摘要：2018年汛前山阳县防汛抗旱指挥部，在县内的八处河道桥柱上，完成了防汛水尺的安装。本文介绍了防汛水尺的安装过程，安装了水尺板、水位流量标注数字、制作单位铭牌，在桥边观测便易，方便看出水位和流量，在山区河源性河道上可以普及推广应用。
关键词：河道；桥柱；直立式水尺；安装
水尺，习惯上叫水位尺或水标尺。山阳县防汛抗旱指挥部，需了解河道内的洪水位，在县内的银花河中村桥、西家河西照川桥、靳家河漫川关Z字桥、马滩河板岩桥、县河色河桥、金钱河户垣桥、县河东城路桥、县河工业园区桥等八处跨河大桥的桥柱上，完成了水尺安装，经历了考查、踏勘、测量、设计、安装几个过程。
1水标尺的分类：
分为直立式、倾斜式、矮桩式、悬锤式。直立式水尺由建筑物直立墙面或靠桩加装水尺板组成。靠桩直立水尺，一般沿水位观测断面由几支水尺组成。靠桩可采用木桩、钢管、钢筋砼等材料制成，打入河床冲刷层下并且牢固。相邻两靠桩水尺之间的水位要有一定的重合，重合范围一般要求在0.1～0.2米。靠桩布设范围应高于测站历年最高水位、低于历年最低水位0.5米。水尺板通常长1m，宽8-10cm，由金属或非金属材料制成，纯红、纯蓝交替，便于辨识。目前市场上水位尺按高中低档可分为电子 (其中包括超声波或雷达水尺，造价较高)、不锈钢、组合型、高分子、铝板反光、搪瓷等水尺。倾斜式水尺，把水尺板固定在岩石倾斜岸坡或水工建筑物的斜坡上，或在岩石、水工建筑物的斜面上涂绘水尺刻度，刻度大小以能代表垂直高度为准。其优点是相对耐久、不易被洪水冲毁、零点不易变动；缺点是多沙河流刻度容易被淤泥遮盖、易受水体悬浮堆积物污染，需及时清理。矮桩式水尺由固定矮桩和临时附加的测尺组成。适用于河流漫滩较宽，或因流冰、航运、浮运等冲撞情况。矮桩的入土深度直立式水尺，桩顶高出河床5-20cm，加设直径为2-3cm的金属圆钉。相邻两桩顶差在0.4-0.8m之间，平坦岸坡宜在0.2-0.4m之间。观测水位时，将测尺垂直放于桩顶，读取水位与测尺的差值读数，加桩顶高程即得水位。悬锤式水尺：通常设置在坚固陡岸、桥梁或水工建筑物的岸壁上，用带重锤的悬索测量水面距离某一固定点的高差来计算水位。
2水尺选型：
经踏勘，需利用跨河桥梁的桥柱，做成建筑物直立式水尺，优点是在桥边观测便易。桥柱都是直立的，直径一般为1.2-1.8范围，桥面与河床高度5-12m不等。钢皮硬度大、结实；尺面的防腐处理有搪瓷、闪光漆、烤漆三种。搪瓷面碰撞易破碎，单价比闪光漆面的低30%，闪光漆面晚上反光，但水淹风化快，脱落、变色，价格适中；烤漆不怕水淹，单价比闪光漆面贵30%。经考查，购买永康市爱海工贸有限公司制作的304钢皮、闪光漆防腐的水尺板。
3测量：
使用水准仪测量横断面，使用全站仪测量比降；多数河道下河不便，要涉河、绕道或上桥到对岸或借助专门的梯子；测量比降时，县川河悦来登酒店门前，用上下游实体坝顶的高差和距离；而县河工业园区大桥和漫川Z字桥，要用上下游的钢坝放平时的落差和两坝相距来计算比降。
4内业计算：
一是流域面积和比降计算。在一比五万地形图中，勾画山脊线求集雨面积；用上下游等高线推测比降，与实地测量计算值对比，相差不大，比降采用实测值。二是洪水计算。5、10、20、30、50、100、200、300、500、1000年各量级设计洪峰流量，用三种方法计算，取平均值。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆将三种计算方法编成Execl计算软件，数十秒种就能算出成果，但计算出来要在文件中记录填表，取值，较费时。三是过洪能力计算采用明渠均匀流公式。零点一般为河床深泓点。对于一边直墙和一边斜坡或两边斜坡的，横断面河底较平或近似做水平处理的，采用Execl表格编写计算公式较快，1分钟就可将一个水尺30组水位、流量计算出来。对于复杂多个坡度、多个台阶，河床底又不平，如有导流渠或开挖沟壕的，采用CAD制图软件面域功能，计算湿周、过水面积。湿周要用面域的周长减水面长度。如工业园区水尺左岸有4个台阶5个坡度，右岸有4个台阶6个坡度，两岸不对称这种情况。注意图形有缺口、交叉、不封闭等情况，会面域不了。通过修剪、延伸或倒圆角，或使用捕捉功能重画图形，方可面域。遇到两边都有多个坡度的情况，将其下的湿周、面积，加入用坡度、相应坡度的底宽编成的Execl计算软件，可以提高计算速度。四是绘图，画出纵、横断面图。画水底线用多段线方便复制，也方便将边界交叉部分剪掉。在CAD图上，复制word文档中的各量级洪水和洪水校核过洪能力、水位、流量的关系曲线表，水尺上插入警戒流量、保证流量、漫堤流量、1m、2m、3m、4m及相应的流量数字的图片。
5安装制作：
一是按照已做好的图纸施工。二是用5kw汽油发电机组供电。三是包租社会客货两用车，司机也参与劳动，负责场内运输，1人在脚手架上使用冲击钻安装水尺，1人在下面递东西。四是使用拼装式脚手架时，难以站稳，还要用劲打钻，不能大胆工作，四条腿要支稳是关键，必要时用绳拴到桥柱上或桥面固定点上，需要配戴安全带。五是个别水尺施工难度特别大，如中村的桥柱四周有砂砾石堆积，用了2个工才清理到零点的位置。又如西照川镇的桥柱周围有高台和大坑，填了坑的一部分，又在坑中用1/4拼装式脚手架与高台支平。六是个别水尺的桥柱在水中央。如靳家河漫川关Z字桥、县川河“悦来登酒店”门前的桥、马滩河板岩桥，水深约1m左右，甚至更深，将拼装式脚手架上用铁丝加固了十几个点，在岸上或桥面上放到水体里，用绳拉到需要位置，飞渡水面。七是在金钱河户垣的桥柱做水尺时，施工难度进一步加大。因冲刷桥柱水深超过2m多，根本无法下水，人工用大石填充了一部分，水中仍高低不平，在岸上做好钢管脚手架，三人都抓住钢管脚手架防止水冲走才抬至位置。
6造价与实验经济指标：
经过实地实验，8处桥桩上的水尺，决算造价41100元，含流量、水位标的数字，用了水尺板50个，折合每个水尺板822元。
7存在问题：
测量时，采用穿水靴能探到水深的地方伸长尺子探水深并估计，应该穿着防水衣过河探水深才准确。过水断面计算时，一是忽略了桥柱占过水断面的面积，二是忽略了桥柱产生雍水和桥柱下沙石冲刷的影响。下年河床底可能有淤积或冲刷变化，建议应一年一测断面校核过水能力，或者采用局部挖填恢复今年实测断面的水底地形。
8结论：
通过实地安装的实践，其创新点、优点有：一是桥柱直立式防汛水尺，走到桥边便可观测，观测方便，安装也方便；二是用了厂商制作的水尺板等，相比油漆涂刷水尺既美观大方又相对耐久，而且闪光漆面晚上反光；三是在水尺右边可以方便读出流量；四是使用了冲击钻钻孔螺丝固定和双面胶双保险固定的方法。缺点是闪光漆面若长期水淹风化快，脱落、变色，但本次安装除少量水尺长期处于水面下，河道多数水尺处于汛期和枯水期低水位以上的干湿交替的状态。说明桥柱直立式水尺在山区河源性河道上可以普及推广应用。
参考文献：
[1]四川葛南仪器各类水尺安装方法
[2]山东潍坊金水华禹信息科技有限公司，HY-SC10水库塘坝河道水位尺
论文作者:1马拴,2陈炜
论文发表刊物:《基层建设》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/12
标签：水尺论文; 水位论文; 河道论文; 流量论文; 脚手架论文; 坡度论文; 河床论文; 《基层建设》2018年第29期论文;