工程水文專(zhuān)業(yè)技術(shù)審查中若干問(wèn)題分析

劉 偉,李 臻

(1.水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120；2.中水淮河規(guī)劃設(shè)計(jì)研究有限公司，安徽 合肥 230601)

172項(xiàng)重大節(jié)水供水工程為國(guó)務(wù)院2015年政府工作報(bào)告中確定的重大事項(xiàng)，項(xiàng)目是解決我國(guó)的節(jié)水、供水、水資源配置、水旱災(zāi)害等問(wèn)題的重大基礎(chǔ)設(shè)施工程。目前，已開(kāi)工123項(xiàng)，大多項(xiàng)目經(jīng)過(guò)我院的技術(shù)審查。在這些項(xiàng)目的技術(shù)審查過(guò)程中，有許多共通的技術(shù)問(wèn)題和難題，回顧技術(shù)審查歷程，對(duì)審查中的問(wèn)題予以總結(jié)，為以后的設(shè)計(jì)成果提供借鑒和參考是十分有意義的。

水文研究的主要內(nèi)容包括設(shè)計(jì)徑流、設(shè)計(jì)洪水、水位流量關(guān)系、泥沙和冰情等，是工程規(guī)模、特征指標(biāo)等設(shè)計(jì)參數(shù)確定的依據(jù)，也與工程投資和效益、調(diào)度運(yùn)行密切相關(guān)，特別是設(shè)計(jì)洪水成果，對(duì)工程本身和防洪保護(hù)對(duì)象的安全影響很大。本文總結(jié)提煉了水文技術(shù)審查過(guò)程中水文系列、設(shè)計(jì)徑流、設(shè)計(jì)洪水、水位流量關(guān)系等4個(gè)方面的若干主要問(wèn)題，結(jié)合實(shí)例提出處理方法，有利于促進(jìn)工程設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。

1 關(guān)于水文系列的還原

水文系列是水文計(jì)算的基礎(chǔ)，水文成果的可靠程度與水文系列的代表性、一致性和可靠性密切相關(guān)。水文系列的長(zhǎng)度對(duì)數(shù)據(jù)的代表性至關(guān)重要，中華人民共和國(guó)成立以來(lái)，積累了相當(dāng)數(shù)量的水文觀測(cè)資料，根據(jù)最近的7大流域水文修訂成果，最長(zhǎng)的系列已可達(dá)130年，平均系列長(zhǎng)度基本可達(dá)50年，規(guī)范中規(guī)定水文系列的長(zhǎng)度一般不應(yīng)小于30年[1]。因此，對(duì)于絕大多數(shù)水文站，系列的代表性已具備了一定的基礎(chǔ)，有實(shí)測(cè)水文資料的流域，多數(shù)情況下，水文系列具備代表性，部分流域則需要根據(jù)豐枯變化論證分析代表性；隨著水利科技的發(fā)展，特別是水文測(cè)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，水文從業(yè)人員素質(zhì)的提高，測(cè)驗(yàn)程序的規(guī)范，測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度越來(lái)越高，相應(yīng)測(cè)驗(yàn)誤差趨于穩(wěn)定，水文資料的可靠性基本得到保證；但由于經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，特別是城鎮(zhèn)化率的快速提高，人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水文測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)的影響越來(lái)越大，加上部分區(qū)域下墊面變化劇烈，定量估算此類(lèi)因素對(duì)水文數(shù)據(jù)的影響程度具有較大難度，諸多因素導(dǎo)致水文系列難以滿(mǎn)足一致性要求[2]。

水利工程項(xiàng)目審查過(guò)程中，徑流系列主要存在長(zhǎng)度不足、還原項(xiàng)考慮不完全、農(nóng)業(yè)用水還原困難、地表水與地下水轉(zhuǎn)換關(guān)系復(fù)雜等問(wèn)題，洪水系列主要存在是否考慮了歷史洪水、近年大洪水、上游水庫(kù)等工程影響等問(wèn)題。如果系列具備可靠性和代表性基礎(chǔ)，則要重點(diǎn)關(guān)注系列的還原問(wèn)題。

1.1 徑流系列

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化率不斷提高，與徑流密切相關(guān)的工農(nóng)業(yè)用水、工程建設(shè)、下墊面等因素變化較大，對(duì)徑流系列的一致性產(chǎn)生了一定影響。

在徑流系列的還原中，規(guī)范規(guī)定計(jì)算庫(kù)蓄變化、工農(nóng)業(yè)用水、蒸發(fā)滲漏等還原項(xiàng)，其中要特別注意引水工程的引退水影響。由于工業(yè)用水監(jiān)測(cè)資料較全，而農(nóng)業(yè)用水資料則相對(duì)短缺，特別是沿河分散引水的灌區(qū)，整體用水量大，但引水工程分散，農(nóng)業(yè)用水和退水資料不易獲得。例如，嫩江流域及部分支流，沿河兩岸大量灌區(qū)，引退水規(guī)模較大；甘肅石羊河流域，水資源極其短缺，地表水灌區(qū)和地下水灌區(qū)交錯(cuò)布置，地表水和地下水轉(zhuǎn)換關(guān)系復(fù)雜，引提水和退水資料不全；新疆水資源極其短缺，河流開(kāi)發(fā)利用率高，加上惡劣的自然條件，灌區(qū)等取用水情況復(fù)雜及河道的蒸發(fā)滲漏問(wèn)題，以上情況均對(duì)徑流系列的還原產(chǎn)生了較大影響。在處理農(nóng)業(yè)用水及退水還原時(shí)，首先要深入收集取用水及退水監(jiān)測(cè)資料，利用耗水定額、水資源公報(bào)等多種途徑復(fù)核相關(guān)資料，必要時(shí)采用定額法、綜合對(duì)比法等多種方法分析估算農(nóng)業(yè)取用水量和退水量，并進(jìn)行實(shí)地調(diào)研；然后根據(jù)相應(yīng)資料，還原出天然徑流量，并采用降雨徑流關(guān)系、上下游或鄰站徑流相關(guān)等方法分析還原后的天然徑流系列的合理性，從而提高還原徑流系列的準(zhǔn)確性。

1.1.1 關(guān)于城鎮(zhèn)化的影響

經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的城鎮(zhèn)化發(fā)展形成的硬化和不透水區(qū)域增加，對(duì)流域的徑流也產(chǎn)生一定的影響，在采用徑流系數(shù)簡(jiǎn)化計(jì)算的時(shí)候，要注意不同時(shí)期城鎮(zhèn)化率的影響。例如太湖流域，城鎮(zhèn)化的發(fā)展，農(nóng)田轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地的規(guī)模較大，對(duì)徑流系列的影響是比較明顯的。遇到此類(lèi)情況，應(yīng)根據(jù)遙感數(shù)據(jù)、土地分類(lèi)變化等資料，準(zhǔn)確分析地類(lèi)特征，估算徑流系數(shù)變化，從而準(zhǔn)確進(jìn)行徑流系列一致性處理。

1.1.2 關(guān)于水利水保工程的影響

黃河流域上中游水土保持工程數(shù)量多、規(guī)模大，對(duì)防治流域的水土流失做出了重大貢獻(xiàn)。同時(shí)，水土保持工程和小型水利工程以及地下水的開(kāi)采利用也對(duì)徑流產(chǎn)流條件產(chǎn)生了較大的影響。通過(guò)年降雨徑流相關(guān)法，分析長(zhǎng)系列不同時(shí)期的降雨徑流關(guān)系，找出不同時(shí)期的徑流關(guān)系拐點(diǎn)；采用成因分析法，分析不同時(shí)期影響徑流一致性的因素。

1.2 洪水系列

人類(lèi)活動(dòng)同樣對(duì)洪水系列產(chǎn)生了較大影響。洪水系列的還原中，需要注意上游水庫(kù)工程的削峰作用、堤防建設(shè)引起的歸槽影響以及下墊面變化對(duì)洪水的影響。

隨著流域開(kāi)發(fā)利用程度的增加，各種規(guī)模的水庫(kù)數(shù)量不斷增多，特別是中小型水利工程，監(jiān)測(cè)資料較少，但由于數(shù)量較多，對(duì)設(shè)計(jì)洪水的影響累積效應(yīng)較大，南北方均存在此類(lèi)問(wèn)題；由于設(shè)計(jì)洪水分析計(jì)算關(guān)注的是大水年的洪峰量值，在資料收集困難的情況下，著重對(duì)大水年的上游中小型水庫(kù)資料進(jìn)行復(fù)核，收集監(jiān)測(cè)和調(diào)度運(yùn)行資料，當(dāng)收集資料困難時(shí)，應(yīng)根據(jù)其調(diào)度運(yùn)用方式復(fù)核下泄洪峰流量。

重要河流大多經(jīng)過(guò)治理，由于堤防的束縛，原本的漫灘行洪變成了堤內(nèi)行洪，在延長(zhǎng)洪水系列時(shí)，要注意系列的一致性，對(duì)漫溢洪水進(jìn)行一致性處理。在郁江治理可研項(xiàng)目中，天然洪水和歸槽洪水相差較大，雖然相較于洪峰占比不大，但對(duì)系列的可靠性會(huì)產(chǎn)生影響，特別是大水年，如梧州站實(shí)測(cè)系列中1998、2005年洪水較大，實(shí)測(cè)洪峰分別為52900、53700m3/s，為歸槽洪水，還原為天然洪水后分別為47900、48500m3/s，分別相差5000、5200m3/s，占比接近10%。黃河流域的伊洛河夾灘地區(qū)及沁南地區(qū)在大洪水時(shí)自然滯洪，需要對(duì)自然滯洪進(jìn)行還原處理。以花園口1761年洪水為例，推算天然洪水洪峰流量為32000m3/s，是伊洛河夾灘和沁南地區(qū)自然滯洪后的結(jié)果，若按伊洛河、沁河修建堤防且堤防不決口進(jìn)行處理，相應(yīng)的花園口洪峰流量為37570m3/s，差值5570m3/s，占比約17.4%。

由于上游水利工程調(diào)蓄作用的增加，黃河流域下墊面變化導(dǎo)致同樣降雨產(chǎn)生的中小洪水頻次減少，在進(jìn)行一致性處理時(shí)，需要分期還原其對(duì)設(shè)計(jì)洪水的影響。以黃河河龍區(qū)間為例：對(duì)于較大量級(jí)和中等量級(jí)洪水，各年代相似降雨的典型場(chǎng)次洪水徑流系數(shù)變化不大；對(duì)于較小量級(jí)洪水，20世紀(jì)80年代典型場(chǎng)次洪水徑流系數(shù)小于60年代，2001年場(chǎng)次徑流系數(shù)較60年代場(chǎng)次減小20%～40%；初步確定河龍間人類(lèi)活動(dòng)影響較大的節(jié)點(diǎn)為1970年，對(duì)量級(jí)在6000m3/s以上的洪水不進(jìn)行還原、還現(xiàn)；對(duì)6000m3/s以下洪水進(jìn)行還現(xiàn)計(jì)算，還現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)約20%。

2 關(guān)于設(shè)計(jì)徑流

2.1 工程所在流域有實(shí)測(cè)水文資料

在設(shè)計(jì)徑流計(jì)算過(guò)程中，由于水利部委托審查項(xiàng)目大多為大型工程，所處河流流域面積較大，大多流域有水文站，采用比擬法計(jì)算工程位置的設(shè)計(jì)徑流時(shí)，部分項(xiàng)目未考慮降雨以及徑流系數(shù)的修正。

工程位置上下游有水文站，則設(shè)計(jì)徑流的計(jì)算可依據(jù)上下游水文站進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)采用上下游水文站作為依據(jù)站進(jìn)行設(shè)計(jì)徑流計(jì)算時(shí)，如果區(qū)間面積占比較大，則應(yīng)注意區(qū)間設(shè)計(jì)徑流成果的計(jì)算；當(dāng)采用水文比擬法計(jì)算時(shí)，需要采用降雨進(jìn)行修正，若工程斷面控制匯流面積和水文站控制匯流面積以上產(chǎn)流條件差別較大時(shí)，還應(yīng)采用徑流系數(shù)進(jìn)行修正；或者通過(guò)計(jì)算區(qū)間徑流量后，與水文站成果進(jìn)行加減，得到工程斷面徑流量，區(qū)間徑流量計(jì)算時(shí)，可采用徑流深或面積分?jǐn)偟榷喾N方法進(jìn)行計(jì)算后綜合確定。

2.2 工程所在流域無(wú)實(shí)測(cè)水文資料

當(dāng)工程所在流域無(wú)水文站時(shí)，可根據(jù)鄰近水文站實(shí)測(cè)資料采用比擬法計(jì)算，計(jì)算時(shí)修正系數(shù)可參考有實(shí)測(cè)資料流域進(jìn)行降雨和徑流系數(shù)修正，但應(yīng)對(duì)鄰近水文站與工程所在流域的降雨徑流特性進(jìn)行分析，確保特性基本相似。如果鄰近流域無(wú)水文站可作為依據(jù)站，則可根據(jù)地區(qū)徑流深等圖表查算，查圖時(shí)應(yīng)按徑流深等值線劃分面積分別計(jì)算后累加得到徑流量。計(jì)算后，可根據(jù)周邊流域相關(guān)徑流模數(shù)、降雨徑流關(guān)系等進(jìn)行合理性檢查。

2.3 徑流的消散問(wèn)題

松遼流域由于地下水的開(kāi)采、區(qū)間來(lái)水的減少等，部分站點(diǎn)存在下游徑流量小于上游徑流量的問(wèn)題；同樣，新疆許多河流在流出山口后，河道蒸發(fā)和滲漏量大，河道用水量大，也出現(xiàn)下游徑流量小于上游徑流量的問(wèn)題，如玉龍喀什河。海河流域、淮河流域、黃河流域均存在類(lèi)似現(xiàn)象，主要是地表水與地下水的轉(zhuǎn)換、蒸發(fā)滲漏量等因素的影響。計(jì)算遇到此類(lèi)情況，應(yīng)對(duì)上下游的河道滲漏、工農(nóng)業(yè)用水等進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，分析徑流減少的原因，對(duì)徑流成果進(jìn)行合理性分析；必要時(shí)可采用降雨徑流關(guān)系等多種方法復(fù)核。

2.4 巖溶地區(qū)的設(shè)計(jì)徑流

巖溶地區(qū)的設(shè)計(jì)徑流計(jì)算要注意暗河等對(duì)設(shè)計(jì)徑流的影響，既有流域內(nèi)的暗河流出，也有流域外的暗河注入問(wèn)題；同時(shí)存在建庫(kù)前無(wú)暗河滲流問(wèn)題，但建庫(kù)后形成巖溶通道，甚至形成反壓的問(wèn)題。在此種情況下，應(yīng)以流域封閉為基本原則，加強(qiáng)水文地質(zhì)的勘察，詳細(xì)查明不同暗河的集水面積、調(diào)蓄性能、入流點(diǎn)、出流點(diǎn)和流量等指標(biāo)，為水文和規(guī)劃計(jì)算提供依據(jù)。以云南清水河樞紐為例，壩址上下游共6條暗河，其中出露點(diǎn)在下壩址至下游水文站之間的有2條，流量占水文站流量的24.2%，此部分徑流量無(wú)法在壩址匯流，在計(jì)算時(shí)需要扣除相應(yīng)面積的徑流量。部分地區(qū)由于部分暗河調(diào)蓄作用較大，會(huì)對(duì)徑流量的年內(nèi)分配產(chǎn)生影響，在設(shè)計(jì)徑流及年內(nèi)分配上應(yīng)注意分析暗河的作用。

2.5 代表段選擇對(duì)設(shè)計(jì)徑流的影響

一般來(lái)講，系列越長(zhǎng)代表性越好。由于不同年代下墊面等的變化較大、豐枯段頻次也未必均衡，下墊面的還原和處理具有一定難度，因此選擇合適的代表段作為相應(yīng)站點(diǎn)的依據(jù)系列至關(guān)重要。第二次全國(guó)水資源調(diào)查評(píng)價(jià)時(shí)，資料系列年限統(tǒng)一為1956—2000年。進(jìn)入2000年以后，有的流域徑流處于偏枯時(shí)期，如海河流域、黃河流域等均面臨選擇合適的代表系列段的問(wèn)題，采用長(zhǎng)系列或短系列代表流域徑流量的問(wèn)題值得深入研究。

3 關(guān)于設(shè)計(jì)洪水

3.1 近年發(fā)生的大洪水

設(shè)計(jì)洪水選樣采用年最大值法，較大洪峰對(duì)設(shè)計(jì)洪水適線的影響較大。設(shè)計(jì)洪水計(jì)算時(shí)，在以往對(duì)歷史洪水分析的基礎(chǔ)上，要注意近期大水年。例如松遼流域二松等河段2010、2013年發(fā)生大水，約為100年一遇，對(duì)設(shè)計(jì)洪水成果影響較大，雖然《七大流域水文成果修訂任務(wù)書(shū)》中要求系列延長(zhǎng)至2010年，但考慮大洪水，應(yīng)將系列延長(zhǎng)至2013年。太湖流域2016年發(fā)生大洪水，太湖水位超過(guò)歷史極值，雖然對(duì)太湖流域整體的適線不會(huì)產(chǎn)生太大影響，但部分水利分區(qū)的設(shè)計(jì)值可能會(huì)有所變化，在不同水利分區(qū)的設(shè)計(jì)洪水計(jì)算時(shí)，應(yīng)考慮2016年洪水的影響。

3.2 巖溶地區(qū)設(shè)計(jì)洪水

在巖溶地區(qū)，暗河不僅對(duì)徑流量及年內(nèi)分配產(chǎn)生影響，還會(huì)對(duì)洪峰及洪水過(guò)程產(chǎn)生影響，調(diào)蓄作用大的暗河或者無(wú)法定量描述的暗河，需要考慮一定的安全修正值。以貴州夾巖水利樞紐工程為例，工程受水區(qū)主要涉及黔西北的畢節(jié)地區(qū)和遵義市的西南部區(qū)域，在項(xiàng)目建議書(shū)階段，考慮建壩后伏流、河道槽蓄以及干支流洪水遭遇變化等對(duì)洪水的影響，校核洪水的洪峰、洪量按加安全修正值20%進(jìn)行設(shè)計(jì)，在可行性研究階段結(jié)合相關(guān)專(zhuān)業(yè)要求進(jìn)一步研究復(fù)核。

3.3 關(guān)于設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成

設(shè)計(jì)洪水計(jì)算時(shí)，新建工程上游已建水庫(kù)等調(diào)蓄工程或工程承擔(dān)下游有防洪任務(wù)時(shí)，應(yīng)該進(jìn)行洪水地區(qū)組成分析。在進(jìn)行工程斷面的設(shè)計(jì)洪水計(jì)算時(shí)，對(duì)調(diào)蓄作用較大的工程，尤其應(yīng)分析洪水地區(qū)組成。洪水地區(qū)組成的方法，國(guó)內(nèi)外研究提出了JC法和Copula法[3- 4]、隨機(jī)模擬法以及采用歸一化的概率密度函數(shù)提出的區(qū)間估計(jì)方法等，方法各有優(yōu)劣[5]。我國(guó)的設(shè)計(jì)洪水計(jì)算規(guī)范規(guī)定，一般采用典型年法或同頻率洪水組成法[6]，在分區(qū)不大于3個(gè)時(shí)，多采用同頻率洪水組成法；多于3個(gè)分區(qū)時(shí)，多采用典型年法。

采用典型年分析設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成時(shí)，各區(qū)間洪水過(guò)程的計(jì)算是難點(diǎn)也是重點(diǎn)，即典型年的選擇、過(guò)程線縮放方法至關(guān)重要。關(guān)于典型年的選擇，在審查過(guò)程中，部分項(xiàng)目選用典型年不夠，有的僅選擇1個(gè)年份作為典型年，洪水過(guò)程的代表性不足，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。在采用典型年法分析洪水地區(qū)組成時(shí)，一般應(yīng)選擇幾個(gè)典型年，選擇偏不利的方案作為采用成果；在洪峰起控制作用時(shí)，過(guò)程線采用洪峰同倍比縮放；24h洪量或3d洪量起決定作用時(shí)，過(guò)程線可采用相應(yīng)洪量同倍比縮放；對(duì)于比較復(fù)雜的工程，可采用多種方法，進(jìn)行綜合比選，剔除超頻等成果，最終推薦對(duì)工程偏不利的方案。以渠江流域的大型水庫(kù)庫(kù)容分配為例，達(dá)州斷面以上有4座大型水庫(kù)，共劃分為鮮家灣水庫(kù)、固軍水庫(kù)、土溪口水庫(kù)、江口水庫(kù)、4庫(kù)區(qū)間、江口至達(dá)州區(qū)間、達(dá)州斷面等7個(gè)區(qū)間，選擇1963、1965、1982、1989、1991、2004、2005、2010年等作為典型年，采用洪峰同倍比、24h洪量同倍比、3d洪量同倍比分別縮放出21個(gè)方案，同一區(qū)間采用不同典型年計(jì)算成果之間可相差8倍以上，同一典型年不同的縮放方法之間也相差50%以上；針對(duì)21個(gè)方案成果，與各區(qū)間設(shè)計(jì)成果相比較，部分區(qū)間成果超頻，剔除相關(guān)成果后，考慮工程安全，選擇相應(yīng)的地區(qū)組成來(lái)進(jìn)行防洪庫(kù)容的計(jì)算。

4 關(guān)于水位—流量關(guān)系

4.1 一般河道水位—流量關(guān)系

作為工程設(shè)計(jì)的依據(jù)，準(zhǔn)確的水位—流量關(guān)系對(duì)于工程安全至關(guān)重要。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，流域的開(kāi)發(fā)利用強(qiáng)度逐漸加大，河道河勢(shì)及沖淤變化受人類(lèi)活動(dòng)影響較大，特別是采砂、控制河勢(shì)、束窄河道、下游水位壅高頂托、分流比變化、航道整治等人類(lèi)活動(dòng)對(duì)水位—流量關(guān)系的影響較大；同時(shí)，由于實(shí)測(cè)流量一般較小，水位—流量關(guān)系經(jīng)常需要外延才能滿(mǎn)足工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的需要。因此，水位—流量關(guān)系的關(guān)注重點(diǎn)在于水位—流量關(guān)系斷面的位置、斷面數(shù)據(jù)的可靠性以及水位—流量關(guān)系的外延等方面。結(jié)合以往項(xiàng)目的審查，水位—流量關(guān)系主要存在的問(wèn)題是水位—流量關(guān)系斷面是否滿(mǎn)足建設(shè)和運(yùn)營(yíng)期要求、計(jì)算方法以及高低水外延的方法是否合適。

以水庫(kù)為例，壩址斷面、導(dǎo)流洞進(jìn)出口、電站進(jìn)出口等斷面均需要水位—流量關(guān)系成果，以確定建設(shè)期和運(yùn)行期的洪水位。壩址斷面水位—流量關(guān)系主要用于計(jì)算壩址斷面天然洪水位和壩后水位，導(dǎo)流洞進(jìn)出口斷面水位—流量關(guān)系則與施工期圍堰以及運(yùn)行期的進(jìn)出口水力計(jì)算密切相關(guān)，電站進(jìn)出口水位—流量關(guān)系也直接決定進(jìn)出口導(dǎo)流工程高度和運(yùn)行期水位等指標(biāo)。而部分項(xiàng)目?jī)H提出壩址斷面的水位—流量關(guān)系顯然是不夠的。

規(guī)劃和項(xiàng)目建設(shè)等階段，工程斷面上下游絕大多數(shù)沒(méi)有實(shí)測(cè)水位—流量關(guān)系，一般采用水面線法或者明渠均勻流法等推算。在規(guī)劃、項(xiàng)目建設(shè)、可行性研究等階段，基本滿(mǎn)足精度要求，但在工程初步設(shè)計(jì)或?qū)嵤┣熬O(shè)立水位—流量觀測(cè)斷面，積累一定時(shí)期的水位—流量關(guān)系數(shù)據(jù)，對(duì)推算的水位—流量關(guān)系進(jìn)行復(fù)核，以保證水位的準(zhǔn)確。

低水位—流量關(guān)系受河道斷面變化影響較大，特別是采砂活動(dòng)、河勢(shì)控導(dǎo)工程等。玉龍喀什河受采玉活動(dòng)影響，河道斷面變化巨大，兩側(cè)全部為堆棄的松散砂石，此種情況不僅要計(jì)算現(xiàn)狀的河道斷面，還需要計(jì)算規(guī)劃治理的河道斷面；部分北方河道多年沒(méi)有來(lái)水，河道干涸，有些河道無(wú)法找到主槽，在低水時(shí)，無(wú)法確定水位—流量關(guān)系，此時(shí)，要分析不同洪水情況下的河道形態(tài)，大洪水時(shí)河道的小砂坑、砂堆對(duì)河道流態(tài)影響不大，小洪水時(shí)，采砂坑和砂堆對(duì)水位—流量關(guān)系影響較大，需要進(jìn)行相應(yīng)的處理。

水位—流量關(guān)系外延多采用曼寧公式法、史蒂文斯法、鄰站相關(guān)法等進(jìn)行計(jì)算[7]，各種方法均需河段順直、斷面穩(wěn)定、沖淤變化不大、關(guān)系單一，不同的方法適用于不同的條件，相關(guān)法則要求資料條件和相關(guān)性較好，必要時(shí)水位—流量關(guān)系計(jì)算可采用多種方法，經(jīng)綜合比選后采用。

4.2 受潮位影響的水位—流量關(guān)系

沿海感潮河段水位受潮水頂托影響明顯，水位—流量關(guān)系為多蔟形式，單場(chǎng)洪水也呈現(xiàn)繩套特征，可確定水位—流量關(guān)系范圍的上下線，根據(jù)需要合理選用。例如，珠江三角洲某水文站[8]受潮水頂托，水位—流量關(guān)系復(fù)雜，各場(chǎng)次洪水的水位流量呈現(xiàn)出繩套曲線特征，斷面受河道挖砂、航道疏浚等多方面因素影響，斷面逐年下切，自2005年后，繩套曲線呈逐年右移趨勢(shì)，2010年的水位—流量繩套曲線位于最右側(cè)，如圖1所示。在實(shí)際應(yīng)用中，防洪工程設(shè)計(jì)從偏于安全考慮，按上線進(jìn)行使用，而實(shí)際防汛工作采用下線為宜。

5 結(jié)語(yǔ)

172項(xiàng)節(jié)水供水工程大多為重大水利工程，水文成果的可靠與否直接決定工程的規(guī)模和安全。在不同階段的審查過(guò)程中，水文分析計(jì)算中存在一些共性問(wèn)題，這些問(wèn)題已經(jīng)通過(guò)修改和完善，滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，在此提出這些問(wèn)題及解決方法，供以后的工程水文計(jì)算參考。

水文資料是水文計(jì)算的基礎(chǔ)，資料的準(zhǔn)確性直接決定成果的準(zhǔn)確性，因此水文系列的三性分析內(nèi)容是水文計(jì)算的重要工作內(nèi)容。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，人類(lèi)活動(dòng)的影響及下墊面的變化對(duì)水文資料一致性的挑戰(zhàn)越來(lái)越大，水文資料的一致性處理要經(jīng)過(guò)大量的分析計(jì)算后確定，同時(shí)要進(jìn)行合理性檢查，保證還原成果和一致性處理成果質(zhì)量。

目前，我國(guó)設(shè)計(jì)徑流和設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算采用相關(guān)規(guī)范的規(guī)定方法，郭生煉等對(duì)國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)洪水的采樣、分布線型、參數(shù)估計(jì)、區(qū)域洪水頻率、多變量設(shè)計(jì)洪水等方法進(jìn)行了分析和研究，提出了相應(yīng)的研究方向[9- 10]，在規(guī)范修訂的時(shí)候，可根據(jù)成熟和可靠程度，參考相關(guān)研究成果。由于我國(guó)地域?qū)拸V，跨越地理氣候帶較多，不同的區(qū)域有不同的水文特性，加上水文監(jiān)測(cè)資料情況不一，沿海河網(wǎng)地區(qū)的徑流量無(wú)法通過(guò)實(shí)測(cè)資料得到，北方地區(qū)的徑流存在上下游的不協(xié)調(diào)問(wèn)題，巖溶區(qū)域的徑流和洪水計(jì)算均需要大量的水文地質(zhì)調(diào)查工作支撐，有冰川補(bǔ)給河流的徑流和洪水呈現(xiàn)出與氣溫的正相關(guān)特性，因此設(shè)計(jì)徑流和設(shè)計(jì)洪水的計(jì)算需根據(jù)流域內(nèi)有無(wú)實(shí)測(cè)資料分別采用不同的方法，同時(shí)注意特殊條件對(duì)徑流和洪水以及相應(yīng)過(guò)程的影響。設(shè)計(jì)洪水地區(qū)組成是設(shè)計(jì)洪水計(jì)算的重點(diǎn)和難點(diǎn)，應(yīng)注意同頻率法和典型年法的適用條件和需要注意的縮放及超頻問(wèn)題。

水位—流量關(guān)系受采砂、航運(yùn)、河道整治等人類(lèi)活動(dòng)影響較大，不同的計(jì)算方法和外延方法以及受潮水位頂托影響下的水位—流量關(guān)系處理方法，對(duì)工程的安全和調(diào)度運(yùn)行至關(guān)重要。應(yīng)分析計(jì)算多個(gè)相關(guān)斷面的水位—流量關(guān)系成果，以滿(mǎn)足建設(shè)期和運(yùn)行期的使用；水位—流量關(guān)系外延多采用曼寧公式法、史蒂文斯法、鄰站相關(guān)法等進(jìn)行計(jì)算，而受潮水位頂托影響的水位—流量關(guān)系應(yīng)用在防洪工程設(shè)計(jì)時(shí)，從偏于安全考慮多按上線進(jìn)行使用，實(shí)際防汛工作采用下線為宜。

圖1 珠江三角洲某水文站水位—流量關(guān)系