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［摘要］通過對陜西省水文站網受水工程影響進行分析,根據不同工程對所涉水文站的影響程度,提出不同的解決方案,從而最大限度地保持水文資料的連續性、代表性。滿足水文測驗整編的要求,可為水文預報、水文計算、水文分析提供可靠依據。

［關鍵詞］水文站網；水工程；影響；對策；陜西省

1水工程建設情況

截止2020年底,陜西省水庫發展為1045座,總庫容達到77.40億m3,其中1億m3以上的大型水庫有王瑤、王圪堵、馮家山、石頭河、羊毛灣、金盆、南溝門、石泉、喜河、安康、蜀河、石門、藺河口共13座；中型水庫81座,小型水庫970座；設計灌溉面積1226萬畝,水力發電實際裝機323760kW。已建引嘉（陵江）濟漢（江）、引（馬）欄濟桃（曲坡水庫）、引乾（佑河）濟石（砭峪）、引紅（巖河）濟石（頭河）、引湑（水河）濟黑（河）跨流域調水工程5處,在建跨流域調水工程引漢濟渭1處。小水電及攔河筑壩取水灌溉工程不計其數。

2水工程對水文站網影響

隨著水資源開發利用,水利、水電、采砂、城建、交通、景觀等涉水工程的大量興建,在河流上修建水利工程,會深刻改變河流的水文狀況,或導致季節性斷流,或改變洪水狀況,或增加局部河段淤積,或使工程下游段泥沙減少而加劇侵蝕。

2.1水工程對水文站網的影響形式

水利工程建設對水文站的影響可分為直接影響和間接影響。直接影響是工程建設直接影響水文測驗設施的正常運行；間接影響是工程建設改變了測站流域下墊面條件,改變了流域水沙情勢,使測站所收集資料的一致性發生變化,改變了測站資料的連續性和應用價值。

2.2影響水文站網的水工程分類

（1）水庫工程。水庫的修建改變了河流水文特性,改變了水文測站測報環境。水文站位于水庫大壩上游時,易受工程回水、頂托影響,流速減小,過水斷面加寬,泥沙沉降,實測的泥沙較天然情況下明顯偏小。受水庫高水位運行影響,水位流量關系發生較大變化。水文站位于大壩下游時,受上游水庫蓄水影響及工程運行影響,測站設站目的變化,控制斷面發生斷流的情況增多,斷面沖刷嚴重,流速增大,嚴重影響測驗水沙條件,單次流量的精度難以保證,同時其流量過程也很難控制。（2）堰閘工程。堰閘等樞紐工程的修建將改變所在河段的行洪能力和水文特性,沖淤變化加劇,影響原有水文測站測驗條件,具體表現為閘上水位壅高,流速變緩,流態不穩,受變動回水影響；閘下受到無規則的放水影響,水文控制斷面水位流量關系變得散亂且無規律。（3）水電站（發電、蓄能）工程。水電站及配套工程建設淹沒水文測站測驗河段,破壞水文測站控制條件,具體表現為上游水位壅高,流速變緩,流態不穩；下游水位陡漲陡落,流速增大,斷面沖刷加劇,水位流量關系變得散亂且無規律。（4）小型水壩（攔河壩、橡膠壩）工程。小型水壩的修建使上游水位抬高,斷面面積增加,流速變緩,下游水位降低,低水斷面易出現水流竄溝、分岔,使水位流量關系曲線不穩定,影響流量測驗精度和資料的連續性。（5）引水渠工程。水文測驗斷面上下游修建的引水渠工程,引起控制斷面的水位、流量、泥沙等各項水文要素的變化,改變了測站原有的水位流量關系,對流量測驗的精度和資料的連續性均造成影響。（6）河道整治工程。河道整治主要是城鎮河段修建堤防,造成水文站斷面遭受破壞,水位記錄失真等現象,改變了水文站原有的測驗條件。影響了水文資料的精度和水位流量關系曲線的穩定。（7）跨流域調水工程。跨流域調水工程對水文站斷面影響屬于間接影響,如果水文站斷面以上為調出或調入水量,則工程建成后年徑流量減少或增多；工程的建設改變了水文站收集資料的一致性。

2.3水文站網受水工程影響程度劃分

（1）水工程處于水文站上游依據《水文站網規劃技術導則》（SL34-2013）,測站受涉水水工程影響程度可分為三個等級：依據測站觀測的水文指標在涉水工程建設、運行前后改變分別小于10%、改變在10%~50%之間、改變大于50%定義為輕微影響、中等影響、嚴重影響。（2）水工程處于水文站下游①只受稀遇回水影響,且在影響期間仍能測流和測沙,測站應保留。②測驗河段長期受淹,失去測流和測沙條件,則應根據站網規劃的實際需要與可能或下遷到水工程壩址以下,或上移出淹沒區,或撤銷后另設新站,或根據需要轉為專用站。

2.4水文站網受水工程影響程度分析

（1）水量影響可分為水庫蓄水影響、流域外客水引入影響和斷面以上水量引出影響三種情況。經對受水工程影響測站進行梳理,影響程度分析計算見表1。（2）回水影響我省站網受水庫回水影響的站有7處,其影響程度不同。NSH站受南沙河水測驗斷面已被淹沒,于1996年停測,2020年正式撤銷。QY站受馮家山水庫高水位運行影響,改變了低水期水位流量關系。QDZ站受下游灃惠渠大壩回水影響,低水期水位流量關系無法定線。SQ站既受上游石泉電站無規則發電放水影響、又受下游喜河電站回水影響,低水流速小,測驗困難,水位流量關系曲線散亂。DF站低水受下游橡膠壩雍水影響,測驗斷面臨時選取,給整編工作造成極大的不便。MC站處于喜河電站的回水淹沒區,嚴重影響正常測驗工作。（3）受水電（梯級）開發的影響一是水電工程地址距水文測驗斷面位置較近,嚴重影響水沙測驗條件；二是有些站來水受工程調節影響,而測站觀測手段落后,自動化程度低,無法施測到所有人為調節變化過程,影響水文資料的完整性。（4）渠道引水工程影響近年來,隨著小水電工程規模的擴大及一些攔河筑壩取水工程為了提高經濟效益而加壩加閘,使一些水文站改變了原有的測驗條件,不得不另增加設施,耗費大量人力物力。

3其他工程對水文站網影響

（1）高速公路建設對水文站網的影響。隨著經濟社會的快速發展,高速公路的修建,越來越多的影響著水文站網測驗條件。這類工程既不影響斷面水文要素特征值、也不影響斷面水量,因此要求,按照《中華人民共和國水文條例》及《陜西省水文條例》中有關水文測驗設施設備、測驗條件保護等相關條款,與建設單位協商解決水文測驗設施及測驗環境被破壞問題。（2）城鎮景觀及河道整治工程對水文站網的影響。越來越多的城鎮河段筑壩蓄水,或修建堤防,影響著水文站網測驗條件。4降低或消除影響對策（1）大河站受水利工程影響的大河站,調整時一是考慮搬遷測驗斷面；二是增減測驗項目；三是加強測站技術設備的更新改造,大力引進新儀器新設備,如雷達水位計、雷達流量計、ADCP、電波流速儀、OBS現場測沙儀等,提高其自動化程度,使測站受工程建設影響減少到最低；四是可考慮與工程部門結合,爭取水利水電工程管理單位向水文部門提供諸如閘門的開啟變化及泄流關系曲線等資料,工程自動測報系統收集的信息,應與水文部門聯網,雙方實現資料共享,互利互惠。（2）區域代表站①根據水文分區在各不同面積的水文區域內設立1~2個水文站。②根據相關統計檢驗方法分析設站年限,若該站已取得可靠的平均年徑流資料則可撤銷該站。③根據水利工程的影響程度。采取措施見表2.8。根據達西定律,滲流速度與材料的滲透系數和滲透坡降有關,滲透坡降越大,滲流速度也相應越大；因此,圖8和圖7中曲線變化規律類似,在防滲墻深度增大的過程中,變化曲線呈降低的趨勢,當深度由0m增大至35.8m時,死水位、正常蓄水位、設計洪水位和校核洪水位下出逸流速分別降低64.77%,88.15%,83.91%,88.15%；且當防滲墻由半封閉式轉化為全封閉式時,即由30m增加至35.8m時,出逸流速降低幅度明顯增大。進一步作防滲墻底部滲透坡降J2隨防滲墻深度的變化曲見圖9。通過分析圖9可得,防滲墻底部滲透坡降J2呈先減小后增加的規律,以15m為分界線,在0~15m范圍內滲透坡降呈減小趨勢,在15m~30m范圍內滲透坡降呈增大趨勢。在30m~35.8m時,底部滲透坡降顯著增大,在5m~30m的中間區域滲透坡降變化幅度較小。以死水位h=107.1m為例進行分析,當防滲墻深度為0m時,防滲墻底部滲透坡降J2為1.612,當防滲墻深增大至15m時,J2為0.429,下降幅度為73.39%；當防滲墻深度增大至35.8m時,防滲墻底部滲透坡降J2從0.429增大至6.668,增幅為1454.31%。在防滲墻深度由0m增大至5m的過程中,J2降低66.94%；在防滲墻深度由5m增大至30m的過程中,J2變化幅度較小,僅增大12.76%；在防滲墻深度由30m增大至35.8m的過程中,J2增大1009.48%。其它水位狀況下曲線的變化情況與之類似,由此可以得出在半封閉式防滲墻情況下,深度的增加對防滲墻底部坡降的影響較小,但封閉式防滲墻底部坡降會明顯增加,在進行設計時應考慮這個問題。

4結論

（1）水庫未除險加固時,大壩的滲流量、出逸坡降和出逸流速均隨著水位升高而增大。在高水位時壩體處于不安全的狀態。（2）當防滲墻采用半封閉式,深度在5m~30m范圍時,防滲墻底部滲透坡降J2較穩定,此時控滲效果也較好；當采用全封閉式防滲墻時,雖然控滲效果有所提升,但防滲墻底部滲透坡降較大,不利于大壩滲流穩定性。（3）綜上,采用防滲墻進行加固后,滲流量較小能滿足水庫蓄水要求。此外,除險加固后出逸坡降、出逸流速均較低,可以滿足大壩的滲流穩定要求。但在進行除險加固設計時,應考慮防滲墻底部滲透坡降,防止發生滲透破壞。在選擇最佳方案時,應結合工程地質情況特點、施工周期、施工難易程度、經濟評價等方面綜合確定。

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作者：賀鵬 賀顏 張曉 單位：陜西省水務集團水生態綜合開發有限公司