田頭站水位級(jí)分析和劃分

潘紅

摘 要：田頭水文站為上猶江控制站，需要根據(jù)不同水位級(jí)，來制定相應(yīng)的測流手段，尤其是在高水位時(shí)更為重要。文章用水位流量關(guān)系曲線方法分析和劃分水位級(jí)。

關(guān)鍵詞：水位級(jí)分析和劃分；斷面穩(wěn)定分析；水位流量關(guān)系曲線分析

1 測站基本情況

田頭水文站設(shè)立于1954年4月，為上猶江控制站，地處南康市龍華鄉(xiāng)田頭村，東經(jīng)：114°39′，北緯：25°47′，集水面積3209km2。水文觀測項(xiàng)目有水位、雨量、流量，為國家基本站，一類精度控制站。

測驗(yàn)河段大致順直，河床為粗、細(xì)沙組成，有沖淤現(xiàn)象，斷面上游約80m、270m各有小溪匯入，下游600m處有峽口，形成高水控制。上游1500m左右有羅邊水電站。

該測流斷面受挖沙及水流沖刷影響嚴(yán)重，下游70m處原有一大沙洲，現(xiàn)已經(jīng)消失，在2012年下半年開始，河床下切嚴(yán)重，斷面面積偏大，斷面不穩(wěn)定。2013年二月上旬，由于斷面下游人工開挖河道，使下游峽口陡然下切，致本站測驗(yàn)河床水位隨之大幅下切。

2 測站特性分析

2.1 斷面穩(wěn)定性分析

連續(xù)選用田頭水文站近12年大斷面資料，2002-2011年選用汛前大斷面，2012、2013年汛前、汛后各一次，共14次大斷面資料。利用田頭站近14次的實(shí)測大斷面成果，點(diǎn)繪河底高程沿橫斷面分布圖，水位～面積關(guān)系線，確定水位～面積綜合線。

由圖1、圖2反映出：2002年-2012年上半年，田頭站斷面較穩(wěn)定。2012年下半年，由于受河道挖沙影響所致，河床下切嚴(yán)重，斷面面積偏大，斷面不穩(wěn)定，水位面積曲線向右偏移。每年（次）關(guān)系線與綜合線滿槽水位時(shí)（117.50m）的面積相對(duì)偏離百分?jǐn)?shù)（A年-A綜）/A綜×100%，如表1。

從圖、表現(xiàn)可以看出，田頭站斷面屬局部經(jīng)常性沖於，2002-2007年間，斷面不斷受到?jīng)_刷；2007-2008年斷面淤積；2009-2012年上半年屬于經(jīng)常性沖於；2012年下半年開始受人工挖沙影響沖刷嚴(yán)重；2013年二月上旬，由于斷面下游人工開挖河道，使下游峽口陡然下切斷面變化較大。

2.2 水位流量關(guān)系曲線分析

連續(xù)選用田頭站12年的主要水位流量資料，其中實(shí)測流量的水位變幅已控制歷年（包括大水、枯水年份）水位變幅80%以上。點(diǎn)繪各年主要水位流量關(guān)系及綜合線。

通過對(duì)田頭站歷年水位流量主要關(guān)系分析，水位流量關(guān)系呈倒掃帚型；2002-2011年關(guān)系線分布較均勻，高水水位流量關(guān)系曲線趨向一致。但由于2012年開始斷面下切嚴(yán)重，水位流量關(guān)系曲線明顯偏右。每年水位流量關(guān)系線與綜合線在高水水位時(shí)（115.50m）的流量相對(duì)偏離百分?jǐn)?shù)（A年-A綜）/A綜×100%，如表2。

3 水位級(jí)分析和劃分

收集了該站近60年來的水位流量資料，根據(jù)《河流流量測驗(yàn)規(guī)范》，流量測驗(yàn)的水位級(jí)劃分應(yīng)以頻率分析計(jì)算作為基本依據(jù)。對(duì)一類精度的水文站，水位級(jí)的劃分可采用年特征值法并應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）根據(jù)測站各年瞬時(shí)最高水位ZM，計(jì)算頻率和繪制頻率曲線，當(dāng)頻率P為90%時(shí)，其對(duì)應(yīng)的對(duì)位為高水位。

（2）根據(jù)測站各年瞬時(shí)最低水位Zm，計(jì)算頻率和繪制頻率曲線，當(dāng)頻率P為10%時(shí)，其對(duì)應(yīng)的對(duì)位為低水位。

由于斷面在2012年下半年之后變化較大，因而在重新劃分水位級(jí)時(shí)，采用流量頻率分析的方法，用流量推算水位。表3中設(shè)計(jì)流量推算的水位是根據(jù)2013年的水位流量曲線查得。用求推求水位的流量是通過綜合線所查的流量和頻率曲線所得的流量。綜合線所查高水水位流量為564m3/s，低水水位流量為243m3/s。歷年最大流量頻率曲線頻率P為90%時(shí)，流量為390m3/s；歷年最小流量頻率曲線頻率P為10%時(shí)，流量為14.7m3/s。

通過比較發(fā)現(xiàn)：采用設(shè)計(jì)流量推算水位（頻率曲線）與直接水位設(shè)計(jì)值偏小很多，用綜合線查得的流量推求水位與斷面下切相符。田頭水文站新的水位級(jí)劃分為高水：114.3m，低水113.2m。

4 分析結(jié)論

本次水位級(jí)劃分分析過程按照《河流流量測驗(yàn)規(guī)范》進(jìn)行的，但是由于斷面變化是從2012年下半年開始的，新的水位流量資料年限短，新的水位級(jí)劃分還需進(jìn)一步論證。