遼寧省區(qū)域代表站和小河站設(shè)站年限分析

王洪斌，王明亮

（遼寧省水文水資源勘測(cè)局，遼寧 沈陽(yáng) 110003）

在水文站網(wǎng)規(guī)劃與調(diào)整中，及時(shí)地撤銷或停止一些已經(jīng)滿足生產(chǎn)需要的水文測(cè)站或觀測(cè)項(xiàng)目，就可以騰出一部分人力物力，轉(zhuǎn)移到其它需要設(shè)站的地點(diǎn)，發(fā)展水文站網(wǎng)，擴(kuò)大資料收集范圍。反之，如果不適當(dāng)?shù)爻蜂N水文測(cè)站，又會(huì)造成連續(xù)資料中斷，影響水文站網(wǎng)的整體功能。因此必須適時(shí)、定期地對(duì)水文測(cè)站進(jìn)行設(shè)站年限的分析檢驗(yàn)。通過檢驗(yàn)，有計(jì)劃地調(diào)整達(dá)到設(shè)站年限的水文站，逐步提高水文站網(wǎng)密度，實(shí)現(xiàn)對(duì)基本水文要素在時(shí)間和空間上的全面掌握。

1 長(zhǎng)期站和短期站的確定

根據(jù)《水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則》水文站按觀測(cè)年限，分為長(zhǎng)期站和短期站兩種。長(zhǎng)期站應(yīng)系統(tǒng)收集長(zhǎng)系列樣本，探索水文要素在時(shí)間上的變化規(guī)律；短期站能依靠與鄰近長(zhǎng)期站同步系列間的相關(guān)關(guān)系，或者依靠與長(zhǎng)系列資料建立轉(zhuǎn)換模型，展延自身的系列。應(yīng)通過有計(jì)劃地轉(zhuǎn)移短期站的位置，逐步提高站網(wǎng)密度，適時(shí)對(duì)基本水文要素在時(shí)間和空間上的全面控制。

遼寧省大河控制站、F≥1 000 km2區(qū)域代表站和有重要作用的小河站 （除個(gè)別受水利工程等影響站外）應(yīng)全部列入長(zhǎng)期站。

而對(duì)于F＜1 000 km2的區(qū)域代表站和小河站，列入短期站。若沒有報(bào)汛任務(wù)和其它觀測(cè)項(xiàng)目又達(dá)到了設(shè)站年限要求，可以撤站或轉(zhuǎn)移到其它需要設(shè)站的地點(diǎn)進(jìn)行觀測(cè)。

2 設(shè)站年限分析方法

2.1 分析對(duì)象

全省F＜1 000 km2具有20年以上樣本系列的區(qū)域代表站和具有10年以上樣本系列的小河站（1984年之前設(shè)立的區(qū)域代表站和1994年之前設(shè)立的小河站），對(duì)于F≥1 000～3 000 km2的水文站，如受水利工程影響顯著，有調(diào)整要求的，也必須進(jìn)行檢驗(yàn)。全省共需檢驗(yàn)27站，資料截止時(shí)間為2005年。最長(zhǎng)系列樣本為51年（海城站），最短系列樣本為11年（千山站）。

2.2 檢驗(yàn)方法

1）選用資料。選用資料為年徑流量。

2）方法。按樣本均值的精度要求確定觀測(cè)年限。

生產(chǎn)上常用的樣本統(tǒng)計(jì)量是多年平均值與方差。設(shè)一個(gè)水文站的樣本系列為 Xi（I=1，2，3，…，m），要求有（1-α）的保證率，使樣本的均值與x系列總體均值μ的差異滿足不等式│x-μ│≤εx。其中，ε為允許誤差的相對(duì)值；α稱為顯著性水平，0≤α≤1；m是樣本系列的長(zhǎng)度。

依照t檢驗(yàn)原理，可導(dǎo)出滿足對(duì)樣本均值要求的設(shè)站年限計(jì)算公式：

公式的意義是：對(duì)于已知樣本變差系數(shù)Cv的水文系列，若進(jìn)行N年觀測(cè)，則有（1-α）的保證率，使樣本與總體均值之間的相對(duì)誤差不超過事先指定的相對(duì)誤差ε。式中，ta是自由度為（N-1），顯著性水平為α的t分布積分下限，其數(shù)值隨N的增大而減小。該公式是一個(gè)需要通過試算才能得出N的超越方程。不過，當(dāng)N較大時(shí)（N＞10），tα值就接近常數(shù)，因此，給計(jì)算工作帶來了方便。

3）應(yīng)用。收集上述27個(gè)區(qū)域代表站和小河站的徑流量資料系列，并按矩法公式計(jì)算每一個(gè)徑流量資料系列的變差系數(shù)Cv（見表1），然后根據(jù)變差系數(shù)Cv、事先選定的相對(duì)誤差ε查算一定保證率下的設(shè)站年限。

4）確定設(shè)站年限。用上述方法檢驗(yàn)全省27站，得到各站的設(shè)站年限。成果見表1。2.3 F＜1 000 km2的水文站設(shè)站年限

1）區(qū)域代表站。當(dāng)實(shí)測(cè)樣本系列資料年特征值，其多年平均抽樣誤差全部在10%～15%之內(nèi)，保證率不低于70%且穩(wěn)定 （即抽樣誤差檢驗(yàn)法），測(cè)到了30～50年一遇及以下各級(jí)洪水的系統(tǒng)資料（設(shè)計(jì)洪水和枯水檢驗(yàn)法），滿足以上3種條件的設(shè)站年數(shù)，即為設(shè)站年限。

2）小河水文站。當(dāng)實(shí)測(cè)樣本系列資料年特征值，其多年平均抽樣誤差全部在10%～15%之內(nèi)，保證率不低于70%且穩(wěn)定，測(cè)到了10～20年一遇及以下各級(jí)洪水的系統(tǒng)資料，滿足以上3種條件的設(shè)站年數(shù)，即為設(shè)站年限。

從遼寧省分析成果可看出（見表1），27站中只有司屯、千山、團(tuán)山子、興城4站沒達(dá)到設(shè)站年限。另外23站雖然達(dá)到設(shè)站年限，但由于防汛、水資源評(píng)價(jià)、水環(huán)境監(jiān)測(cè)等項(xiàng)目要求仍然需要保留。

3 達(dá)到設(shè)站年限的站網(wǎng)調(diào)整原則

1）區(qū)域代表站。對(duì)于F＜1 000 km2的區(qū)域代表水文站，如達(dá)到設(shè)站年限且無報(bào)汛任務(wù)、無其它測(cè)驗(yàn)功能、無較大空白區(qū)，可予以轉(zhuǎn)移至其它地方設(shè)站。對(duì)于受水利工程影響的區(qū)域代表站將根據(jù)影響程度予以撤銷、遷移、建輔助站。

2）小河站。對(duì)于F≤200 km2的小河水文站，如達(dá)到設(shè)站年限、無報(bào)汛任務(wù)、無其它測(cè)驗(yàn)功能，予以撤銷。如一個(gè)級(jí)別一個(gè)類型只有一個(gè)水文站，該站達(dá)到設(shè)站年限，只能遷至其它需要設(shè)站的地點(diǎn)（同一個(gè)類型同一個(gè)級(jí)別的地點(diǎn)）。對(duì)于受水利工程影響顯著的小河站，予以撤銷。對(duì)于未達(dá)到設(shè)站年限的小河重復(fù)水文站暫時(shí)保留。

表1 遼寧省F≤1 000 km2的水文站設(shè)站年限成果表

4 結(jié)語(yǔ)

確定水文測(cè)站的設(shè)站年限，主要應(yīng)審查其對(duì)站網(wǎng)整體功能的影響，水文資料的經(jīng)濟(jì)效益和受水工程影響的程度，經(jīng)對(duì)上述各方面的綜合分析論證，再聯(lián)系測(cè)站的測(cè)驗(yàn)條件，生活交通條件等實(shí)際情況，方可對(duì)測(cè)站的撤留作出決策。

［1］中國(guó)水利部.水文站網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)導(dǎo)則(SL34～92)［S］.北京：水利水電出版社，1992.

［2］黃委水文局.黃河流域水文分區(qū)與水文站觀測(cè)年限的確定方法［R］.黃委水文局，2005.

［3］馬秀峰，龔慶勝.水文站觀測(cè)年限確定方法［M］.鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1988.