曹世文

（遼寧省鞍山水文局，遼寧鞍山114039）

鞍山城市區(qū)用水對(duì)城區(qū)中小河流水文測(cè)驗(yàn)帶來(lái)的影響

曹世文

（遼寧省鞍山水文局，遼寧鞍山114039）

受城市建設(shè)速度不斷加快及人類活動(dòng)的影響，城區(qū)中小河流的水文測(cè)驗(yàn)工作因此增加了諸多困難，致使水文測(cè)驗(yàn)及整編精度都受到了不同程度的影響。因?yàn)檫@些影響因素?zé)o法改變，就必須要改進(jìn)測(cè)驗(yàn)和整編方式，從而提高水文資料的精確度。文章就鞍山市城市田水對(duì)城區(qū)中小河流水文測(cè)驗(yàn)帶來(lái)的影響進(jìn)行分析并給出建議。

城市用水；中小河流；水文測(cè)驗(yàn)；誤差分析；成果分析

近年，隨著鞍山市城市建設(shè)的飛速發(fā)展，城市人口不斷增加，工業(yè)和城市第三產(chǎn)業(yè)也加快了發(fā)展的步伐。鞍山市市區(qū)總?cè)丝?55.8萬(wàn)人，市區(qū)GDP達(dá)860億元，經(jīng)濟(jì)增速（GDP）平均達(dá)8.6%。社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的不斷發(fā)展帶來(lái)的是城市的供、用水量不斷的增加，產(chǎn)生的生活和工業(yè)廢水對(duì)河道生態(tài)環(huán)境和水文測(cè)驗(yàn)都帶來(lái)了較大的影響。文章著重分析鞍山市市區(qū)居民生活及工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水對(duì)市區(qū)內(nèi)中小河流南沙河水文監(jiān)測(cè)產(chǎn)生的影響及誤差分析。

1 概 況

南沙河是太子河一級(jí)支流，自東向西橫穿鞍山市市區(qū)。其發(fā)源于鞍山市千山風(fēng)景區(qū)仙人臺(tái)，高程708.3 m，上游有大孤山、石橋子、千山、眼前山、胡家廟和風(fēng)水山等六條支流，在立山區(qū)沙河鎮(zhèn)陳家臺(tái)村與其它幾條支流匯合，經(jīng)過(guò)市區(qū)后在達(dá)道灣郎家廠村穿越沈大公路流入遼陽(yáng)縣境內(nèi)，于下口子入太子河，干流全長(zhǎng)69 km，流域面積458 km2，平均坡降1.67‰。本市境內(nèi)河長(zhǎng)38.7km，流域面積325 km2。

立山水文站作為南沙河上的控制站擔(dān)負(fù)著該河流水位、流量、泥沙、降水、水文調(diào)查等項(xiàng)目的測(cè)驗(yàn)工作。下文將利用立山水文站的監(jiān)測(cè)資料來(lái)分析居民生活和工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的廢水對(duì)水文站水位觀測(cè)及日平均流量的影響及誤差分析。

2 監(jiān)測(cè)資料來(lái)源

立山水文站水位是采用超聲波式水位計(jì)遠(yuǎn)傳觀測(cè)，低水流量測(cè)驗(yàn)采用傳統(tǒng)的流速儀涉水施測(cè)。

水位觀測(cè)1—5、10—12月份每日8時(shí)、17時(shí)觀測(cè)兩次，6—9月份每日8時(shí)、20時(shí)觀測(cè)兩次，如遇有降水過(guò)程將根據(jù)洪水的漲落加密觀測(cè)頻次。流量監(jiān)測(cè)平水期平均5～7 d施測(cè)一次流量，汛期如有洪水過(guò)程將根據(jù)水位起漲及峰頂增加流量施測(cè)次數(shù)。根據(jù)全年的水位和流量監(jiān)測(cè)資料最后計(jì)算全年的徑流量、日平均流量等水文數(shù)據(jù)。

立山水文站測(cè)驗(yàn)斷面上游有入河排污口20余處，所排廢水基本為大生活廢水，有少量工業(yè)廢水，全年入河廢水量達(dá)到4 000～5 000萬(wàn)m3，占南沙河全年徑流量近50%。所以廢水的不規(guī)則排放勢(shì)必會(huì)對(duì)水文站的基本測(cè)驗(yàn)帶來(lái)較大影響。

3 成果分析

選取2014年立山站的觀測(cè)資料來(lái)進(jìn)行分析，為了消除降水的影響，選取2月份資料作為典型分析。計(jì)算成果見(jiàn)表1。表1中的人工觀測(cè)水位計(jì)算即2段制觀測(cè)（8時(shí)和17時(shí)）數(shù)據(jù)計(jì)算成果，水位計(jì)記錄水位計(jì)算即24段制（自計(jì)水位記水位變化低于3 cm每一小時(shí)采集一次數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)與數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)）觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算成果。日平均流量值是根據(jù)一元三點(diǎn)插值法推求各級(jí)水位下的流量，并根據(jù)觀測(cè)水位用面積包圍法計(jì)算得出日平均流量值。目前立山站即用此方法進(jìn)行水文資料整編來(lái)計(jì)算逐日平均流量和平均水位，并推求出年徑流量。

表1 2段制觀測(cè)及24段制觀測(cè)計(jì)算水量差值表

由于上游排污口較多，在這里選取1處較大排污口（曙光排污口）作為典型排污口進(jìn)行分析，并繪制排污流量過(guò)程線，詳見(jiàn)圖1。

圖1 污水口排污流量過(guò)程線

2月份為枯水季節(jié)，降水較少，所以采用立山水文站2月份的資料作為典型分析，其水位變化過(guò)程見(jiàn)圖2。

圖2 立山站2014年2月份6—10日水位過(guò)程線

根據(jù)上面的監(jiān)測(cè)成果及排污過(guò)程線和水位過(guò)程線分析可得出如下結(jié)論：①立山水文站全年的水位觀測(cè)受上游城市入河排污口排污影響較大。因選取2月份水位資料，基本不受降水影響，測(cè)驗(yàn)斷面上游也無(wú)水利工程影響，其水位不應(yīng)有較大變化，但從其水位過(guò)程線看水位變化較為劇烈，主要體現(xiàn)在全天排污高峰從中午前后開(kāi)始至傍晚達(dá)到峰值，此時(shí)的水位變化較大，每天2段制觀測(cè)將出現(xiàn)最高水位和最低水位可能無(wú)法觀測(cè)到；②利用水位計(jì)記錄的水位數(shù)據(jù)進(jìn)行整編計(jì)算的日水量值小于人工2段制觀測(cè)的水位數(shù)據(jù)進(jìn)行整編計(jì)算的日水量值。其中單日水量最大偏差達(dá)18.4%，月水量偏差達(dá)4.0，2段制觀測(cè)計(jì)算的水量值偏大，影響徑流量精度；③平水期整編方法需要改進(jìn)。平水期采用連實(shí)測(cè)流量過(guò)程線法整編，推求逐日平均流量。若測(cè)流時(shí)間不當(dāng)，勢(shì)必會(huì)造成日平均流量系統(tǒng)偏大或偏??；④立山站測(cè)驗(yàn)斷面上游排污口數(shù)量眾多，每年汛前和汛后各監(jiān)測(cè)一次流量，監(jiān)測(cè)頻次過(guò)少，不能計(jì)算出更精確的廢水排放量，導(dǎo)致還原計(jì)算天然水量出現(xiàn)較大誤差［1］。

4 建 議

通過(guò)上述結(jié)論的分析，建議受城市排污影響測(cè)驗(yàn)的中小河流水文站能夠從以下3點(diǎn)改進(jìn)測(cè)驗(yàn)和整編方法，從而提高水文資料的精度：①水位觀測(cè)一定要實(shí)現(xiàn)自記水位計(jì)觀測(cè)，避免每日2段制觀測(cè)水位，通過(guò)自記水位計(jì)加密水位的觀測(cè)次數(shù)，根據(jù)每日水位變化規(guī)律增加觀測(cè)段制，控制完整的水位變化過(guò)程；②盡量使用一元三點(diǎn)插值法來(lái)推求平水期流量，減少使用連實(shí)測(cè)流量過(guò)程線法推求流量。這樣有了完整的水位觀測(cè)數(shù)據(jù)就能夠計(jì)算出更加精確的日平均流量值；③提高水文調(diào)查的精度，每個(gè)測(cè)驗(yàn)斷面以上或區(qū)間均有農(nóng)業(yè)用水、工業(yè)用水、跨流域引水及入河排放廢水等其他水量匯入到本測(cè)驗(yàn)斷面。為了做好水量還原計(jì)算，就要提高水文調(diào)查的精度，對(duì)以上或區(qū)間的其他水量要做好充分的調(diào)查工作，尤其是排污口較多的測(cè)驗(yàn)斷面，要加密排污監(jiān)測(cè)的頻次，實(shí)現(xiàn)每月至少1～2次監(jiān)測(cè)，以提高還原后天然水量的計(jì)算精度。

［1］田萬(wàn)榮，等.新疆中小河流水位測(cè)量關(guān)系定線精度現(xiàn)狀分析及對(duì)策［J］.黑龍江水利科技，2006，34（06）：222－223.

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B

1007－7596（2015）05－0127－02

2014－10－31

曹世文（1979－），男，遼寧鞍山人，工程師，主要從事水文監(jiān)測(cè)、水文資料整編、水資源管理等工作。