在河道水位监测中，水尺是获取水位数据的基础设备，但其长期暴露在动态水流环境中，面临着水流冲击、泥沙淤积、漂浮物撞击等多重挑战 —— 湍急的水流可能导致水尺倾斜、移位甚至断裂，直接影响水位测量精度，严重时还会失去监测功能。因此，“如何科学固定水尺以抵御水流冲击” 成为河道监测项目落地的关键环节。本文将从河道水流特性分析入手，结合直立式、倾斜式、矮桩式等主流水尺类型，提供针对性的固定方案，同时涵盖辅助加固措施与维护要点，为确保水尺稳定运行提供实操参考。

一、先析风险：河道水流对水尺的三大冲击威胁

要制定有效的固定方案，首先需明确河道水流对水尺的冲击形式与危害，不同河段的水流特性差异较大，威胁程度也各不相同：

1. 主流冲击：恒定水流的 “持续推力”

河道主流区的水流具有稳定的流向与流速，对水尺形成 “持续横向推力”。例如，山区河道的流速可达 1.5-3m/s，平原河道流速虽较低（0.5-1m/s），但长期冲击仍会导致水尺基础松动。这种持续推力会使水尺逐渐向水流下游倾斜，若固定不牢固，水尺根部可能出现裂缝，最终引发整体倾倒。某山区河道曾因未考虑主流冲击，直立式水尺安装后仅 3 个月就出现 15° 倾斜，导致水位测量误差达 ±250px，远超允许范围。

2. 洪水冲击：瞬时水流的 “脉冲式破坏力”

汛期洪水会使河道流速骤升（可达 5m/s 以上），同时携带大量泥沙、石块、树枝等漂浮物，对水尺形成 “脉冲式冲击”。这种冲击的瞬时破坏力极强，不仅可能直接冲断水尺，还会通过漂浮物撞击加剧损伤 ——2024 年南方某河道汛期，未加固的倾斜式水尺被洪水携带的树干撞击，水尺面板完全脱落，导致连续 7 天无法获取水位数据。

3. 回流与漩涡：局部水流的 “扭转力”

在河道弯道、桥墩附近或浅滩区域，易形成回流与漩涡，对水尺产生 “扭转力”。这种力虽不如主流与洪水冲击剧烈，但会使水尺基础出现不均匀沉降，导致水尺垂直度偏差。例如，某河道弯道处的矮桩式水尺，因回流长期作用，水尺桩基础一侧被掏空，出现 8° 倾斜，测量数据与实际水位偏差达 ±125px。

二、分类施策：不同类型水尺的针对性固定方案

河道水尺的固定方案需结合其类型特性设计，直立式、倾斜式、矮桩式水尺的结构差异较大，抵御水流冲击的能力不同，固定策略也需差异化制定：

1. 直立式水尺：“深埋基础 + 侧向支撑” 抵御主流冲击

直立式水尺（如搪瓷板水尺、不锈钢水尺）是河道监测的最常用类型，其固定核心在于强化 “竖向基础稳定性” 与 “横向抗推能力”，适用于流速中等、漂浮物较少的平原河道或库区尾水段：

（1）基础固定：深埋混凝土墩，增强根部抗拔力

基础尺寸设计：根据河道流速确定混凝土基础尺寸，流速≤1m/s 时，基础采用 0.6m×0.6m×0.8m（长 × 宽 × 埋深）；流速 1-2m/s 时，基础扩大至 0.8m×0.8m×1.2m，确保基础埋深低于河道冲刷线（通常为河床以下 0.5-1m），避免水流掏空基础底部。

钢筋加固：在混凝土基础内植入 Φ16mm 螺纹钢作为水尺连接筋，钢筋长度为 1.5m（其中 0.8m 埋入基础，0.7m 外露与水尺背板焊接），焊接处需做防腐处理（涂刷环氧富锌漆），增强水尺与基础的连接强度。

浇筑工艺：基础浇筑前需清理河床杂物，铺设 250px 厚级配砂石垫层，混凝土强度等级不低于 C30，浇筑后养护 7 天以上，确保基础强度达标。

（2）侧向支撑：增设斜撑杆，抵消横向推力

斜撑设计：在水尺面板两侧（水流上游与下游方向）各设置 1 根 Φ50mm 镀锌钢管斜撑，斜撑一端与水尺背板（高度 1/2 处）焊接，另一端固定在独立的混凝土支墩上（支墩尺寸 0.4m×0.4m×0.6m，埋深 0.5m），形成 “三角稳定结构”。

防腐处理：斜撑杆与水尺、支墩的连接点均采用满焊，焊接后涂刷防锈漆与面漆，支墩表面覆盖防水砂浆，防止雨水渗透导致基础风化。

某平原河道直立式水尺安装项目采用该方案后，经历 2 次汛期（最大流速 1.8m/s），水尺垂直度偏差始终控制在 ±1° 以内，水位测量误差≤±50px，完全满足监测要求。

2. 倾斜式水尺：“贴合岸坡 + 锚定固定” 适应复杂地形

倾斜式水尺（如木质水尺、玻璃钢水尺）适用于河道岸坡较缓（坡度 1:2-1:5）的区域，其固定核心是 “让水尺与岸坡紧密贴合，分散水流冲击”，同时通过锚定增强抗滑能力，尤其适合山区中小型河道：

（1）岸坡预处理：平整坡面，筑牢安装基础

坡面清理：清除岸坡表面的杂草、浮土、碎石，对凹凸不平处用 C20 混凝土找平，确保坡面平整度误差≤125px，避免水尺与坡面间存在空隙导致受力不均。

防滑层铺设：在坡面与水尺之间铺设 50px 厚橡胶垫，既增强水尺与坡面的摩擦力，又能缓冲水流冲击产生的震动，橡胶垫需用膨胀螺栓固定在岸坡上（螺栓间距 1250px）。

（2）水尺固定：多锚点连接，强化抗滑能力

锚定螺栓固定：水尺面板每隔 1500px 设置 1 组锚定螺栓（每组 2 个 Φ12mm 膨胀螺栓），螺栓深入岸坡岩体或混凝土基层不少于 375px，确保螺栓抗拉强度≥10kN。对于土质岸坡，需在螺栓孔内注入环氧树脂砂浆，增强锚固力。

顶部与底部加固：在水尺顶部设置 “L 型角钢拉环”，通过钢丝绳与岸坡顶部的混凝土锚墩连接（锚墩尺寸 0.5m×0.5m×0.8m）；水尺底部与岸坡底部的混凝土基础焊接，形成 “顶部牵拉 + 底部固定” 的双重保障，防止水流将水尺从底部掀起。

某山区河道倾斜式水尺安装中，通过该方案固定后，成功抵御了流速 2.5m/s 的洪水冲击，水尺无位移、无破损，后续测量数据连续稳定。

3. 矮桩式水尺：“群桩基础 + 连梁加固” 应对浅滩回流

矮桩式水尺（由多个混凝土桩与水尺板组成）适用于浅滩、河心洲等水位较浅但水流复杂的区域，其固定核心是 “通过群桩分散受力，连梁增强整体性”，抵御回流与漩涡的扭转力：

（1）群桩基础：多桩协同，减少不均匀沉降

桩体设计：采用 Φ150mm 钢筋混凝土预制桩，桩长 2.5-3m（其中埋入河床以下 1.5-2m，外露 0.8-1m），桩间距 1.2m，按 “梅花形” 布置（至少 3 根桩组成一组），确保桩体深入稳定土层，避免回流掏空桩周土壤。

桩体连接：在桩顶设置 500px×500px 钢筋混凝土连梁，将所有桩体连接成整体，连梁内配置 Φ12mm 纵筋与 Φ8mm 箍筋，混凝土强度等级 C30，连梁顶面与水尺板底部平齐，通过螺栓固定水尺板。

（2）抗扭加固：增设横向拉杆，抵消扭转力

横向拉杆：在相邻桩体的 1/2 高度处，设置 Φ20mm 圆钢拉杆，拉杆两端与桩体预埋钢板焊接，形成横向约束，防止桩体在回流作用下出现相对扭转。

底部防护：在桩体底部 1m 范围内包裹土工布与沙袋，减少水流对桩周土壤的冲刷，同时在桩群外围设置简易导流坎（用块石堆砌，高度 0.3m），引导水流顺畅通过，减少回流形成。

某河道浅滩区域的矮桩式水尺采用该方案后，经 6 个月监测，桩体沉降差≤2mm，水尺垂直度偏差≤3°，完全抵御了局部回流的影响。

三、辅助强化：三大措施提升水尺抗冲击能力

除基础固定方案外，还需结合河道实际环境，采取辅助强化措施，进一步提升水尺抵御水流冲击的能力，尤其针对洪水频发、漂浮物多的河段：

1. 水流导流：减少水流直接冲击水尺

在水尺上游侧设置导流结构，改变水流方向，降低水流对水尺的直接冲击：

导流墩：在水尺上游 1-2m 处设置混凝土导流墩（尺寸 1m×0.5m×1.5m，高度高于常水位 0.5m），导流墩迎水面采用圆弧设计，引导水流向河道两侧分散，减少主流对水尺的推力。

导流板：对于中小型河道，可采用镀锌钢板制作导流板（厚度 3mm，高度 1m，长度 2m），通过支架固定在水尺上游，导流板与水流方向呈 30° 角，将部分水流导向下游，降低水尺处的流速（通常可使流速降低 20%-30%）。

某河道水尺安装中，增设导流墩后，水尺处的水流流速从 1.8m/s 降至 1.2m/s，冲击力度显著降低，水尺稳定性大幅提升。

2. 漂浮物防护：避免撞击损伤

针对漂浮物较多的河段，设置防护网或拦截装置，防止漂浮物撞击水尺：

防护网：在水尺上下游各 3m 范围内，设置金属防护网（网孔尺寸 250px×250px，材质为 Φ4mm 镀锌钢丝），防护网高度高于历史最高水位 0.3m，底部固定在河床混凝土基础上，顶部通过钢缆与岸坡锚点连接，拦截树枝、塑料瓶等漂浮物。

防撞栏：在水尺面板外侧设置 Φ80mm 镀锌钢管防撞栏，钢管间距 1250px，高度与水尺面板平齐，防撞栏与水尺基础连接牢固，可直接承受漂浮物的撞击力，避免水尺面板受损。

2024 年汛期，某河道水尺的防护网成功拦截了一根直径 750px 的树干，防撞栏仅出现轻微变形，水尺面板完好无损，确保了监测工作正常进行。

3. 基础防护：防止泥沙冲刷掏空

河道水流携带的泥沙会不断冲刷水尺基础，长期可能导致基础外露、松动，需采取防护措施减少冲刷：

抛石防护：在水尺基础周围（半径 1-1.5m 范围内）抛投块石，块石粒径 20-750px，厚度 0.5-0.8m，形成 “石笼护基”，减缓水流对基础周边土壤的冲刷速度。

土工格栅加固：对于土质河床，在抛石下方铺设双向土工格栅（抗拉强度≥20kN/m），格栅延伸至基础外侧 1m，增强土壤整体性，防止泥沙流失。

某平原河道水尺基础采用抛石防护后，经 1 年监测，基础周边土壤冲刷量减少 80%，未出现基础外露情况，水尺稳定性始终达标。

四、实操流程与维护要点：确保固定效果长期稳定

科学的安装流程与定期维护，是保障水尺固定效果长期稳定的关键，需遵循标准化操作与周期性检查：

1. 安装流程：四步确保固定质量

（1）现场勘测：精准掌握河道环境

安装前需详细勘测水尺安装点的水流参数（流速、流向、历史最大流量）、河床地质（土质 / 岩质 / 砂质）、水位变化范围，同时标记冲刷线与洪水线，为基础埋深、导流结构设计提供依据。例如，在岩质河床安装直立式水尺，基础埋深可适当减少（0.6-0.8m）；在砂质河床则需增加埋深（1-1.2m），并采取抛石防护。

（2）方案定制：按风险等级匹配方案

根据勘测结果划分风险等级（低风险：流速≤0.8m/s，无洪水威胁；中风险：流速 0.8-1.5m/s，偶发洪水；高风险：流速≥1.5m/s，洪水频发），低风险河段可采用基础固定 + 简单防护，高风险河段需叠加导流、防撞、护基等多重措施。

（3）施工安装：严格按规范操作

基础浇筑需确保混凝土配比准确、振捣密实；水尺连接需保证焊接牢固、螺栓拧紧（扭矩值符合设计要求，如 M12 螺栓扭矩≥30N・m）；辅助设施安装需确保位置精准，如导流墩需与水流方向对齐，防护网需绷紧无松动。

（4）验收测试：模拟冲击验证效果

安装完成后，通过 “水流模拟测试” 验证固定效果 —— 用高压水枪模拟 1.5 倍设计流速的水流冲击水尺，观察水尺是否有位移、倾斜；同时检查各连接点是否牢固，发现问题及时整改。

2. 维护要点：定期检查与及时修复

（1）日常检查：每月 1 次基础与连接点

检查水尺基础是否有冲刷、沉降，连接螺栓是否松动，斜撑杆、拉杆是否有锈蚀或变形，发现螺栓松动需及时拧紧（补刷防锈漆），基础冲刷需补充抛石。

（2）汛期前检查：每年汛前 1 次全面加固

汛前需重点检查防撞设施、导流结构是否完好，防护网是否有破损，水尺垂直度是否达标（用全站仪测量，偏差超过 5° 需调整）；同时清理防护网内的漂浮物，确保汛期防护有效。

（3）汛后修复：洪水后及时排查损伤

汛后需全面检查水尺是否有撞击痕迹、面板是否脱落、基础是否松动，若出现倾斜需重新校准固定，面板破损需及时更换，确保水位测量精度恢复。

结语：固定方案的核心是 “因地制宜，多重防护”

河道水尺的固定并非单一的 “基础深埋”，而是需结合河道水流特性、水尺类型、风险等级，制定 “基础固定 + 辅助强化 + 定期维护” 的综合方案 —— 在主流区靠 “深埋基础 + 侧向支撑” 抗推，在岸坡段靠 “贴合固定 + 锚定” 防滑，在浅滩区靠 “群桩连梁” 抗扭，同时通过导流、防撞、护基措施抵御特殊冲击。

只有做到 “因地制宜，多重防护”，才能确保水尺在复杂的河道环境中长期稳定运行，为水位监测提供精准、连续的数据支撑，进而为河道防汛、水资源管理、生态保护等工作提供可靠依据。