中华人民共和国水利行业标准.docx

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中华人民共和国水利行业标准

中华人民共和国水利行业标准

水位观测平台技术标准

Technicalstandardstageobservationplatform

（征求意见稿）

2006－xx－xx发布2006－xx－xx实施

中华人民共和国水利部发布

前言

本标准是根据水利部××××（200×）×××号文的要求，由水利部长江水利委员会水文局负责主编，并会同有关单位共同编制而成。

本标准系初次编制。

《水位观测平台技术标准》共10章31节，主要技术内容有：

——水位观测平台的界定和位置、形式选择要求；

——水位观测仪器对平台的技术要求；

——平台设计标准；

——平台各部分设计技术要求。

本标准为全文推荐。

本标准批准部门：

中华人民共和国水利部

本标准主持机构：

水利部水文局

本标准解释单位：

水利部长江水利委员会水文局

本标准主编单位：

水利部长江水利委员会水文局

本标准参编单位：

水利部黄河水利委员会水文局

黑龙江省水文水资源勘测局

河南省水文水资源局

南京水利水文自动化研究所

湖南省水文水资源勘测局

本标准出版发行单位：

本标准主要起草人：

本标准审查会议技术负责人：

本标准体例格式审查人：

目次

条文说明

1总则

1.0.1为统一水利行业水位观测平台设计、观测仪器及传感器对观测平台的要求等方面的技术规定，保证水位观测平台设计做到技术先进、经济合理、安全适用和正常运行，为防汛和各类工程建设提供可靠的水位信息，制定本标准。

1.0.2本标准定义的水位观测平台提供使用有关水位仪器测量地表、地下水位的相应环境，以及安装条件。

水位观测平台主要包括仪器房、测井及附属设施。

1.0.3本标准适用于河流、湖泊、水库、渠道的地表水位及地下水位观测平台的设计。

1.0.4水位观测平台的设计除应执行本标准外，还应符合国家现行有关标准的规定。

1.0.5设计水位观测平台和选择结构方案时，应充分考虑河道地形及河床演变规律；水文气象特征，水力条件等情况，经过技术、经济综合论证确定。

1.0.6本标准引用的主要技术标准：

《水位观测标准》（GBJ138-90）

《建筑结构荷载规范》（GBJ9-87）

《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89）

《高耸结构设计规范》（GBJ135-90）

《建筑抗震设计规范》（GBJ11-89）

2平台位置选择

2.0.1水位观测平台位置选择应满足建站目的和观测精度的要求，宜选择在建设条件适宜的地方，并应符合下列规定：

1河道的水位观测平台应选择在岸边顺直、稳定，水位代表性好、不易冲淤、主流不易改道的位置；并应避开回水和受水工建筑物影响的地方；

2湖泊及水库内的水位观测平台宜选择在岸坡稳定，水位有代表性的地点；

3受风暴潮影响地区的水位观测平台宜选择在岸坡稳定、不易受风浪直接冲击的地点；

4水位观测平台应靠近基本水尺断面，缆道站的水位观测平台应与缆道测流断面保持适当的水平距离。

2.0.2地下水位观测平台选择的位置应代表当地正常地下水位，满足观测目的和精度的要求，并应符合下列规定：

1平原井灌地区地下水位观测平台应尽可能远离河道、渠道、蓄水建筑物、生产井、集中稻田区、工业废水排放沟渠，平台地址地面高程与附近地面高程应基本一致；

2为研究水库周围或河网地区的地下水浸没问题，渠灌地区防止盐碱化等问题进行的地下水位观测，平台位置应选在水库、河、渠水位的影响范围内；

3研究河流补给问题的地下水位观测平台，应垂直于河流的纵断面布设。

3平台形式、类型与选择

3.1平台形式

3.1.1地表水水位观测平台按其形式和在断面上的位置可分为岛式、岸式、岛岸结合式。

3.1.2地下水水位观测平台按形式可分为机电井、压水井、敞口井和观测孔等。

3.2平台类型

3.2.1地表水水位观测平台按其建筑结构的材料可分为金属、钢筋混凝土、砌体和其他类型。

3.2.2地表水水位观测平台按其进水方式可分为卧式连通管式、虹吸式、多级传感式、悬臂式和斜坡式等。

3.2.3地下水位观测平台按其测井的用途可分为专用监测井、民井、勘测孔、生产井。

生产井不宜作为地下水位基本监测井。

3.3.1岛式适用于河床稳定，不易受冰凌、船只和漂浮物撞击的测站。

3.3.2岸式适用于岸边稳定、岸坡较陡、淤积较少的测站，也适用于断面附近经常有船舶停靠，河流漂浮物、冰排较多的测站。

3.3.3岛岸结合式适用于中低水位易受冰凌、漂浮物、船只碰撞的测站。

3.3.4悬臂式适用于各种主流摆动、冲淤变化较大、遥测、无人值守的非接触式水位计。

3.3.5斜坡式适用于多泥沙、结冰、水位变幅较大、接触、非接触和遥测水位计。

.卧式进水管式适用于岸坡较稳定，滩地较短，河流含沙量较少的测站。

3.4.2.虹吸式及虹连式适用于河床较稳定，滩地较高的测站。

3.4.3多级传感式适用于河床不稳定、主流位置随高、中、低水位不同而变化的测站。

3.5.1观测平台建设规模应从观测要求、测站特性、测站级（类）别、经济效果等多方面进行综合比较、优选方案后确定。

3.5.2地表水位观测平台建设规模可按表3.5.2进行选择。

地表水位观测平台建设规模选择表

　建设规模　建设等级

条件划分

大　型

中　型

小　型

简　易

水位变幅

15m以上

10m～15m

5m～10m

5m以下

重要性

国家重要站

国家,省级重要站

省级重要站,一般站

一般站

水利工程

大型水库或国家重点建设项目

大、中型水库，国家（省）重点建设项目

中、小型水库，省（地、市）重点建设项目

　小型水库，灌溉渠道，

报汛等级

国际、中央报汛站

国际、中央、省级报汛站

中央、省级报汛站，

省级、一般报汛站

3.5.3地下水位观测平台建设规模可按表3.5.3进行选择。

地下水位观测平台建设规模选择表

　建设规模　主要内容

条件划分

大　型

中　型

小　型

简　易

井深高度

50m以上

50m～30m

30m～10m

10m以下

重要性

国家重要井

国家,省级重要井

省级重要井,一般井

一般井

代表区域

超,强开采区

超,强开采区

强,中等开采区

弱开采区

4仪器对平台的要求

4.1地表水观测平台

4.1.1地表水观测平台安装浮子式水位计，其测井应符合下列要求：

1测井的截面宜建成圆形、椭圆形，应有足够大小的尺寸安装所使用的浮子式水位计；

2测井井壁应垂直，测井底应低于被测最低水位以上，测井口应高于被测最高水位以上；

3测井不论采用何种截面，均应使安装在其中的浮子式水位计的浮子、平衡锤距井壁有以上的间隙；

4一个测井内安装二台或更多的浮子式水位计，所有浮子、平衡锤相互之间的距离应在12cm以上。

4.1.2地表水观测平台安装其它形式水位计，其测井应符合下列要求：

1压力式水位计适合圆形、方形或矩形、椭圆形等多种截面的测井。

测井应有传感器安装牢固的设施，并不应淤积和冰冻；

2声学水位计和雷达水位计应安装在较大口径的测井内，井壁应平整；

3激光水位计宜安装在小口径测井内，井壁应平整。

4.1.3仪器房内应有安放仪器的工作台，台面平整水平；仪器房以及整个平台应有电源、信号通信电缆的架设保护设施。

4.2地下水观测平台

4.2.1地下水观测平台安装浮子式水位计，其测井应符合下列要求：

1测井的截面宜建成圆形，可用金属或塑料工业管材构建。

下部管壁上应设有适量的透水孔；

2测井井壁应垂直，在水位变化范围内，浮子能自由升降。

测井底应低于被测最低水位以上；

3测井内径的大小应保证安装在其中的浮子式水位计能正常工作。

4.2.2地下水观测平台安装其它形式水位计，其测井应符合下列要求：

1非浮子式的地下水位计安装在测井内，测井及整个平台应能适应仪器安装和维护的需要；

2安装压力式水位计，测井的内径应能便于装入压力式水位计的传感器和传输线缆，并不应小于5cm；

3安装接触式地下水位计，测井内径应大于接触式地下水位计的水面跟踪触头，并应使水面跟踪触头及其悬挂线缆能无阻碍地跟踪水面升降。

5设计标准

5.1防洪标准

5.1.1水位观测平台的防洪标准应不底于当地防洪标准。

5.1.2大河重要控制站，水位观测平台防洪标准原则上应高于100年一遇，若受地形条件限制确实无法达到这一标准且近50年来也未能发生过100年一遇的洪水，其防洪标准应不低于近50年来发生过的最大洪水。

5.1.3大河一般控制站，水位观测平台防洪标准原则上应高于50年一遇，若受地形条件限制确实无法达到这一要求，且近30年来也未能发生过50年一遇的洪水，其防洪标准应不低于近30年来发生过的最大洪水。

5.1.4区域代表站、小河站水位观测平台防洪标准应高于30年一遇。

5.1.5湖泊站,水位观测平台防洪标准应高于历史最高洪水位或堤顶高程。

5.1.6符合下列条件之一的水文站，可按对应的水文站级别划分原则提高一级防洪标准和测洪标准建设。

1国家重要水文站；

2位于重要城市和重要城市上游并对城市防汛起重要作用的水文站；

3对水资源配置、水环境评价具有重要作用的省（自治区、直辖市）界水文站；

4国际河流水文站；

5位于城市重要水源地或重点产沙区的水文站。

5.2测洪标准

5.2.1大河重要控制站，水位观测平台测洪标准应高于50年一遇，或不低于当地和下游保护区防洪标准。

5.2.2大河一般控制站，水位观测平台测洪标准应高于30年一遇，或不低于当地和下游保护区防洪标准。

5.2.3区域代表站，水位观测平台测洪标准应高于20年一遇。

5.2.4小河站，水位观测平台测洪标准应高于10年一遇。

5.2.5湖泊站,水位观测平台测洪标准应高于最高洪水位或堤顶高程。

5.2.6水库、闸坝站，水位观测平台测洪标准应高于水库、闸坝最高蓄水位。

5.2.7大河重要控制站、大河一般控制站的水位观测平台,观测的水位变幅宜为历年最低水位～测洪标准相应水位或历年水位变幅的95％以上。

区域代表站和小河站的水位观测平台观测水位变幅由各省（自治区、直辖市）水文业务主管部门确定。

5.2.8当漫滩较宽、边坡较缓时，应根据漫滩、边坡和造价等情况，经综合分析后，可分级设置水位观测平台。

5.3抗震标准

5.3.1根据《建筑抗震设防分类标准》（GB50223---95），大河重要控制站、大河一般控制站和大型水库（湖泊）站定为甲类建筑抗震设防，区域代表站和中小型水库（湖泊）站定为乙类建筑抗震设防，小河站定为丙类建筑抗震设防。

5.4防雷标准

5.4.1水位观测平台应按照建筑物防雷标准的三级防雷要求设计。

～10Ω，应在仪器房内设置等电位设计，以及提供等电位连接。

简易测井可不考虑防雷。

6荷载

6.1荷载分类及代表值

6.1.1作用于水位观测平台及附属物上的荷载，可分为下列三类:

1永久荷载（恒荷载）：

自重、土重、固定的仪器设备重等；

2可变荷载（活荷载）：

平台面活荷载、栈桥面活荷载、风荷载、雪荷载、水冲击荷载等；

3偶然荷载：

撞击力、地震作用等。

6.1.2平台设计时，不同荷载应采用不同的代表值：

1永久荷载，应采用标准值作为代表值；

2可变荷载，可根据设计要求采用标准值、组合值或准永久值作为代表值；

3偶然荷载，应根据试验资料，结合工程经验确定或按有关规范计算其代表值。

6.1.3平台设计时，应采用标准值作为荷载的基本代表值，并应符合下列要求：

1永久荷载标准值：

对平台各部份结构的自重，可按结构构件尺寸与材料单位体积的自重计算确定；

2对常用材料和构件，其自重可参照（GBJ9-87）附录1的规定采用；

3可变荷载标准值，应按本章的有关规定计算或采用。

6.2均布活荷载

6.2.1平台及各部份均布活荷载的标准值，应按表6.2.1的规定采用。

表6.2.1平台各部份均布活荷载标准值

项次

类别

标准值（

）

1

平台仪器房

2

平台挑出部份

3

平台屋面

4

栈桥桥面

注1：

第1项包括工作人员、仪器设备；

采用。

6.3雪荷载

6.3.1平台台面和栈桥桥面上的雪荷载标准值，应按下式计算：

（6.3.1）

式中

—雪荷载标准值（

）;

—台平面积雪分布系数；

—基本雪压（

）。

6.3.2基本雪压应按（GBJ9-87）全国基本雪压分布图的规定采用。

6.3.3有雪地区，当城市或建设地点的基本雪压值在全国基本雪压分布图上未给出时，可通过对气象和地形条件的分析，参照全国基本雪压分布图上的等压线用插入法确定。

6.3.4山区的基本雪压，可按当地空旷平坦地区的基本雪压值乘以系数1.2采用。

6.3.5考虑荷载长期效应组合时，雪荷载的准永久值系数，东北地区可取0.2，新疆北部地区可取0.15，其他地区可不考虑。

6.3.6台平面积雪分布系数可按（GBJ9-87）5.2.1条有关规定采用。

6.4风荷载

6.4.1作用于平台单位面积上的风荷载标准值，应按下式计算:

（6.4.1）

式中

—风荷载标准值（

）；

—Z高度处的风振系数；

—风荷载体型系数；

—风压高度变化系数；

—重现期调整系数（取1.1）；

—基本风压（

）。

。

6.4.3当城市或建设地点的基本风压值在全国基本风压分布图上未给出时，可通过对气象和地形条件的分析，参照全国基本风压分布图上的等值线用插入法确定。

6.4.4山区的基本风压，可按相邻地区的基本风压值乘以下列调整系数采用：

6.4.5风压高度变化系数，应根据地面粗糙度类别按地面粗糙度可分为下列二类：

A类指湖岸、沙漠地区等；

B类指乡村、丘陵以及房屋比较稀疏的中、小城镇和大城市郊区。

表6.4.5风压高度变化系数

离地面或海平面高度（m）

5

10

15

20

30

A

B

6.4.6风荷载体型系数可按（GBJ9-87）6.3.1条有关规定采用。

6.4.7平台z高度处的风振系数

可按下式计算：

（6.4.7）

式中

—脉动增大系数；

—脉动影响系数；

—振型系数；

—风压高度变化系数。

1脉动增大系数，可按下表确定：

表6.4.7-1脉动增大系数

0

钢筋混凝土

及砌体结构

计算

时，A类地区用当地基本风压乘以1.38代入，B类地区可直接代入基本风压；

2脉动影响系数，可按下表确定：

表6.4.7-2脉动影响系数

总高度H（m）

10

20

40

A

0.78

B

3振型系数取1.00。

6.5水冲击荷载

6.5.1作用于平台台身和栈桥桥墩的水冲击荷载的标准值，应按下式计算：

（6.5.1）

式中

—水阻力系数，园形截面取0.8，多边形截面取0.9，方形截面取1.0；

Pz—总水冲击荷载；

—水密度系数（取

）；

v—台身或桥墩处最大水面流速（m/s）；

—台身或桥墩每米高度的阻水面积（m2）。

6.5.2对可能发生比设计荷载还要大的荷载（漂浮物、冰排、波浪等），在设计时，可用水冲击荷载乘以综合工作条件系数ζ确定，计算时应根据考虑因素的多少，系数ζ按3.0～5.0采用。

6.6.1抗震设防烈度为6~9度地区，建设水位观测平台时，应考虑地震荷载作用。

6.6.2计算地震荷载作用时，可仅考虑水平地震作用。

水平地震作用标准值可按底部剪力法计算。

6.6.3作用于平台台身的水平地震标准值，应按下式计算：

（6.6.3）

式中

—水平地震作用标准；

—地震影响系数；

G—平台重力荷载。

计算时地震影响系数取最大值

max，不同基本烈度的最大值按表6.6.3采用。

表6.6.3水平地震影响系数最大值（

max）与基本烈度关系

基本烈度

6

7

8

9

max

6.7荷载组合与校核

6.7.1计算平台支承结构和基础时，应根据使用过程中可能同时作用的荷载进行组合，并应取其最不利组合进行设计。

6.7.2荷载组合可分为以下3种，设计时应根据本地最不利的发生荷载情况选用。

1恒荷载、水冲击荷载与其他活荷载；

2恒荷载、风荷载、雪荷载、撞击力；

3恒荷载、风荷载、潮（啸）水撞击力。

6.7.3抗震设防烈度为6度以上地区，计算时应将地震荷载纳入相应的荷载组合，对设计进行校核。

7直立式平台设计

7.1一般规定

7.1.1测井截面设计应符合本标准4.1.1的规定。

7.1.2测井截面大小应满足下列要求：

1圆形截面的测井：

1）现浇砼或砌体结构的测井，内径不应小于800mm；

2）框架式及悬吊式测井，内径不应小于600mm；

3）地下水位观测的测井，内径不应小于100mm。

2椭圆形或方形截面的测井，截面面积不应小于0.5m2。

7.1.3高砂河流测井底宜悬空，并设为漏斗状，便于排砂，并在井筒一侧全高范围内设蜂窝状小孔，使井内外水位保持一致。

7.1.4测井井身的支承可选择以下型式：

1基础式：

测井井身直接位于基础上；

2框架式：

测井井身连接于H形杆或四杆构成的“框架”上，底部悬空；

3悬吊式：

测井井身宜支承在陡岩或桥墩上，以及其他建构筑物上，底部悬空。

7.1.5对于承受动水荷载的直立式测井，不管采用何种支承方式，其稳定安全系数应满足下式：

≥2.5（7.1.5）

式中M稳——稳定力矩；

M倾——倾受力矩。

7.1.6需要防冻的测井，应采取下列措施：

1对浮筒实行电器加热；

2加大井壁厚度；

3防止井内结冻的其他措施。

7.1.7需要防腐的测井，应采取下列措施：

1测井井身及基础水下部分采用水工混凝土或大坝混凝土；

2钢管测井应刷防锈漆或采用不锈钢管、塑料管等；

3测井水下部分的钢筋，其混凝土保护厚度不应小于60mm。

6

5

7.2测井设计

2

1

4

7

3

1—进水管2—沉沙池3—测井4—检修孔

5—仪器室6—观测桥7—桥柱

图7.2.1直立式测井示意图

9—掏沙廊道

7.2.1混凝土圆形截面测井（见图7.2.1）的内径设计应符合下列要求：

1测井内径、外径可按下式计算：

（7.2.1-1）

D=D0+2δ（7.2.1-2）

式中D—测井外径；

D0—测井内径（取100整倍数）；

δ—井壁厚度（取δ=150~300mm）；

V0—设计水面流速（m/s）；

山溪性河道（V0=5m/s）；

平原河道（取V0=3～4m/s）；

hs—井筒地面以上水深

（hsBB）。

fc—混凝土抗压强度设计值:

C20（fc=9.6Mpa=9600KN/m2）；

C25（fc=11.9Mpa=11900KN/m2）；

C30（fc=14.3Mpa=14300KN/m2）。

fy—钢筋抗拉强度设计值（Ⅱ级钢筋fy=300Mpa=300000KN/m2）

ρ—井筒截面配筋率（取ρ=0.004~0.006）；

2计算的内径如不符合本标准7.2.1的规定，应按7.2.1的规定取值。

7.2.2砖砌体圆形截面测井的内径设计应符合下列要求：

1沿周边均匀布设有6根构造柱的砖砌体测井，按下式计算其内径：

（7.2.2）

MV10·M5fc=1.58Mpa=1580KN/m2

MV10·M5fc=1.94Mpa=1940KN/m2

（其他数值可查《砌体结构设计规范》）。

ρ—

D0—内径D—外径δ—壁厚，取250mm

D0计算取100整倍数，显然砖砌井筒适应水深是比较小的。

2计算的内径如不符合本标准7.2.1的规定，应按7.2.1的规定取值。

7.2.3置于桥墩、陡岩或其他建筑物上的悬吊式测井（下端伸入最枯水位0.5米），宜用钢管、PVC管或其他材料制作。

并应符合下列规定：

1管内径应能满足放置仪器浮筒，并留有不小于1500毫米的空间；

2钢管外径与壁厚之比，按《钢结构设计规范》要求，不超过100（255/fy）。

（fy—钢材屈服强度，对3号钢取fy=235N/mm2

3、钢管在所属建筑物（如桥墩）或陡岩上的支承间距不大于LE。

LE=

（7.2.3.-1）

式中LE—按多跨连续梁计算的间距；

D—钢管外径；

—设计水面流速；

f—钢管抗弯强度设计值（取215N/mm2）。

当用（7.2.3-1）计算值超过3m时，取LE=3m。

4钢管竖向支承，应有足够抗剪强度要求。

抗剪安全系数KV取8-10。

（7.2.3-2）

式中W总—为井筒及上部仪器、人员等全部重量；

∑Vi—各支承抗剪力总和。

7.2.4地下水观测平台的测井应符合下列规定：

1测井可用钢管、砼预制管、塑料管建成。

测井内空间应满足本标准4.1.1-2的要求；

2测井可用机械成孔；

3以下两种情况的观测平台，应设便道或其他交通设施。

1）有地震、地质灾害预报需要的观测平台。

2）位于国家级风景名胜区，并具有观测价值的地下水观测平台。

7.3地基与基础

7.3.1平台基础类型可根据地形地质条件、测井结构等采取以下相应的形式：

1井筒式嵌岩基础；

2墩式嵌岩基础；

3板式基础；

4大直径桩基础；

5大直径群桩基础。

7.3.2在岩质地基上建岛岸式平台时，可采用井筒式嵌岩基础（见图7.3.2），并应符合下列要求：

图7.3.2嵌岩深度计算示意图

1嵌岩深度可用下式计算：

（7.3.2）

式中hk—井筒嵌入岩石中深度（m）；

f—岩石地基承载力设计值（KN/m2）；

b0—井筒计算宽度（m）按《建筑桩基础技术规范》规定：

圆形桩：

当直径d≤1m时，b0=0.9（1.5d+0.5）；

当直径d＞1m时，b0=0.9（d+1）。

方形桩：

当边宽b≤1m时，b0=1.5d+0.5；

当边宽b＞1m时，b0=b+1。

PZ—总水平推力（KN）；

h0s—基础以上水深（m）。

2按（7.3.2）式计算不能满足时，井位应向岸边移动，使之满足。

7.3.3在岩质地基上建岛式平台，基础可直接嵌入岩石内（见图7.3.3），其嵌岩深度可用下式计算。

（7.3.3）

式中B—墩或板宽度（m）；

N+G—井筒及基础自重。

其余符号同（7.3.2）式

计算中不考虑测井及基础自重时，仍用（7.3.2）式计算。

图7.3.3嵌岩深度计算示意图

7.3.4在土质地基上建岛式平台，可采用板式基础，并应符合下列要求：

1板宽应大于测井外径1.0m，测井抗倾安全稳定系数应满足下式：

≥2.5（7.3.4）

2板厚应满足抗弯、抗冲切以及最粗竖向钢筋锚固长度要求，板厚应（h0b）不应小于0.90m，并应满足抗倾安全稳定的要求。

7.3.5在砂土地或砂质粘土的地基建平台，可采用大直径桩