附件二:
水文设施设备设计方法
1 设计原则、依据及标准 1.1设计原则
(1)“统一规划设计”原则。
(2)“统筹兼顾、避免重复建设”原则。 (3)“实用、可靠、标准、先进、开放”原则。
实用:设施建设及设备配置应适合测站的自然地理条件和气象水文特性,满足水文站、水位站、巡测基地工作的实际需求;
可靠:设备运行稳定可靠、保证能在恶劣的环境条件下,可靠收集水情信息;
标准:设施布设、设备选型均应满足防洪、测洪标准,符合国家和行业的标准规范;
先进:在经济合理的前提下,尽量选用先进的技术和设备; 开放:为今后的功能扩展留有空间。 1.2 设计依据
(1)《宣恩勘测基地和来凤水文站站队结合建设项目可行性研究报告(审定稿)》
(2)水利部办公厅水文[1998]68号《关于实行水文站队结合、开展巡测的通知》;
(3)《水位观测标准》 (4)《河流流量测验规范》 (5)《河流悬移质泥沙测验规范》 (6)《水文基础设施建设及技术装备标准》 (7)《降水量观测规范》 (8)《水文缆道测验规范》
(9)《水文自动测报系统技术规范》 (10)《水文巡测规范》 1.3 设计标准
根据《水文基础设施建设及技术装备标准》,结合各流域内水文站网和巡测基地的具体情况,确定水文设施建设标准。根据各类测验项目的典型设计模式,结合各站现有的测验项目和设施设备状况,提出测验设施改造的技术方案设计、测验技术手段的选用以及基本仪器设备的选型要求。
防洪标准
(1)能抵御和施测50年一遇的洪水。 (2)来凤站:455.36m
(3)岸上观测设施应高出实测最高洪水水位1.0m以上。 测洪标准
(1)水位观测设施
水位观测设施应能测记实测最高洪水位以上1.0m。水位自记设施应能测记到实测最高洪水位。
(2)流量测验设施
能较准确地施测50年一遇的洪水;当出现超建国以来最大洪水或防洪标准水位的洪水时,应有应急措施,确保施测到完整的洪水流量过程。
2 水文基础设施设计 2.1 测验河段基础设施设计 (1) 断面桩
断面桩应在两岸分别设立,一般河流的高水断面桩应设立在历年最高洪水位以上0.5~1.0m处;漫滩较远的河流可设在洪水边界以外;有堤防的河流可设在堤防背河侧的场面上。埋石采用砼预制,上刻断
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面桩号、警示语言(或单位名称),头部正面中心上有编号及断面方向指示箭头。每个水尺断面(基本水尺、测流断面水尺、比降水尺)、测流断面和浮标断面,应设置2~4个断面桩。
(2)断面标
在测流断面和浮标断面除设置断面桩外还应设置断面标,一般情况下每断面设置3~4个断面标,但断面较窄或受地形限制时,可在断面的一岸设断面标,另一岸只设断面桩。水位变化幅度大的测站,同一断面也可根据需要分别按高、中、低不同水位级设置断面标。
(3)基线桩
用于交会法施测起点距的基线标。测流断面消化幅度大的测站,同一测流断面也可按高、中、低不同水位级设置基线标。
(4)水准点
水准点分基本和校核两种。
基本水准点是永久性高程控制点,应设在测站附近历年最高洪水位以上(或堤背处)不易损坏的地方,每站设置1~3个。基本水准点之间的间距在200~500m。要求牢固耐久,便于引测,妥善养护,长期稳定;有条件时最好设成暗标,底层最小入土埋深宜为1.2~1.5m。如只设一个基本水准点,则应有必要的参证点;若测站附近有国家水准点或工程单位设立的水准点,也可不另设参证点。基本水准点可设在基岩或稳定的永久性建筑物上,也可设在土中。无论是在基岩、永久性建筑物或土中设立,均应按相关规范的要求进行。
校核水准点是用来引测断面、水尺和其他设备高程的,可根据需要在便于引测的地点设置,一般宜设成明标。校核水准点可用长柱形石料、混凝土桩或钢筋混凝土桩制成,上端凿成或浇筑成半圆形的标志,下端浇筑混凝土底座。埋设的最小入土深度可按基本水准点的规定执行。
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(5)断面设施保护标志
在每个断面起点终点可各埋设一处断面保护与警示性标志,标志中宜包括断面名称、设置日期、设施状况及重要性,以及破坏测量标志的后果等内容。
在水文测验河段应设立保护标志牌。在测验河段每个断面可设置1~2个保护标志牌。缆道、水位自记平台、钢塔(架)等设施每处设1~2个保护标志牌。保护标志牌分两种结构钢架结构和砖石结构。可根据测验河段地域选择设置。
(6)断面界桩
在每个断面起点终点可各埋设一处断面保护与警示性标志,标志中宜包括断面名称、设置日期、设施状况及重要性,以及破坏测量标志的后果等内容。断面界桩采用刻字石碑型式,
(7)观测道路
观测道路是水位观测的工作通道,依据测站所处的地形、环境特点建设。路面宽1.2m,建筑材料为石质或C10混凝土,水尺断面处的观测道路采用阶梯形踏步
(8)测验设施保护护坡护岸
在水文测验设施布设位置需要保护,修建护坡护岸,根据具体情况选择混凝土、块石护坡或挡土墙护岸。
2.2 水位观测设施设计 (1)基本要求
按《水位观测标准》相应条款设计,应符合防洪、测洪的建设标准。水位观测设施应能观测水位变幅的全过程,水位变幅大的可分级建设,确保测记中、高洪水位。根据测站已有的水文设施条件、河道特性、地质条件以及水情特性选择相适用的水位观测设施、水位计、近距离传输设备、监控及数据采集终端以及避雷措施;选用的水位计、
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监控及数据采集终端和有线/无线近距离传输等设备应性能稳定、先进可靠。
(2)水位观测水尺设计
根据观测断面的地形条件选用直立式水尺、倾斜式水尺和矮桩式水尺。一般情况下优选直立式水尺,当直立式水尺设置或观读有困难而断面附近有固定的岸坡或水工建筑物的护坡时,可选用倾斜式水尺。有通航、流速大等不利设置直立式水尺时,且冲淤变化不大的可设立矮桩式水尺。
直立式水尺:水尺固定在垂直的靠桩上,靠桩可用型钢、铁管或钢筋混凝土、木桩等材料制作。用木质靠桩时,表面应作防腐处理。水尺靠桩入土深度宜为1.0~1.5m。可用混凝土浇筑在稳固的岩石或水泥护坡上,或直接将靠桩打入、或埋设至河底。水尺应与水面垂直,安装时应吊垂线校正。相邻两水尺之间要有10~20cm的重合。
倾斜式水尺:应将金属板固紧在岩石岸坡上,按斜线与垂线长度的换算,在金属板上刻划尺度,刻度面的坡度应均匀,刻度面应光滑。
矮桩式水尺:参考断面桩的方法, (3)水位自记平台
水位观测能实现自动采集、固态存贮和随机或定时报送;同时采用其它记录方式,以确保数据的准确性和可靠性。
水位观测数据必须传输至测站站房,仪器房与站房距离小于200m,采用有线近距离传输方式,大于200m则采用无线近距离传输方式。
? 水位自记平台设计
根据各流域河道特性,选择合适水位测井。
① 测井建设应符合防洪、测洪的建设标准,应尽可能记录到水位全变幅,井底应低于设计最低水位0.5~1m,井口应高于设计最高
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