中小河流水文站水文缆道站院端循环系统建设方案优化探讨

李登斌，荆爱婷

（黄河水利委员会河南水文水资源局，河南 郑州 450004）

水文缆道是为了把水文测验仪器送到测验断面任一指定位置以进行测验作业而架设的一套索道工作系统，它由承载索（主索）、牵引索（循环索、起重索）、支架（柱）、地锚、导向滑轮、运载行车、驱动行车、运行控制设备、信号传输系统等组成。循环系统是利用循环索控制铅鱼（流速仪）的水平运行，利用起重索通过游动滑轮组的进退或升降来控制铅鱼（流速仪）的升降。循环系统站院端部分建设是指支架、站房绞车和支架与站房之间的循环索、起重索、游动滑轮组等水文缆道设施的建设。

中小河流水文监测系统水文站建设中，循环系统站院端部分布设是否合理，直接影响到站院的整体布局和美观效果，通过重庆市中小河流水文监测系统一期部分水文站的建设，尤其是站院端循环系统建设优化方面，积累了一些经验，在这里就水文站水文缆道循环系统站院端部分建设优化方案进行探讨。

1 现状

中小河流水文监测系统水文站建设全部为新建站，主要包括：生产业务用房、水文缆道、水平式ADCP、直立式水尺、气泡式水位计、观测道路、水准点和断面标志等水文要素收集的设施设备。测验断面上无条件建设生产业务用房（站房）的水文站，测验断面上都设计有操作房，水文绞车设在测验断面上的站房或操作房内。站房或缆道操作房和主缆支架均建设在所征土地范围之内。

中小河流水文站建设，受地形限制，征地面积一般较小，新征土地长约22 m，宽约16 m，面积在350 m2左右；站房设计为二层，面向河流，长12 m，宽5.1 m，其中一楼有一间房屋安装水文绞车，二楼有一间房屋安装全自动缆道控制台；站房不能建设在断面上的水文站，断面上设计有缆道操作房，操作房设计为一层，面积较小，以便安装水文绞车、全自动缆道控制台及其它水文要素的室内接收设备。由于中小河流水文站大部分建在山区或丘陵地区，受地形影响，铅鱼垂直方向上运行幅度较大，缆道支架设计较低，一般不超过6 m，支架上设计游动滑轮组，游动滑轮组前后运行幅度设计在支架至站房之间。根据设计洪水位计算，水文测验铅鱼运行幅度在15～25 m之间，所以开口式水文缆道循环系统的起重索游动滑轮组需要有8～13 m的运行幅度，以满足铅鱼测验需要。水文缆道正常运行时，在缆道支架至站房或缆道操作房之间8～13 m距离的范围内，有4～6根铅鱼循环索和起重索（φ5.1 mm钢丝绳），且高出地面约0.5 m；另外根据缆道支架高度和主缆入地角的大小，沿断面线方向上（支架顶端至地锚之间）有3～6 m长的主索钢丝绳。

断面上只建设操作房的水文站，征地面积更小，按照操作房端循环系统设计方案建设，支架和操作房距离8～13 m，以满足起重索游动滑轮组前后运行幅度，有4～6根铅鱼循环索和起重索（φ5.1 mm钢丝绳），高出地面约0.5 m。

2 原设计方案的可优化性

根据循环系统站院端以往设计现状，在整体布局及空间利用率方面存在可以优化的空间。由于中小河流水文站大部分建在山区或丘陵地区，受地形影响，铅鱼垂直方向上运行幅度较大，缆道支架设计较低，一般不超过6 m，支架上不宜设计游动滑轮组；另外，站房外面的主索和循环索起重索钢丝绳，占去了水文站院子剩余部分面积的1/3，人员通过比较困难，影响到水文站院的空间利用率和整体美观效果。在断面上只建操作房时，支架和操作房距离8～13 m，才能满足起重索游动滑轮组前后运行幅度，支架和操作房之间有4～6根铅鱼循环索和起重索（φ5.1 mm钢丝绳），高出地面约0.5 m，可以通过方案优化，把占地面积降到最低。

3 方案优化

优化原则是：在保障水文缆道安全、稳定、可靠运行的前提下，尽量缩短缆道支架到站房或操作房的距离，充分利用顺着站房后（或前）外1.5 m左右的地方做为起重游动滑轮运动的所需空间，以达到提高水文站院的空间利用率和整体美观效果。断面上建设操作房的水文站，据现场情况增大支架与地锚之间的距离，利用支架顶部至地锚做为起重游动滑轮运动的所需空间，尽量缩短操作房和缆道支架的距离。

根据水文站地形情况，合理调整站院的整体布局，站房尽量布置靠站院一端，水文缆道支架尽量靠近站房拐角，沿河流方向与站房平齐布置，距站房1.5 m左右，利用站房墙外空间部分作为循环索起重游轮的运行空间，地锚沿着断面方向即顺着站房山墙方向布置，距站房一边1.5 m左右，这样可以节约120 m2以上的站院面积，增加了站院的美观程度。断面上建设操作房的水文站优化建设后，可节约60 m2以上的利用面积。

4 施工优化

结合每个水文站的实际情况，施工放样时就需要考虑水文缆道站院端循环系统的布设和走线方式，优化确定站房、支架、地锚、主索和循环索的合理位置，水文站土建部分施工期间应及时放线校核、预制循环导向轮支架基础，确保循环索、起重索、游动滑轮组相互之间不交叉、不摩擦。由于水文站所征土地的地形地质和整体布局情况不同，水文缆道站院端部分可以分为3种方案进行。

4.1 方案1

站房布设在站院内距河流较远，且站房大门朝向河流一侧的情况，站院端循环系统优化方案：铅鱼起重索游动滑轮组运行范围的布置，可利用站房背河侧较狭窄的空间，两端需要设置两个导向滑轮基础，一个在缆道锚杆出地面附近，一个与水文绞车相对应的站房墙外，水文绞车安装在距地锚较远端的房间里，站房后面的长度可满足游动滑轮组的运行幅度。缆道支架布置：支架临河侧与站房齐平，距站房的山墙1.0～1.5 m，锚杆出地面位置距支架5.0～6.5 m，加大保护锚杆的混凝土墩，可兼做导向循环轮支架基础，并设置导向滑轮的预埋件。比如石院水文站水文缆道站房端循环系统可以采用此种优化方案。

4.2 方案2

站房布设在站院内距河流较近，且站房大门背向河流的情况，水文缆道站院端循环系统优化方案：铅鱼起重索游动滑轮组运行范围的布置，可利用站房临河侧的空间，一端需要设置一个导向滑轮基础，与屋内的水文绞车相对应，另一端可利用缆道支架底部固定循环索导向轮，水文绞车安装在距支架较远端的房间里，站房临河侧的长度可以满足游动滑轮组的运行幅度。缆道支架布置，支架设置在站房临河侧房角处，断面方向距站房墙1.0～1.5 m，流向方向距站房的山墙1.0～1.5 m，锚杆出地面位置距支架5.0～6.5 m，锚杆出地面位置设置在站房的宽度之内。比如八塘水文站水文缆道站房端循环系统可采用此种优化方案。

4.3 方案3

断面上只建操作房的水文站，可根据现场情况适当延长缆道支架与缆道地锚之间的距离，且稍大于铅鱼最大运行幅度的一半，铅鱼起重索游动滑轮组可以布置在支架顶部到地锚之间，在地锚出地面位置建一个导向滑轮基础兼做锚杆保护墩，操作房和支架之间的距离可缩短至1.0～1.5 m，操作房与支架间的循环索、起重索离地面高度小于0.5 m，游动滑轮组运行范围在支架顶端至地锚的斜边上，距地面较高，可避免或减少铅鱼起重索游动滑轮组运行对地面农作物的影响。操作房端循环索走线方式：对岸过来的循环索经过支架顶部导向滑轮，绕过铅鱼起重索滑轮组，回到支架顶，下经支架底部导向滑轮，绕过循环绞车，经支架底部导向滑轮、支架顶部导向滑轮、行车架、最后固定在铅鱼上。操作房端起重索走线方式是起重索从起重绞车出来，经支架底部导向滑轮、支架顶部导向滑轮、地锚处导向滑轮，绕过起重索游动滑轮组后，固定在地锚处导向滑轮基础上。

5 优化方案评价

中小河流水文站建设新征土地大部分都在断面附近，征地面积较小，采用优化方案布置建设水文缆道站院端循环系统，在满足水文测验要求的前提下，可以节约站院空余部分面积的1/3左右，节省的空间可以绿化、用做职工活动场所或种植蔬菜等，这样的布局更合理，使整个站院看起来紧凑美观，提高了土地利用率，又保证了循环系统正常使用。

断面上无条件征地建设站房时，断面上征地范围更小，与农村协调难度较大，按照方案3进行优化布置操作房、支架和地锚相对位置，起重索游动滑轮组的移动幅度距离地面较高，不影响农作物的生长，操作房到支架的距离较近，征地面积可减少70 m2，减少了工程支出，在满足水文测验需要的前提下，整体布置效果紧凑美观，土地利用率较高。

经过重庆中小河流水文监测系统一期部分水文站的建设，根据每个水文站的实际情况3个方案均可采用，提高了水文站站院的利用率和整体效果，可以达到预期效果。