基層測站汛期水文測報(bào)方法研究

繳榮榮 張紹軍

摘 要：本文首先分析水文要素變化的特性，然后探討做好汛期水文測報(bào)工作的措施，最后進(jìn)行水文測報(bào)誤差分析及合理性檢查，以使基層測站準(zhǔn)確及時(shí)地報(bào)送水文信息，做好汛期水文測報(bào)工作，為防汛減災(zāi)的指揮調(diào)度、安全度汛提供決策支撐。

關(guān)鍵詞：基層測站;水文測報(bào);測報(bào)方法

中圖分類號(hào)：P332;P338 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2019）17-0065-03

Abstract： This paper first analysed the characteristics of the changes of hydrological elements， then discussed the measures to do well the hydrological survey and forecast work in flood season， and finally carried out the error analysis and rationality check of the hydrological survey and forecast， in order to make the grass-roots stations report water information accurately and timely， do a good job of hydrological forecast in flood season， and provide decision support for command and dispatch of flood control and disaster reduction and safe flood season.

Keywords： grass-roots stations;hydrological surveying and forecasting;forecasting methods

水文測報(bào)是水文工作的基礎(chǔ)性工作，是水文工作的“生命工程”。在汛期，通過監(jiān)測采集雨水情要素?cái)?shù)據(jù)，及時(shí)將雨水情信息報(bào)送防汛主管部門，為防汛減災(zāi)的指揮調(diào)度、安全度汛提供決策支撐，工作責(zé)任重大。由此，本文主要分析基層測站汛期水文測報(bào)的方法。

1 水文要素變化的特性

1.1 連續(xù)性-不可間斷

由于水文要素產(chǎn)生的過程是連續(xù)的，因此監(jiān)測過程是不可間斷的，這就決定了水文監(jiān)測是一個(gè)長期的連續(xù)不斷的實(shí)時(shí)監(jiān)測過程[1]。

1.2 不可復(fù)制性-不能重復(fù)再現(xiàn)

水文要素的不可復(fù)制性使得某次水文要素的發(fā)生過程不能重復(fù)再現(xiàn)。由于水文要素的發(fā)生是隨機(jī)的，其出現(xiàn)的時(shí)間、大小、空間分布具有較大任意性和不確定性。因此，其每次出現(xiàn)的情況都不盡相同，過程都不一樣。

1.3 時(shí)效性-機(jī)不可失

水文要素在產(chǎn)生的過程中，隨著時(shí)間的推移，要素?cái)?shù)據(jù)不斷變化，形成過程瞬間即逝。因此，在洪水期間，及時(shí)監(jiān)測，準(zhǔn)時(shí)提供信息，準(zhǔn)確發(fā)布水雨情預(yù)報(bào)，為防汛指揮、抗洪減災(zāi)提供決策依據(jù)，把握好實(shí)效性是關(guān)鍵。

1.4 周期性-循環(huán)往復(fù)

隨著年代的進(jìn)程，有豐水年（期）與枯水年（期）交替發(fā)生;隨著每年季節(jié)的變化，會(huì)出現(xiàn)平水期和洪水期、暢流期與封凍期。因此，水文因素變化具有周期性，隨著年代、季節(jié)的變化循環(huán)往復(fù)。

1.5 突發(fā)性-隨機(jī)發(fā)生

水文要素在自然界的循環(huán)過程中，由于不確定因素存在，其產(chǎn)生具有很強(qiáng)的突發(fā)性。因此，只有做到充分準(zhǔn)備，預(yù)案方案到位，才能有條不紊地沉著應(yīng)對(duì)，測報(bào)不慌亂。

1.6 規(guī)律性

水文要素在產(chǎn)生發(fā)展過程中遵循一定的客觀規(guī)律，具有規(guī)律性，如水位流量關(guān)系、降雨產(chǎn)流關(guān)系等。在監(jiān)測過程中，要善于分析研究水文數(shù)據(jù)，找出內(nèi)在關(guān)系，探索水文要素變化規(guī)律，以更好地指導(dǎo)水文測報(bào)工作。

2 做好汛期水文測報(bào)工作的措施

2.1 熟悉本站的洪水特性，制作好報(bào)汛圖表

根據(jù)本站河段或斷面控制的情況，建立水位流量、水位面積、水位流速關(guān)系的標(biāo)準(zhǔn)曲線，以及近年來的水位流量關(guān)系曲線。

當(dāng)洪水波通過某一斷面時(shí)，各水力因素極值出現(xiàn)的順序是：最大比降→最大流速→最大流量→最高水位。根據(jù)這一規(guī)律來布設(shè)測報(bào)時(shí)機(jī)，及時(shí)收集流域上下游的雨水情信息，密切注視本站水文要素變化規(guī)律，為本站的洪水測報(bào)提供支持。

2.2 按照“四隨”工作，專心致志做好測報(bào)工作

“四隨”工作法，即“隨測算、隨發(fā)報(bào)、隨整理、隨分析”是基于水文工作的性質(zhì)提出來的，是做好日常測報(bào)工作的指南?！八碾S”工作法的精髓在“隨”字上，要在“隨”字上做好功課，勤于思考，善于總結(jié)。

2.3 河道站測報(bào)時(shí)機(jī)的控制方法

在洪水期間，要密切關(guān)注本站及上游雨水情信息，通過視頻監(jiān)控水位、自動(dòng)監(jiān)測水位及人工觀測水位等多種手段，詳細(xì)掌握雨水情變化情況，及時(shí)監(jiān)測起漲、漲水期、洪峰、落水期及落平的水位流量過程，準(zhǔn)確快速報(bào)送出水位流量數(shù)據(jù)信息。隨時(shí)點(diǎn)繪監(jiān)測到的水位流量關(guān)系點(diǎn)，并與標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比較：一是檢驗(yàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)精度是否達(dá)標(biāo);二是查看監(jiān)測到的水位流量點(diǎn)繪的關(guān)系曲線的趨勢走向，并向外做水位流量關(guān)系曲線延長，即漲水期間曲線向上方延長，落水期間曲線向下方延長，延長線的水位變幅不要過大，以免影響流量的準(zhǔn)確性，從而降低報(bào)汛數(shù)據(jù)的精度。一般情況下，高水部分水位流量關(guān)系曲線延長不應(yīng)超過當(dāng)年實(shí)測流量所占水位變幅的30%;低水部分延長不應(yīng)超過10%。

2.3.1 水位流量關(guān)系穩(wěn)定的測站測報(bào)時(shí)機(jī)的控制。水位流量關(guān)系穩(wěn)定的測站特點(diǎn)是控制斷面，掌控河段各水力要素穩(wěn)定，沒有沖淤變化等，水位流量關(guān)系點(diǎn)密集，分布呈一帶狀，為單一曲線（正曲），流量隨水位的增高而增大。根據(jù)其特性，按照水位變幅（或流量變幅）來確定流量測次布設(shè)，水位流量控制點(diǎn)要分布均勻，滿足報(bào)汛需要。

2.3.2 水位流量關(guān)系受洪水漲落、變動(dòng)回水影響的測站測報(bào)時(shí)機(jī)的控制。水位流量關(guān)系受洪水漲落影響的測站的特點(diǎn)是洪水波在河段中傳播時(shí)，上游來水早于下游，故河段中比降較同水位下穩(wěn)定流時(shí)的比降大;落水也是上游先于下游，故水位的比降較穩(wěn)定流時(shí)小。水位流量關(guān)系點(diǎn)分布為：漲水期在右邊，落水期在左邊，峰谷點(diǎn)位于中間，若依時(shí)序連接各測點(diǎn)，就會(huì)形成以峰、谷點(diǎn)連線為軸線的逆時(shí)針方向的繩套曲線。繩套曲線的寬窄，受洪水漲落影響，漲落率大;穩(wěn)定比降小的繩套就寬，漲落率小，穩(wěn)定比降大的繩套就窄。

根據(jù)水位流量關(guān)系受洪水漲落影響的測站的特性，水位流量測點(diǎn)控制主要在洪水的起漲處、洪峰頂?shù)那把靥?、洪峰頂點(diǎn)處、洪峰下落邊沿處及漲水期和落水期的各級(jí)水位均勻布設(shè)測點(diǎn)。以泃河三河（二）站1994年7月特大暴雨洪水過程為例，進(jìn)行水位流量測點(diǎn)布設(shè)說明。泃河三河（二）站1994年7月發(fā)生的特大暴雨洪水，其特點(diǎn)是洪峰水位高，流量大，漲落急劇。本次洪水從7月12日12：00開始起漲，起漲流量為6.70m3/s，相應(yīng)水位為9.89m，13日20：36漲至峰頂，洪峰水位為16.30m，漲水歷時(shí)為32.6h，水位變幅為6.41m，水位漲率為0.20m/h。水位流量控制情況見表1、圖1、圖2和圖3。

注：a為落水面的水位關(guān)系流量線;b為漲水面水位關(guān)系流量線。整個(gè)曲線為逆時(shí)針連時(shí)序（繩套曲線）其過程為起漲，漲水過程，峰頂，落水過程，落平。

水位流量關(guān)系受變動(dòng)回水影響的測站，水位流量關(guān)系線的線型基本和受洪水漲落影響的相近。影響時(shí)段在高水期，測站下游匯入的洪水頂托行洪，使?jié)q落率減小，水位增高，流速減緩，流量變小。

根據(jù)水位流量關(guān)系受洪水漲落、變動(dòng)回水影響的測站的特性，合理布設(shè)測點(diǎn)測次，并及時(shí)報(bào)送數(shù)據(jù)信息。

2.3.3 水位流量關(guān)系受沖淤變化影響的測站測報(bào)時(shí)機(jī)的控制方法。水位流量關(guān)系受沖淤變化影響的測站特點(diǎn)是控制斷面或控制河段經(jīng)常性發(fā)生沖淤變化，水位流量關(guān)系不穩(wěn)定，關(guān)系點(diǎn)散亂，可根據(jù)沖淤變化的影響程度，通過實(shí)測水位流量關(guān)系點(diǎn)，制定出相應(yīng)影響時(shí)段的臨時(shí)曲線，并報(bào)送數(shù)據(jù)信息。

2.4 堰閘站測報(bào)時(shí)機(jī)的控制方法

堰閘站是通過閘門來控制出流，水位流量關(guān)系受閘門的開啟數(shù)量、開啟高度決定。已經(jīng)率定出堰閘水位流量關(guān)系曲線的，按照其關(guān)系曲線數(shù)學(xué)公式，推求出相應(yīng)水位的流量進(jìn)行報(bào)送數(shù)據(jù)信息;未率定出堰閘水位流量關(guān)系曲線的，比照河道站，掌握監(jiān)測時(shí)機(jī)，并加測閘門變動(dòng)前后的水位流量，報(bào)送數(shù)據(jù)信息。

2.5 水庫站測報(bào)時(shí)機(jī)的控制方法

水庫出流都率定了出流曲線，可根據(jù)出流曲線公式計(jì)算流量值，用于報(bào)送數(shù)據(jù)信息。

3 水文測報(bào)誤差分析及合理性檢查

為了保證水文監(jiān)測與報(bào)汛數(shù)據(jù)的精度，需要隨時(shí)進(jìn)行誤差分析及合理性檢查。

3.1 水位流量關(guān)系曲線及延長線合理性檢查

3.1.1 歷年水位流量關(guān)系曲線對(duì)照。將以往各年的水位流量關(guān)系曲線和本年度初步定出的水位流量關(guān)系曲線及延長線，用不同顏色或線條繪在同一張圖上，并注明曲線年份。通過與歷年水位流量關(guān)系曲線對(duì)照，檢驗(yàn)本年度水位流量關(guān)系曲線定線是否適宜，高低水延長是否妥當(dāng)。

3.1.2 逐時(shí)水位過程線與逐時(shí)流量過程線對(duì)照。在同一張圖上分別繪制逐時(shí)水位過程線與逐時(shí)流量過程線，通過對(duì)其進(jìn)行對(duì)照，檢驗(yàn)兩種過程線的變化趨勢、連續(xù)性、峰形是否一致，是否呈現(xiàn)系統(tǒng)偏離。

3.2 誤差分析

水位流量關(guān)系曲線及高低水延長線呈穩(wěn)定的水位流量關(guān)系曲線、臨時(shí)曲線的主曲線及經(jīng)過單值化處理的單一曲線，應(yīng)進(jìn)行計(jì)算實(shí)測點(diǎn)對(duì)關(guān)系線的標(biāo)準(zhǔn)差、隨機(jī)不確定度、系統(tǒng)誤差及進(jìn)行三種檢驗(yàn)，即符號(hào)檢驗(yàn)、適線檢驗(yàn)和偏離數(shù)值檢驗(yàn)。

4 結(jié)語

當(dāng)前，水文事業(yè)得到了快速發(fā)展，為國民經(jīng)濟(jì)和人民生活提供了有力支撐，水文測報(bào)工作發(fā)揮的作用越來越重要，為保護(hù)水生態(tài)環(huán)境、監(jiān)測江河湖海、建設(shè)美麗中國做出了極大的貢獻(xiàn)。水文現(xiàn)代化進(jìn)程日新月異，形成了法規(guī)完善、體制健全、站網(wǎng)合理、技術(shù)先進(jìn)、精兵高效、信息及時(shí)、預(yù)報(bào)準(zhǔn)確、運(yùn)行可靠、管理科學(xué)和服務(wù)全面的管理運(yùn)行服務(wù)體系，實(shí)施對(duì)大氣水、地表水和地下水的全方位立體監(jiān)測，構(gòu)建監(jiān)測和信息采集自動(dòng)化、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)化，以先進(jìn)的信息采集、傳輸、處理系統(tǒng)，全面服務(wù)于社會(huì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張欣欣.水文站提高水文測報(bào)精度的途徑[J].河南水利與南水北調(diào)，2017（9）：31-32.