浅谈沙滩水位站测流能力建设

颜真梅，母国宏

(重庆市江津区水文水资源管理站，重庆 江津 402260)

浅谈沙滩水位站测流能力建设

颜真梅，母国宏

(重庆市江津区水文水资源管理站，重庆 江津 402260)

本文对沙滩水位站的现状及存在问题进行了分析，并探讨了沙滩水位站测流能力建设方案，通过采用雷达波在线测流方式，实现自动化测流，无需人工操作，极大地提高了工作效率。沙滩水位站测流能力建设将提高复兴河流域水文信息的采集、传输、处理水平，有效提高流域洪水预警预报能力，为保障人民生命财产安全提供可靠的技术支撑。

水位站；测流能力；建设；雷达波

沙滩水位站现有观测项目为雨量和水位观测。为了提高洪水预警预报能力，提高复兴河流域水文信息的采集、传输、处理水平，对沙滩水位站进行了测流升级，除雨量、水位观测项目外，增加流量测验项目，雨量仍采用现有翻斗雨量计遥测方式，水位观测仍采用气泡式水位计遥测为主、直立式水尺人工观测为辅的方式。流量测验方式采用雷达波测流，特大洪水采用手持电波流速仪或比降面积法施测。配置流速仪、测深杆、音响器等，进行低枯水涉水测流。配置电波流速仪等，在岸上进行高水测流[1]。雷达波测流系统作为新型自动流量监测设备，实现了流量的自动监测，提高了水文测验效率。

1 现状及存在问题

1.1 现状

沙滩水位站始建于1960年4月。1987年1月，由原断面位置下迁500 m至现在的测验断面位置。现断面位于重庆市江津区柏林镇复兴村，监测对象为复兴河，集水面积193 km2，距河口17.4 km。沙滩水位站测验河段较顺直，长约80 m。基本断面在左，呈“V”字形，由砂砾卵石组成，断面右面由岩石组成，原断面上有岔河沟，现修公路堵塞，断面下有拦河拱桥一座。现有监测项目为雨量、水位。雨量观测采用翻斗雨量计进行自动观测。水位观测采用气泡式压力水位计与直立式水尺相结合的方式进行观测。沙滩站现有测验河段基础设施，水位观测设施、雨量观测设施等。

1.1.1 测验河段基础设施

沙滩水位站在测站附近的不同位置设置了BM91-329、BM共2个水准点，BM91-329位于基本水尺断面下45 m拱桥基石上，设立于1994年7月27日，高程250.348 m；BM位于基本水尺断面下30 m黄葛树下岩石上，设立于1987年1月1日，高程249.753 m。

为了便于观测，沙滩水位站修建了观测道路，观测道路位于基本水尺断面岸边，现状水位站测井房旁。

1.1.2 水位观测设施设备

直立式水尺：基本水尺断面位于拱桥上游40 m，河道左岸，具有P1～P3共3根直立式水尺，沿河布设。

气泡式压力水位计：气泡式压力水位计位于右岸基本断面处，岸上设施建设在河岸稳定的岸边，采用支架结构；水下出气口的相应设施固定在埋桩上起始(零点)高程处且与水流方向相垂直，气压传输管道长度不超过规定值；设有与RTU连接的数据接口，实现水位数据的自动采集和传输功能。气泡水位计传输方式为GPRS传输。

1.1.3 雨量观测设施设备

沙滩水位站雨量采用翻斗雨量计，位于气泡水位计双杆顶端。

1.2 存在的问题

沙滩水位站原来主要观测雨量和水位记录数据，没有流量测验方面的设施设备，无法进行流量监测。流量测验的目的是取得天然河流以及水利工程调节控制后的各种径流资料。流量监测资料可为防汛抗旱、水资源管理等服务。2014年6月2日至6月3日，笋溪河流域出现特大洪水。受上游贵州和区间特大暴雨影响，复兴河出现超保证洪水，复兴河沙滩站6月3日8时36分出现洪峰水位，水位变幅超保证水位3 m多，江津区多个镇(街)受灾严重，直接经济损失上亿元。由于复兴河沙滩水位站没有建设流量测验设施，无法开展流量监测工作，无法做出具体的预报方案，不能全面有效反应河流暴雨洪水过程，不能充分发挥站点的防洪预警作用，导致复兴河及笋溪河流域损失惨重。为此，对沙滩水位站测流能力进行升级改造十分必要。

2 建设方案

2.1 建设内容和规模

沙滩水位站在基本断面下游40 m处有已建的人行桥，利用人行桥安装测流设备，并采用遥控走航ADCP进行对比测流。根据《水文基础设施建设及技术装备标准》(SL 276-2002)，每个水尺断面(基本水尺、测流断面水尺、比降水尺)、测流断面和浮标断面设置2～4个断面桩。沙滩水位站现状无断面桩，根据流量测验工作需要，增设断面桩2个。同时，沙滩站测井房已破旧不堪，对其进行改造整治。因此，确定沙滩水位站测流能力建设项目建设规模为：在基本水尺断面建设断面桩2个，建设水准点1个，改造测井房，配置流量在线监测设备(含避雷系统)、流量比测设备等。

2.2 建设方案

2.2.1 水位观测设施设备

水位观测仍采用现有的气泡式压力水位计与直立式水尺相结合的方式进行观测。

2.2.2 雨量观测设施设备

雨量观测仍采用现有翻斗雨量计进行自动观测。

2.2.3 流量测验基础设施

断面桩：新建2个断面桩，位于基本水尺断面两侧，采用φ20圆钢，顶端磨圆，并用混凝土浇筑基础，混凝土标号为C20。

水准点：新建水准点位于P2水尺旁。水准点由基座、水准点标识、检修井、盖板组成。基座采用混凝土结构，盖板平面尺寸390 mm×390 mm，为钢筋混凝土结构。

3 流量测验方式

流量测验方式采用雷达波测流，特大洪水采用手持电波流速仪或比降面积法施测。配置流速仪、测深杆、音响器等，进行低枯水涉水测流。配置电波流速仪等，在岸上进行高水测流。雷达波在线测流系统主要包括：雷达波流速传感器、水位计(采用现有气泡水位计)、无线传输模块、数据采集模块、计算机、测流软件及安装支架[2-3]。沙滩水位站在基本断面下游40 m处有已建的人行桥，利用该大桥安装测流设备，并采用走航ADCP进行比测，通过比测求证断面的表面流速系数，达到在线测流的目的。根据水面宽度和断面形态，在桥上安装多个雷达波流速传感器，相当于布设多条测速垂线。按照雷达波测流系统原理，其施测的是虚流量。为得到断面真实流量需进行人工比测，率定系统的综合水面浮标系数。在系统运行初期，水面浮标系数可选取在0.75～0.85之间。流量比测可参照《河流流量测验规范》(GB 50179-2015)规定的浮标系数的试验和确定一节，采用走航ADCP方法与雷达波测流系统实测流量比测法和水位流量关系曲线法确定浮标系数。根据本站涨水情况，选取较大的场次洪水，施测洪峰变化的全过程。以走航ADCP所测的流量作为标准值，校核雷达波测流系统的虚流量。

4 结 语

通过测流能力建设，增加流量监测项目，采用雷达波在线测流方式，将实现自动化测流，无需人工操作，每次测流时，通过水位变幅、时间两个因素进行控制，启动自动测流，水位采用现有气泡水位计观测数据，也可以操作测流软件给采集模块发送命令，采集模块通过无线链路控制5个雷达波流速传感器同时启动测流，根据设定的平均时长(最长99 s)采集流速数据，采集模块也同步采集水位数据，然后一并发送给计算机，计算机收到所有流速和水位数据后，测流软件自动计算出流量成果。

该种测流方式提高了工作效率，节省了人力资源，采用先进的流量观测设备，增加流量监测，可提高复兴河流域水文信息的采集、传输、处理水平和洪水预警预报能力，确保发生洪水时能及时预警预报，为复兴河流域防洪提供及时、准确的决策依据，为保证人民生命财产安全提供技术保障，也为水资源的开发、利用、保护和管理提供基础服务。

[1] 王学敏.浅谈八道沟水位站测流能力建设[J].农业与技术，2016,36(3)：59-60.

[2] 秦福清.雷达波流速仪在中小河流流量测验中的应用分析[J].水利信息化，2012(4)：42-48.

[3] 沈晓红.雷达波测流技术在永定水文站的应用[J].水利科技，2016(2)：53-54.

Shallowly discussed hydrometric ability construction of Shatan water level station

YAN Zhenmei，MU Guohong

(TheHydrologyandWaterresourcesManagementstationofJiangjinDistrictofChongqing，Jiangjin402260，China)

The paper analysis the current situation and problem of the Shatan water level station ,discussed the hydrometric ability construction scheme of Shatan water level station,through the way of online measurement of rada-wave, achieve the automatic flow measurement without artificial operation ,This greatly improved work efficiency. The hydrometric?ability construction of Shatan level station will improve the hydrological information collection, transmission and processing level of Fuxing river, Effectively improve the flood forecasting ability of watershed and provide reliable technical support to ensure the security of people’s life.

water level station; hydrometric ability;construction;radar-wave

颜真梅(1984-)，女，重庆璧山人，工程师，主要从事水文水资源工作。E-mail:310650664@qq.com。

P332

A

2096-0506(2017)02-0068-03