鳳昭水文站河段水文特性分析

宋文獻

（吉林省水文水資源局松原分局，吉林 松原 138000）

1 概況

鳳昭水文站始建于1956年7月，屬于海蘭河支流長仁河控制站，集水面積271 km2。1975年1月從原斷面上遷2.5 km到現(xiàn)斷面，改為鳳昭（二）站，該站測驗河段順直，長約300 m，右岸靠山為陡岸，左岸比較平坦為農(nóng)田，兩岸為沙土，河床由卵石組成，受沖淤影響?；舅邤嗝嫦掠?25 m處有水泥大橋一座，基本水尺斷面上游約110 m處有彎道。

2 年徑流

鳳昭水文站有1956—2009年共54年徑流資料，1956—2000年采用吉林省水資源調(diào)查評價還原成果；2001—2009年采用該站還原成果。

2.1 資料代表性分析

2.1.1 年徑流差積曲線分析

鳳昭站1956—2005年的徑流差積曲線分析見圖1。

圖1鳳昭站年徑流量差積曲線圖

圖1 顯示，在1956—2009年54年系列中包括了豐、平、枯水年并有周期變化規(guī)律。1956—1967年為豐水段，1975—1985年有一個較長連續(xù)的枯水段，對水利工程不利，1986—1990年又一個連續(xù)的豐水段，1995—2009年徑流有起伏變化，整個系列為一個完整的豐、平、枯周期，可以認為該段系列有一定的代表性。

2.1.2 長短系列統(tǒng)計參數(shù)對比分析

以系列資料較長的鳳昭站為參證站，計算1956—2005年年徑流量系列均值及Cv值，并與不同系列統(tǒng)計參數(shù)值進行對比分析比較，若計算短系列的統(tǒng)計參數(shù)與長系列統(tǒng)計參數(shù)接近，則認為該站的這個短系列對長系列具有一定的代表性，從而認為短系列也具有一定的代表性。對比分析見表1。

表1 鳳昭站年徑流量特征值對比分析表

2.1.3 代表性分析

1956—2009年年徑流量系列處于一個大周期豐、平、枯段，均值相對誤差-1.1%，Cv值相對誤差為2.2%；從各年代分析表明，50年代和70年代為枯水期，60年代為平水期，80，90年代為豐水期，說明該短系列對長系列代表性較好。

2.2 資料可靠性分析

該次取用的實測資料為吉林省水文水資源局經(jīng)過復(fù)審后的正式成果，其錯誤率符合《水文資料整編規(guī)范》中規(guī)定的錯誤率要求，準確可靠。鳳昭水文站 1956—2000年水資源調(diào)查評價徑流數(shù)據(jù)，已經(jīng)過專家論證，并通過了松遼委的審查。

2.3 資料一致性分析

對鳳昭站1956—2000年天然徑流系列進行一致性分析，主要目的是處理下墊面條件變化對徑流的影響，進一步檢查還原計算成果的合理性，通過修正后得到具有一致性且能反映近期下墊面條件的天然年徑流系列。

在單站還原計算的基礎(chǔ)上，點繪面平均年降水量與天然年徑流深的相關(guān)圖。并將45年系列劃分為1956—1979年和1980—2000年2個時段，分別通過點群中心繪制其年降水-徑流關(guān)系曲線，用以分析年徑流衰減值。

用下列公式計算年徑流衰減率和修正系數(shù)：

式中：a——為年徑流衰減率；β——為年徑流修正系數(shù)；R1——為代表50—70年代下墊面條件的產(chǎn)流深；R2——為代表80—90年代下墊面條件的產(chǎn)流深。

通過對1956—2000年天然徑流系列進行一致性分析，點據(jù)比較散亂，50—70年代點據(jù)與80，90年代點據(jù)各自不成帶狀，則表明年徑流呈衰減態(tài)勢不明顯，不用對1956—1979年天然年徑流資料進行一致性修正，下墊面條件變化對徑流影響很小，還原計算成果合理，且能反映近期下墊面條件的天然年徑流系列。其資料系列的一致性可以得到保證。

2.4 年徑流參數(shù)計算

年經(jīng)流參數(shù)采用鳳昭水文站1956—2009年徑流系列計算，矩法公式計算，選PⅢ型曲線配線，Cs與Cv的倍比采用2倍，Cv=0.49,其年經(jīng)流計算成果見表2。

表2 各保證率年來水量成果表

3 洪水

3.1 洪水特性與成因

古洞河流域洪水主要由暴雨形成，造成大暴雨的主要天氣系統(tǒng)包括北上臺風(fēng)和氣旋，易形成流域性洪水。在古洞河上游，洪水一般為單峰，具有山區(qū)河流陡漲陡落的特點。一次洪水過程一般在3 d左右，1 d洪量占3 d洪量的40%以上，3 d洪量占7 d洪量的70%左右。大水年洪水集中程度見表3。

3.2 洪峰、洪量系列統(tǒng)計

洪峰、洪量系列在6—9月按年最大值獨立取樣，少數(shù)5月末的洪水也參加了取樣。統(tǒng)計項目有洪峰、1 d洪量、3 d洪量和7 d洪量。

3.3 歷史洪水及重現(xiàn)期

由于該流域過去是原始森林，人類活動和土地開發(fā)較晚，因此洪水調(diào)查比較困難。在長仁河鳳昭站調(diào)查到的最年洪水為1914年。歷史洪水調(diào)查成果見表4。

表3 鳳昭水文站大洪水洪量集中程度

表4 洪水調(diào)查成果表

由表4可知，該地區(qū)調(diào)查最久遠洪水為1914年，所以洪水重現(xiàn)期按1914年以來的排位確定，鳳昭水文站2010年洪水按1914年以來的第一位處理。

3.4 洪水參數(shù)計算

對洪峰考慮歷史洪水及解放后實測洪水系列用矩法計算參數(shù)，對各時段洪量不考慮歷史洪水，按連續(xù)系列計算參數(shù)。用PⅢ型曲線配線，Cs與Cv的倍比采用2.5倍，按適線最佳確定Cv值，計算成果見表5。

表5 鳳昭水文站設(shè)計洪水成果表

4 結(jié)語

鳳昭水文站鳳昭水文站屬于海蘭河支流長仁河控制站，是小河站的典型代表，分析其年徑流、年徑流參數(shù)計算、洪水特性與成因、歷史洪水及重現(xiàn)期等水文特性，具有一定的典型意義。以上通過對鳳昭水文站54年歷史水文資料進行統(tǒng)計分析，初步得出長仁河流域徑流、降水、蒸發(fā)、泥沙水文特征及水文現(xiàn)象大致呈5～10年為一個變化周期的特點，為合理開發(fā)利用海蘭河水資源以及搞好海蘭河流域水土保持環(huán)境治理建設(shè)等方面提供了基本水文依據(jù)。