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【站史站志】庙河水文站

来源:长江水文网 时间:2022-08-01 作者:王玉涛 柳长征 伍勇 编辑:杨杰

编者按:水文站是长江水文工作的重要基础。在长期的生产实践中,水利部长江水利委员会水文局(以下简称长江委水文局)所属水文站积累了丰富的文化和历史积淀。为深入挖掘、继承、创新优秀传统测站文化,讲好长江水文故事,长江水文网分期推出长江委国家重要水文站“站史站志”。

今天,推出“站史站志”第17期,让我们一起走近庙河水文站。


庙河水文站


基本情况:庙河水文站设立于2003年4月,是国家重要水文站及三峡工程专用水文站,也是流域报汛站、一类精度水文站、一类泥沙站,隶属于水利部长江委水文局长江三峡水文水资源勘测局(以下简称三峡局)黄陵庙分局。监测项目有水位、水温、流量、悬移质泥沙、床沙、水质监测等。

庙河水文站设站目的是为研究上游来水来沙在坝前区域变化规律,满足工程度汛需要,验证工程运行调度数学模型和物理模型,为三峡水利枢纽与葛洲坝水利枢纽联合调度规程制定和科研提供原始资料。

庙河水文站是三峡水库库首第一个水文站,各水文因子特征值受上游来水和水库调度运行影响严重。2004年9月9日实测到建站最大流量,2005年2月19日实测到最小流量,2007年8月3日实测到建站以来最大含沙量1.54千克每立方米。

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庙河水文站监测断面(2022年6月摄)

地理环境:庙河水文站位于三峡大坝上游,距三峡大坝13千米,下距葛洲坝水利枢纽约51千米,距黄陵庙分局(黄陵庙水文站所在地)约30千米,驾车约45分钟,上距巴东水文站约58千米。

庙河水文站基本水尺断面位于湖北省宜昌市秭归县兰陵村。测站所在地秭归县是世界文化名人屈原的故乡,是举世闻名的三峡工程坝上库首第一县。

庙河测验河段基本顺直,水流较顺畅,测验断面形态呈U型,主槽宽度随水位变动而变化,基本宽度约650米,断面最大水深约148米,河床由淤泥和细沙组成,年际间呈累积淤积状态。断面高程100米以上为风化沙土,其他部分为基岩。断面上游左岸1.5千米有横溪汇入,下游1.0千米右岸有衫木溪、左岸有端方溪入汇,下游右岸1.5千米有兰陵溪入汇。本站水位主要受三峡水库调度影响,每年1~6月为三峡水库消落期,水位从上一年汛后175米逐渐消落至145米左右,汛期水位一般保持在145米左右运行,当上游来水时水库调度水位有所变化,9月~11月为三峡水库蓄水期,水位逐渐抬升至175米。受三峡水利枢纽调度影响,水位流量关系较差。

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庙河码头(2021年2月拍摄)

庙河码头位于湖北省宜昌市秭归县银杏沱村,位于庙河测流断面下游约5千米处,开船至测流断面需要约20分钟。目前码头停靠庙河趸船和长江水文205测轮。庙河趸船长约30米,宽约8米;水文205轮长约26米,宽约5.4米,主机动力240匹马力。

历史沿革:庙河水文站设立于2003年4月,站名始称为庙河专用水文断面。2005年1月更名为庙河水文站。从建站开始,庙河站由黄陵庙水文站采用巡测方式开展水文测验。其专用水文码头为三峡库区坝前段原型观测的水文基地。

2000年10月,三峡工程泥沙专家组在《对三峡工程泥沙验证的建议》中“建议增加坝区及通航建筑物航道泥沙淤积及水流条件观测”。2001年12月,《长江三峡工程2002~2019年泥沙原型观测计划》明确了“在坝区上游增设专用水文断面,监测进入坝区的水沙变化”。2003年2月,三峡工程泥沙专家组商讨在坝上太平溪(在引航道前水流平稳处上1~2千米)设立水文泥沙观测专用断面”,指出该专用断面除观测流量、悬移质输沙率等常规的水文要素外,还要加强流速和含沙量分布观测。2003年3月,经查勘选址,确定在大坝上游约13千米处设坝前水文测验断面,取名为庙河水文断面。在银杏沱河段申报筹建水文专用码头。

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长江水文205测船在庙河断面开展水文测验(2018年10月拍摄)

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多仓采样器悬移质颗分取样(2022年6月拍摄)

技术发展:庙河水文站水位资料在建站初期主要通过基本水尺人工水位与坝前太平溪(二)站(庙河站下游6千米)自记水位建立关系,推求本断面水位过程。2005年开始采用气泡压力式水位计采集水位数据,通讯方式采用GPRS。

由于特殊的水文条件,主要采用走航式ADCP开展流量测验,流量资料整编主要根据水量平衡原理,建立庙河流量与宜昌站流量相关关系进行流量整编。2017年尝试通过庙河实测流量与三峡水库出库流量建立综合关系线形成推流方法,获长江委水文局批准并投产使用,2021年庙河流量整编采用三峡水库出库流量综合关系线法推流。

庙河站悬移质输沙率及颗粒级配测验,主要采用传统的横式采样器(2000毫升)取样,但因断面水深很大,一次输沙率及颗分级配测验需要近3个小时,2020年9月在庙河水文站开展了多仓采样器试验,可同时采集垂线多点相对水深含沙量,将原取样时间缩短为一个小时左右,测验时间大大缩短。

泥沙报汛采用浊度仪现场进行取样、测量及报汛一体进行,颗粒级配分析也从建站初期的粒仪结合方法逐渐变为现在的激光仪分析。床沙从筛仪结合法变化为现在的激光仪分析。

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在庙河断面运用激光粒度仪进行水文测验(2011年8月拍摄)

科研工作:根据初期的观测资料分析显示,庙河水文断面水沙分布、水温梯度等资料独具特点,为坝前异重流、泥沙絮凝沉降等提供了基础数据,是十分难得的进入坝区的水文泥沙原型观测资料,除了验证已有的模型试验和计算成果,也很有必要长期系统收集近区坝基本水文资料。该站2010年5月起开始汛期含沙量报汛,为水库科学调度,尤其为库区坝前段排沙减淤调度提供水文原型观测依据。

为保证三峡水库科学调度,深入分析水量不平衡的原因,确保出库流量的报汛精度,给防洪、发电、航运等枢纽运行有关的计算分析工作提供依据,庙河水文站自建站以来承担了三峡水文泥沙收集中的多项试验比测工作,如深泓水温梯度观测、水库异重流测验、液压深水绞关、现场激光粒度仪LISST-100X比测试验、三峡和葛洲坝出库流量率定、三峡水库中小洪水与水资源利用实时调度专题观测等科研工作,并利用大量原型数据发表了多篇论文,如《三峡水库下泄流量在庙河站流量资料整编中的应用研究》《三峡水库水温变化特性及影响》《三峡库区水深测量影响因素及改正方法研究》《三峡水库坝前泥沙絮凝沉降实证分析》《水库过机泥沙特性研究初探》等,这些项目和科研分析为以庙河为代表的三峡水库坝前水文泥沙因子变化规律的掌握提供了基础。

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在三峡大坝坝前开展洪水沙峰应急监测(2020年8月拍摄)

服务三峡:为更好的服务于三峡水库的科学调度和水库的长期使用,掌握了解三峡水库近坝段的水流泥沙特性,庙河水文站承担了大量三峡水库坝前水文测量工作,如坝前洪水沙峰观测、过机泥沙测验、坝前流速场等。

特别是2020年7-8月,长江上游连续出现5次编号洪水,8月20日三峡水库出现建库以来最大入库流量75000立方米每秒,暴雨洪水输沙特性明显,三峡局于2020年8月19日至8月29日紧急开展了三峡水库特大洪水(第4号洪水、第5号洪水)巴东至大坝河段7个断面21个测次连续洪峰沙峰应急监测工作,实时监测巴东至三峡大坝泥沙输移过程,为三峡水库泥沙预测预报和沙峰排沙调度方案的制定提供了重要的数据支撑。


责任编辑:杨杰
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