水利工程論文-談海河流域高程控制網(wǎng)復(fù)測(cè)必要性研究.doc

水利工程論文-談海河流域高程控制網(wǎng)復(fù)測(cè)必要性研究論文關(guān)鍵詞：海河流域?yàn)I海新區(qū)綜合規(guī)劃水準(zhǔn)高程控制網(wǎng)論文摘要：通過(guò)對(duì)海河流域綜合規(guī)劃修編的需求、地面沉降分析、水準(zhǔn)標(biāo)石破壞程度、現(xiàn)有高程控制網(wǎng)的不足等方面的研究，詳細(xì)地闡述了海河流域高程控制網(wǎng)復(fù)測(cè)的必要性，并提出對(duì)于海河流域東部平原區(qū)高程控制網(wǎng)應(yīng)以5年左右為周期進(jìn)行復(fù)測(cè)建議。海河流域具有特殊的地理位置，我國(guó)首都北京位居其中，是我國(guó)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。流域內(nèi)有北京、天津兩大直轄市，有環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)帶，有“十一五”規(guī)劃重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域?yàn)I海新區(qū)，京津冀都市圈將成為全國(guó)三大經(jīng)濟(jì)中心之一，其地理位置十分重要。高程控制網(wǎng)有兩個(gè)方面的應(yīng)用：一是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供統(tǒng)一的高程控制，二是為科學(xué)研究提供可靠的高程數(shù)據(jù)。對(duì)于海河流域，布測(cè)高程控制網(wǎng)的目的在于建立沿海河流域各主要河道干支流為主的精密水準(zhǔn)網(wǎng)，作為擴(kuò)展低等級(jí)高程控制網(wǎng)的基礎(chǔ)，為水文觀測(cè)、水利工程建設(shè)和運(yùn)行管理提供高程依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。為滿足流域水利工程建設(shè)和管理的需求，需要以足夠的精度定期復(fù)測(cè)以提供現(xiàn)勢(shì)性強(qiáng)的高程數(shù)據(jù)。因此，流域高程控制網(wǎng)復(fù)測(cè)，不是以復(fù)測(cè)為目的的簡(jiǎn)單重復(fù)，而是既要兼顧當(dāng)前流域內(nèi)各個(gè)部門的需要，又要保證今后一定時(shí)期內(nèi)使用。1海河流域高程控制網(wǎng)布測(cè)的歷史情況海河流域在不同的歷史時(shí)期曾先后2次布測(cè)高程控制網(wǎng)：第1次是1983年啟動(dòng)的海河流域水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)劃，將全流域的高程系統(tǒng)統(tǒng)一到1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，從1985年5月1989年5月全部完成。第2次是2000年啟動(dòng)的海河流域京津沉降區(qū)及漳衛(wèi)南運(yùn)河系堤防水準(zhǔn)測(cè)量項(xiàng)目，從2001年4月2002年12月全部完成。第1次布測(cè)的海河流域高程控制網(wǎng)統(tǒng)一了長(zhǎng)期未能統(tǒng)一的高程系統(tǒng)，先于國(guó)家和其它流域水利部門，建立了高精度的高程控制網(wǎng)，為海河流域水土資源綜合利用規(guī)劃設(shè)計(jì)、水文水利計(jì)算、水利水電工程建設(shè)、工程管理、防洪減災(zāi)及其它各項(xiàng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)，提供了統(tǒng)一的和可靠的高程依據(jù)；2001-2002年布測(cè)的海河流域京津沉降區(qū)及漳衛(wèi)南運(yùn)河系堤防水準(zhǔn)測(cè)量，使得海河流域平原地區(qū)的部分河道第1次獲得了寶貴的沉降資料，初步掌握了河道的沉降狀況，為河道整治、水工建筑物運(yùn)行管理、規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了必須要掌握的相關(guān)信息，為流域規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。2現(xiàn)有高程控制網(wǎng)存在的問(wèn)題現(xiàn)有海河流域高程控制網(wǎng)受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平和經(jīng)費(fèi)不足等條件的制約，存在一些不足，有待完善和改進(jìn)。(1)蓄、滯洪區(qū)的水準(zhǔn)點(diǎn)布設(shè)數(shù)量不足，不能滿足現(xiàn)在安全建設(shè)和濕地保護(hù)等生態(tài)環(huán)境建設(shè)需要。(2)從滿足水利水電規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工和管理的需求考慮，原海河流域高程控制網(wǎng)二等水準(zhǔn)點(diǎn)密度不夠，不能滿足平遠(yuǎn)地區(qū)基本等高距05m地形圖的測(cè)繪要求。(3)現(xiàn)有海河流域高程控制網(wǎng)由于受當(dāng)時(shí)技術(shù)發(fā)展水平和資料來(lái)源的限制，在平差計(jì)算時(shí)二等水準(zhǔn)未進(jìn)行重力異常改正。(4)2001-2002年施測(cè)的水準(zhǔn)測(cè)量未單獨(dú)聯(lián)測(cè)重點(diǎn)的水庫(kù)大壩、閘、水文站等水工建筑物及基準(zhǔn)點(diǎn)高程。3海河流域高程控制網(wǎng)復(fù)測(cè)的必要性分析經(jīng)濟(jì)社會(huì)的迅猛發(fā)展和水資源情勢(shì)的變化，對(duì)水利提出了新要求，要保障流域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，需要對(duì)原有的流域高程控制網(wǎng)進(jìn)行復(fù)測(cè)和完善，以適應(yīng)流域情況變化，滿足流域綜合規(guī)劃體系的需要。31流域防洪減災(zāi)保障的需要海河流域防洪形勢(shì)非常嚴(yán)峻。海河流域防洪體系構(gòu)架雖已形成，但防洪設(shè)施薄弱，洪水災(zāi)害依然是流域的心腹之患。主要體現(xiàn)在以下6個(gè)方面：第一。河道淤積嚴(yán)重，尾閭不暢，泄洪能力銳減。僅海河水系主要入海河道的淤積總量約15億m3，泄洪能力由原來(lái)的24680m3s下降到15040s。第二，堤防質(zhì)量差，隱患多。全流域一、二級(jí)堤防近50堤段填筑質(zhì)量不符合規(guī)范要求。第三，病險(xiǎn)水庫(kù)多，尚有97座大中小型病險(xiǎn)水庫(kù)未安排治理。第四，蓄滯洪區(qū)啟用難度大，蓄滯洪區(qū)內(nèi)有349萬(wàn)人安全避險(xiǎn)問(wèn)題沒(méi)有解決，還存在著工程設(shè)施薄弱、預(yù)警預(yù)報(bào)設(shè)施不足、管理落后等問(wèn)題。第五?！皟尚　眴?wèn)題沒(méi)有得到解決，中小河流、小水庫(kù)常引發(fā)較大災(zāi)害。第六，流域防洪預(yù)報(bào)與調(diào)度指揮系統(tǒng)需要完善。建設(shè)海河流域防洪減災(zāi)保障體系是以海河流域防洪規(guī)劃為基礎(chǔ)，完善“上蓄、中疏、下排、適當(dāng)?shù)販钡姆篮闇p災(zāi)體系，重點(diǎn)是提高骨干防洪工程和重點(diǎn)區(qū)域防洪能力，重要城市和地區(qū)達(dá)到防洪標(biāo)準(zhǔn)；加強(qiáng)洪水風(fēng)險(xiǎn)管理能力；全面恢復(fù)主要河道中下游行洪能力，保障蓄滯洪區(qū)安全蓄泄，重點(diǎn)做好河系溝通與通暢下泄，以及河口的規(guī)劃治理。為保證防洪減災(zāi)整體目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，需要控制和調(diào)節(jié)各條河流上下游及蓄滯洪區(qū)的蓄泄關(guān)系，整修加固河道堤防及水庫(kù)大壩等，這些工作都需要準(zhǔn)確的高程數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)資料。因此，流域高程網(wǎng)復(fù)測(cè)，主要是沿水庫(kù)周邊、河流堤防、蓄滯洪區(qū)等沿線布測(cè)，并聯(lián)測(cè)重要水工建筑物，為建設(shè)海河流域防洪體系提供具有現(xiàn)勢(shì)性的高精度高程信息。32流域水資源配置的需要受全球氣候變化、不合理的水資源開(kāi)發(fā)利用以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展等的影響，海河流域水資源供需矛盾非常突出，已經(jīng)成為全國(guó)水資源緊缺的區(qū)域之一。合理的配置流域內(nèi)水資源，建設(shè)重大水資源工程，滿足流域內(nèi)農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城市等用水需求，需要大量測(cè)繪基礎(chǔ)資料。尤其海河流域是南水北調(diào)工程的受水區(qū)，需要將南水北調(diào)工程納入流域內(nèi)的水資源配置的總體布局考慮。南水北調(diào)東、中線工程高程控制網(wǎng)均采用國(guó)家第二期一等水準(zhǔn)網(wǎng)復(fù)測(cè)成果起算，海河流域高程控制網(wǎng)應(yīng)與其保持一致。因此為處理好南水北調(diào)水資源與海河流域水資源合理的配置關(guān)系，需要將流域高精度高程控制網(wǎng)與南水北調(diào)工程的高程控制網(wǎng)統(tǒng)一起來(lái)。這在前兩次水準(zhǔn)測(cè)量時(shí)是未涉及到的。33流域水生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)的需要海河流域水生態(tài)環(huán)境保護(hù)與修復(fù)的重點(diǎn)區(qū)域是山區(qū)重要水源地、平原主要天然河流及重要濕地，以及地下水城市水源地和嚴(yán)重超采區(qū)。山區(qū)重要水源地的高程控制資料還是1985-1989年布測(cè)的高程控制網(wǎng)，這些資料早已失去了現(xiàn)勢(shì)性；平原區(qū)的重要濕地沒(méi)有高精度的高程控制網(wǎng)資料。流域高程網(wǎng)復(fù)測(cè)對(duì)實(shí)現(xiàn)海河流域水生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與修復(fù)，明確生態(tài)供水的水源與水量，實(shí)施河系溝通工程保障生態(tài)調(diào)水、加強(qiáng)生態(tài)供水的管理具有重要意義。34海河流域東部地區(qū)地面沉降監(jiān)測(cè)的需要海河流域東部地區(qū)地面沉降形成于20世紀(jì)60年代中后期，主要發(fā)生在天津地區(qū)和京津以南的中東部平原。據(jù)有關(guān)部門監(jiān)測(cè)，1969-1975年期間，海河流域東部地區(qū)地面沉降僅發(fā)生在14個(gè)地下水降落漏斗中心地帶。隨著深層地下水的大規(guī)模開(kāi)采，地面沉降的范圍隨之?dāng)U大，到1985年，整個(gè)中東部平原均開(kāi)始了地面沉降，累積地面沉降量大于500otni的面積達(dá)到數(shù)十平方千米，天津、滄州、任丘、霸州等沉降中心的平均下降速率78473mma。1985-1990年，隨著地下水水位下降速率的加快，地面沉降范圍不斷擴(kuò)大，累積地面沉降量大于500otni的面積達(dá)到8200km2，沉降速率增大到234100mma。至1998年，海河流域東部地區(qū)累計(jì)沉降量大于300otni的面積達(dá)182104krn以上，大于1000otni的面積為755knq2。天津地區(qū)，累計(jì)沉降量大于1500toni的面積為133knq2，大于2000otni的面積為37km2。目前，海河流域東部地區(qū)已經(jīng)形成了天津、保定、滄州、衡水、任丘、南宮、霸州、大城、邯鄲、唐海、晉州等多個(gè)沉降中心區(qū)。地面沉降是我國(guó)平原地區(qū)的重要地質(zhì)災(zāi)害之一，由于地面沉降會(huì)給人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和生存環(huán)境產(chǎn)生極大的危害，也給水利工程造成極大的危害。河流和水閘跟隨地面下沉，降低了河流的泄洪和抗風(fēng)暴潮能力，造成堤防和閘體的水位和過(guò)水能力變化，影響堤防和閘體的防洪和抗災(zāi)能力。海河流域的天津?yàn)I海新區(qū)和滄州地區(qū)位于環(huán)渤海灣，地面沉降與海平面上升疊加一起，將會(huì)進(jìn)一步喪失地面標(biāo)高、降低河流的泄洪和抗風(fēng)暴潮的能力。根據(jù)海河流域1989年與2002年二期水準(zhǔn)測(cè)量資料對(duì)比，看到各條河流呈現(xiàn)不均勻沉降，獨(dú)