水情自动化遥测站网布设温州珊溪水利枢纽
摘要：水情遥测站网的合理性是水情自动测报系统建设中一个重要组成部分。本文采用多种方法，经计算分析论证了珊溪水利枢纽工程自动化遥测站网的布设原则。
关键词：站网布设 优选论证 水情遥测 珊溪水利
1、 流域概况
飞云江位于浙江省南部，发源于景宁和泰顺两县交界处的洞宫山白云尖。上游浯溪与洪口溪在百丈口汇合后始称飞云江，水流由西向东，单独流入东海，全长203km，流域面积3252km2。
飞云江流域地处亚热带季风区，四季分明，雨量充沛,多年平均降水量1876.9mm，年降雨量在1280—2458mm之间。降雨量年内分配不均匀，主要集中在5—7月的梅雨期和8—9月的台风期。尤其是台风暴雨是造成本流域洪水灾害的主要天气系统。
2、 珊溪水利枢纽工程概况
珊溪水库是珊溪水利枢纽工程的龙头，位于文成县珊溪镇。坝址以上流域面积1529km2，占飞云江流域面积的47.0%，河长92.4km。水库的总库容18.24亿m3，正常蓄水位142.0m（黄海基面），相应库容12.91亿m3；兴利库容6.96亿m3，防洪库容2.12亿m3，系多年调节水库。装机容量200MW，年发电量3.55亿kwh。
赵山渡引水工程，渠道位于珊溪水库下游35km的瑞安市龙湖镇，流域面积2302km2，占飞云江流域面积70.8%，其中珊溪至赵山渡区间面积773km2。正常蓄水位22.0m，汛期限制水位21.5m，总库容3414万m3，有效调节库容427万m3。泄洪洞17孔，最大下泄流量15120m3/s。装机容量20MW，年发电量为0.514亿kwh。总干渠长度13.36km，输水流量36m3/s。
珊溪水利枢纽工程是以灌溉和城市供水为主，兼有发电和防洪等综合效益的水利工程。工程建成后，新增和改善中下游的灌溉面积99.97万亩，为温州、瑞安、平阳等城镇提供生产和生活用水。对改善环境、发展山区经济等也会有很大益处。
3、遥测站网布设原则
本系统遥测站网布设遵循科学合理，经济可行的基本原则，努力做到用最少的遥测报汛站点来满足水库洪水预报所要求的精度，便于通信组网和系统的建设管理，主要考虑了以下几个方面：
3.1 结合珊溪水利枢纽工程特点布站
本枢纽工程是以灌溉和城市供水为主兼有发电防洪效益，故在布站时除了需掌握上游水（雨）情外，还需掌握下游及温瑞、瑞平塘河的水情。
3.2 结合流域雨洪特性布站
本流域珊溪坝址以上地形较为复杂，布站时考虑空间上的代表性。一般讲需要使站点在流域上分布大致均匀，各主要支流布设遥测站，注重常出现暴雨中心的区域。
本流域年最大洪水大多由台风暴雨形成，布站时要考虑台风雨的时空分布特点，要适当增加站点，单站控制面积比一般的大流域系统要小一点。
3.3 结合现有站网和预报模型布站
为保持原有观测资料的连续性和一致性，原则上尽量利用现有站网，不变动测站，本系统的预报模型拟采用分单元降雨径流模型与河道汇流相结合的三水源新安江模型和姜湾模型。
遥测雨量站的布设结合原有站网布置及预报模型，考虑其站网大致分布均匀及每个单元须有一个以上雨量站的要求来布设。
4、遥测雨量站网的优选论证
根据前述原则，初步选择遥测站网（乌岩岭、司前、三插溪、仙居、岭北、外洋、下洪、百丈口、高二电、黄坦、珊溪坝上、珊溪坝下、百丈际、玉壶、学口、赵山渡闸上、赵山渡闸下、马屿、六科、塘下、平阳、温州西山），并作下述比较分析计算。（站网分布如图1）
4.1 分块流域与遥测站面雨量对比分析计算
根据水利枢纽工程特点，将区域分成珊溪以上与珊溪以下至马屿区间二大块，统计流域各站暴雨观测资料，由拟选遥测站计算不同时段的面雨量与相应时段流域平均面雨量比较，结果表明，珊溪坝址以上区块其均值相对误差都在±3mm以内，相关系数在0.98%以上，精度符合要求；珊溪坝址以下区块由于原有站网较疏，包括东湾坑（替代珊溪）仅为8个站，而拟选遥测站5个，抽样误差大，尽管相关系数在0.98以上，短历时暴雨均值相对误差偏大，但绝大值差值较小，不到4mm，考虑到8个站由算术平均法计算面雨量本身的误差，故认为用5个站可替代。上述两区块由遥测站计算6小时面雨量与相应时段流域平均雨量相关情况见图2、图3。
图2 珊溪坝址以上六站小时面雨量与11站
图3 珊溪坝址至马屿六小时面雨量与五站
4.2 由流域预报模型率定成果进行分析
飞云江流域现控制站在中游学口，本次对学口以上的遥测站网进行预报模型参数率定，以学口站为控制考虑降雨分布不均匀影响及上、下游洪水汇流的差别，将其以上流域分成四个单元，并应用姜湾模型，根据历史水文资料，作降雨、蒸发、土壤含水量、水源分配和消退、单元河网单位线以及河槽汇流等分析，率定子系统有关参数，在调试达到一组最佳参数的条件下，分析学口站计算与实测拟合成果，探讨遥测站点对暴雨控制的代表性。
从学口站洪峰流量3000m3/s，以上的8次大洪水实测与计算拟合情况看，峰量均能满足预报精度要求，其实测最大洪水拟合情况见图4。
图4 学口站1990年8月20日——21日计算与实测洪水过程对照图
上述分析计算表明，拟定的遥测雨量站网能控制测报区雨情变化，满足模型计算精度。
综上所述，整个飞云江流域共选取16处遥测雨量站（见表一）。
表一 飞云江流域遥测雨量站分布表
珊溪水库以上流域
珊溪至马屿
马屿以下地区及北南干渠
乌岩岭、司前、三插溪、仙居、岭北、外洋、
下洪、百丈口、高二电、黄坦、珊溪
珊溪、百丈际、玉壶、学口、赵山渡
六科
5、遥测水位站
本系统遥测区为整个飞云江流域及赵山渡渠系灌溉区，为掌握枢纽工程上下游水位需设立三插溪水库、高二电水库、百丈际水库、学口、珊溪坝上、坝下、赵山渡闸上、闸下遥测水位站；原珊溪库内百丈口站受回水淹没，为掌握库尾各支流水情及水库末端库水位变化，故在百丈口新镇设立百丈口遥测水位站；为掌物下游马屿水（潮）位，故利用已建的马屿水位站进行遥测水位；为掌握温瑞、瑞平塘河水位，设立塘下、平阳、温州西山遥测水位站（见表二）。除珊溪坝下、赵山渡闸下、马屿、塘下、平阳、西山站外其它遥测水位站均与遥测雨量结合设遥测雨量项目。
表二 飞云江流域遥测水位站分布表
飞云江流域水位站
温瑞、瑞平塘河水位站
三插溪水库 高二电水库 百丈际水库、珊溪坝上、坝下 赵山渡闸上、闸下、 百丈口、 马屿、学口
塘下、平阳、温州西山
6、结论
遥测站网的合理性论证是水情自动测报系统建设中一个重要组成部分，它不但关系到系统的规律、投资效益，而且也关系今年系统的正常运行。经过计算分析论证，确定本“系统”共设置遥测站点22处，其中单独雨量遥测站9处、单独水位遥测站6处、雨量兼水位遥测站7处。该系统于2002年汛期投入使用，并在9月份“森拉克”台风期间发挥了较大的作用。
参考文献：
中华人民共和国行业标准《水文站网规划技术导则》SL34-92.水利水电出版社，1992.
