ICS27.140中華人民共和國水利行業指導性技術文件城市水文監測與分析評價技術導則2014-07-03發布2014-10-03實施I中華人民共和國水利部關于批準發布水利行業標準的公告(城市水文監測與分析評價技術導則)2014年第38號中華人民共和國水利部批準《城市水文監測與分析評價技術導則》(SL/Z572—2014)為水利行業指導性技術文件，現予以公布。序號標準編號替代標準號發布日期實施日期1城市水文監測與分析評價技術導則SL/Z572-20142014.7.32014.10.3水利部2014年7月2日 V 12規范性引用文件 13術語和定義 14城市及防洪排澇標準劃分 24.1城市分類分級 24.2城市防洪排澇標準劃分 35站網規劃與布設 3 35.2降水量站 35.3蒸發站 45.4水位站 45.5流量站 45.6地下水站 45.7水質站 55.8水生態站 55.9其他站類 56監測方法及儀器設備 5 5 6 66.4水位 66.5流量 66.6地下水 7 76.8水生態 76.9其他 77城市水文調查 77.1城市下墊面調查 77.2城市暴雨洪水調查 87.3城市供水、排水系統調查 87.4其他調查 87.5調查成果分析 8 8.1一般規定 8.2資料收集與處理 8.3分析評價內容與方法 SL./7.572—2014根據水利部水利行業標準制修訂計劃.按照(GB/T1.12009《標準化工作導則第1部分：標準的結構和編寫》的要求，編制本導則。本導則共8章，主要包括以下內容：城市及防洪排澇標準劃分；站網規劃與布設； 城市水文調查；分析評價。本標準為全文推薦。本標準參編單位：長江水利委員會水文局、江蘇省水文水資源勘測局、北京市水文總站、遼寧省水文水資源勘測局、山東省水文局、南京水利水文自動化研究所。本標準出版、發行單位：中國水利水電出版社。本標準主要起草人：章樹安、陳松生、孫永遠、薛燕、孫玉華、楊桂蓮、楊建青、王九大、李明武、王光生、于釙、陳敏、竇同文、付洪濤、魏雨杭、戴寧。本標準審查會議技術負責人：徐宗學。V1城市水文監測與分析評價技術導則1范圍本導則規定了適合城市特點的水文站網布設原則、監測方法、儀器設備技術要求以及城市水文調本導則適用于我國城市防洪排澇、水資源管理和水環境保護及相關規劃設計等開展的水文站網規2規范性引用文件下列文件對于本導則的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本導則。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本導則。GB/T12452企業水平衡測試通則GB/T19117酸雨觀測規范GB/T22482水文情報預報規范GB/T23598水資源公報編制規程GB50014室外排水設計規范GB/T50138水位觀測標準GB50179河流流量測驗規范GB50201—94防洪標準GB50318城市排水工程規劃規范SI,21降水量觀測規范SL34水文站網規劃技術導則SI.44水利水電工程設計洪水計算規范SL61水文自動測報系統技術規范SI,183地下水監測規范SI,196水文調查規范SI,219水環境監測規范SI./T238水資源評價導則SL.286地下水超采區評價導則SI365水資源水量監測技術導則SD265水面蒸發觀測規范行政轄區內已按規劃完成的建設區域，具有一定人口規模、以非農業人口為主。城市所轄郊區和城市管理的核心區域和城市建成區的主體。2研究城市及周圍相關地區，受人類活動影響的水循環變化規律、用水結構以及水生態環境等。對城市各種水文要素在時間和空間上的量、質變化進行的觀測、調查等活動。城市與大氣下層直接接觸的地球表面，包括城市建筑以及地形地貌、河流湖泊、植被、土地、道路等。通過系統地收集、整理、分析有關城市水文監測和下墊面調查等資料，分析評價城市及周圍相關4城市及防洪排澇標準劃分4.1.1本導則的城市分類分級主要按其人口數量、地形地貌、氣候、重要性劃分。4.1.2按城市的常住人口數量可分為四類：a)特大城市：人口≥500萬人；b)大城市：150萬人≤人口<500萬人；c)中等城市：50萬人≤人口<150萬人；d)小城市：人口<50萬人。4.1.3按城市的地形地貌條件可分為三類：a)山丘區城市：中心城區位于山丘區；b)平原區城市：中心城區位于平原區；c)濱海區城市：中心城區濱鄰海洋。4.1.4按城市所處的氣候條件可分為四類：a)濕潤地區城市：年降水量一般在800mm及以上，主要分布在秦嶺—淮河一線以南的廣大b)半濕潤地區城市：年降水量一般在400～800mm之間，主要包括東北平原大部、華北平原、c)半干旱地區城市：年降水量一般在200～400mm之間，主要包括內蒙古高原的中部和東部，黃土高原和青藏高原的大部；d)干旱地區城市：年降水量一般小于200mm,主要包括塔里木盆地、準噶爾盆地、柴達木盆地、內蒙古西部和青藏高原西北部地區。4.1.5按城市的重要性可分為四個等級：a)特別重要的城市：非農業人口≥150萬人；b)重要的城市：50萬人≤非農業人口<150萬人；c)比較重要的城市：20萬人<非農業人口<50萬人；3d)一般城鎮：非農業人口≤20萬人。注：非農業戶口是指有戶籍的城市居民。根據GB50201—94,城市各等級的防洪標準應根據實際情況采用表1的規定。表1城市的等級和防洪標準等級重要性非農業人口(萬人)防洪標準[重現期(年)]I特別重要的城市Ⅱ重要的城市50～150Ⅲ比較重要的城市20～5050～100一般城鎮20～50根據GB50318的規定，城市排澇雨水規劃重現期，應根據城市性質、重要性以及匯流地區類型重后果的地區，重現期宜采用3～5年或更高，其他地區重現期宜采用1～3年。5.1.1城市水文站網宜由降水量站、蒸發站、水位站、流量站、地下水站、水質站、水生態站、水5.1.2城市有大江大河穿越，或附近有大江大河、大型湖泊的，城市規劃有明確防洪要求的，布設5.1.3城市水文站網規劃在滿足應用需求情況下，應優先利用現有水文站網，統籌5.1.4當城市水文站網規劃與布設擴大到相關周邊地區時，可根據研究內容和需要參照本導則有關c)應選擇建筑物高度、密度等有代表性區域進行布設，對城市熱島效應明顯區域應適當加密5.2.2降水量站布設密度可根據不同城市類型按照表2的規定執行。4SL/Z572—2014城市類型特大城市大城市中等城市小城市站數8～206～154～102～6注1:暴雨多發、易澇、降水年內明顯不均勻的城市，受臺風影響較大的濱海區城市，周邊山區產生的山洪對城市有影響的城市周邊，宜取中上限布設。注2:地處干旱和半干旱地區的城市或一般平原區城市，宜取中下限布設。a)在中等及以上城市應布設蒸發站；b)在城市熱島效應明顯的區域，宜適當加密布設；c)在空間開闊的地方布設。5.3.2蒸發站布設密度宜根據城市類型采用表3的規定。表3蒸發站布設密度表單位：站城市類型特大城市大城市中等城市站數2～4注：小城市可根據需要布設1個蒸發站。5.4.1根據城市防洪排澇、水資源管理、水環境保護等需要，在城市內河流、渠道、湖泊、水庫、泵(閘)站，以及城市易積水路段、洼地等應布設水位站。a)在河流、渠道重要節點處和大中型泵(閘)站，應布設；b)在城市重要湖泊、重要水景觀區和小型泵(閘)站，宜布設；c)根據調查，在暴雨時，城市道路、洼地積水深度一般不小于30cm處，宜布設；d)山丘區城市、平原水網地區的城市，可適當加密布設；e)水位站布設應能掌握監測點的水位變化情況。流量站應按下列原則和要求布設：b)在湖泊、水庫的進口、出口處應布設；c)在工業用水、居民用水等供水水源地應布設；d)在大中型泵(閘)站應布設，在小型泵(閘)站宜布設；e)同一條河流、渠道上下游相鄰兩站的流量遞變率不小于5%;f)泵(閘)站設計流量大于10m3/s時宜布設，特殊地區可根據實際需要布設；g)在大中型輸水、排水管道(地涵)重要節點處宜布設。5.6地下水站5.6.1地下水站網布設應能滿足地下水動態監測與分析、地下水科學評價、合理開發利用、生態與5脆弱區的城市，應加密布設；位于北方平原區、地下水開發利用程度高的城市，布設密度應顯著5.6.3地下飲用水水源地，除應在水源地集中抽水區域布設外，還應考慮應急管理需求，根據水文b)工礦企業集中區、風景名勝區、納污水體、水污染嚴重地區以及社會關注度高的水域應c)宜與現有地下水水位觀測站(井)網相結合；f)在同一地下水類型區內，地下水水質站數量宜為水位監測站(井)的30%～50%。5.9.1為研究和科學評價城市化進程出現的城市水文效應以及水文變化規律，根據城市建設發展需66.1.3城市水文監測應根據設站目的、測驗條件、精度要求等配置水文監測儀器設備。6.1.4監測方法宜按照明渠、管道等分類，分別確定不同測驗要求和頻次。6.1.5國家基本水文站的流量測驗誤差控制應執行GB50179的有關規定，其他流量測驗誤差應執6.1.6城市水文監測設施宜結合城市景觀建設，并滿足儀器設備的基本安裝要求。6.1.7水文自動測報系統建設應執行SL61的有關規定。6.2降水6.2.1城市降水觀測方法及其儀器設備的選用應執行SL21的有關規定。6.2.2觀測場地周圍應空曠、平坦，應避開強風區，不受突變地形、樹木和建筑物以及煙塵的影響；條件不具備時，可設置桿式安裝雨量器(計)。6.2.3降水量觀測可選用翻斗式雨量計、稱重式雨量計、雷達測雨儀，并實現自動測報。需自動測雪量的站點可選用融雪式雨雪量計(電加熱、不凍液)、稱重式雨雪量計(雪墊)、壓力式雨雪量計。根據需要，可加測氣溫和積雪厚度等項目。6.3.1蒸發觀測應執行SD265的有關規定。6.3.2觀測場地應能代表附近真實的地貌及覆蓋狀態，四周必須空曠平坦，氣流暢通，宜在上風向，應避開地形突變位置、鐵路、公路和大型工礦建筑物；蒸發場距離較大水體(水庫、湖泊、海洋等)最高水位水邊線的水平距離應大于100m。6.3.3蒸發觀測儀器宜能自動監測蒸發量和輔助氣象要素，并具有遙測功能?？蛇x用E601型蒸發器，在封凍期間可使用20cm口徑蒸發皿進行輔助觀測。6.3.4城市綠化率大于45%的城市，可選用蒸騰儀觀測植物蒸散發量。6.4.1水位觀測應執行GB/T50138的有關規定。6.4.2城市水位觀測應以自動監測為主。臨時性水位觀測可設立水尺進行人工觀測，水尺不應安置在壅水、跌水或有大浪的地方。6.4.3水位自動監測儀器可選用雷達式、電子水尺、浮子式、壓力式等水位計。具體選用規定如下：a)城市河流、渠道、湖泊、水庫的水位宜采用浮子式、壓力式、超聲波式、雷達式水位計；b)易積水路段、洼地積水深度宜采用雷達式、超聲波式水位計及電子水尺等水位計，可具有報6.5.1河流、渠道、湖泊水庫出入口流量測驗應執行GB50179的規定。6.5.2流量測驗應優先采用自動監測。根據水道和斷面情況可選用其他相應方法；具有穩定水力關6.5.3河流、渠道、湖泊水庫出入口等流量測驗可采用流速儀法、超聲波時差法、水工建筑物法、堰槽法、聲學法等。6.5.4管道流量測量應根據管徑大小、滿管和非滿管情況，可采用水表法(轉子流量計)、電磁流量計法、聲學管道流量計法等。6.5.5流量測驗儀器選擇可按下列要求執行：a)城市河流、渠道、湖泊水庫進出斷面流量測驗，可采用轉子式流速儀、聲學多普勒流速儀等；7b)明渠、管道流量測驗，可采用電磁流速儀、渾水流量計等；c)在高洪、應急等特殊條件下，可采用電波流速儀、浮標等；d)用水泵供排水且水泵工作曲線穩定的渠道，可采用電功率法等；e)較大管道非滿管流量測驗，可采用非滿管聲學管道流量計等。6.6地下水6.6.1地下水監測應執行SI183的有關規定。地下水監測項目應根據實際需要選擇，主要包括水位、開采量、泉流量、水質、水溫等。6.6.2地下水水位監測可采用自動、人工等方法，可選用懸垂式地下水位計、壓力式水位計、浮子式自記水位計、自收纜自記水位計等監測儀器。6.6.3地下水開采量的監測可采用管道流量測驗方式方法或電功率方法。地下水為管道、渠道輸送時，宜采用管道流量計或明渠流量測驗方法。6.6.4泉流量應采用明渠流量測驗方法。6.6.5地下水水溫監測可采用溫度自動監測儀和溫度計人工監測。6.7.1城市水體水質監測應執行SL219的有關規定；降水水質監測應執行GB/T19117的有關規定。6.7.2重要城市飲用水源地應設立水質自動監測站，宜具有預警功能。6.7.3水質監測可采用取樣實驗室分析、現場測定、在線分析等方法。6.7.4水質自動監測的儀器可選用電極法水質儀、現場水質自動分析儀、在線光學分析儀等。6.8水生態6.8.1城市水生態監測站應按開展監測目的、內容配置相應的采樣、監測和分析儀器設備。6.8.2城市水生態監測應執行SL,219的有關規定。6.9.1城市水文實驗站應按實驗目的、內容、項目配置相應的監測分析設備，常規項目宜按6.2~6.7的規定配置儀器設備開展監測；有特殊實驗目的應配置專用儀器設備、建設專用設施。6.9.2為開展城市水平衡測試或企業水平衡測試設立的專用水文測站，應根據城市來水、排水或測試企業的取水、排水形式等實際情況，宜按6.5的規定配置儀器設備，開展監測。7城市水文調查7.1城市下墊面調查7.1.1調查主要包括下列內容：a)城市土地利用情況，已建城區、未用荒地、沼澤、公園、水體、低洼區域面積等；b)植被覆蓋率、土壤特性、水文地質條件等；c)街道與建筑物面積、建筑物高度、下凹式立交橋位置及排水能力、較陡道路的坡度，工廠密集區、商業密集區、居民密集區位置和范圍；d)總排水面積、透水面積、不透水面積等。7.1.2城市下墊面調查，應系統收集有關資料，宜采用典型實地調查，結合衛星遙感圖像、航空攝影圖片和已有的統計與地圖等資料，進行綜合分析。87.1.3在沒有開展城市下墊面調查時，不透水面積百分比可參考表4所給出數值，在具體計算時，宜根據城市類型實際情況適當調整。地塊性質樓房區平房區高校區倉庫區河道綠地區湖泊不透水面積百分比07.2城市暴雨洪水調查7.2.1城市暴雨洪水調查應包括城市范圍內的暴雨及產生的洪水、對城市有影響的河流上游流域的暴雨及產生的洪水。7.2.2城市暴雨洪水調查分為歷史暴雨洪水調查和當年暴雨洪水調查，內容主要包括暴雨量、暴雨歷時、洪痕、洪水歷時、洪水淹沒范圍、成災情況等。7.2.3暴雨期間，應對城市積水情況進行調查，調查內容包括積水區位置、積水范圍、積水流速、7.2.4城市暴雨洪水調查宜采用實地調查方法，對城市有影響的河流上游地區調查應按SL196的有7.3.1城市供水系統調查主要包括：城市供水的水源地位置、供水能力、供水范圍、供水管網布設以及主要的自備水源供水量等。7.3.2城市排水系統調查主要包括下列內容：a)城市雨洪排水調查，主要包括排水管網布設、主要排水口位置、排水能力以及排水匯入的河b)城市入河排污口調查，主要包括入河排污口的位置、廢污水入河量及主要污染物入河量等；c)城市污水處理廠調查，主要包括位置、污水收集范圍、污水處理能力、處理工藝、排水量和7.3.3城市的供水、排水系統調查，在充分收集有關資料基礎上，宜采用實地典型調查與監測相結7.4.1枯水調查分當年枯水調查和歷史枯水調查。當河流、湖泊發生歷年某時段最低、次低水位或流量時，應進行當年枯水調查；歷史枯水調查可根據需要進行。7.4.2非常規水源利用調查，主要包括雨水集蓄利用、污水處理回用、海水淡化和綜合利用、微咸水、礦井水利用等利用設施、用途及利用量。7.4.3城市水事件調查，應包括突發事件、重要事件發生的時間、地點、原因、造成影響、處理過7.5.1城市水文調查成果應進行分類分析和評估，給出調查成果的可靠性，形成調查報告。7.5.2暴雨調查成果可靠性評價應按表5的規定進行。9表5暴雨調查成果可靠性評價表較可靠供參考指認人印象和水痕情況親眼所見，水痕位置清楚具體親眼所見。水痕位置不夠清楚具體聽別人說，或記憶模糊.水痕模糊不清承雨器位置障礙物邊緣距器的距離，大于其高差的2倍障礙物邊緣距器口的距離.為其高差的1～2倍障礙物邊緣距器的距離，小于其高差的1倍雨前承雨器內情況空著，或有能量算其具體體積的其他物品準確有其他物品，其體積數量記憶不清雨期承雨器漫溢、滲漏情況無無有7.5.3洪水痕跡調查成果可靠性評價，應按表6的規定進行。表6洪水痕跡調查成果可靠性評價表較可靠供參考指認人印象和證親眼所見.印象深刻.所講情況逼真，旁證確鑿親眼所見，印象較深刻.所講情況較逼真，旁證材料較少聽傳說，或印象不深，所講情況不夠清楚具體。旁證少標志物和洪水痕跡標志物固定.洪水痕跡位置具體或有明顯的洪水痕跡標志物變化不大，洪水痕跡位置較具體標志物已有較大變化，洪水痕跡位置模糊估計水位誤差范圍(m)小于0.20.2～0.50.5～1.07.5.4洪峰流量調查成果可靠性評價隨計算方法不同而異，比降-面積法應按表7的規定進行。表7洪峰流量調查成果可靠性評價表(比降-面積法)較可靠供參考洪水痕跡水位洪水痕跡可靠，代表性好洪水痕跡較可靠，代表性較好，水面線根據較可靠點繪制洪水位是由水面線延長而得。或依據參考點繪制推流河段和斷面情況順直河段較長，斷面較規整，河床較穩定河段較順直，斷面較規整，河床沖淤變化不人河段有彎曲，斷面不夠規整.沖淤變化較大，或斷而變化難確定糙率選定由實測資料選定糙率，數據合理選自相似河段實測糙率，數據基本合理根據經驗選定糙率，精度較差洪水水面線根據數量多、代表性好的洪水痕跡確定，經分析比降合理根據數量較多、代表性較好的洪水痕跡確定，經分析比降合理根據數量較少、代表性較差的洪水痕跡確定，經分析比降基本合理成果合理性檢查合理基本合理。存在問題較少定性合理，無大的矛盾7.5.5枯水調查成果可靠性評價，可按表8的規定進行。較可靠供參考資料情況資料來源真實可靠，并有部分實測枯水流量，論據清楚資料基本可靠，枯水流量均為間接推算枯水流量為估算，資料粗糙計算方法用實測水位流量關系曲線法，上下游流量相關法，流量退水曲線法等方法進行低水延長，其延長部分不超過總變幅的20%用實測水位流量關系曲線法，上下游流量相關法，流量退水曲線法等方法進行低水延長，其延長部分不超過總變幅的25%用降雨徑流模型法、水文比擬法估算、枯水相似流域法成果合理性合理基本合理定性合理8分析評價8.1一般規定8.1.1城市水文分析評價范圍宜為中心城區，根據城市特點和需求可適當外延至城市周圍相關地區。8.1.2城市水文分析評價包括城市暴雨洪水、城市洪水預報、城市水資源、城市水生態、城市水文8.1.3依據城市水文監測資料和較可靠的調查資料，對各項內容進行分析評價，提出成果報告。8.1.4分析評價宜采用下列步驟：a)根據評價任務和內容確定評價范圍，如需要可進一步劃分計算單元；b)依據分析評價內容，收集整理資料，如缺少必要的資料，應開展調查；c)根據城市特點、資料情況，選擇適當的評價分析方法進行分析評價；d)對成果進行合理性分析，確認分析評價成果；e)完成分析評價報告。8.2資料收集與處理8.2.1資料收集應符合下列要求：a)收集城市和周圍相關地區水文資料，應收集設站以來的全部系列資料；b)收集整理城市水文調查資料，如有必要，應進行補充調查；c)收集水資源公報、水利統計年報及相關的規劃報告、分析評價報告、社會經濟發展報告等。a)應對分析評價采用的水文資料進行可靠性、代表性和一致性分析；b)對分析評價所需的其他資料應進行整理和綜合分析，排除資料中可能存在的錯誤，確定其可c)對于長系列水文資料，應考慮調蓄和河道外用水影響，將水文資料進行還原處理，如果城市下墊面變化顯著,應將水文資料進行修正處理。8.3分析評價內容與方法8.3.1城市暴雨洪水分析計算8.3.1.1城市暴雨洪水分析計算包括當年暴雨洪水、歷史暴雨洪水、設計暴雨洪水。8.3.1.2當年暴雨分析主要包括暴雨成因、暴雨量、暴雨強度、時空分布、暴雨頻率、與當地歷史特大暴雨的比較等。8.3.1.3當年洪水特性分析主要包括洪峰流量、洪水總量、洪水頻率、與歷史特大洪水比較等，必8.3.1.4當年暴雨內澇分析主要包括淹沒地區、范圍、最大水深、流速、持續時間，及排澇能力存8.3.1.5歷史暴雨分析主要包括暴雨量、暴雨強度、時空分布、暴雨頻率等，并應查考有關天氣資8.3.1.6歷史洪水特性分析主要包括推算洪峰流量、洪水總量、洪水排位、洪水頻率等。8.3.1.7城市設計暴雨洪水分析內容與方法應執行GB50014的有關規定，城市及相關周邊地區河流設計暴雨洪水分析內容與方法宜按SI,44的有關規定執行。8.3.2城市洪水預報城市河流洪水預報應執行GB/T22482的有關規定，內澇預報內容包括積水位置、積水深度、積8.3.2.2預報方案編制步驟a)確定預報要素；c)分析匯水區下墊面情況，收集水文資料并進行分析；d)確定計算時段；e)選擇預報方法。8.3.2.3產流計算城市洪水產流計算主要有下列方法：a)徑流系數法，根據實測雨洪資料，分析得出不同下墊面條件下的地表徑流系數；b)降雨徑流相關圖，根據實測雨洪資料分析結果或移用相似流域資料建立降雨徑流相關關系圖，城市產流特性受不透水面積的影響較大，以不透水面積比作參數，可較好地反映城市匯c)下滲曲線法，分析城市匯水區的下滲規律，選擇適用的下滲方程，根據實測資料確定下滲方程中的參數，并對參數加以地區綜合，適用于城市透水區。城市匯流計算主要有下列方法：a)推理公式法，只能推求洪峰流量，不能計算城市洪水流量過程；b)瞬時單位線法，城市匯水區調蓄能力較低，瞬時單位線法參數n、k值應比天然流域小，也可采用變雨強瞬時單位線，根據凈雨強度的不同，每個時段選用不同的瞬時