楊　兵，張昌順，張百祖（甘肅省酒泉水文水資源勘測局，甘肅　酒泉　735100）

討賴河嘉峪關(guān)水文站測驗方式變化淺析

楊兵，張昌順，張百祖
（甘肅省酒泉水文水資源勘測局，甘肅酒泉735100）

水利涉水工程影響河流自然流態(tài)，分析嘉峪關(guān)站各斷面的水量利用情況并簡化測站測驗工作；需實驗分析泥沙測驗精度及涉水工程的影響程度；加強上下游測站間的區(qū)間匯流調(diào)查分析，利用上游水位站的遠(yuǎn)傳信息的時效性充分發(fā)揮測站報汛的可靠性及有效程度。

討賴河；涉水工程；測站控制；改變方向

討賴河流域地處河西走廊中部，屬黑河水系一級支流。地理位置介于東經(jīng)97°22′46″～99°27′11″，北緯38° 24′16″～40°56′08″之間，涉及青海省祁連縣、甘肅省張掖市的肅南縣、高臺縣，酒泉市的肅州區(qū)、金塔縣以及嘉峪關(guān)市，流域總面積2.814×104km2。

討賴河發(fā)源于祁連山討賴南山東段，河源處有冰川380條，冰川面積136.67 km2，儲冰量43.039×108m3，冰川融水量0.7403×108m3，占河流多年平均徑流量的11.9%。上游山區(qū)地勢陡峻，水流湍急，河床為砂礫石，滲漏大，至冰溝出山后流向東北，是以降水、冰雪消融及地下水補給多補給型的內(nèi)陸河流。

一、水文站網(wǎng)監(jiān)測的變遷

甘肅水文局1948年在討賴河出山口冰溝設(shè)立冰溝水文站（集水面積6 883km2），收集1948-2001年54年連續(xù)系列資料。據(jù)實測資料，冰溝水文站多年平均流量20.2 m3/s，多年平均徑流量6.370×108m3，實測1952年7月28日最大洪峰流量1 120 m3/s。

受2001年修建水利工程的影響，冰溝水文站失去測站控制條件，故2002年下遷至嘉峪關(guān)火車站處設(shè)立嘉峪關(guān)水文站（集水面積7 095km2）觀測至今，嘉峪關(guān)水文站多年平均流量16.5 m3/s，多年平均徑流量5.203×108m3。

為充分發(fā)揮水文報汛任務(wù)，甘肅水文局2014年在討賴河上游鏡鐵山河段增加設(shè)立水位觀測站，經(jīng)調(diào)試校準(zhǔn)，2015年正式投入使用。

二、水文站網(wǎng)斷面控制

嘉峪關(guān)站測驗控制河段受水利工程影響顯著，根據(jù)測站特性共設(shè)立7個水文測驗斷面，包括3個渠道斷面、3個堰閘孔流斷面和1個溢流壩過水?dāng)嗝?。各斷面需使用水工建筑物的相?yīng)水力學(xué)公式推求斷面流量。

其中堰閘孔流斷面推流公式復(fù)雜，需要收集的計算參數(shù)多而且各參數(shù)變化頻繁，須隨時依據(jù)各參數(shù)變化情況加測收集各參數(shù)值，汛期時需要日夜長時間駐守在斷面處施測，最高日觀測段次65次，在現(xiàn)有水文站條件下，測站職工日常工作任務(wù)繁重、工作壓力大，嚴(yán)重制約了水文站的發(fā)展。

三、水利工程對水文要素的影響

嘉峪關(guān)水文站控制集水面積內(nèi)，討賴河自上而下沿程修建三道彎梯級電站、冰溝梯級電站，討賴河渠首南、北干渠引水樞紐等涉水水利工程。

水利工程的興建使河流的自然變化規(guī)律發(fā)生改變，水文站監(jiān)測斷面處來水量受上游水利工程截畜影響顯著，上下游水利工程的聯(lián)合調(diào)度等人為作用使河道內(nèi)水量變化呈現(xiàn)階梯狀變化，據(jù)實測水文資料分析，洪峰峰型由自然形態(tài)下的“尖瘦型”向“矮胖型”變化，削峰作用顯著。

針對討賴河河流特性，各水利工程在修建的過程中均修建了排沙設(shè)施，上述水利設(shè)施在發(fā)揮其功能的同時，嚴(yán)重改變了河道原有含沙量、輸沙率的變化過程及水文規(guī)律，甚至出現(xiàn)有悖于水文規(guī)律的人為沙峰，對測站的正常測驗工作增加了難度。

各涉水工程的修建影響河道自然形態(tài)下水文要素的同時，但其產(chǎn)生的效益為國民經(jīng)濟的發(fā)展帶來巨大的貢獻(xiàn)，并且其削峰減洪的影響相應(yīng)的減輕了下游河道的防洪形勢，在河道防汛方面起到積極的作用。這也是各水利工程得到社會廣泛認(rèn)可的重要體現(xiàn)。

由于水利工程對討賴河的各項水文要素不同程度的影響，傳統(tǒng)的水文工作已部分失去了其施測的意義（比如防洪方面提供的水情信息的效果有時還不如上游電站提供的水情信息有效）。應(yīng)采取相應(yīng)的針對措施，上述各方面的影響，使水文站的工作

四、針對現(xiàn)狀采取的舉措

現(xiàn)有水文測驗方法是針對嘉峪關(guān)水文站測驗斷面比較合理的測驗方法，如從資料使用要求出發(fā)，論證不同河流、不同站類、不同項目的“要求精度”及實際條件可能達(dá)到的精度，應(yīng)具體分析測驗中各個環(huán)節(jié)的誤差及其傳播的組成，優(yōu)選最為經(jīng)濟合理的工作方案并提出以下水文站現(xiàn)階段測站控制方面的解決辦法。

（一）加強與水利部門溝通交流

水利部門修建涉水工程時參照的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)均以水文部門收集的實測資料為依據(jù)，水工涉水建筑的正常運行及收益高低與河流的各水文要素密切相關(guān)，水利部門的長期高效的發(fā)展均離不開水文的支撐。

同樣，水文工作的長遠(yuǎn)發(fā)展亦需要水利部門的支持，嘉峪關(guān)水文站監(jiān)測斷面有3處為人工渠道斷面，可以根據(jù)水利部門所設(shè)渠道的作用及發(fā)揮功效的方面考慮，以此簡化水文測驗任務(wù)，比如嘉峪關(guān)（南干）渠道功效主要是向下游灌區(qū)輸水；嘉峪關(guān)（大草灘）渠道功效主要為企業(yè)輸送工業(yè)用水，而水利部門對每年的輸水任務(wù)都有詳盡的計劃（包括輸水時段及輸水量），可以通過溝通交流對測驗工作進行簡化甚至委托水利部門對水量進行監(jiān)測，以簡化水文測驗工作。

（二）深入研究對水文要素的影響程度

涉水工程的修建及運行影響河道的自然形態(tài)，有的涉水工程甚至使水文站的長系列資料呈現(xiàn)不連續(xù)的情況。嘉峪關(guān)水文站是國家級重要報汛站，也是一類精度控制站，測站控制集水面積上游所修建的各涉水工程對測站的斷面控制產(chǎn)生一定程度的影響，測驗斷面受水利工程的影響，無法進行斷面輸沙率測驗，采用經(jīng)驗系數(shù)用單位含沙量換算斷面平均含沙量，并且水利工程截蓄水過程出現(xiàn)懸移質(zhì)含沙量沉降等影響，使單位含沙量的測驗精度受到一定程度的影響。

這些影響及誤差雖然存在，但各水文要素的影響程度缺乏有效的實驗數(shù)據(jù)及理論分析，應(yīng)開展水流規(guī)律的研究，要探索水位、閘門開高、泥沙等因素在斷面上、河段上的分布和水流、泥沙的運動規(guī)律，為測驗部署、資料分析等提供依據(jù)。

（三）充分發(fā)揮上游水位站的輔助監(jiān)測職能

水文站另一重要的職能就是水情報汛工作，在水文全面發(fā)展的今天，部分水文要素資料系列的收集已經(jīng)達(dá)到各項工程設(shè)計所需的要求，并且隨著國家對防汛重視程度的加大，水文報汛的重要性已得到各地方行政部門的認(rèn)可和重視，報汛工作已演變成為水文測站的主要職能。就針對嘉峪關(guān)水文站的實際情況而言，由于測站緊鄰嘉峪關(guān)市區(qū)，測站的地理位置靠近保護區(qū)，測站報汛為保護下游防護區(qū)的重要性受到影響。

討賴河上游鏡鐵山水位站測站控制良好，采用遠(yuǎn)傳式雷達(dá)水位計記錄并報送水位數(shù)據(jù)，在經(jīng)過調(diào)試校準(zhǔn)后應(yīng)該充分發(fā)揮水位站功效，通過接收遠(yuǎn)傳信號以通用的格式將水情信息向地方行政部門報送時效前置、數(shù)據(jù)有效可靠的河道汛情信息，為地方政府在防汛決策過程爭取有效時間和發(fā)揮尖兵的角色。

新儀器的投入使用對水文職工也帶來了新的任務(wù)和要求，需要加強新儀器正常應(yīng)用及保養(yǎng)維護工作，通過培訓(xùn)相關(guān)業(yè)務(wù)知識，熟練掌握新儀器設(shè)備的工作原理及工作狀態(tài)，為汛期報汛工作的順暢進行提供技術(shù)支撐。

（四）加強區(qū)間匯流調(diào)查分析

為進一步提高上游水位站的工作效能，研究考察測站區(qū)間溝道匯流影響，進行討賴河鏡鐵山河段至嘉峪關(guān)水文站測驗河段區(qū)間溝道匯流的調(diào)查分析，將上下游測站施測流量進行對比分析，通過水文學(xué)原理分析率定區(qū)間匯流流量匯流系數(shù)，完善上游水位站的功效，在水文監(jiān)測工作中使其發(fā)揮更加重要的作用。

五、總結(jié)

通過分析嘉峪關(guān)水文站測驗現(xiàn)狀及斷面涉水工程對水文要素的影響關(guān)系，利用新技術(shù)及方法減少水位、流量測驗任務(wù)的同時，提出測驗工作應(yīng)通過對比實驗進一步研究分析涉水工程對泥沙等水文因素的影響程度。掌握和應(yīng)用新技術(shù)使上游鏡鐵山水位站充分發(fā)揮其在防汛及實驗研究等多方面的作用，為嘉峪關(guān)水文站今后的工作重心提出了建議，水文工作更好的服務(wù)于國民經(jīng)濟建設(shè)的過程當(dāng)中。

［1］繆韌.水文學(xué)原理［M］.北京：中國水利水電出版社，2007.

［2］陳文，李海林.甘肅水文改革發(fā)展初探［J］.甘肅水利，2011，（06）.

（編輯：劉國華）

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1673-9019（2016）16-0045-02

2016-06-06

楊兵（1971-），女，甘肅酒泉人，工程師，主要從事水文測驗和水情報汛工作。