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青藏高原黄河水文监测选址研究

摘要黄河上游（青海境内）是黄河流域主要产流区和水量的供给区之一，

对黄河流域水资源可持续开发利用具有决定性影响。选取黄河干流拉西瓦-尼那

水库-松巴段安装水文监测站点，通过GPRS/3G网络和北斗短消息传输方式采集

水位、流速、水质等监测数据，对数据进行水位流量关系分析。通过全面掌握实

时水文数据，为汛期应急处置提供可靠的数据支撑。

关键词水文；安全；水位流量关系；预测预警

前言

青海省地处青藏高原东北部，平均海拔3000米以上，是长江、黄河、澜沧

江的发源地。随着青海省境内黄河上游11座梯级电站[1-2]的陆续建成和蓄水发

电，在发挥发电、防洪和灌溉等综合效益的同时，对青海境内黄河年径流量[3]

产生了很大影响，对下游航运安全和城市防洪[4]产生了很多不确定性因素。

流经贵德县的黄河干流拉西瓦-尼那水库-松巴段，总长约52.6公里，其中拉

西瓦水电站至尼那水电站总长8.6公里，尼那水电站至松巴村共计44公里。该

示范段包含两座中大型梯级电站。两座梯级电站的无规律放水，导致航道下游水

位陡涨陡落、流速变化大、流态紊乱等问题频发，对航运组织、港口运行、下游

防洪及船舶航行安全带来很大压力。

通过监测数据的全面掌握，可提前预知水文变化情况，为下游城市的防洪预

警和船舶的应急响应提供充足的响应时间，服务地方海事局的日常业务管理，同

时为其提供科学的应急指挥决策支持。

1监测站点选取

水位监测站点选址基本要求有：

（1）基本条件的可行性。包括具备土地、交通、通讯、电力、地质条件等

基础条件。

（2）站点的长期性。不受城市、农村、水利等建设的影响，比较稳定的水

深和河流宽度，保证系统长期运行。

（3）系统的安全性。监测站点周围环境条件安全、可靠。

（4）运行的经济性。便于承担管理任务的监测站日常运行和管理。

（5）管理的规范性。承担运行管理的监测站的管理水平和技术与经济能力。

水位监测站点布设原则：

（1）监测点位置合理遍布上游、中游和下游。

（2）监测点与监测点之间保持一定距离。

（3）重点位置设立监测点。

据此，监测站点选择在关键的河段，在拉西瓦-尼那水库-松巴段共52.6公里

的通航水路区域上建设5处监测站点，开展水文监测预测研究。具体监测站点位

置选择见图1。

拉西瓦-尼那水库-松巴段，共52.6公里的通航水路区域，建设5处监测站点，

具体监测站点位置选择见下图。监测设备的选用，将依据现场情况，综合每一处

监测站点的建设条件和建设需求，选择合适的监测设备。

2基于水位流量关系的水文预测模型研发

水文预测模型在目标河段地形图和历史水文数据基础上建立，采用水位流量

关系[5]来预测未来2小时内的水文变化情况。其中，水位数据由水位计实时监

测得到，流量数据由贵德水文站获取。

2.1水位流量关系

一个监测点的水位流量关系是指基本水尺断面处的水位与通过该断面的流

量之间的关系。水位流量关系有稳定的，也有不稳定的。流量测验技术比较复杂、

耗资比较昂贵，难以连续进行，而连续地观读水位则容易办到，因此通常将连续

的水位资料，通过水位流量关系推算、转换为连续的流量资料，供水文计算或水

文预报分析使用；有时也因某种需要，由流量通过水位流量关系反推水位，如河

道防汛水位，闸坝电站下游水位等。所以，水位流量关系具有重要的实用意义。

2.2稳定的水位流量关系

在较长时期内，某断面的實测流量与相应水位的点据呈密集带状分布，可用

一条单一曲线来表示。这就是稳定的水位流量关系。流量是由断面平均流速与水

面面积相乘而得，因此分析水位流量关系时，也包括对水位面积，水位流速关系

的分析。

2.3不稳定的水位流量关系

因受一种或几种因素的影响，实测流量与相应水位的点据不能呈密集带状分

布，难以用一条单一曲线表示，同一水位（或流量）具有多个流量（或水位）与

之对应，这就是不稳定的水位流量关系。对于不稳定的水位流量关系，必须根据

其变动因素分类加以处理。受洪水涨落影响的，有些可以把流量看作是水位和水

位变率的函数；受回水影响的，有些可以把流量看作是水位和附近河段水面落差

的函数，用实测资料来定出三变量之间的关系。另外一些不稳定的情况，则只能

把流量看作是水位和时间的函数来处理。