雁石坪水文站流量間測分析與探討

王雙寧，高玉方

（青海省水文水資源勘測局 格爾木分局，青海 格爾木 816000）

雁石坪水文站設立于1959年9月，地處偏遠，高寒缺氧，氣候惡劣，對外交通較為不便，單次流量施測的勞動強度極大。為了提高工作效率，減少測驗人員數(shù)量，故在巡測的基礎上實施流量間測，將節(jié)省下來的精力和資源投入到中小河流和山洪預警等需要展開觀測的站點，可以有效擴大水文資料的收集范圍和數(shù)量。

1 測站概況

雁石坪水文站位于青海省格爾木市唐古拉山鄉(xiāng)雁石坪，屬長江流域金沙江上段水系，系長江南源當曲支流區(qū)域代表站。基本斷面以上集水面積4 538km2，至河源的距離為135.1km，河道平均比降為5.05‰。該地區(qū)以山地地貌為主，山脈綿延、地勢高聳、地形復雜，海拔4 700m左右。雁石坪地處布曲河谷，東西走向，西高東低，南北夾山，南山高約600m，坡度小，植被較好，北山高約500m，坡度陡，由巖石組成，植被差。青藏公路在河左岸，青藏鐵路在河右岸并與河道平行，河道水流流向由西南向東北。

雁石坪水文站歷年最高水位6.98m，發(fā)生于1991年8月7日，歷年最低水位4.13m，發(fā)生于1968年5月18日，歷年最大流量645m3／s，發(fā)生于1991年8月7日，歷年最小流量1.01m3／s，發(fā)生于1982年12月2日，多年平均流量24.9m3／s，多年平均徑流量7.864億 m3。

測站所在河道主要是地下水和冰雪融水補給，主汛期（6～9月）主要以降水補給為主，汛期各月徑流量年際變化較大。洪水過程具有陡漲緩落的特性，洪峰流量大，歷時長。該站測驗河段順直長約350m，左岸為陡坎，右岸為緩坡，河床由卵石組成，水流平穩(wěn)，無分流串溝。河道沖淤變化不大，斷面相對穩(wěn)定，高、中、低水主流均在左岸，基上58～73m處有一丁字壩影響上比降水位觀測，各級水位流量關系穩(wěn)定的控制條件良好。

2 流量間測可行性論證

2.1 大斷面沖淤變化分析

對雁石坪水文站近5年的大斷面圖進行套繪，計算得出5年中各相鄰年份大斷面面積低水最大相差4.91%，中水最大相差3.61%，高水最大相差3.47%，由此可知該站基本斷面相對穩(wěn)定，年際沖淤變化不大。斷面沖淤變化情況詳見圖1。

圖1 雁石坪水文站近5年大斷面套繪圖

2.2 流量間測的適用性條件

根據SL－195－97《水文巡測規(guī)范》4.1.4條規(guī)定，分析實行巡測的各項誤差所需資料，應符合下列規(guī)定：

（1）應有7年以上連續(xù)的資料系列，并宜包括高、中、低水年和不同水情資料。

（2）在各水位級內用于計算誤差的樣本不宜少于30個。

符合上述規(guī)定的水文資料分析證明實測流量的水位變幅已控制歷年水位變幅80%以上，歷年水位流量關系線或其他水力因素與流量或流量系數(shù)的關系都呈單一線，當年關系線與綜合關系線，或各相鄰年份關系線間的最大偏離不大于表4.3.8允許誤差者，可實行間測。

根據2.2.6.1規(guī)定每年的水位流量關系曲線與歷年綜合關系曲線之間的最大偏差不超過流量間測關系曲線偏離允許誤差指標，可實行停2～5年測1年。

2.3 流量間測分析

采用歷年水位流量關系與綜合水位流量關系對比分析方法，選取雁石坪站最近7年（2007～2013年）實測系列資料進行分析。在這7年里包括了高、中、低水年和不同水情資料，且實測流量的水位變幅已控制歷年水位87%，因此選取資料符合規(guī)范要求。

將雁石坪站2007～2013年實測水位流量測點，點繪到水位流量關系圖上，定出一條綜合水位流量關系曲線，并對綜合曲線進行符號檢驗、試線檢驗和偏離數(shù)值檢驗。檢驗結果見表1，通過表1可以看出各項檢驗指標均不超出規(guī)范誤差范圍，所定綜合曲線正確合理。

表1 綜合曲線進行符號檢驗、試線檢驗和偏離數(shù)值檢驗結果

水位級劃分以頻率計算作為基本依據，采用年特征值法。根據流量測驗規(guī)范，以歷年瞬時最高水位Zm計算頻率，當頻率為90%時，其對應的水位為高水位。以歷年瞬時最低水位Zm計算頻率，當頻率為10%時對應的水位為低水位；以歷年平均水位ˉZ計算頻率，當頻率為50%時其對應的水位為中水位。由此可將雁石坪站水情特征劃分為以下4個時期：

Z≥5.55m為高水期；5.55m＞Z≥4.89m為中水期；4.89m＞Z≥4.29m為低水期；Z＜4.29m為枯水期。將各年的水位流量關系曲線與定出的綜合關系曲線匯到一張圖上，計算出每年水位流量關系曲線與綜合關系曲線高水、中水、低水的最大相對誤差。計算結果見表2。根據水文巡測規(guī)范2.2.5.1規(guī)定，每年水位流量關系曲線與歷年綜合關系曲線，高水不超過5.0%，中水不超過8.0%，低水不超過12.0%，可實行停2～5年測1年。

表2 每年關系曲線與歷年綜合關系曲線偏離誤差分析表

3 誤差分析

各年的流量測次是按時間安排的沒有考慮水位的漲落變化，會出現(xiàn)流量測點向一個水位級集中的現(xiàn)象，在整編時因測點不均勻定線任意性大而導致與綜合水位流量關系曲線產生一定誤差。

采用綜合水位流量關系推流時，由于中低水流量測次較多，中低水水位流量關系線型基本可以控制，分布呈一帶狀，關系較好，高水由于測點偏少，當年的最大流量也是根據測量洪痕，采用比降面積法推求，導致高水定線任意性大而導致誤差偏大。

4 結 論

（1）雁石坪水文站可試行停2～5年測1年的間測方案，流量采用綜合水位流量關系曲線推求。

（2）間測前，加強高水流量測驗，取得一定精度的流量資料后，確定高水水位流量關系走勢和線型，同時與各年比降面積法測得的流量的水位流量關系曲線進行誤差分析，得出的綜合水位流量關系曲線，精度較高。

（3）間測期間，采用綜合水位流量關系曲線推流時，每年應在高、中、低水位進行一次較高精度的測驗，檢查水位流量關系是否發(fā)生改變，如未發(fā)生改變，可繼續(xù)進行間測；如發(fā)生改變，則增加巡測次數(shù)，采用當年實測成果定線推流，并于次年恢復正常測流。

［1］朱曉原，張留柱，姚永熙.水文測驗實用手冊［M］.北京：中國水利水電出版社，2013.

［2］SL195－97，水文巡測規(guī)范［S］.

［3］SL247－1999，水文資料整編規(guī)范［S］.