武漢市基本水文站測(cè)站特性分析

孫金 汪平 孫沿

摘? 要：進(jìn)行水文站測(cè)站特性分析工作，可以摸清測(cè)站現(xiàn)狀基本情況，確定測(cè)驗(yàn)河段河床的沖淤變化，分析水位流量關(guān)系的偏離變化趨勢(shì)，了解測(cè)站控制的變動(dòng)轉(zhuǎn)移情況。在測(cè)站特性的基礎(chǔ)上，提出新的測(cè)驗(yàn)方案，為水文自動(dòng)化監(jiān)測(cè)、間測(cè)、巡測(cè)做好服務(wù)。

關(guān)鍵詞：水文站;水位;流量;特征;分析

中圖分類(lèi)號(hào)：P336? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2019）16-0068-02

Abstract： Through the analysis of the characteristics of the hydrologic station， we can find out the basic situation of the station， determine the scour and deposition change of the river bed in the test section， analyze the deviation trend of the relationship between water level and discharge， and understand the variation and transfer of the station control. On the basis of the characteristics of the station， a new test scheme is put forward， which provides a good service for hydrological automatic monitoring， inter-measurement and inspection.

Keywords： hydrological station; water level; discharge; characteristics; analysis

1 測(cè)站基本情況

截止2016年，武漢市已建各類(lèi)站網(wǎng)271站（點(diǎn)）。按站類(lèi)分：水文站3處、水位站49處、降水量站77處、水質(zhì)站（斷面）55處、土壤墑情站4處、取水口水量監(jiān)控站83處。水文站站網(wǎng)密度2843km2/站，水位站站網(wǎng)密度164km2/站，降水量站站網(wǎng)密度66164km2/站。本文統(tǒng)計(jì)分析3處水文站基本情況，如下表1水位、流量、含沙量特征值。

2 分析內(nèi)容及方法

2.1 資料選用及處理

本次測(cè)站特性分析中水位流量含沙量特征值均為該站建站以來(lái)有觀測(cè)數(shù)據(jù)期間的實(shí)測(cè)資料。斷面分析和流量分析采用近5～10年實(shí)測(cè)資料。

柳子港水文站自1953年建站以來(lái)，有1953-2016共64年流量、斷面資料系列，1956-2016共61年泥沙資料系列。本次分析采用2011-2015共5年流量資料系列，2006-2015共10年斷面資料系列。

長(zhǎng)軒嶺水文站自2009年遷站以來(lái)，有2009-2016共8年流量、斷面資料系列，2009-2016共8年泥沙資料系列。本次分析采用2009-2015共7年流量資料系列，2009-2015共7年斷面資料系列。

金口水文站自1951年建站以來(lái)，有1951-2016共66年流量、斷面資料系列。本次分析采用2009-2013共5年流量資料系列，2006-2015共10年斷面資料系列。

2.2 測(cè)站控制條件分析（見(jiàn)表2）

糙率分析：本次分析的柳子港、長(zhǎng)軒嶺、金口三個(gè)水文站無(wú)比降觀測(cè)資料，暫不做糙率分析。

2.3 流量資料的分析與處理金水河水流受上游來(lái)水、閘門(mén)啟閉、長(zhǎng)江水位頂托、閘下河道彎曲等諸多因素的影響，水位流量關(guān)系復(fù)雜。本次分析方法介紹只針對(duì)柳子港站和長(zhǎng)軒嶺（二）站。

（1）水位流量關(guān)系單值化分析。柳子港站流量于1999年經(jīng)水位流量關(guān)系單值化分析，水位在26.50m～31.00m采用水位后移法重新整編分析，經(jīng)鄂水文網(wǎng)便字（2000）003號(hào)批準(zhǔn)，水位26.50m～31.00m之間停一年測(cè)一年，停測(cè)年份采用前一年水位流量關(guān)系線推流。2002開(kāi)始，由于河道挖沙，流量恢復(fù)常測(cè)，現(xiàn)在中高水采用水位后移法，低枯水以臨時(shí)曲線法為主，低枯水時(shí)受下游橡膠壩蓄水、長(zhǎng)江水位頂托影響時(shí)，采用連時(shí)序法、連流量過(guò)程線法、切割水位法推流。長(zhǎng)軒嶺（二）站受河道挖沙、洪水漲落、下游電站蓄水頂托等影響，水位流量紊亂，一般采用臨時(shí)曲線、連時(shí)序法整編。洪水漲落期間為繩套型曲線，本次單值化分析采用本站水位后移法試算，探求水位流量關(guān)系單值化。根據(jù)主要受洪水漲落影響的洪水期的水位過(guò)程和相應(yīng)期間的實(shí)測(cè)流量成果資料，分別對(duì)每年的洪水期的實(shí)測(cè)流量的水位后移，試算單一線。（2）歷年水位流量關(guān)系綜合分析。柳子港站中高水位級(jí)，非下游橡膠壩蓄水、長(zhǎng)江水位頂托期間，水位流量關(guān)系線每年能通過(guò)本站水位后移法，處理成單一線。將各年原定水位流量關(guān)系線點(diǎn)繪于同一張圖紙上，并根據(jù)所有關(guān)系線重心，繪制一條光滑的不反曲的正拋物線，即為綜合線。摘錄綜合線和各年線的水位流量結(jié)點(diǎn)（各年線的摘錄應(yīng)與當(dāng)年整編相同），計(jì)算每年水位流量關(guān)系線與綜合線的相對(duì)偏離值、相鄰年份曲線間的相對(duì)偏離值，統(tǒng)計(jì)每條關(guān)系線與綜合線曲線間的最大相對(duì)偏離值、相鄰年份曲線間的最大相對(duì)偏離值。（3）水位流量測(cè)次精簡(jiǎn)分析。柳子港站、長(zhǎng)軒嶺（二）站經(jīng)歷年水位流量關(guān)系綜合分析，不能滿足停間測(cè)，根據(jù)《水文巡測(cè)規(guī)范》和《大綱》的技術(shù)要求和分析方法，進(jìn)行水位流量測(cè)次精簡(jiǎn)分析。

3 分析結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

（1）柳子港水文站。柳子港站為國(guó)家重要水文站，現(xiàn)有測(cè)驗(yàn)設(shè)施設(shè)備基本滿足日常測(cè)驗(yàn)要求，交通便利，通訊暢通。水位流量關(guān)系受洪水漲落和下游橡膠壩蓄水、長(zhǎng)江水位頂托影響，平水期15～20天測(cè)流一次，頂托期加密測(cè)次，漲水期施測(cè)洪水過(guò)程。非頂托期水位流量關(guān)系通過(guò)本站水位后移法能進(jìn)行水位流量單值化處理成單一線，其它時(shí)間主要采用連實(shí)測(cè)流量過(guò)程線法、連時(shí)序法整編。測(cè)驗(yàn)河段受洪水、挖沙影響，河床近幾年呈下切趨勢(shì)，平均河底高程下切深度達(dá)到0.76m，沖淤狀況為不經(jīng)常性局部沖淤。非頂托期經(jīng)歷年綜合線、相鄰年份單一線誤差分析，不能滿足規(guī)范要求，流量不能停測(cè)和間測(cè)。對(duì)豐水年、平水年、枯水年3個(gè)代表年測(cè)次精簡(jiǎn)分析，每個(gè)代表年隨機(jī)抽取15次實(shí)測(cè)流量重新整編，隨機(jī)抽取30次，與原成果中年徑流總量、洪峰流量、場(chǎng)次洪水重量、汛期總量比較，基本滿足規(guī)范要求。（2）長(zhǎng)軒嶺（二）水文站。長(zhǎng)軒嶺站現(xiàn)有測(cè)驗(yàn)設(shè)施設(shè)備基本滿足日常測(cè)驗(yàn)要求，交通便利，通訊暢通。水位流量關(guān)系受洪水漲落、河道挖沙、下游電站蓄水頂托影響平水期水位流量關(guān)系紊亂，洪水期為繩套曲線，主要采用臨時(shí)曲線法、連時(shí)序法整編。測(cè)驗(yàn)河段受洪水、挖沙影響，河床近幾年呈下切趨勢(shì)，從2009年到2015年底，平均河底高程下切深度達(dá)到1.36m，下切最嚴(yán)重的年份是2010年～2011年，沖淤狀況為不經(jīng)常性局部沖淤。洪水期經(jīng)本站水位后移法單值化分析，每年能處理成一條單一線，但后移時(shí)間各年不一致。對(duì)豐水年、平水年、枯水年3個(gè)代表年測(cè)次精簡(jiǎn)分析，每個(gè)代表年隨機(jī)抽取15次實(shí)測(cè)流量重新整編，隨機(jī)抽取30次，與原成果中年徑流總量、洪峰流量、場(chǎng)次洪水重量、汛期總量比較，不能滿足規(guī)范要求。該站不能停測(cè)、間測(cè)和精簡(jiǎn)測(cè)次。（3）金口水文站。金口站為平原湖區(qū)水量控制站，現(xiàn)有設(shè)施設(shè)備能滿足日常測(cè)驗(yàn)要求，交通便利，通訊暢通。該站測(cè)驗(yàn)河段斷面穩(wěn)定，流量主要開(kāi)閘期受上下游閘門(mén)啟閉影響、長(zhǎng)江水位頂托、電排影響，開(kāi)閘期水位流量關(guān)系紊亂，堰閘流態(tài)復(fù)雜。經(jīng)分析，現(xiàn)每6天測(cè)流一次，連實(shí)測(cè)流量過(guò)程線法整編;電排期間測(cè)，停5年測(cè)1年，合并效率系數(shù)綜合線整編，能滿足推流和水量控制精度要求。

3.2 建議

3.2.1 柳子港水文站

（1）非頂托期按水位變化，每年按高水4次，中水5次，低水6次均勻布置于各級(jí)水位，按本站水位后移法定線推流，不要求施測(cè)流量過(guò)程。（2）受下游橡膠壩和長(zhǎng)江洪水頂托期間：每10天左右測(cè)流一次，采用連時(shí)序法、切割水位法、連實(shí)測(cè)流量過(guò)程線法等推流。（3）資料整編定線誤差：按《水文巡測(cè)規(guī)范》單值化關(guān)系線定線允許誤差指標(biāo)執(zhí)行，高水定線不確定度不超過(guò)18.0%，中水定線不確定度不超過(guò)20.0%（規(guī)范規(guī)定，ADCP、浮標(biāo)可增大2%～4%）。（4）由于柳子港站為防汛抗旱重要站，在地方服務(wù)或發(fā)生超歷史洪水時(shí)，根據(jù)實(shí)際需要增加測(cè)次。（5）該站離巡測(cè)基地黃陂勘測(cè)隊(duì)較近，交通通訊方便，能按水情變化施測(cè)流量、含沙量，可實(shí)行巡測(cè)。

3.2.2 長(zhǎng)軒嶺水文站

（1）高水維持現(xiàn)有測(cè)驗(yàn)方案基礎(chǔ)上，恢復(fù)原有浮標(biāo)測(cè)流方案。（2）低水受下游20km王家河陳門(mén)潭電站影響期間，采用下游電站率定單機(jī)發(fā)電流量推流。

3.2.3 金口水文站

（1）該站水位面積關(guān)系穩(wěn)定，建議在該站建設(shè)在線測(cè)流系統(tǒng)。（2）在上游增加自記水位斷面一處，供落差指數(shù)法分析使用。

參考文獻(xiàn)：

[1]蘭瑩弢，潘科，李暉.瀘沽水文站測(cè)站特性分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（05）.

[2]王毅，蒲冬祥，鄒潤(rùn)，等.大河邊水文站水位流量關(guān)系單值化分析[J].陜西水利，2017（01）.

[3]趙世寶.安塞水文站旱警流量確定及分析[J].陜西水利，2016（06）.

[4]史國(guó)勛，張潔.通江水文站測(cè)站功能及測(cè)驗(yàn)方式分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（08）：201.