康定水文站水文徑流量分析計算

(四川省甘孜水文水資源勘測局，四川 瀘定，626100)

1 流域概況

大渡河發(fā)源于青海省玉樹藏族自治州境內(nèi)阿尼瑪卿山脈的果洛山南麓，上源足木足河(其上源為麻爾柯河、阿柯河，在久治縣)經(jīng)阿壩縣于馬爾康縣境接納梭磨河、綽斯甲河(杜柯河、多柯河)后稱大金川，向南流經(jīng)金川縣、丹巴縣，于丹巴縣城東接納小金川后始稱大渡河，再經(jīng)瀘定縣、石棉縣轉(zhuǎn)向東流，經(jīng)漢源縣、峨邊縣，于樂山市城南注入岷江，全長1062km，流域面積7. 77萬km2，大渡河支流較多，流域面積在1000km2以上的28條，10000km2的2條，河網(wǎng)密度0.39。

大渡河流域為中國地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害隱患點2212處，以滑坡和泥石流為主。大渡河水力理論蘊藏量豐富，可開發(fā)裝機2336.8萬kW。大渡河上的支流—折多河，發(fā)源于道孚縣東南折多山，上游稱雅拉河，東南流入康定縣境，至康定縣城爐城鎮(zhèn)，右納榆林河后轉(zhuǎn)東流，于康定縣姑咱鎮(zhèn)下瓦斯村以東匯入大渡河；河長82km，流域面積1566km2；流域?qū)俅ㄎ鞲呱綅{谷，水力資源豐富。

2 康定水文站基本情況

康定站位于康定縣境內(nèi)大渡河支流折多河畔，于1952年3月設(shè)立，是省級重要水文站、中央報汛站，集水面積1354km2，設(shè)站目的主要是為掌握大渡河右岸及丹巴、瀘定間徑流規(guī)律和水電開發(fā)服務(wù)；測站功能主要為基本資料收集和防汛服務(wù)。站址在四川省康定市爐城鎮(zhèn)濱河路24號，地理坐標(biāo)為東經(jīng)101°58′，北緯30°03′，距河口距離21km，屬于2類流量精度站。

康定站建于1940年6月1日，屬中央水利實驗處西康水文總站領(lǐng)導(dǎo)，水尺設(shè)在康定中橋處；1950年3月解放時，記載中斷。西南水利廳直屬西康一等水文站于1952年3月重新在雅拉河與折多河匯流下游約300m處另選站址設(shè)立水尺觀測水位，為康定(二)站。同年6月3日在雅拉河右岸橋頭上設(shè)立水尺觀讀雅拉河水位，為康定(三)站。同年10月1日改屬西康省人民政府農(nóng)林所水利局領(lǐng)導(dǎo)。1957年基本水尺斷面遷至折多河與雅拉河口下游200m處，為康定(四)站。

測驗斷面位于雅拉河、折多河匯合口下游300m處，測驗河段順直，長約200m，兩岸為人工石堤，河道較順直，上游是緩灘，下游500m處急灘和彎道，各級水位起控制作用，最大水面寬29m左右，最小水面寬15m左右，斷面形狀為“U”形，無死水、漫灘、串溝、分流、跌水、壅水情況。河床為卵石組成，沖淤變化較小，歷年水位流量關(guān)系線為單一線型。

康定水文站基本測驗項目資料收集情況詳見表1。

表1康定水文站基本測驗項目資料收集情況

3 流域降雨徑流特性

折多河洪水主要由暴雨形成，年最大洪水出現(xiàn)在6-9月，次大洪水出現(xiàn)在5-10月(主要出現(xiàn)在6-9月)，6、7、9月出現(xiàn)年最大洪水的比例達(dá)93%以上，其中9月出現(xiàn)年最大洪水的比例達(dá)60%以上。折多河水流湍急，水位最大變幅3m左右，最大漲落率0.4m/h，最大流速4.48m/s，為典型的高原山區(qū)河流。洪水漲落緩慢，次洪水過程持續(xù)3d～17d，洪峰歷時1h～3h，峰頂持續(xù)時間3h～10h(低于洪峰0.10m歷時)。

折多河徑流主要來源于降水，汛期5-9月徑流約占全年徑流的75%，枯期2-4月徑流約占全年徑流的9%。

多年平均流量為41.5m3/s，歷年年徑流最大值為17.8×108m3，年最大流量418m3/s(出現(xiàn)于1995年)，年徑流最小值為9.36×108m3，年最小流量7.42m3/s(出現(xiàn)于2000年)，最大最小比值達(dá)56.3。

4 康定水文站徑流系列資料可靠性、一致性、代表性分析

4.1 康定水文站徑流系列資料可靠性分析

(1)康定水文站水準(zhǔn)點、水尺設(shè)立情況及測量情況

本站共設(shè)3個基本水準(zhǔn)點：川文91-372、川文91-168、川文基2002-1，每年汛前對用于校測水尺的川文91-372水準(zhǔn)點進行校測，高程無變動。使用過的基本水準(zhǔn)點及校核水準(zhǔn)點汛前校測一次，淹沒的水準(zhǔn)點汛中較大洪水后校測1次，逢5逢0年份應(yīng)對所有水準(zhǔn)點進行校測。

P1為槽鋼花崗巖直立式水尺，P2為角鋼木質(zhì)直立式水尺，P3為混凝土直立式水尺。汛前對所有水尺進行了校測，洪水后、汛后對洪水淹沒過的水尺均進行校測，高程均無變動。

(2)康定水文站水位觀測及資料整編情況

全年采用自記資料整編。1-12月采用兩段制校測，遇漲水加密校測次，自記水位與人工觀測水位對比觀測水位一致，很好地控制了全年水位變化過程。

(3)康定水文站斷面測量及資料整編情況

測流斷面汛前1次，汛后1次，汛中較大洪水后加測。汛前校測起點距、測深計數(shù)器、停表一次。

(4)康定水文站流速流量測量及資料整編情況

測驗河段位于折多河、雅拉河匯合口下游約300m處。河段較順直，兩岸為人工河堤，高、中、低水由河槽控制，斷面無變遷。高、中、低水位的中泓位置在11.0m～25.0m間，流向垂直于斷面。全年采用水文纜道流速儀法和電波流速儀測流，全年流量測次按不低于15次均勻分布于高、中、低水位級。

(5)康定水文站各種系數(shù)分析及水位流量關(guān)系線情況

測驗用儀、表均按規(guī)定進行了比測和檢查，檢查結(jié)果符合《河流流量測驗規(guī)范》要求。0.0、0.2、0.6流速系數(shù)：0.78、0.80、1.00；Q電=0.81Q0.0+3.77分別為2012、2016年分析。全年采用單一曲線法推求，三種檢驗均合理，系統(tǒng)誤差和標(biāo)準(zhǔn)差均在允許范圍以內(nèi)。

康定水文站徑流數(shù)據(jù)采集符合水文現(xiàn)行《河流流量測驗規(guī)范》、《水位觀測標(biāo)準(zhǔn)》、《水文測量規(guī)范》等技術(shù)要求，0.2流速系數(shù)、0.6流速系數(shù)等各種系數(shù)及電波流速儀相關(guān)關(guān)系等均經(jīng)分析后采用，資料整編符合水文現(xiàn)行《水文資料整編規(guī)范》技術(shù)要求，每年均經(jīng)過地區(qū)水文局組織初審、省水文局組織復(fù)審、匯編，資料質(zhì)量達(dá)優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)，資料可靠。

4.2 康定水文站徑流系列資料一致性分析及資料插補延長

康定水文站自1952年3月設(shè)立，基本水尺斷面在遷動范圍內(nèi)無水量加入引出，基本水尺斷面以上無水量引入引出，無水利工程，資料具備一致性。

根據(jù)表1康定水文站基本測驗項目資料收集情況表中資料系列長度統(tǒng)計，水位無缺測，流量有缺測(缺1958、1969年)，缺測年份采用綜合水位流量關(guān)系線推流，1969年流量資料借用1970年水位流量關(guān)系線插補，經(jīng)插補后獲得康定水文站1959-2017年共計59年完整系列徑流資料。

4.3 康定水文站徑流系列資料代表性分析

采用康定水文站1959-2017年共計59年完整系列徑流資料點繪年徑流過程線見圖1。

圖1 1959-2017年康定水文站年徑流量過程線

從圖1觀察分析，年平均流量過程線峰谷交替，豐中枯水均有實測資料分布，同時分別采用20、30、40、50、59年康定水文站不同系列長度徑流資料計算其均值、CV值、CS值，分析其均值、CV值、CS值在40年以上趨于穩(wěn)定，1959-2017年共計59年完整系列徑流資料具備代表性。

表2康定水文站不同系列長度統(tǒng)計參數(shù)成果

5 康定水文站徑流分析計算

5.1 康定水文站年徑流頻率分析計算

以日歷年度(1～12月)進行計算(工程水文計算中通常以水利年度進行計算)，將康定水文站1959-2017年完整共計59年系列徑流資料進行統(tǒng)計、排序，用P=m/(n+1)計算頻率，對P-Ⅲ型頻率進行計算機適線(加目估比較)，求出其徑流設(shè)計值見表3，頻率曲線見圖2。

表3康定水文站年徑流量設(shè)計值

圖2 康定水文站年徑流量頻率曲線

5.2 康定水文站徑流分析成果合理性分析

康定站至瀘定站區(qū)間雨量增加，年徑流量變差系數(shù)Cv，符合隨流域面積增加而減少的規(guī)律均值。Cs為Cv兩倍，符合一般規(guī)律。由此可見，康定水文站年徑流量計算較為合理。大渡河流域鄰近基本水文站年徑流分析計算成果及統(tǒng)計參數(shù)見表4。

表4大渡河流域年徑流分析計算成果及統(tǒng)計參數(shù)

水系河名站名流域面積(km2)均值流量(m3/s)徑流深(mm)CvCs /Cv大渡河大渡河丹巴52738758453.50.172.0大渡河瀘定58943889475.60.162.0折多河康定135441.5966.60.172.0

5.3 康定水文站徑流年內(nèi)分配

根據(jù)表3康定水文站各頻率年徑流量設(shè)計分析計算成果，分別選取典型年最接近年徑流量各頻率設(shè)計值對應(yīng)年份，確定康定水文站 1992年、2014年、2011年、1969年為豐、平、枯、特枯典型年，各典型年徑流年內(nèi)分配(月平均流量)分別見表5。

表5康定水文站各典型年徑流年內(nèi)分配(月平均流量) 單位：m3/s

圖3 大渡河(甘孜境內(nèi))流域水系

圖4 康定水文站站點地理位置

6 結(jié)論

通過對康定水文站缺測年份的流量資料進行插補延長，得到該站1959-2017年完整年平均流量系列，該資料具有周期性和代表性。同時分別采用不同系列長度徑流資料分別計算其均值、Cv值、Cs值，以矩法計算統(tǒng)計參數(shù)的初值，采用皮爾遜Ⅲ型頻率曲線計算機適線，曲線與點據(jù)配合較好，用目估適線法確定統(tǒng)計參數(shù)及計算值，求出其徑流設(shè)計值，計算出各典型年年內(nèi)分配(月平均流量)，該資料具有一定的穩(wěn)定性和代表性。

通過綜合分析，折多河康定水文站多年采集的徑流系列資料的可靠性、一致性、代表性相對可靠，可廣泛用于防汛抗旱、水利工程建設(shè)、地方水資源利用和保護等領(lǐng)域，為指導(dǎo)生產(chǎn)提供了準(zhǔn)確的技術(shù)參數(shù)。