朱永廣，牛淼，劉猛

（濟(jì)寧市水文局，山東 濟(jì)寧 272019）

南四湖湖區(qū)水位站網(wǎng)高程系統(tǒng)校測(cè)分析

朱永廣，牛淼，劉猛

（濟(jì)寧市水文局，山東 濟(jì)寧 272019）

為分析查找南四湖湖區(qū)各水位站水位不合理現(xiàn)象原因，對(duì)湖區(qū)水位站網(wǎng)水準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)行了校測(cè)。經(jīng)分析湖區(qū)各站水準(zhǔn)點(diǎn)之間高差關(guān)系，初步判定二級(jí)壩水文站、馬口水位站基本水準(zhǔn)點(diǎn)下沉，南陽(yáng)、微山、韓莊三站基本水準(zhǔn)點(diǎn)無(wú)變動(dòng)跡象。

南四湖；高程系統(tǒng)；水位站網(wǎng)

近年來(lái)，在南四湖水量調(diào)度中，湖區(qū)部分水位站出現(xiàn)了下游水位高于上游水位的不合理現(xiàn)象，直接影響湖區(qū)洪水分析計(jì)算以及水量調(diào)度決策。分析查找南四湖湖區(qū)各水位站水位出現(xiàn)不合理現(xiàn)象原因，成為目前亟待解決的問(wèn)題。

1 基本情況

1.1 流域水位站網(wǎng)分布

南四湖湖區(qū)自上而下布設(shè)8處水位、水文站點(diǎn)，辛店、南陽(yáng)、馬口、二級(jí)湖閘(上)等4站控制上級(jí)湖水位、水量變化過(guò)程，二級(jí)湖閘（下）、微山、韓莊（微）、韓莊閘(上)等4站控制下級(jí)湖水位、水量變化過(guò)程。二級(jí)湖閘、韓莊閘水利樞紐設(shè)立水文站分別監(jiān)測(cè)控制上、下級(jí)湖的進(jìn)出水量。主要入湖河道大運(yùn)河、洸府河、泗河等9條大中河流，均布設(shè)水文站控制入湖水量。

1.2 湖區(qū)水準(zhǔn)網(wǎng)基本情況

湖區(qū)各水文、水位站均按照規(guī)范設(shè)立基本水準(zhǔn)點(diǎn)、校核水準(zhǔn)點(diǎn)、參證水準(zhǔn)點(diǎn)。根據(jù)《水文資料整編規(guī)范》（SL247-1999）的要求，校核水準(zhǔn)點(diǎn)、參證水準(zhǔn)點(diǎn)高程一般由基本水準(zhǔn)點(diǎn)引測(cè)，水準(zhǔn)點(diǎn)的埋設(shè)按照國(guó)家三等點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，三個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)形成測(cè)站水準(zhǔn)點(diǎn)高程自校系統(tǒng)。

各站水位觀測(cè)資料均為凍結(jié)基面高程，每站凍結(jié)基面均有與國(guó)家二等水準(zhǔn)網(wǎng)聯(lián)測(cè)后的56黃?；妗?5國(guó)家基準(zhǔn)的換算關(guān)系。各測(cè)站基本水準(zhǔn)點(diǎn)每10年進(jìn)行一次與國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)的聯(lián)測(cè)，每5年至少進(jìn)行一次本站基本水準(zhǔn)點(diǎn)、校核水準(zhǔn)點(diǎn)、參證水準(zhǔn)點(diǎn)之間的校測(cè)，平時(shí)若發(fā)現(xiàn)水準(zhǔn)點(diǎn)有變動(dòng)跡象時(shí)立即進(jìn)行校測(cè)。每年的汛前、汛后要進(jìn)行水準(zhǔn)點(diǎn)至各斷面水尺樁的高程校測(cè)，根據(jù)校測(cè)成果確定各水準(zhǔn)點(diǎn)及水尺零點(diǎn)高程的取用，以確保水位觀測(cè)的準(zhǔn)確性。目前各水文站的基本水準(zhǔn)點(diǎn)已于2005年與國(guó)家三等水準(zhǔn)網(wǎng)進(jìn)行了聯(lián)測(cè)，湖區(qū)水位站只對(duì)本站基本水準(zhǔn)點(diǎn)、校核水準(zhǔn)點(diǎn)、參證水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行了校測(cè)。

1.3 湖區(qū)水位不合理狀況

經(jīng)統(tǒng)計(jì)并點(diǎn)繪湖區(qū)各站2000—2009年逐月平均水位過(guò)程線，可以看出，上級(jí)湖位于中游的馬口站水位最高，位于下游的二級(jí)湖閘（閘上）水位次之，位于上游的南陽(yáng)站水位最低。下級(jí)湖各站水位較符合水位分布的一般規(guī)律，但二級(jí)湖閘（閘下）水位明顯高于微山、韓莊（微）兩站的水位。

2 水準(zhǔn)網(wǎng)高程測(cè)量

2.1 外業(yè)測(cè)量

為初步查找目前水位出現(xiàn)的不合理現(xiàn)象，按照相關(guān)規(guī)范規(guī)定，對(duì)湖區(qū)各水文站水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行了校測(cè)，測(cè)量采用三等水準(zhǔn)測(cè)量精度，布設(shè)閉合水準(zhǔn)線路，測(cè)定各站點(diǎn)基本水準(zhǔn)點(diǎn)之間的高差。線路布設(shè)以二級(jí)壩基本水準(zhǔn)點(diǎn)“魯水文080-2”為基準(zhǔn)，布設(shè)二級(jí)壩至馬口、南陽(yáng)，二級(jí)壩至微山、韓莊閘各基本水準(zhǔn)點(diǎn)四條線路。

測(cè)量?jī)x器主要采用S20自動(dòng)安平水準(zhǔn)儀。單站測(cè)量技術(shù)指標(biāo)按照三等水準(zhǔn)限差要求，各條水準(zhǔn)線路均按長(zhǎng)途水準(zhǔn)要求進(jìn)行分段施測(cè)，每一測(cè)段符合三等水準(zhǔn)測(cè)量精度要求。

水準(zhǔn)線路遇有較大水域，水準(zhǔn)儀無(wú)法跨越時(shí)，采用靜水面?zhèn)鬟f高程法。二級(jí)湖閘至南陽(yáng)站水準(zhǔn)線路需跨越南陽(yáng)湖，水面寬度近2000m；二級(jí)湖閘至微山島站水準(zhǔn)線路跨越微山湖，水面約600m，跨越兩處水面的測(cè)量采用了靜水面?zhèn)鬟f高程法進(jìn)行施測(cè)。

2.2 測(cè)量精度評(píng)定

根據(jù)測(cè)量成果統(tǒng)計(jì)，所有測(cè)段及測(cè)量線路的精度均達(dá)到三等水準(zhǔn)測(cè)量限差標(biāo)準(zhǔn)要求，各水準(zhǔn)線路實(shí)測(cè)閉合差均在允許范圍內(nèi)，測(cè)量成果合格。

二級(jí)壩至南陽(yáng)往返高差不符值為8.0mm，二級(jí)湖至馬口往返高差不符值為9.0mm，二級(jí)湖至微山往返高差不符值為-24.0mm，二級(jí)湖至韓莊往返高差不符值為-13.0mm。按照規(guī)范規(guī)定，各單站測(cè)量最大視距均不超過(guò)75.0m，前后視距差±2.0m，各測(cè)段及測(cè)量線路累計(jì)視距差± 5.0m，同尺黑紅面讀數(shù)誤差均不大于±2.0mm，同站黑紅面所測(cè)高差之差均不大于±3.0mm。各水準(zhǔn)線路測(cè)量精度統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 南四湖湖區(qū)各站水準(zhǔn)測(cè)量精度統(tǒng)計(jì)表

表2 南四湖湖區(qū)各站水準(zhǔn)測(cè)量成果統(tǒng)計(jì)表

2.3 測(cè)量成果及分析

按照二級(jí)壩至各水文站水準(zhǔn)實(shí)測(cè)資料，計(jì)算二級(jí)壩水文站基本水準(zhǔn)點(diǎn)“魯水文080-2”與南陽(yáng)水位基本水準(zhǔn)點(diǎn)“魯水文158”、馬口水位站基本水準(zhǔn)點(diǎn)“B.M.”、微山水位站基本水準(zhǔn)點(diǎn)“魯淮45”、韓莊閘站基本水準(zhǔn)點(diǎn)“BM1”之間的高差，并分析各站基本水準(zhǔn)點(diǎn)原用56黃海高程之差，進(jìn)行比較。南四湖湖區(qū)以二級(jí)壩和南陽(yáng)為準(zhǔn)的各站及湖區(qū)水準(zhǔn)測(cè)量成果見(jiàn)表2。

按照規(guī)范，所校測(cè)的各站基本水準(zhǔn)點(diǎn)與二級(jí)壩基本水準(zhǔn)點(diǎn)的高差，與其原使用高差之差，若大于允許不符值可初步判定為水準(zhǔn)點(diǎn)有變動(dòng)跡象。表2中，各站水準(zhǔn)測(cè)量成果統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，南陽(yáng)、馬口、微山本次測(cè)量高差與原用56黃海高程之差，均超過(guò)允許值，韓莊站數(shù)值也接近允許值，從各水準(zhǔn)點(diǎn)變動(dòng)方向分析，除馬口站外，二級(jí)壩站相對(duì)南陽(yáng)、微山、韓莊均為負(fù)值，變動(dòng)數(shù)值分別為-104.0mm、-154.0mm、-82.0mm。

經(jīng)實(shí)地考察，南陽(yáng)、韓莊、微山三處地質(zhì)條件穩(wěn)定，水準(zhǔn)點(diǎn)未發(fā)現(xiàn)變動(dòng)跡象。利用本次測(cè)量成果，分析南陽(yáng)與微山、韓莊基本水準(zhǔn)點(diǎn)高差與原用56黃海高程之差，其不符值分別為-50.0mm、22mm，均小于允許不符值±126.0mm、±131.0mm，說(shuō)明南陽(yáng)、微山、韓莊三站基本水準(zhǔn)點(diǎn)無(wú)變動(dòng)跡象；南陽(yáng)與二級(jí)壩實(shí)測(cè)高差不符值104.0mm、允許±97.0mm，超出允許范圍，表明二級(jí)壩基本水準(zhǔn)點(diǎn)有變動(dòng)跡象，詳見(jiàn)表2。

由表2分析，可初步判定二級(jí)壩基本水準(zhǔn)點(diǎn)為下沉趨勢(shì)，下沉量在100mm左右。

經(jīng)分析，二級(jí)壩下沉原因：一是自大壩除險(xiǎn)加固以來(lái)，施工活動(dòng)頻繁，尤其大型機(jī)械及過(guò)往大壩的重型車輛較多，造成水準(zhǔn)變動(dòng)的可能性較大；二是近年來(lái)經(jīng)濟(jì)建設(shè)加快，湖區(qū)煤炭開(kāi)采量大，導(dǎo)致湖底下沉的可能性也不能排除。

二級(jí)壩相對(duì)于馬口站變化趨勢(shì)為正值。馬口站自1991年遷入新莊臺(tái)后，根據(jù)1996和2001年由滕州淤莊國(guó)家二等水準(zhǔn)點(diǎn)BM65引測(cè)情況，由于莊臺(tái)為湖泥堆筑持續(xù)下沉，已分別下沉90mm、80mm，本次測(cè)量馬口站水準(zhǔn)點(diǎn)仍下沉，是自2001年后繼續(xù)下沉的具體反映，其下沉量大于二級(jí)壩水準(zhǔn)點(diǎn)的下沉量，屬水準(zhǔn)點(diǎn)變動(dòng)的正確反映。

通過(guò)測(cè)量成果的分析，基本摸清了湖區(qū)各水文站水準(zhǔn)點(diǎn)之間高差關(guān)系。根據(jù)水準(zhǔn)測(cè)量成果及分析情況，并分析目前湖區(qū)各站水位之間的關(guān)系，湖區(qū)水位不合理現(xiàn)象，可初步判定為二級(jí)壩水文站基本水準(zhǔn)點(diǎn)下沉所致，下沉量為100mm左右；馬口站位于馬口新莊臺(tái)，基本水準(zhǔn)點(diǎn)自2001年校測(cè)修正后仍持續(xù)下沉，其下沉量大于二級(jí)壩；南陽(yáng)、微山、韓莊三站水準(zhǔn)點(diǎn)基本穩(wěn)定。

3 結(jié)語(yǔ)

限于經(jīng)費(fèi)等原因，本次測(cè)量未與國(guó)家高等級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)聯(lián)測(cè)，為準(zhǔn)確查清各站水準(zhǔn)點(diǎn)高程變化量，按照有關(guān)技術(shù)規(guī)范要求，建議需對(duì)湖區(qū)各站水準(zhǔn)點(diǎn)，尤其是二級(jí)壩站進(jìn)行高等級(jí)水準(zhǔn)復(fù)測(cè)，按照二等水準(zhǔn)測(cè)量方法，收集采用國(guó)家二等水準(zhǔn)網(wǎng)資料，進(jìn)一步校核各水準(zhǔn)點(diǎn)高程值，從而確定有關(guān)站點(diǎn)準(zhǔn)確合理的高程水準(zhǔn)資料。

由于近年來(lái)經(jīng)濟(jì)大開(kāi)發(fā)等人類活動(dòng)較為頻繁，尤其煤礦開(kāi)采區(qū)，造成地表擾動(dòng)嚴(yán)重，湖區(qū)部分地區(qū)有可能持續(xù)性下沉，使各站引據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)高程有可能變化。建議對(duì)所有水文、水位站的水準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行定期與國(guó)家水準(zhǔn)網(wǎng)聯(lián)測(cè)，及時(shí)采取分析修正措施，確保湖區(qū)水位站網(wǎng)高程系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，以收集準(zhǔn)確可靠的水文資料，為湖區(qū)水量調(diào)度提供技術(shù)支撐。

[1]沂沭泗水利管理局．沂沭泗防汛手冊(cè)[M].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社，2003.

[2]杜昌華.濟(jì)寧防洪.濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社，2004.

（責(zé)任編輯趙其芬）

P336

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1009-6159（2017）-01-0033-02

2016-08-24

朱永廣（1978—），男，工程師