标志索定位。一般情况下,按照测速垂线120s,测深垂线30s,水位在13.5m以上时,岭下站完成一份流量测验约需60min,13.5m以下水位时,由于流速较小完成一份流量测验约需70min。
(2)走航式ADCP法。本站的走航式ADCP法测流采用过河缆道吊船拖动ADCP进行走航测验。测验每次测2个测回,水面宽为400m左右;包括准备时间在内测验约需40min,每次最少需用时60min。
4 区域水文特性
一般来说,影响东江流域降水的主要是锋面雨、台风雨,锋面雨主要发生在主汛期的前期(4~6月),会形成地方上俗称的“龙舟水”,台风雨主要发生在汛期中后段(7~10月)。锋面雨导致的洪水时间上要长点,峰形比较肥大,洪峰持续时间长;台风雨导致的洪水则相反,峰形尖瘦、历史短,破坏力强。
5 水位流量关系特征
2009年以前,岭下站采用水位流量关系进行定线推流,均采用临时曲线法。每年都要用到3~4条的临时曲线(含1~2条过渡线),这些临时曲线的特点是高水重合,中低水分开;且要求每场洪水都要测到,流量测次布设最低要求:起涨点1次、涨水段2次、洪峰1次、退水段2次,非汛期相邻流量测次不得超过15天;一年的流量测次大概在40~70测次。
2008年分局组织测站巡测技术方案分析,各站进行单值化分析并将分析结果上报省水文局,经省局审查批复(粤水文技〔2009〕11号文《关于惠州勘测队及河源勘测队巡测技术方案的批复》),规定:岭下水文站流量测验按单一线的要求开展测验,采用当年实测单一线推流。岭下站2009年开始执行。
6 测次布置及径流量年内分配分析
岭下站流量测验时机的选取,需要从单场次的洪水水位变化情况和已测到的流量测次的流量分布情况两方面来确定。一旦发现流量测次系统偏移,则须重新按另一条临时曲线布设测次。根据《关于惠州勘测队及河源勘测队巡测技术方案的批复》(粤水文技〔2009〕11号)规定:岭下水文站流量测验按单一线的要求开展测验,采用当年实测单一线推流。流量測次均匀布设于各级流量级上,可按高、中、低水位级均匀施测5~8次左右的流量,即可满足当年订单一线的要求,每年约测流30份流量。
7 径流量年内分配分析
通过对本站2008~2014年7年资料的月径流分析,本站的主汛期为6~9月份。从岭下站2008~2014年月径流量统计表(表1)可看到,1~4月、11~12月的各月的径流量占年总径流量的比例比较小,5~10月份每月所占的比例大,5月份最大的为20.2%(2014年),最小为6.7%(2008年),6月份最大的为22.3%(2010年),最小为10.3%(2011年),7月份最大的为16.4%(2008年),最小为9.0%(2012年),8月份最大的为14.7%(2013年),最小为6.8%(2010年),9月份最大的为10.4%(2013年),最小为5.0%(2014年),10月份最大的为9.4%(2011年),最小为4.6%(2014年)。相对于其他水文站或流域的径流量年内分配情况,岭下站的非汛期径流量所占全年的比例偏大,汛期比例偏小,这与上游枫树坝、新丰江两大水库蓄丰补枯的行政调水令有关。
8 洪峰场次与持续时间分析
根据本站的特性,本次统计只对洪峰流量大于1500m3/s的洪水场次进行统计。2008~2014年岭下站出现洪峰流量大于1500m3/s的洪水次数共26场,各洪峰水位介于14.70~18.95m之间,各洪峰流量介于1510~4860m3/s之间,各水位涨幅介于0.80~4.11m之间,流量变幅介于500~3000m3/s之间。洪水最早出现时间为3月30日(2014年),洪水结束最迟时间为10月20日(2011年);出现次数最多的为5月份共11次,其次为6月份共6次;涨水面持续最短历时为8小时(2014年),复峰型洪水水面持续最长历时为136小时(2010年),涨水面持续平均历时为47小时;退水面持续最短历时为36小时(2010年),退水面持续最长历时为500小时(2008年),退水面持续平均历时为140小时;整个洪峰的最长持续时间为240min(2008年),整个洪峰的最短持续时间为50min(2014年)。
9 结论
根据《水文巡测规范》的要求,通过对岭下站的测站特性、水位流量关系特性、径流量及输沙量年内分配分析及洪峰场次的统计分析,结合交通通信状况与现有的测验设施设备情况进行了详细论述与初步分析,认为该站宜采用驻测与巡测相结合的方法进行测验和管理。
经分析,岭下站水位流量关系稳定,呈单一线;本站位于惠城区横沥镇岭下村,交通便利,从惠州测报中心到岭下站驱车只需50分钟。降水、蒸发等项目实行了自动监测,水位校测可由委托观测完成。岭下站的洪水预见期长,洪水历时长,峰型肥大,洪峰持续时间长。区间集水面积为20557km2,流域汇流时间长,从降雨到本站形成洪水起涨时间约为10小时。根据省水文局批复的岭下站巡测技术方案,岭下站每年的水位流量关系曲线按照单一线的要求布置测点,不要求实测每一场次的洪水流量变化过程。因此每年只需施测约30份流量,即可满足水位流量定线要求和资料整编。
岭下站建有办公室楼、宿舍、自记台、降水、蒸发观测设施设备,可以满足日常的测验、办公和生活需求,所以本站可以实行全年巡测。
参考文献
[1]广东省水文局惠州水文分局. 惠州水文测报中心巡测方案[R].惠州:广东省水文局惠州水文分局,2016
[2]徐金梅,于艳萍.探讨编制水文巡测方案及认识[J].科技视界,2013(12):182-182.
[3]中华人民共和国水利部.水文巡测规范:SL.195-2015[S].2015.