杭嘉湖地区水文巡测工作探讨

柯斌樑，劳国民

(浙江省水文局，浙江杭州 310009)

杭嘉湖地区属平原河网，水系密布，水流复杂，区域水量进出情况采用水文巡测的方法进行监测［1］.自2001年恢复水文巡测工作以来，已积累了10多年的系列资料，在区域防洪调度、水资源管理、水利规划和验证工程效益等方面起到了重要作用.随着近年来区域水利工程建设的持续开展，原有的水系分布、水流状态发生了一定的变化，有必要对巡测方法、巡测精度、站网设置合理性等进行分析，发现存在的问题，并研究提出进一步做好水文巡测工作的对策措施.

1 区域概况

杭嘉湖平原区属太湖流域运河水系，位于浙江省北部，太湖流域的南部，涉及杭州市、湖州市、嘉兴市，共16个县(市、区)，是浙江省经济最达地区之一.杭嘉湖平原，南以钱塘江为界，西以苕溪为界，北以太湖岸线、浙江苏省界为界，东以浙江上海边界为界，区域面积6 498.7 km2.区内河道总长度24 600 km，河网密度 3.8 km/km2，水域面积总计633 km2，占总面积的10%.

杭嘉湖平原属于亚热带季风区，年平均气温在16°C左右，区域雨量充沛，全年雨型分布主要集中在4～10月的梅雨和台风两个季节，占全年雨量的60%左右，洪涝灾害也呈现梅雨型和台风型洪涝灾害特征.杭嘉湖东部平原靠近太湖和淀泖湖群调蓄区，历史上排水顺畅，近代由于水系变化，本地区排水格局逐步走向以南排、东排为主，北排为辅的局后进一步向南排入杭州湾、向东排入黄浦江，造成本地区排水路径过长，洪水期最高水位抬高、高水位持续时间延长，加重地区灾情.同时，由于西部地区涝水自西向东穿越东部平原中心区域外排，加大了整个东部平原向东、向南排水的压力.区域主要河道有运河、澜溪塘、頔塘、双林塘、练市塘、俞汇塘、红旗塘、三店塘、平湖塘、上海塘、广陈塘、上塘河、盐官下河、长山河、南台头河等.［2］

2 杭嘉湖水文巡测工作情况

杭嘉湖水文巡测始于1929年.因太湖流域治理需要，浙江省自1966年起开展环湖(夹浦—平望)、1967年起开展入浦(平望—乍浦)、1976年起开展嘉北线3条巡测线(全长240 km)的水文巡测工作，至1994年全部停止.［3］为满足区域防洪面，本地涝水从原先向北排入太湖、淀泖湖群转而通过东西向河道进入杭嘉湖中心地带—嘉兴市，然调度、水资源管理、水利规划和验证工程效益等需求，自2001年开始恢复杭嘉湖水文巡测工作，对巡测线路进行了重新调整，共布置入湖线、北排线、东排线3条水量控制线，涉及湖州、嘉兴2市.2007年，杭州市开展巡测工作，在杭嘉湖平原杭州市境内的钱塘江线和东苕溪线布设巡测站点，实现了杭嘉湖平原包围区水文巡测线的闭合，杭嘉湖水文巡测线路调整为入湖线、北排线、东排线、钱塘江线和东苕溪线5条水量控制线.入湖线、北排线、东排线3条巡测线共布设基点站12处，巡测段13段，单一流量站7处，巡测断面74处;钱塘江线布设单一流量站10处;东苕溪线布设单一流量站13处.巡测线分布情况(见图1)，巡测段、站设置(见表1).1)浙江省水文局.2007-2012年杭嘉湖平原水文巡测资料［R］.杭州:浙江省水文局，2012.

图1 杭嘉湖水文巡测线分布图

表1 杭嘉湖水文巡测段、站设置

3 巡测水量推算方法及精度分析

3.1 流量测验及水量推算方法

位于清水河的巡测段基点站每天施测1～2次流量［4］;视巡测段水流情况，段内的巡测断面与基点站同步测流若干次，建立基点站与巡测段流量关系;巡测段水量根据基点站逐日流量和段～站流量关系推算.［5］

位于潮水河的巡测段基点站采用多普勒流速仪测流，得到连续的流量过程;视巡测段水流情况，段内的巡测断面与基点站同步测流若干次，建立基点站与巡测段流量关系;巡测段水量根据基点站逐日流量和段～站流量关系推算.

位于清水河的单一流量站每天施测1～2次流量，按逐日流量过程推算水量.

单一流量站为闸(泵)站的，采用闸(泵)公式或水量监测系统记录数据推算进出水量，每年进行若干次实测流量，用于闸(泵)公式的参数率定.

3.2 精度分析

3.2.1 巡测段精度分析

巡测段水量根据基点站逐日流量和段～站流量关系推算，段～站流量关系是整个巡测段推算水量精度的主要因素.以位于清水河的长兴(二)段、浔溪大桥段和位于潮水河的横港大桥段、平湖北段为例，2007-2012年长兴段共同步测流130次，浔溪大桥段共同步测流120次，横港大桥段共同步测流185次，平湖北段共同步测流206次，四个巡测段的流量关系见(图2～图5).

由图可见，长兴(二)段巡测段～基点站流量关系的相关系数为0.852 3，浔溪大桥段巡测段～基点站流量关系的相关系数为0.916 6，横港大桥段巡测段～基点站流量关系的相关系数为0.980 5，平湖北段巡测段～基点站流量关系的相关系数为0.997 8，相关性较好，基本符合杭嘉湖水文巡测的精度要求.

图2 长兴(二)段巡测段-基点站流量关系

图3 浔溪大桥段巡测段-基点站流量关系

图4 横港大桥段巡测段-基点站流量关系

图5 平湖北段巡测段-基点站流量关系

3.2.2 杭嘉湖平原包围区水量平衡分析

杭嘉湖平原包围区南以钱塘江为界，西以苕溪为界，北以太湖岸线、浙江苏省界为界，东以浙江上海边界为界，区域面积6 498.7 km2，分属杭州、嘉兴、湖州三市，其中杭州市面积1 113.4 km2，嘉兴市面积 3 941.1 km2，湖州市面积 1 444.2 km2.自 2007年杭州市开展巡测工作以来，水文巡测线已实现了杭嘉湖平原包围区的闭合，对包围区进行水量平衡分析，可以很好的校验巡测的水量精度情况.2)浙江省水利厅.2007-2012年浙江省水资源公报［R］.杭州:浙江省水利厅，2007-2012.

水量平衡主要考虑巡测水量、平原区本地产水、本地耗水、污水外排、地下水抽取、杭州引水入城、三市公共水厂区外取水等因素，2007-2012年杭嘉湖平原包围区水量平衡情况见表22).由表可见，2007-2012年，包围区进出水量相对偏差在-7.8% ～2.0%之间，水量精度符合巡测要求，但水量的绝对偏差在-15.42～4.41亿m3之间，个别年份水量的绝对偏差值还较大，巡测精度有进一步提升的空间.

表2 2007-2012年杭嘉湖平原包围区水量平衡表 水量单位:亿m3

4 存在问题及对策措施

根据杭嘉湖水文巡测2007-2012年成果分析，巡测段的段～站流量关系相关性较好，杭嘉湖平原包围区进出水量相对偏差在-7.8% ～2.0%之间，基本符合巡测的精度要求.但随着区域社会经济发展，水利工程建设、水环境治理的不断推进，河流水系及水流流态均发生了一定变化，对水文巡测工作有了新的要求，同时水文巡测工作本身也还存在一些问题，需采取相应的对策措施，不断提高水文巡测的精度，为该地区的水资源管理、水环境保护、水利规划、防汛抗旱、验证水利工程效益以及对太湖的治理发挥更为重要的作用.

(1)杭嘉湖水文巡测站网于2001年恢复巡测时经各有关部门查勘确定，2007年增加了杭州市沿线站点，期间根据河流水系的变化，经过几次局部调整.随着近年来区域水利工程建设、河道整治等影响，河网水系发生了一定的变化，待区域重大水利工程建设告一段落后，有必要开展一次全面的站点查勘，作系统的调整，使站网分布更加合理，更能够控制平原区的进出水量.

(2)巡测段总流量采用基点站流量与段流量的相关关系来推求，应分析基点站测流次数和巡测段巡测次数是否具备足够的代表性，必要时增加测验次数，同时避免巡测段总流量与基点站流量之间出现假相关的问题.

(3)对利用闸泵公式进行推流的站点，建议有条件的尽量安装多普勒测流设备或水量实时监测设备，以更好的控制进出水量;仍采用公式推流的，应加强流量校测，定期对流量关系进行率定，以提高水量数据的准确性.

(4)有关市、县(市、区)要把水文巡测工作纳入正常的水文业务工作范围，相应增加人力、财力投入，不断改善测验条件;进一步加强辖区内水文巡测工作的管理，特别是已经车改的市县，必须安排好水文巡测用车，者落实好相应政策，确保水文巡测工作正常运行.

(5)杭嘉湖平原包围区水量平衡分析中，本地产水、本地耗水、未通过巡测段面的进出水量等数据的准确性和全面性需进一步调查分析，以更好地掌握区域进出水量的实际情况.

(6)杭嘉湖平原包围区已实现了闭合，但杭州、嘉兴、湖州三市市界的水文巡测工作尚未完全开展，有必要对三市边界线河流水系情况进行查勘并布设巡测线，进一步实现三市小平衡区巡测线的闭合，以更好地分析水文巡测工作的成效.

［1］长江水利委员会水文局.SL195-97水文巡测规范［S］.北京:中国水利水电出版社，1997.

［2］程华华，孙志林，孙淑萍，等.杭嘉湖平原水文站网合理布设及测验方法探讨［J］.人民长江，2010，41(10):13-15，37.

［3］孙英军.提高杭嘉湖巡测水量精度浅析［J］.浙江水利科技，2012(2):21-23.

［4］朱晓原，张留柱，姚永熙.水文测验实用手册［M］.北京:中国水利水电出版社，2013.

［5］中华人民共和国水利部.SL 247-2012水文资料整编规范［S］.北京:中国水利水电出版社，2012.