SL 257-2000(条文说明) 水道观测规范.pdf
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1、中华人民共和国行业标准水道观测规范SL257一2000条文说明2001北京目次1 总贝u. . . . (85) 2 观测布置.(86) 3 水道地形测量.(96) 4 固定断面测量.(114) 1总则1.0.1 本条是关于水道观测规范宗旨的规定。制订的水道观测规范是贯彻实施中华人民共和国水法),提高河床演变观测成果质量系列技术规范之一。目前我国现有的测量规范中缺乏统一的、能反映河道、湖泊、水库、近海特点的水道观测国家标准。为了统一上述水道观测技术要求,需全面、系统地制定一套全国通用的行业标准。1. O. 41. O. 5 水道观测是社会主义建设的一项基本工作和前期工作,是研究河流、湖泊、水库
2、和近海水域的演变规律和进行工程建设的科学依据,必须确保成果质量。确保仪器、测具的精度,搞好全面质量管理,执行已有三清、四随的成功经验,可保证不发生系统、连锁性的返工和质量问题。1. O. 7 水道观测目前国外尚无比较系统和适合我国河流特点的方法可参照,我国虽有所建树,但仍需不断完善,以达到观测布置合理,以及定位、测深、制图、数据处理等自动化、简捷化;因此水道观测及测绘人员应注意不断创新和推广新技术。85 2观测布置2.1.1 水道观测及测量是掌握河流、湖泊、水库及近海演变过程与规律和应用于水利开发与江湖整治的基本原型资料。水资、源开发系指防洪、发电、灌溉、航运、水产、调水等项目;江湖整治指护岸
3、、裁弯、堵汉、围堪、疏泼、闸坝、渠道、泵站等水建工程。2.1.2 为掌握各类水域演变过程与规律,需要水道地形与水力、泥沙、地质等项目结合进行,故本规范将地形、水文、泥沙、地质等方面的观测布置一并编入观测布置中。2.1.4 水道地形控制测量基本要求:1 特殊情况系指本规范规定没有涉及的内容和执行本规范确有实际困难的情况。2 独立、假设系统成果转换为国家统一系统成果,需要增加改算工作量,不利于成果的利用。但大型水利工程独立坐标系统可另定。3 高程控制点在自然与人为因素影响下发生的沉陷或隆起变化,故需定期复测高程,保证水道地形测量精度。国家系统变更时,应按国家规定办理。2.1.7 分界子午线两侧地形
4、图采用等精度衔接法直接接图,主要是达到用图方便的目的,并减少一定工作量,又基本不影响水道地形图的精度。其主要作法为:按趋势连接等高线;恰在分界子午线上的测点,由于展绘误差,在两带测图上出现不重合的两个点位时,应取两点之间的中点为点位;或同一地物衔接不吻合时,应酌情调整地物形态,以其合理为原则。2.2.4 施测时机有两种不同的看法:一是河床稳定期、水库水体等温期,其成果具有可比性;二是在河床变化期,水库底质未沉降固结期,不受时间和水位级的限制,井有意识地安排在不同水86 位级进行,不仅可大致了解年际变化情况,也可了解不同水位下河床水库底部情况,在缺乏重点观测的河段,尤感需要这样的资料。2.2.5
5、 长程水道地形一般应在汛后河床比较稳定时进行施测。2.3.1 本条规定的固定断面测量指河流、水库、湖泊等水域的横断面测量。基本断面观测以搜集历史性的基本演变资料为主。般观测年代长久,历史资料积累较多,观测河段长,也称长程固定断面观测。专业断面测量,指用于某项专业研究项目需要而进行断面测量,一般观测年代较短,观测河段有限,即局部河段的固定断面观测。河流、水库、湖泊等水域的纵断面测量,本规范没有作具体规定。一般在1: 50001 : 10000比例尺的水道地形测图上,沿探部线量取深槐点,绘制纵断面图。如工程需要实测纵断面时,具体技术要求,应在技术设计书中规定,或按SL197-97(水利水电工程测量
6、规范要求执行。2.3.2 固定断面布设间距及密度根据近40年的实测资料的统计分析,横断面的密度并不与河流比降成正比,而是根据规划、设计者的需要和河流、水库等演变特性来确定。如原布设较稀时,也可根据需要加密,反之也可减少。湖泊、近海断面的布设,根据湖泊及近海水域的范围、形状大小,按需要布设,淤积变化较大处加密,变化较小处稍稀。2.3.3 本条规定的固定断面位置选设,主要根据各类河流、水库、湖泊、近海等水域的特性,以能控制问床、库区、湖泊、近海的冲淤演变及工程需要布设。为施测安全河流横断面应避开险滩、急流等险恶水流部位。2.3.4 本条规定的测次(即布置测量的次数),基本断面(俗称长程固断),一般
7、与长程水道地形穿插进行,即两次水道地形测量期之间应测一次固定断面,特殊大水年、特殊枯水年或河势发生大的变化则应加密测次。87 专业工程断面,根据研究项目的需要安排测次,观测年份较长的项目,测次应分布在各种有代表性的水位级以便掌握年内和年际的河床变化规律。短期的研究项目,观测12次能满足工程要求的,主要按工程设计单位要求安排测次。2.3.5 固定断面的点位测量精度,是指断面上各测点的点位精度,各种比例尺测图的点位中误差图上毫米(mm)数,以测图比例尺为准。高程中误差以米为单位。本规范表2.3.5的点位中误差,高程中误差的限差指标,参照SL197-97(水利水电工程测量规范中表1.0.10,表1.
8、O. 11 及表8.1.5的规定。1: 5001 : 200测图高程中误差平原不大于0.2m,山区不大于1.0m规定。表2.3.5中控制精度比例尺,主要根据河道水下部分测量的精度要求和技术条件。大比例尺测图的基本控制测量精度比例尺稍有放宽。如1: 200比例尺测图,控制精度比例尺不小于1: 1000。如技术条件允许和实际需要,也可按测图比例尺同精度要求。2.4.1 典型河段:指天然河流受地质构造、水流结构的影响或人工整治后所形成的代表性河段,根据问型与观测的分类可分为分汉、浅滩、弯道、裁弯、微弯、IIDt直、分流等几种河段。由于全国河流分布地区的差别,根据不同水流情况还可分成其他类型的典型河段
9、。2.4.2 典型河段的观测范围主要根据研究需要而定;测图比例应根据测区大小、水面宽窄及测区范围而定,水面宽在5km以上用1 : 25000比例尺为宜,河面宽小于5km用1: 10000比例尺为宜,水面宽小于1km用1: 5000或1: 2000比例尺为宜。1 分汉河段的观测范围应包括上下游控制点,自上游主流水流动力轴线未受分汉影响处的水流平顺段起至下游分汉汇合水流动力轴线一致后的水流平顺段止。2 浅滩河段观测范围应包括浅滩段上下游的深槽在内。3 弯道河段的观测范围包括弯道上下游的过渡段。88 4 裁弯河段的观测范围除与弯道河段相同外,还应包括新老河段的全部范围。5 )11顶直河段的观测范围应
10、包括河段内的上下游边滩、深槽及过渡段在内。6 分流或汇流向段的观测范围应包括主流上下游的控制节点,分流或汇流内水流动力轴线不受分流影响或入汇顶托影响的水流平顺段在内。2.4.3 典型河段的水文泥沙测验项目随着新设备的应用,可随时增加行之有效的测验项目,如流态摄像、电磁波测速等项目。本规范表2.4.3所列项目中附注如下:用常规流速仪测流其测速垂线和测点的分布,可参照GB50179-93 (河流流量测验规范执行。1 三级水文测验断面仅在断面主池-线或部分垂线上进行。2 四级水文断面为半江水文测验断面,仅在半江布置垂线,主要了解局部范围水流结构,一般在护岸和崩岸观测中进行。3 表中所列项目注有符号者
11、,根据需要和设备条件由专业设计书确定。2.4.4 典型河段的水文泥沙测验项目和测次安排,应根据各地区坷流特点分布,一般在汛前低水位,汛期高水位,汛后中水位进行。如需建立相关曲线,则应根据需要,在各水位级均匀分布测次。2.4.5 典型河段的观测布置根据分析需要可分基本观测和重点观测两类。重点观测:主要指需了解某河段在沿时程和沿流程演变的全过程,因此测验项目较多、测次安排较密。基本观测:指仅了解某河段在一定范围内的基本演变情况,测验项目和测次可适当调减。2.4.6 分汉河段:也称汉道河段,主要指河流因江心洲滩的分布,将水流分割成两支或多支水流,多支水流绕过江心洲滩后仍汇合成一支主流,这种河段称分汉
12、河段。2.4.7 浅滩坷段:指河流上下两弯道之间的过技段和河床展宽、89 分汉、分流等部位,往往产生水流分流、河道变浅的、浅滩河段,碍航的浅滩河段是航运部门极为关注或需整治的河段。2.4.8 弯道河段:指河流弯曲的河段,弯道河段根据河道弯曲程度还可分为顺直微弯河段、蜿蜒性河弯等类型。2.4.9 裁弯河段:指弯道河段中形成急弯,由人工或自然原因发生裁弯取直称裁弯河段。其观测范围应包括新河和故道两个部分,需详细收集裁弯前后河道演变的全过程。自然裁弯河段在裁弯前一般在其发展过程中,没有布置较多的观测项目,但应密切注视、掌握发生裁弯的时机,增加观测项目和测次,并作出预报。裁弯后的故道口门逐渐攒塞,多年
13、后成为不再进水的牛辄湖,这时的观测项目和测次可减少,只作般性了解淤积过程。2.4.10 分、汇流河段:指河流分支后水流流进其他问流或湖泊内的分流口门河段;有其他河流流进观测河段内的汇流口门河段,其观测项目与分流河段布置相同。两者主要了解分流或汇流的演变情况。2.5.1 工程河段:指河流内进行水利工程建设后,为了解洞床与水利工程的相互影响而进行各类观测的河段。2.5.2 护岸河段指在河流岸边进行抛石、沉枕、砌石护坡等护岸工程的河段,尤其是护岸险工地段汛期更应加强观测,随时掌握岸坡的稳定状况,及时作好测报工作。测区内的流态观测,包括回流、被涡、水跃、泡花水等水流状态。2.5.3 崩岸同段:指凋段发
14、生严重崩塌,危及堤防、农田、居民区安全的险段。观测项目与护岸阿段基本相同,但测次和时间安排应根据崩塌情况布置,以便及时掌握崩塌过程。2.5.4 港埠河段:指沿河流两岸分布的城镇需进行港区码头建设的河段。建设单位必须掌握工程河段范围内的水文地质等资料,因此观测项目除工程单位提出要求外,宜由河道观测单位根据分析需要确定。必要时应增加大比例尺陆上、水下地形及横断面观测项目。90 2.5.5 桥渡河段:指河流上架设大中型桥梁,必须进行桥墩监视观测的河段。一般只监视主流内河床冲淤变化较大水域内的主桥墩。洲摊、边滩的副桥墩和引桥桥墩可根据需要从简布置观测项目或测次。2.5.6 渡口问段:指人捷、车渡两岸设
15、立正规码头、公路岸口的河段。工程单位必须掌握最枯水位时的航深及各级水位的水流条件和两岸的地质结构。如必要时应增加两岸码头区的大比例尺地形和横断面测量项目。2.5.7 放龄河段:将水流挟带的泥沙在专门设立的淤区内沉积而抬高地面高程的河段,通称放世河段,所以放淤河段应包括主流和淤区两个范围。主流主要掌握来水来沙条件、淤区主要了解沿程淤积变化过程。在淤区内布设的固定断面,应根据沿流程和时程的淤积变化,调整断面位置。放淤开始阶段淤积主要在进水口门段,因此口门段断面较密,以后淤积逐渐向下移发展,则断面逐渐向下移加密,相对上游河段相应减稀。除利用涵、闸启闭水流放淤外,还有采用专用挖沙船只,管道输送挟沙水流
16、的办法输沙放淤称吹填,此类放淤办法淤区的观测项目也可参照本规范2.5.7的要求布置,其中不需布设水文测验断面,需布置吹填前后的吹填区地形测量,并进行容重试验,以掌握吹填的淤积量和淤积过程。2.5.8 取水口河段:指利用人工引河将水流引流到其他河流的口门段,与放淤河段类似,其观测范围也包括主流和引河两部分,主流主要掌握来水来沙条件的变化,引河主要了解进洪流量、水流挟沙及口门淤积变化。引河内的观测范围、项目可根据需要适当延长。2.6.1 库区测量的项目与内容,本规范只对基础观测和基本观测这些必须进行的项目制订了要求。实验研究观测项目较多,有的尚处探讨阶段,故本规范基本未提及,可按专业设计书的要求进
17、行或参照水库水文泥沙观测试行办法进行。91 1 初始观测系指建库前自然情况下应进行的观测。2 有泥沙问题的水库指z由于泥沙淤积侵占有效库容,影响水库调度运用的水库;或因泥沙龄积上延造成淹没、浸投,影响城镇交通、航运、工农业生产,以及泥沙对水工建筑物和发电设备有危害的水库。2.6.4 水库淤积测量1 输沙量法,是指凡有入、出库水沙测验资料的水库,需计算各时段的淤积量和龄积物组成分布等。地形法是用库区前、后两次地形图,量算两次间的淤积总量和沿程分布量。地形法一般多用于库区面积较小和地形复杂的局部库段。大型水库,可在蓄水运用后每隔10年左右或淤积使库容损失达5%以上才施测水库地形。用断面法算得的淤积
18、量能代替地形法时,施测地形的次数还可减少。3 长江委汉江局对丹江口水库固定断面布设进行了研究,提出了一个汉江干流库区断面布设的密度经验公式1 = A/L 式中I一-断面平均间距,km; A一一正常蓄水位的干流库区面积,km2; L一-正常蓄水位的干流回水长度,km。以上公式可供布设断面时参考。2.6.5 从已建水库的实践表明,库区如产生回水,翘尾巴、浅滩段航道和港口淤堵、有效库容损失等问题则应进行变动回水区观测。此项观测,视需要可在整个变动回水区内或选控制较好的一段。2 充水期是指入库流量大于出库流量的充水期。随着坝前水位连续上升,变动回水区沿程产生充水冲刷和充水淤积两个过程。充水期的冲淤观测
19、最佳时机是:坝前*位越低,前期消落冲刷堆积在末端的量越多,充水期入库洪峰越大,坝前水位充得越高,充水冲刷的能量越大,输送至常年回水区的量也越多,相应的充水淤积量也越多。92 3 消落冲刷是指枯水期入库流量小于出库流量期内,坝前水位连续下降,回水末端也随之下移,末端以上沿程在恢复天然河道的过程中,自上至下产生上冲下淤消落冲刷。消落冲刷的最佳时机是:坝前前期水位越高,消落期内恢复天然河道内的前期淤积量越多,则消落期的库水位下降得越低,消落冲刷的量越多,搬运堆积在回水末端附近的消落冲刷量也越多。2.7.3 所提大比例尺可在1: 200、1: 500、1: 1000中选用。测图的图幅分幅,可视需要采用
20、国际分幅或自由分幅。高程基面宜用国家统一基面,也可与规划设计部门商定。但前后测图的比例尺、图幅分幅、高程基面应统一,以利比较。5 引航道冲淤观测,可用地形法或断面法。若用断面法,其断面布设,应能反映冲淤分布、计算冲淤数量。6 此款仅指下游近坝段的观测。在枢纽下游整个有影响的河段均应进行水力、泥抄、地形、地质、水质等因子观测。此类观测按专业设计书提出的要求进行。2.8.1 湖泊测量观测布置时,既要考虑不同的观测目的与需要,同时也要经济合理。2.8.2 湖泊观测的项目较多,为了统一分类要求,将长期性的基本资料收集工作归为基本观测,其他则为局部观测。2.8.3 1 一般水文站网的设置专业性强,因此站
21、网布设时应按水利部发布的SL34-92(水文站网规划技术手则要求进行。2、3人湖干、支流控制站设置时,一是要经济合理,二是要考虑其来水来抄所占入湖水沙重量的比例情况。有的支流,虽然占人湖水沙重量的比例较少但可能对局部淤积有重大影响,因此也应考虑设站控制。4、5入出湖水文站一般是根据湖泊流域的水网分布情况以及对于支流来水来沙的控制情况布网设站,而对水位的控制性不一定能满足沿湖防洪报汛以及工程建设的特殊需要,因此必要时可适当沿湖增设一定数量的水位站。93 2.8.4 4 为了使湖泊地形图能反映湖床的基本地形特征,同时具有可行性,必须选择湖床相对稳定时进行施测。5 同一湖泊,其地形图资料如无特殊需要
22、,为了便于比较、分析、研究的方便,其比例尺、控制系统一经选定不宜更改。7 根据多年水下地形测量的经验,大面积水下地形测图宜采用分区测量为好,同时考虑水位纵横比降对地形图精度的影响,应在沿湖设立临时水尺,以满足水位推算需要。2.8.5 1 利用湖泊地形图分析计算湖泊容积及冲淤变化,其精确度较高,但湖泊地形测量耗资大,历时长,不可能在短期内连续施测。为了弥补这方面的不足,可布测固定断面。但断面法因断面的代表性、控制性以及其密度等原因其计算结果与地形法之间存在着一定误差,但为了进行误差的分析比较,宜在地形测量时也进行断面测量,为日后断面的调整并最终以断面法代替地形法提供依据。固定断面测量主要是为了弥
23、补地形测量时间间隔过长的不足,并以断面地形资料计算湖泊冲淤量,因此要求所选断面对所处湖段一定要具有代表性和控制性。2 湖泊断面的密度一般干流湖段偏密,支流段略稀,这主要是考虑干流段对湖泊各方面影响较大,而支流段因断面较窄,调蓄量较小,对整个湖泊流域的湖床演变相对干流而言较小,因此断面间距适当放宽。3 全湖断面测量测次间隔安排,35年一次主要基于从经济和研究及工程需要的考虑。以及多年的实践经验的总结,认为35年施测一次较合理。4 断面布测时机的选择,影响断面地形代表性,同时也影响其地形特征的真实性,因此应选择相应稳定的时期进行测量为宜。5 固定断面取向床质,主要是研究其粗化演变情况,从而定性分析
24、断面的冲淤变化规律。94 2.8.6 1 人湖水抄量较小的支流对湖泊年内水沙平衡影响不大,但对多年水沙平衡研究有一定的影响,因此未设站的支流应实地调查,对资料进行补充。特殊水文年,因其具有特殊规律,故应增调一次。2 随着人类活动对湖泊影响的加剧,围垦养殖对湖泊面积容积的影响也越来越大,为了摸清人为因素的影响情况,一般3-5年应调查一次。3 垦殖情况属基本资料收集,应详细记载,另外不同的围境高度对不同水位级湖泊面积、容积的影响不同,调查时应对新增(或毁坏)堤境高度准确记录,必要时也可实地测量。2.8.7 湖泊重点浅滩航道观测,主要是为了研究其年内枯水期碍行情况。从河床演变.理论来讲,是研究其短期
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