安陽河口水文測站選址論證

吳曉楷

（漳衛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

（漳衛南運河管理局水文處，山東德州253009）

為完善漳衛南局水文站網，根據漳衛南運河流域現狀和漳衛南局水文有關規劃，基于漳衛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，為水文測站設立與建設提供了決策依據。

漳衛南運河；水文站網；水文測站；選址論證

衛河是海河流域漳衛南運河水系的重要支流，發源于河南省輝縣市，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。安陽河為衛河豫北地區的主要支流，發源于林州市的黃花寺，于內黃縣李大晁匯入衛河，全長164 km，流域面積1 920 km2，在衛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，可產生1 000m3/s以上的洪峰流量，洪水來源及特性使之成為漳衛南運河防洪安全的重點和難點。

1.2防洪能力

根據《海河流域防洪規劃》，漳衛南運河設計防洪標準為50年一遇，衛河設計防洪能力為淇門—老觀嘴400m3/s、老觀嘴—浚內溝口2 000m3/s、浚內溝口—安陽河口2 000 m3/s、安陽河口—徐萬倉2 500 m3/s。其中，安陽河發生20年一遇設計洪水時，小南海、彰武兩庫聯合運用并經崔家橋滯洪區自然滯蓄后，下游河道泄量不超過600m3/s。安陽河在高平出山后，折向東流經孝民屯，于安陽市與京廣鐵路相交，又經柴村、馮宿、豆公，于內黃縣李大晁匯入衛河。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。

1.3區域地質

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

2　設立水文測站的必要性和可行性分析

2.1水文站網現狀

衛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。漳衛南局管轄范圍內左岸有湯河、安陽河兩大支流匯入，安陽河干流設有安陽水文站。衛河流域水文站網布設狀況，如圖1所示。

2.2設立水文測站的必要性

衛河是一條跨省河流，兩岸涉及山西、河南、河北和山東四省，農田灌溉發達且歷史悠久。根據水文資料統計，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區安家莊，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。根據歷年水文資料統計，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，入衛河口門沒有控制水文測站，難以滿足防汛調度和落實最嚴格水資源管理制度的需要。

圖1　衛河流域水文站網布設狀況

2016年7月18—20日，衛河流域出現強降雨過程，局部特大暴雨，安陽河出現了一次洪水過程。根據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分出現洪峰流量為1 570m3/s。據有關報道，20日安陽河出現2 100m3/s洪峰流量，啟用了崔家橋滯洪區滯蓄消減洪水。漳衛南局于7月21日趕赴安陽河入衛河口上游的洹河橋，采用ADCP法施測安陽河入衛河流量，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河水量情況，存在很大差異。為滿足流域水資源調查評價、開發利用、合理配置需要和提高防洪安全保障能力，在安陽河入衛河口門設置水文測站非常必要和迫切。

2.3設立水文測站的可行性

2009年11月，《漳衛南局水文基礎設施“十二五”建設規劃》提出建設安陽河口水文自動測報站，進一步完善衛河水文站網體系。2013年9月，《漳衛南局水文站網規劃》將安陽河口水文測站建設列入規劃，對入衛水文要素進行監測，滿足防洪減災及水資源優化配置的需要。2015年，漳衛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》，提出水資源監測監控能力建設方案，安陽河口水文自動測報系統建設列入實施計劃。依據《水文站網規劃技術導則》（SL34-2013）、《水資源水量監測技術導則》（SL365-2015），為提高衛河防洪安全保障能力，滿足流域水資源調查評價、開發利用、合理配置、水生態環境保護和水資源管理等方面的需要，在安陽河入衛河口布設水文測站監測安陽河口控制斷面的水量水質信息、實現安陽河口來水量信息在線監測是可行的。

3　水文測站選址論證

安陽河口水文測站布設的主要目的是滿足漳衛南運河流域防洪和水資源管理的需要，測驗斷面選址應符合《水位觀測標準》（GB/T50138-2010）、《河流流量測驗規范》（GB50179-1993）、《水資源水量監測技術導則》（SL365-2015）的相關要求。

3.1測驗斷面選址依據

3.1.1水尺斷面布設要求

河道水位站宜選擇在河道順直、河床穩定和水流集中的河段。基本水尺斷面宜設在順直河段中間，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、糙率等因素比較穩定和易受河槽沿程阻力作用形成河槽控制的河段。河段內無巨大塊石阻水，無巨大旋渦、亂流等現象。

（2）當斷面控制和河槽控制位置不同時，應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、穩定、水流集中，無分流岔流、斜流、回流、死水等現象。順直河段長度應大于洪水時主河槽寬度的3倍。在平原區河流上，要求河段順直勻整，全河段應有大體一致的河寬、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，測驗河段的選擇應符合下列規定：①比降面積法測流河段，其順直段應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，其順直河段長度應大于行近河槽最大水面寬度的5倍。行近槽段內應水流平順，河槽斷面規則，斷面內流速分布對稱均勻，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

安陽河入衛河口門位于河南省內黃縣李大晁村、衛河左岸樁號101+300處，上游約175m建有洹河橋，與010鄉道相通，與內寶線相聯，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

依據相關規范，考慮建設后的運行管理，經現場查勘，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，兩側樹木較少。選址斷面1布設于洹河橋上游約130m處右岸（東經114°46′54′、北緯35°59′13′），附近通信信號強度良好，便于施工及設施設備安裝與維護。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布設于洹河橋上游約525m處右岸（東經114°46′41″、北緯35°59′20″），附近通信信號強度良好，便于施工及設施設備安裝與維護。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

根據現場查勘取得的河段地形、水力條件，選址斷面1、斷面2所在河段河床穩定、水流集中，無分流岔流影響。安陽河口以下衛河河道較寬，設計行洪能力為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范要求。其中，選址斷面2距離洹河橋較遠，設施設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上距離洹河橋較近，可兼顧設備運行和日常安全巡查管理需要。

3.2.4結論

安陽河口測驗斷面布設于選址斷面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、河床穩定、水流集中，無分流岔流影響，交通較為便利，便于設施設備建設及運行維護管理，符合《水位觀測標準》（GB/ T50138-2010）、《河流流量測驗規范》（GB50179-1993）要求。采用水位、流速自動監測方式，并通過斷面整治工程、技術等措施率定水位流量關系，實現在線監測是可行的。建議通過分期實施實現在線監測，并達到測站的防洪標準和測洪標準，按照水文站命名規則為李大晁水文站。

4　建議

（1）水文測站建設應遵循水利部頒發的《水文基礎設施建設及技術裝備標準》《水文自動測報系統技術規范》《水資源監控管理系統建設技術導則》，推廣應用新技術、新儀器、新設備，減輕勞動強度，提高水文測報的工作效率。水資源水量監測方法應滿足《水資源水量監測技術導則》的技術要求。

（2）積極應用信息技術、自動化技術及遙測技術，提高水文測報的精度和時效，保證水文信息采集、處理與傳輸的安全性、可靠性和時效性。

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

（4）經調查和實際應用，為提高測量精度，建議采用雷達水位計進行水位自動監測。選用的自記水位計應符合國家現行的有關標準的規定。

［1］《漳衛南運河志》編纂委員會.漳衛南運河志［M］.天津：天津科學技術出版社，2003.

［2］GB/T50138-2010，水位觀測標準［S］.

［3］GB50179-1993，河流流量測驗規范［S］.

［4］SL365-2015，水資源水量監測技術導則［S］.

［5］SL58-2014，水文測量規范［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，主要從事水文站網規劃、建設管理及水文水資源調查評價和論證工作。