甘肅省中小河流新建水文站測驗(yàn)設(shè)施的方案設(shè)計(jì)

陳 妍

(河南黃河水文勘測設(shè)計(jì)院，鄭州450002)

水文監(jiān)測系統(tǒng)作為其中重要的非工程措施，在歷年來的防洪減災(zāi)、水資源管理與保護(hù)等方面具有顯著的作用，為保障人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)社會可持續(xù)發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。然而，隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，現(xiàn)有的防洪減災(zāi)體系仍存在一些薄弱環(huán)節(jié)，特別是中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)尚未建立，全省絕大多數(shù)中小河流存在各類水文站點(diǎn)密度過低，控制率不足，水文信息的采集、傳輸、處理手段落后等問題，很難滿足中小河流防洪減災(zāi)對水文信息的基本需求，一旦遇到較大洪水就險情頻出，災(zāi)害頻發(fā)。為此，盡快完善防洪非工程措施，加強(qiáng)水文測站站網(wǎng)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，密切監(jiān)控河流汛情，提高水文監(jiān)測能力和預(yù)報(bào)精度，成為甘肅水文工作的重要戰(zhàn)略任務(wù)之一。在水文站建設(shè)初期，對中小河流新建水文站測驗(yàn)設(shè)施進(jìn)行科學(xué)、合理的方案設(shè)計(jì)尤其重要。

1 工程概況

甘肅境內(nèi)烏鞘嶺和西秦嶺將全省分3個流域，烏鞘嶺以西為內(nèi)陸河流域，烏鞘嶺以東及西秦嶺以北屬黃河流域，西秦嶺以南歸長江流域。甘肅省河流水系主要分屬黃河、長江、內(nèi)陸河3個流域、10個水系。黃河流域大部分水系的洪水發(fā)生在6—9月，黃河干流、洮河洪水量大、持續(xù)時間長，其它河流洪水多為暴漲暴落，對水利工程及沿岸工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)危害很大。黃河流域暴雨洪水以短歷時局地性暴雨洪水為主，具有很大的隨機(jī)性、突發(fā)性和危害性。根據(jù)《總體規(guī)劃》的框架內(nèi)容和甘肅省中小河流治理對水文信息的基本需求，為全面提高甘肅省中小河流水文監(jiān)測預(yù)警水平。甘肅省中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)的主要建設(shè)任務(wù)水文站70處(新建40處、改建30處)，水位站168處(新建)，雨量站477處(新建147處、改建330處)，省水文信息中心1處(改建)，水文信息分中心18處(新建9處、改建9處)，水文巡測基地14處(新建7處、改建7處)，省級應(yīng)急機(jī)動測驗(yàn)隊(duì)1處(新建)，176條中小河流的預(yù)警預(yù)報(bào)服務(wù)軟件(新建)。

2 項(xiàng)目建設(shè)必要性與可行性

特殊的地質(zhì)環(huán)境條件，決定了甘肅省地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的狀況。近幾十年來，隨著人類活動的不斷加劇，甘肅省已成為我國水文地質(zhì)災(zāi)害重災(zāi)區(qū)之一。據(jù)估算，自20世紀(jì)90年代以來，全省僅局部暴雨、滑坡、泥石流和水土流失造成的經(jīng)濟(jì)損失(包括直接和間接)平均每年達(dá)6～8億元，且水文地質(zhì)災(zāi)害明顯有日趨嚴(yán)重之勢。尤其是近年來，極端災(zāi)害性天氣突發(fā)多發(fā)，洪旱災(zāi)害造成的危害愈來愈重，不僅對基礎(chǔ)設(shè)施造成毀滅性破壞，而且給人民群眾生命財(cái)產(chǎn)帶來重大損失。實(shí)施中小河流新建水文站水文監(jiān)測設(shè)施建設(shè)，能夠通過提高水文監(jiān)測能力與水情信息傳輸水平，促進(jìn)水文信息化和水利現(xiàn)代化建設(shè)，培養(yǎng)水文監(jiān)測自動化、信息化人才，進(jìn)而有效提升水文服務(wù)社會的能力。這不僅是地方經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展對水文提出的需要，也是水文自身發(fā)展的需要，更是人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全保障的需要。

3 方案設(shè)計(jì)

3.1 站網(wǎng)建設(shè)應(yīng)該遵循的原則

本實(shí)施方案的建設(shè)任務(wù)主要是新建水文站11處，內(nèi)容包括測驗(yàn)河段基礎(chǔ)設(shè)施、水位觀測設(shè)施、流量測驗(yàn)設(shè)施、附屬設(shè)施及儀器設(shè)備配置等。為保證水文站測驗(yàn)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目的順利實(shí)施，站網(wǎng)建設(shè)必須遵循急用優(yōu)先、統(tǒng)籌兼顧、避免重復(fù)、實(shí)用可靠、技術(shù)先進(jìn)性，以及經(jīng)濟(jì)合理性等原則。

3.2 建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，結(jié)合甘肅省中小河流水文站的具體情況，確定水文站設(shè)施建設(shè)應(yīng)分別滿足防洪標(biāo)準(zhǔn)和測洪標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)出現(xiàn)防洪標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)洪水時，應(yīng)能保證設(shè)施設(shè)備、建筑物不被淹沒、沖毀，人身安全有保障。當(dāng)發(fā)生測洪標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)洪水時，水文設(shè)施設(shè)備能正常運(yùn)行，測站測報(bào)工作能正常開展［1］。根據(jù)水文測站級別劃分原則和本次中小河流水文站的重要性，水文站的防洪、測洪建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 水文站防洪測洪標(biāo)準(zhǔn)表

3.3 儀器設(shè)備選型設(shè)計(jì)

中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)儀器設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸處理及資料整編應(yīng)實(shí)現(xiàn)全國統(tǒng)一的水文數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)模式。中小河流水文監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)選用的儀器設(shè)備，其數(shù)據(jù)上傳應(yīng)遵循《水文監(jiān)測數(shù)據(jù)通訊規(guī)約》(編制中)，水文監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)充分利用水文行業(yè)主管部門采用的水文測驗(yàn)管理公共數(shù)據(jù)平臺，水文數(shù)據(jù)、應(yīng)急信息、圖像視頻等數(shù)據(jù)的接收處理應(yīng)在同一公共數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行。選用的儀器設(shè)備應(yīng)具有檢測報(bào)告或鑒定證書;儀器設(shè)備在發(fā)送觀測要素實(shí)時數(shù)據(jù)的同時，應(yīng)能夠傳送資料整編用密集數(shù)據(jù)，并可以通過水文測驗(yàn)管理公共數(shù)據(jù)平臺業(yè)務(wù)處理軟件直接生成符合水文資料整編程序和數(shù)據(jù)入庫格式要求的數(shù)據(jù)文件。儀器設(shè)備實(shí)時數(shù)據(jù)發(fā)送項(xiàng)目應(yīng)包括數(shù)據(jù)所屬單位、站名、設(shè)備編號、數(shù)據(jù)值、數(shù)據(jù)值對應(yīng)時鐘、設(shè)備溫度、供電電壓等;為保證水文數(shù)據(jù)及時準(zhǔn)確的采集傳輸，系統(tǒng)建設(shè)中應(yīng)增加網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)的要求，并充分把握設(shè)備系統(tǒng)集成、運(yùn)行維護(hù)的簡易和方便，從而減輕水文系統(tǒng)因站網(wǎng)擴(kuò)充，設(shè)備數(shù)量增加和數(shù)據(jù)處理任務(wù)繁重帶來的工作困難和負(fù)擔(dān);測驗(yàn)儀器設(shè)備應(yīng)具備數(shù)據(jù)召測功能，包括實(shí)時數(shù)據(jù)的召測和資料整編用密集數(shù)據(jù)的補(bǔ)召。儀器設(shè)備工作參數(shù)修改應(yīng)通過遠(yuǎn)程操作完成，設(shè)置完成應(yīng)回復(fù)操作者確認(rèn)信息。儀器設(shè)備尺寸應(yīng)盡量小，設(shè)備功耗要盡量低，易于隱蔽式安裝;所有儀器設(shè)備均應(yīng)盡量使用太陽能補(bǔ)充的直流供電，避免通過電網(wǎng)感應(yīng)雷電，造成儀器設(shè)備的損壞。數(shù)據(jù)平臺應(yīng)能隨時隨地供水文測驗(yàn)管理人員和測驗(yàn)實(shí)施人員查詢到本地設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)和設(shè)備的工作狀況信息。

3.4 施工組織與管理

本實(shí)施方案各單項(xiàng)工程建設(shè)位置分散，距離較遠(yuǎn)，并且在建設(shè)內(nèi)容以及交通、氣候、水文、地質(zhì)等條件方面也存在一定差異，統(tǒng)一組織建設(shè)難度較大，應(yīng)以水文站為基本建設(shè)單元，每個工程項(xiàng)目作為一個綜合的單項(xiàng)工程，分項(xiàng)組織實(shí)施。各單項(xiàng)工程建設(shè)主要包括水位、流量信息采集、傳輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)及設(shè)備購置等，應(yīng)選擇有水文設(shè)施工程施工資質(zhì)或施工經(jīng)驗(yàn)的施工單位施工。整個工程建設(shè)應(yīng)以水位觀測設(shè)施、流量測驗(yàn)設(shè)施、生產(chǎn)業(yè)務(wù)用房建設(shè)為中心開展組織施工。項(xiàng)目實(shí)施過程中將嚴(yán)格按照建設(shè)項(xiàng)目“法人責(zé)任制、招投標(biāo)制、建設(shè)監(jiān)理制、合同管理制”四項(xiàng)制度要求;嚴(yán)格控制工程質(zhì)量與工程進(jìn)度，加強(qiáng)投資計(jì)劃和施工管理，確保投資效益和工程質(zhì)量。

3.5 效益分析

水文作為公益性行業(yè)，其發(fā)展將帶來巨大的社會效益。將為甘肅省防汛減災(zāi)、水資源開發(fā)和配置、生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供及時的、可靠的水文信息和專業(yè)服務(wù)，滿足新時期水文工作的要求，達(dá)到為社會可持續(xù)發(fā)展提供全方位服務(wù)的目的。系統(tǒng)建成后，能夠?yàn)榉姥礈p災(zāi)提供及時、準(zhǔn)確的水文情報(bào)，水文測站和中心水文站的功能得到了提升，將全面提高防汛減災(zāi)指揮決策的科學(xué)性、合理性，為地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供有力的保障，減少因洪水災(zāi)害造成的損失。此外，系統(tǒng)建成后可產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

［1］劉東生，陳守榮，李海源，等，長江水文測驗(yàn)方式方法創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)［J］.水文，2011(12):56-59.