馬池水文站水位流量關(guān)系曲線單值化分析

【摘要】水文巡測(cè)是對(duì)水文測(cè)站的管理體制和測(cè)驗(yàn)方式的重大改革，是實(shí)現(xiàn)水文工作科學(xué)化，現(xiàn)代化的重要途徑，也是解決職工后顧之憂，改善職工工作生活的有效途徑。結(jié)合該站實(shí)際情況，本次分析以馬池站2010-2015年的資料數(shù)據(jù)為樣本，分析確定了水位流量單值化關(guān)系，為簡化該站測(cè)驗(yàn)和水文巡測(cè)提供了技術(shù)支撐，具有現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】水位流量；單值化；分析

1 、概述

馬池水文站1971年4月設(shè)立，是省級(jí)重要站，漢江上游北岸一級(jí)支流，該站位于石泉縣池河鎮(zhèn)南頭，地理位置東徑108°20′，北緯32°57′，控制流域面積984平方公里，距河口里程9.3km。河道來水主要是流域內(nèi)降雨形成的徑流，上游植被較好，含沙量小，含沙量變化主要受降水強(qiáng)度影響，位于斷面以上150米處有一攔水壩，根據(jù)統(tǒng)計(jì)：多年降水量889mm，徑流量3.72億m3，輸沙率31.5萬t。洪水來源為暴雨，洪峰以單峰型為主，實(shí)測(cè)歷史最高水位（2002年）378.85m，實(shí)測(cè)歷史最大流量1380m3/s，歷史調(diào)查最大流量2580m m3/s。實(shí)測(cè)最低水位（2013年）372.51m，實(shí)測(cè)最小流量0.36m m3/s。

2、 測(cè)驗(yàn)河段概況

測(cè)驗(yàn)河段順直，河床為沙卵石組成，測(cè)驗(yàn)斷面河寬100m，左岸起點(diǎn)距32m處為人工砌護(hù)高4.6m垂直堤岸，右岸為自然陡山體，中泓位置在50～70m之間，主流偏于右岸，河道斷面基本穩(wěn)定。設(shè)上浮標(biāo)（兼上比降）斷面，基本水尺斷面兼流速儀測(cè)流斷面（兼浮標(biāo)中斷面），下浮標(biāo)（兼下比降）斷面，上、下斷面間距100m。

測(cè)驗(yàn)河段情況分兩個(gè)階段變化，一是2011年前河段左岸為河灘，地勢(shì)較低，種植有桑樹，及部分農(nóng)作物，右岸為較好的田地，種菜或糧食，臨河邊修建為干砌石的護(hù)坎，河段基本順直，河道為寬淺式。第二階段為2011年，新修建了人工河堤，測(cè)驗(yàn)附近上下游建成河道左右岸均為人工漿砌石護(hù)河堤，為斜坡式人工河堤，測(cè)驗(yàn)河規(guī)整，以下為天然河道，河床由沙卵石組成，河堤頂之間寬度為100m，低水水面寬為374.11m，目前整治后測(cè)驗(yàn)斷面較穩(wěn)定，通過四年分析變化不大，水位流量關(guān)系高水較穩(wěn)定，中低水受斷面沖淤影響較散亂，呈漲水、落水兩條線。當(dāng)年漲水峰前水位流量曲線和前年落水峰后水位流量曲線基本重合。

3、 水位流量關(guān)系單值化分析

3.1 、測(cè)驗(yàn)河段情況

根據(jù)2006～2015年斷面實(shí)測(cè)資料分析，其平均河底高程沖於變化較大。每年洪水過后斷面局部有沖於現(xiàn)象，但總體沖淤變化不顯著，河底高程變化不大；從每年的水位面積關(guān)系來看，斷面沖於受洪水漲落影響也不顯著，歷年大斷面以及平均河底高程變化見圖1。

3.2實(shí)測(cè)流量樣本選取

分析了2012-2015四年，實(shí)際參加分析的有328次，舍棄突出點(diǎn)1次，實(shí)測(cè)歷史最高水位（2002年）378.85m，實(shí)測(cè)歷史最大流量1380m3/s，實(shí)測(cè)最低水位（2013年）372.51m，實(shí)測(cè)最小流量0.36 m3/s，水位變幅6.34m。其中， 2012年洪峰648 m3/s，2013年洪峰122 m3/s ，2014年洪峰262m m3/s，2015年洪峰529 m3/s。水位低于374.10m時(shí)，受河堤修建的影響，水位流量關(guān)系非常散亂，為了進(jìn)一步簡化水位流量關(guān)系，按照《水文巡測(cè)規(guī)范》規(guī)定，就該站水位流量關(guān)系進(jìn)行綜合線分析，以滿足水位資料整編要求。

3.3水位流量關(guān)系線綜合分析

3.3. 1歷年綜合線繪制

根據(jù)《水文巡測(cè)規(guī)范》（SL195-97）的要求，采用了2012-2015年實(shí)測(cè)流量關(guān)系點(diǎn)子點(diǎn)繪在同一張圖上，歷年中、高水水位流量關(guān)系點(diǎn)據(jù)密集，分布呈帶狀，并無明顯偏離，自然成一帶狀，各年實(shí)測(cè)點(diǎn)分布均勻，綜合關(guān)系曲線關(guān)系較好。利用南方片2.0水文資料整編軟件通過各年中、高水位中心，定出一條歷年綜合線，見下圖，低水由于受河堤修建的影響，關(guān)系散亂，水位流量關(guān)系合成一條綜合線有些困難，其流量相對(duì)誤差超出《規(guī)范》允許誤差要求，因此，低水100m3/s個(gè)以下流量水位關(guān)系點(diǎn)子，不參加定線。

3.3.2定線精度

經(jīng)過多次調(diào)整綜合線（中、高水）的節(jié)點(diǎn)，分別進(jìn)行三種檢驗(yàn)及隨機(jī)不確定度計(jì)算，三種檢驗(yàn)都達(dá)到合格，經(jīng)過檢驗(yàn)，其不確定度為15.6%，符合《規(guī)范》表 4.5.2單值化關(guān)系線定線允許隨機(jī)不確定度二類站精度的水文站不確定度 16%的要求。系統(tǒng)誤差的絕對(duì)值為-0.4%，小于《規(guī)范》規(guī)定的允許誤差標(biāo)準(zhǔn)3%。

3.4水位流量關(guān)系曲線單值化分析成果合理性檢驗(yàn)

利用馬池站流量大于100 m3/s水位流量單值化處理關(guān)系曲線成果，

對(duì)2012年至2015年逐日平均流量用《南方水文資料整編軟件》進(jìn)行復(fù)核計(jì)算，與當(dāng)年臨時(shí)曲線法整編成果進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)各年的年總量、汛期總量、一次洪水總量都做了具體分析，4年水文資料用不同整編方法求出的成果對(duì)比分析顯示，利用臨時(shí)曲線法整編成果和本次單值化法整編成果對(duì)比，相對(duì)誤差都在《水文巡測(cè)規(guī)范》（SL 195-2015）允許范圍內(nèi)，說明本次分析馬池站100 m3/s以上水位流量單值化處理關(guān)系曲線成果是合理的。

4 、分析結(jié)論

通過分析，馬池水文站2012-2015年的水位流量關(guān)系是單一線。分析的結(jié)果表明，全部的資料合格，符合《水文巡測(cè)規(guī)范》的允許誤差指標(biāo)。流量在100～1380m3/s的情況下，水文流量關(guān)系是基本穩(wěn)定的，利用單值化水位流量曲線直接推流。當(dāng)河道出現(xiàn)大于1380 m3/s流量時(shí)，要及時(shí)恢復(fù)高流量測(cè)驗(yàn)，控制洪峰過程，并用實(shí)測(cè)洪水點(diǎn)修定水位流量關(guān)系曲線； 該站中、高水實(shí)測(cè)水位～流量關(guān)系單值化后，一是減輕測(cè)站水文測(cè)驗(yàn)工作量，提高工作效率，大量的人力資源從傳統(tǒng)的測(cè)驗(yàn)方式中解放出來；二是可以將有限的技術(shù)資源集中起來，做好服務(wù)型水文工作，為社會(huì)提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] GB 50179-93 河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范[s]

[2] SL 195-2015 水文巡測(cè)規(guī)范[s]

[3] SL 247-1999 水文資料整編規(guī)范[s]