基于小河流域代表站開展水文巡測方案的探討

李歡麗

（新疆伊犁水文勘測局，新疆 伊犁 835000）

1 水文測站的現狀

新疆伊犁水文測站有著站點多，分布廣，測站距離縣城偏遠，生活條件較差，測站人員少，人員技術水平參差不齊，尤其是近幾年新老人員交替等情況。該水文測站信息化水平相對滯后，大部分測站已采用自記水位計記錄，人工進行校核，但對新儀器、新設備的更新、維修的實踐及應用較少。

因此，按照現有的傳統(tǒng)模式[1]已解決不了當前的各種矛盾，為了適應當前的經濟社會發(fā)展，只有進行水文測驗模式改革，才能逐漸改變伊犁水文存在的問題。水文測驗模式要從駐測轉變?yōu)椤坝腥酥凳兀柴v結合”的方式。以小河流域水文測站為例，現就如何進行巡駐結合進行探討。

2 水文測站開展巡駐結合的探討

2.1 測站基本水文特性

以天山南坡區(qū)域小河流域代表站為例，水文測驗模式為駐測站，現收集到連續(xù)50年的水文要素實測系列，通過水文要素實測系列表明，代表站所控制的流域補給來源主要為降水和積雪混合補給。

該站降水量的年內分配比較均勻，從降水量的集中程度分析，年最大月降水量一般出現4 月～7 月，年最小月降水量多出現于1 月～2 月、8 月～9 月。降水量的年際變化比較穩(wěn)定，在每年的2 月底隨著氣溫的升高，冬季積雪逐漸融化，河流水量逐步增大，并隨氣溫的降低緩慢減小，直至9 月底河流水量趨于穩(wěn)定，期間發(fā)生暴雨時，水量有明顯的增加，9 月底至次年的2月底河流水量變化穩(wěn)定。統(tǒng)計歷年各年、月徑流量及時空分布情況，對該流域的年徑流量分配進行分析，水量最主要集中在4 月～7 月，約占年水量的54.3%～60.4%，4 月～7 月中水量最大的兩個月為4 月～5 月，約占年水量的38%左右，枯水期9 月至次年的2 月水量逐漸減小，直至到2 月水量最小，約占年水量的3%～4%，徑流量總體變化為汛期大，非汛期小。

統(tǒng)計1956年～2015年計60年的洪水資料進行洪水年內分配分析，見表1。該河洪水一般發(fā)生在4 月～8 月，洪水類型為融雪型洪水和暴雨洪水，該站年最大洪峰流量多發(fā)生于春夏季4 月～8 月，并呈現逐月遞減趨勢。

表1 年最大洪峰流量發(fā)生時間統(tǒng)計表

2.2 流量測次及巡駐時機

小河流域代表站測驗河段較為順直，兩岸由粘土及卵石組成。河床由礫石組成、河槽呈U型，沖淤變化較大，近幾年受水庫調節(jié)，實測的水位流量關系點據呈狹窄的一條帶狀，見圖1，水位流量關系為單一線，而且水位流量關系曲線的變幅也大幅減小。

圖1 小河流域代表站歷年水位流量關系綜合圖

由圖2 可以得出以下結論：一是測驗斷面較不穩(wěn)定，沖淤變化較明顯，如開展全年巡測是不可行的。二是由于2015年后受水庫調節(jié)作用，各年水位流量關系年際變化較小，每一年都呈單一曲線。說明中、低水（9.30 m～10.25 m）水位流量關系的穩(wěn)定性較好。圖中流量點據呈一狹窄的帶狀，點據密集，無明顯的偏離，低水部分水位與流量關系點據非常密切，為單一的水位流量關系，因此為開展非汛期巡測，汛期駐測相結合提供了技術依據。

圖2 小河流域代表站歷年大斷面圖

2.3 精簡流量測次分析

根據該站來水情況及徑流年內分配的情況來看，非汛期1 月～3 月、10 月～12 月份年徑流量所占全年年徑流量比例較小，因此該站精簡非汛期流量測次[2]是可行的。由圖3 可知，2016年～2019年1 月～3 月、10 月～12 月關系點據集中，無明顯的偏離，水位流量關系穩(wěn)定，可綜合定出一條線，對這條線進行三線檢驗，三線檢驗按照《水文整編規(guī)范》均達到規(guī)范要求。表明非汛期水位流量關系非常穩(wěn)定并且該系列具有代表性、可靠性、一致性。因此，以非汛期水位流量實測點據為總樣本，在總樣本中隨機抽取10 個數據，抽十組，在十組中隨機挑選一組重新進行定線整編，見圖4，并進行三線檢驗，三線檢驗合格。

圖3 小河流域代表站非汛期水位流量關系綜合圖

圖4 小河流域代表站隨機抽樣水位流量關系圖

根據重新定線的水位流量關系對非汛期進行重新整編，一是所推求的月、年徑流流量與未進行精簡前的年徑流量相對誤差在±3%以內，二是該站非汛期月徑流量占年徑流量比非常小，由以上兩方面足以說明該站在非汛期流量可以進行精簡，進而水文測驗管理方式可以由全年駐測改為巡駐結合的方式進行，即每月巡測兩次即能滿足該站的定線推流精度要求。

3 開展巡駐結合的具體措施

根據本站水文觀測各要素的分析，巡測[3]的內容、技術要求以及存在的客觀實際，本站主要采取“有人值守，巡駐結合”的方式開展巡測工作。巡測[4]工作的內容主要有水位、流量，其他項目由駐測人員觀測，具體內容和保證措施方法如下：

3.1 人員保證措施

本站歷年有一名人員在測站駐守，能夠掌握基本的水文測驗、測報，為了提升測驗人員的測驗技術水平，我局在每年專門制定了培訓方案，一年至少一次對人員集中進行專業(yè)的培訓，使其無論在汛期還是非汛期都能夠測的準、報的出。

3.2 水文測驗

測站水位采用自記水位計全年自記，水位傳輸有兩種方式，一種是短波電臺傳輸至測站終端機，由駐守測站人員管理，另一種方式是GPRS 短信傳輸。非汛期巡測人員在每一次巡測中主要檢查電瓶的電壓、儀器的工作參數等指標，對儀器存在的問題和隱患及時進行處理，保證儀器全年無故障運行。流量主要由測站人員進行測驗，非汛期采用巡測的方法進行巡測，汛期仍然按照駐測進行流量測驗。如在非汛期遇到突發(fā)性洪水，要及時趕往測站進行現場實測。因該站還未建設自動氣象站，這些項目未實現自動監(jiān)測，因此，由駐守人員按觀測規(guī)范的時間和標準進行人工觀測。測站站長要定時檢查氣象類觀測儀器的工作狀態(tài)和參數，及時解決存在的問題和安全隱患。在汛前和汛后由測站人員安排進行大斷面、水尺零高的測量，并將測量和計算的成果分別保留在測站，供使用人員參考和查證，如水尺在使用過程中被損壞，或需要新增加水尺時，測站人員應及時安排人員進行水尺安裝和測量，在發(fā)生特大洪水時，測站應在洪水過后組織實施水下斷面測量。水情報訊主要由駐守人員負責填制和報送日、旬、月或水情科要求的時段水情。

3.3 應急措施

當河流發(fā)生特殊水情或儀器設備出現故障時，應采取行之有效的應急預案處置突發(fā)事故，確保巡測資料質量精度不受影響，具體的應急措施如下：

（1）儀器設備[5]故障應急措施。儀器設備主要為自動測報儀器和常規(guī)觀測和測量儀器，自動測報儀器目前主要為雷達水位計，而自記水位計記錄的資料質量精度和工作狀態(tài)直接影響到巡測工作的開展，它是巡測工作的核心設備，因此，要保證儀器供電系統(tǒng)正常。無論采用太陽能、照明電、還是電瓶供電，都必須保證每站至少配置1 個備用電瓶，平時進行充電保養(yǎng)，一旦由于外部供電電源出現故障，可及時進行更換。其它如降水蒸發(fā)、流量測驗控制臺觀測儀器設備應定期檢查和保養(yǎng)，流量測驗控制臺的易損配件應有配件，定期進行保養(yǎng)，如出現故障不能在短時間內恢復工作的，應采用傳統(tǒng)手搖或電動纜道的測流方法施測，直至儀器修復。

（2）特殊水情的應急措施。當個別河流發(fā)生特殊水情，應盡快趕到測站搶測洪峰過程，如洪水過程陡漲陡落，無法及時施測，應采用洪水調查的方法測量洪水比降，用比降-面積法以推求洪峰流量，有人值守站應按洪水測量的方法盡量使用流速儀根據水勢漲落的急劇情況采用常測法或間測法施測洪水，如流速儀法測驗較為困難，可采用中泓浮標法施測，并同時觀測水面比降，直至測站人員趕到進行復核和補充測量工作。

4 結語

本文結合小河流域代表站胡水文特征和水文規(guī)律，在以歷年的水文資料為基礎，綜合考慮汛期與非汛期河流變化規(guī)律、測站人員、設備等因素進行分析，分析結果表明，該地區(qū)小河流域站由全年駐測轉變巡駐結合開展巡測方案是可行的，既保證水文資料質量，又解決了其它站人員短缺的矛盾，同時為上下游興建水利工程等項目提供了重要技術及防洪規(guī)劃服務。