雁石坪水文站流量间测分析与探讨

王双宁，高玉方

（青海省水文水资源勘测局 格尔木分局，青海 格尔木 816000）

雁石坪水文站设立于1959年9月，地处偏远，高寒缺氧，气候恶劣，对外交通较为不便，单次流量施测的劳动强度极大。为了提高工作效率，减少测验人员数量，故在巡测的基础上实施流量间测，将节省下来的精力和资源投入到中小河流和山洪预警等需要展开观测的站点，可以有效扩大水文资料的收集范围和数量。

1 测站概况

雁石坪水文站位于青海省格尔木市唐古拉山乡雁石坪，属长江流域金沙江上段水系，系长江南源当曲支流区域代表站。基本断面以上集水面积4 538km2，至河源的距离为135.1km，河道平均比降为5.05‰。该地区以山地地貌为主，山脉绵延、地势高耸、地形复杂，海拔4 700m左右。雁石坪地处布曲河谷，东西走向，西高东低，南北夹山，南山高约600m，坡度小，植被较好，北山高约500m，坡度陡，由岩石组成，植被差。青藏公路在河左岸，青藏铁路在河右岸并与河道平行，河道水流流向由西南向东北。

雁石坪水文站历年最高水位6.98m，发生于1991年8月7日，历年最低水位4.13m，发生于1968年5月18日，历年最大流量645m3／s，发生于1991年8月7日，历年最小流量1.01m3／s，发生于1982年12月2日，多年平均流量24.9m3／s，多年平均径流量7.864亿 m3。

测站所在河道主要是地下水和冰雪融水补给，主汛期（6～9月）主要以降水补给为主，汛期各月径流量年际变化较大。洪水过程具有陡涨缓落的特性，洪峰流量大，历时长。该站测验河段顺直长约350m，左岸为陡坎，右岸为缓坡，河床由卵石组成，水流平稳，无分流串沟。河道冲淤变化不大，断面相对稳定，高、中、低水主流均在左岸，基上58～73m处有一丁字坝影响上比降水位观测，各级水位流量关系稳定的控制条件良好。

2 流量间测可行性论证

2.1 大断面冲淤变化分析

对雁石坪水文站近5年的大断面图进行套绘，计算得出5年中各相邻年份大断面面积低水最大相差4.91%，中水最大相差3.61%，高水最大相差3.47%，由此可知该站基本断面相对稳定，年际冲淤变化不大。断面冲淤变化情况详见图1。

图1 雁石坪水文站近5年大断面套绘图

2.2 流量间测的适用性条件

根据SL－195－97《水文巡测规范》4.1.4条规定，分析实行巡测的各项误差所需资料，应符合下列规定：

（1）应有7年以上连续的资料系列，并宜包括高、中、低水年和不同水情资料。

（2）在各水位级内用于计算误差的样本不宜少于30个。

符合上述规定的水文资料分析证明实测流量的水位变幅已控制历年水位变幅80%以上，历年水位流量关系线或其他水力因素与流量或流量系数的关系都呈单一线，当年关系线与综合关系线，或各相邻年份关系线间的最大偏离不大于表4.3.8允许误差者，可实行间测。

根据2.2.6.1规定每年的水位流量关系曲线与历年综合关系曲线之间的最大偏差不超过流量间测关系曲线偏离允许误差指标，可实行停2～5年测1年。

2.3 流量间测分析

采用历年水位流量关系与综合水位流量关系对比分析方法，选取雁石坪站最近7年（2007～2013年）实测系列资料进行分析。在这7年里包括了高、中、低水年和不同水情资料，且实测流量的水位变幅已控制历年水位87%，因此选取资料符合规范要求。

将雁石坪站2007～2013年实测水位流量测点，点绘到水位流量关系图上，定出一条综合水位流量关系曲线，并对综合曲线进行符号检验、试线检验和偏离数值检验。检验结果见表1，通过表1可以看出各项检验指标均不超出规范误差范围，所定综合曲线正确合理。

表1 综合曲线进行符号检验、试线检验和偏离数值检验结果

水位级划分以频率计算作为基本依据，采用年特征值法。根据流量测验规范，以历年瞬时最高水位Zm计算频率，当频率为90%时，其对应的水位为高水位。以历年瞬时最低水位Zm计算频率，当频率为10%时对应的水位为低水位；以历年平均水位¯Z计算频率，当频率为50%时其对应的水位为中水位。由此可将雁石坪站水情特征划分为以下4个时期：

Z≥5.55m为高水期；5.55m＞Z≥4.89m为中水期；4.89m＞Z≥4.29m为低水期；Z＜4.29m为枯水期。将各年的水位流量关系曲线与定出的综合关系曲线汇到一张图上，计算出每年水位流量关系曲线与综合关系曲线高水、中水、低水的最大相对误差。计算结果见表2。根据水文巡测规范2.2.5.1规定，每年水位流量关系曲线与历年综合关系曲线，高水不超过5.0%，中水不超过8.0%，低水不超过12.0%，可实行停2～5年测1年。

表2 每年关系曲线与历年综合关系曲线偏离误差分析表

3 误差分析

各年的流量测次是按时间安排的没有考虑水位的涨落变化，会出现流量测点向一个水位级集中的现象，在整编时因测点不均匀定线任意性大而导致与综合水位流量关系曲线产生一定误差。

采用综合水位流量关系推流时，由于中低水流量测次较多，中低水水位流量关系线型基本可以控制，分布呈一带状，关系较好，高水由于测点偏少，当年的最大流量也是根据测量洪痕，采用比降面积法推求，导致高水定线任意性大而导致误差偏大。

4 结 论

（1）雁石坪水文站可试行停2～5年测1年的间测方案，流量采用综合水位流量关系曲线推求。

（2）间测前，加强高水流量测验，取得一定精度的流量资料后，确定高水水位流量关系走势和线型，同时与各年比降面积法测得的流量的水位流量关系曲线进行误差分析，得出的综合水位流量关系曲线，精度较高。

（3）间测期间，采用综合水位流量关系曲线推流时，每年应在高、中、低水位进行一次较高精度的测验，检查水位流量关系是否发生改变，如未发生改变，可继续进行间测；如发生改变，则增加巡测次数，采用当年实测成果定线推流，并于次年恢复正常测流。

［1］朱晓原，张留柱，姚永熙.水文测验实用手册［M］.北京：中国水利水电出版社，2013.

［2］SL195－97，水文巡测规范［S］.

［3］SL247－1999，水文资料整编规范［S］.