滕州水文站水文测验受工程影响分析
李 珂 朱 祥 孙友和 张亚男 万 珂 【期刊名称】治淮
【年(卷),期】2024(000)008 【总页数】3
水文工作是水利及一切与水资源有关联的国民经济建设、社会发展所必须的基础性工作,近年来受涉水工程建设的影响,天然河道的自然特性受到较大破坏,改变了河流流态和洪水水文特性,严重影响了水文测站的测算报整工作以及水文资料系列的可靠性、一致性、代表性。滕州市位于山东省南部,河网密布,涉水工程众多,水文监测易受工程影响,其中滕州水文站是当地水文站网中受工程影响最为典型的测站。本文将从水位观测和流量测验两个方面对滕州水文站受工程影响的现状、主要影响原因以及日常工作中采取的相应对策进行简要分析。
一、滕州水文站概况
1951年4月,由华东军政委员会水利部设立滕县水文站,2005年更名为滕州水文站。滕州水文站属国家基本水文站,湖东区域代表站,位于城河中游,为常年河道站。站以上集水面积605km2,其中岩马水库集水面积353km2,占总集水面积的58%。流域呈芭蕉叶形,流域总长度43.0km,流域平均宽度13.6km,流域内70%为丘陵地,浅山区和平原各约占15%。流域内现有大型水库1座,中型水库1座,小型水库32座,中小型水库总控制面积103.5km2,总库容 0.35×108m3。
滕州水文站测验河段两岸均为高地及人工砌石挡水墙,断面总宽度约120m,
主河槽宽81.6m。断面上游235m为荆河橡胶坝(坝长90m,坝高3.0m),上游2400m为洪村橡胶坝(坝长80m,坝高3m)。断面下游20m处建有一座浆砌石溢流堰(堰长79m,堰高 2m,堰顶高程 63.30m),下游1800m为城南橡胶坝(坝长116.5m,坝高2.5m)。
二、水位观测受工程影响分析
1.洪水期水位变幅,水位涨落率均有所减小
水位变幅影响可根据日、月、年实际观测资料分析计算,水位涨落率宜按6~30min的实际观测水位最大变幅除以相应时段长得到的水位涨落率与受工程影响前的相似洪水最大水位涨落率比较分析进行判别。经过对本站逐年洪水期实测水位资料分析计算发现,滕州站洪水水位变幅及水位涨落率随水利工程的逐年增加均有明显减小的趋势。主要是受上游岩马水库的调洪削峰影响,以及近年来断面上游新建了大量的拦蓄工程,洪峰到达测站断面时已经过层层削减,不论是水位变幅还是水位涨落率均有所降低。 2.水位记录失真,水位极值代表性差
受上游水利工程调洪影响,本站水位记录已无法真实反映洪水的天然变化过程,水位记录明显失真。由于距上游荆河橡胶坝较近,汛期洪峰流量不大时,洪峰水位不一定即为当日、当月水位最高值,极值有可能出现在上游荆河橡胶坝快速升、落坝期间。同样,年水位极值有可能出现在非汛期上游水利工程调整库容的期间,由此可见,水利工程已逐渐成为测站水位变化的主要影响因素之一。在水位资料整编时应特别注意,洪水期日平均水位不能代表水位变化过程的水位站应编制洪水水位要素摘录表,考虑到滕州站为河道站,兼有水位和流量测验任务,可结合流量变化过程编制洪水水文要素摘录表。
3.水位观测设施设备影响及水位测验整编方式的转变
为更好地控制水位变化转折点,测记更为完整的水位变化过程,滕州站目前采用人工和自动监测相结合的方式观测水位。根据规范要求,测站应根据水位观测的任务、要求及河流特性、河道地形以及水位变幅、涨落率等情况,选择合适的自记水位计。结合测验河段实际情况,经过对不同类型的水位监测设备进行对比分析,最终确定选用灵敏度较高、可靠性较好的浮子式水位计。滕州站位于滕州市主城区内,因城市景观的需要,河道断面经过多次整治,河底高程明显降低,出现了自记水位井进水口高于现状河底高程的情况。现阶段通过施工改造降低进水口高程的难度较大,故在低水期完全采用人工观测,在自记正常使用期间,人工和自记同时观测,并视水情变化适当增加人工观测和自记校对次数,以确保能够测得完整的水位变化过程。水位资料整编时,先选用自记资料进行整编,并根据人工观测资料和水位变化趋势对自记资料进行适当精简。但是要确保处理后的水位变化过程的完整性,确保经处理以后计算的日平均水位与采用所有数据计算日平均水位相差不超过2cm,除此之外,处理后的水位变化过程还应满足推求流量的要求。
三、流量测验受工程影响分析
1.低水测验影响较大,测验断面无法固定,测验方法多变,测次明显增加 受上游橡胶坝及基下20m溢流堰蓄水影响,低水期断面流量小、水深大、水面宽,最大水深超过2m,水面宽度大于70m,断面平均流速很低,基本水尺断面处已无法开展正常的流量测验。根据规范要求,测验河段宜选在石梁、急滩、弯道、卡口和人工堰坝等易形成断面控制的上游河段。且低水期因景观用水需要,基下1800m城南橡胶坝升坝蓄水,堰下断面同样出现水深大,水面