阿米娜·依米提

(哈密水文勘测局，新疆 哈密 839000)

近几年新疆自治区水文事业取得了突飞猛进的发展，水文服务面越来越广，水文也迎来了前所未有的发展机遇，水文自动化水平越来越高，全疆许多中小河流水文监测系统日趋完善，原有的单一驻站水文测验工作已经不能完全适应现代化水文勘测的发展。水文巡测成为适应新环境的优先手段和方式。随着水位、降雨、流量等基础水文数据的自动化观测和存储实现，能大大减轻基层水文工作者的压力，是今后水文测验方式改革的方向。本文以哈密地区的四道沟水文站为例，对水文巡测工作和方案编制进行几点探讨，以期为同行提供参考。

1 四道沟流域暴雨洪水特征

四道沟流域地处东天山末端，巴里坤山南坡，属于暴雨和冰雪融水混合补给的河流。从发生洪水的出现时间上可分为两大类：春洪和夏洪。该流域地处东天山南坡，而且高山区(海拔3 800 m以上区域)占的面积较小(流域总面积的6%)，故春季融雪洪水不大，一般发生在春季的4-5月，成一日一峰，基本都发生每日的午后，持续时间在一周左右；夏季常发生较大强度的暴雨洪水，危害较大。暴雨洪水有两种类型：一种是局部性暴雨洪水，这类洪水的特点是：雨区范围小、强度大、历时短、汇流迅速，通常雨一停马上形成洪水，洪水往往来势凶猛、陡涨陡落，峰高量小，持续时间短，由于流域面积较小，暴雨洪水持续时间较短，一般一个洪水过程在2～3 h[1]。另一类是大范围的暴雨洪水，这类洪水常伴有大的天气过程，在夏季西风环流大型天气系统移动过境时，锋区活跃在北纬40°附近，低压槽或低涡系统深厚，移动速度较慢，且东部有阻塞高压脊存在，并有低空的东风急流输送水汽，造成山区大范围的降水，形成较大的洪水，此内大洪水持续时间一般不超过一天。

河流由于四道沟水库建设的需要，哈密水文勘测局在2000-2005年四道沟口开展了6 a水文监测。收集了6 a的水文基础资料，从水文观测资料看，几乎每年都发生1～3次因暴雨形成的洪水，为四道沟水库的建设提供了技术支撑。通过对该区域进行多次洪水调查，最大洪水发生在2007年7月17日，最大洪峰流量160 m3/s。按调查量级及历史灾害记载分析，四道沟流域的洪水排序为2007年、1998年、1961年、1993年。1961年以前历史文献及现编哈密地方志中，无四道沟流域大洪水的文字记载和灾害描述[2]。

2 四道沟水文中心站概况

2.1 测站及断面地理位置

四道沟中心站办生产业务用房位于哈密市建设东路7号，水文巡测断面位于哈密市西北约80km(直线)的德外里都如克乡二村，东天山巴里坤山南坡四道沟(河)沟出山口以上2 km(直线)处，地理坐标东经93°05′28.79″，北纬43°20′3.09″。四道沟中心站和四道沟巡测断面于2016年初开始建设，年底完成了建设项目的完工验收，2017年开始试运行，并于2021年底完成了竣工验收。水文巡测断面距离四道沟中心站(哈密水文勘测局)135 km、从中心站到达巡测断面需3.0 h，途径G30连霍高速、德外里都如克乡的乡村道路和经常无车行走的山沟小路,路况差，该站在山沟小路不被暴雨冲毁时具有水文巡测的条件，测站周边没有移动信号。四道沟中心站位置见图1。

图1 四道沟中心站位置示意图

2.2 测站测验项目

四道沟中心站2017年开始对四道沟水文巡测断面进行巡测，四道沟中心站巡测断面测验项目有：水位、雨量和流量，该站的主要功能是为下游四道沟水库提供水文预警。

3 测站巡测方案分析

3.1 巡测路线

巡测路线从四道沟中心站(哈密水文勘测局)途径G30连霍高速、德外里都如克乡的乡村道路和经常无车行走的山沟小路,行程135 km，用时3.0 h就可到达巡测断面。

3.2 流量测次的布置原则

根据四道沟河流的径流特点和洪水特性，平水期：每年的9月至次年的4月中旬，可每月安排一次巡测，汛期在中心站每天关注水位的变化情况和天气变化情况，随时安排增加巡测次数。

3.3 计划全年巡测次数

四道河沟巡测次数和时机应根据河道水位的变化情况来定，由于河道安装有自动监测自动传输的水位监测仪器，汛期在中心站每天关注河道的水位变化情况，随机增加巡测次数，汛期一般情况下，每月安排一次(包括对仪器的检查和校正)，由于汛期暴雨的随机性，随时关注天气预报，根据天气预报随时安排增加测次。9月至次年4月中旬，由于河道来水是渐变的，比较稳定，可安排一月巡测一次。

3.4 单次测流必须时间统计

四道沟河流由于平时水量比较小，断面宽度在30 m以内，测一份流量需时在30 min左右(不包括行程)，但每次巡测，工作人员都要对仪器设备进行检查，对前期最大洪峰用比降法进行实测，用时一般在4 h左右(不包括行程)。

表1 四道沟全年巡测次数分配表

3.5 巡测方法

四道沟中心站(哈密水文勘测局)工作人员随时关注巡测断面传回的实时水位和天气预报，在需要的时机安排巡测人员、车辆及时前往巡测断面进行实地勘测，测流、观测水位并查看前期最高水位时的过水断面，能够进行比降法测流的应对前期最高过水断面过流量进行补测；检查安装的水位计、雨量计、测速仪及配套的供电设备的运行情况，查看断面水尺等设施的完好度，做好现场记录。

3.6 巡测资源的配置

四道沟中心站现有办公用房500 m2，配备有数据接受服务器，计算机，负责接收巡测断面安装的设备传输回来的实时数据，为工作人员实时掌握分析河道水流情况，为该站的预警发布、随机安排巡测提供依据。巡测车一辆。

四道沟巡测断面现有基础设施主要是：水准点3个、断面标志一套、水尺三组、上中下断面标志桩三组，铅丝笼护岸100 m，自动采集自动传输水位(雨量)计基础设施一套，测速仪安装基础设施一套；设备主要有：自动采集自动传输水位(雨量)计一套、测速仪一套。

四道沟年径流量较小，不需要配备大型专用的测流设施，只需配备一套专用的流速仪、50～100 m的皮尺、一套水准测量仪器、人员过河设备和少量的浮标等巡测必备用品和一台数据采集笔记本电脑。

人员配置：每次到野外巡测除驾驶员外，最少需2～3名专业技术人员开展野外巡测工作。

3.7 巡测资料整编

由于四道沟巡测断面正式运行时间较短，自动监测资料只能作为参考，通过每一次的巡测，对自动采集的水位、流速需要校正，进行自动采集水位、流速与人工观测水位、流速的误差分析，建立自动采集水位、流速与人工观测水位、流速关系曲线；只有当关系稳定后才能采用自动采集数据发布预警。

年终对水文各要素按照水位巡测资料整编规范进行资料整编，精度按照巡测规范和本巡测站的主要功能是发布预警，满足洪水发布要求精度即可。全年巡测资料在次年元月内整编完成并存档。

4 巡测效果评价

(1)四道河中心站只是巡测站，主要任务是为下游的防洪减灾和水库预警服务，加之测速仪受环境影响较为敏感，三、四级以上的风对该流速仪的测速影响非常大，目前承载测速仪的基础设施应进行改进加固。由于该断面宽度在30 m左右,可结合实际将承载测速仪的支架改成龙门支架较为稳定，虽不能完全消除风对测速仪的影响，但可极大减小风对测速仪的影响，提高测速仪的测速精度。同时由于河道比降大，来水量变化幅度较大，断面变化剧烈，也会影响自动流速仪的监测精度，可对河道两岸进行加固整理，减小来水主流的改道，保证数据监测准确。

(2)水文站的主要功能是为下游防洪减灾、水库预警服务，现阶段由于测速仪受环境影响较为敏感，三、四级以上的风对该测速仪的测速影响非常大，在试运行期间，流速跳跃较为明显，目前用流速直接推算流量条件还不具备，为尽早确定该巡测断面的水位流量关系线，后期应尽快按照自治区水文局的要求分析确定50%、20%、5%、2%、1%等频率设计洪峰流量(水位)，将河道不同设计保证率下的洪峰流量还原到现巡测断面，精确计算不同保证率下洪峰流量对应的巡测断面水位，确定不同保证率下的警戒、保证流量和洪水预警发布标准。

5 结语

水文巡测是获取水文资料的主要手段和方式,是水文测验方式改革的方向。水文巡测工作的开展，有利于提高工作效率，促进四道河中心水文站水文监测能力和管理工作水平。通过对四道河流域暴雨洪水特征进行调查分析，结合流域实际情况、水文站概况、现有职工情况及测验整编精度等要求,对水文勘测方式进行合理规划,分析出适合该地区的巡测方案。随着水文巡测的开展，能有效地缓解基层水文行业工作压力，提高工作效率，为区域防洪减灾提供基础支撑。