大路铺水文站流量测验方式改革分析

谢小秋

大路铺水文站流量测验方式改革分析

谢小秋

（湖南省娄底水文水资源勘测局 湖南娄底 417000）

实施“大水文”发展战略，加快推进水文事业发展，以水文测验方式改革为抓手，全面提升水文监测能力，减轻基层测站劳动强度。本文采用上游水位法对大路铺站流量测验方式进行分析，彻底解决大路铺站流量测验方式，实现流量巡测，优化监测方式。

流量测验；三相检验；水文测验

1 基本情况

大路铺水文站于1959年由湖南省水文总站设立，位于湖南省江华县大路铺镇老村村，东经 111°32′，北纬 25°02′，1978 年流量测验断面下迁7m。该站的集水面积为612km2，是湘江一级支流的二类精度水文站，其测验项目有水位、流量、雨量、蒸发。

该站的测验河段顺直长约400m。右岸为天然岩石，凹凸不平；左岸为沙地，受轻微冲淤。当水位达48.32m时开始漫滩。基上140m处为弯道，190m处有一座混凝土滚水坝，此坝于1969年建成。基下约510m处有一座混凝土固定坝，是本站低水控制断面，基下810m处为弯道，是本站高水控制断面。河床主槽为岩石、细沙组成，断面稳定[1]。中泓位置在22.0～48.0m之间，流速横向分布由主流位置向两岸递减。基本断面从1975年以来采用缆道测流，自设站以来，高、中、低水的Z～Q关系散乱，每年都有数根临时线及绳套曲线。

1.1 历年流量测验情况

大路铺水文站历年为常测法测流。测次以能控制流量变化过程，满足定线推流为原则，全年一般不少于100次。每两次测流之间的时间，汛期不超过7d，非汛期不超过15d；超过中水位的洪峰过程测次一般不少于5次。历年来，大路铺水文站测流次数为：2012年全年测流96次，2013年测流114次，2014年测流83次，2015年测流高达129次，每年测流任务相当重。

1.2 历年流量资料整编情况

测流断面主槽宽度约为52.0m，右岸为村庄，左岸为稻田，水位约在48.32m以上时开始漫滩，流速仪测流断面40.0～70.0m有轻微冲淤，有水草影响，该站的水位流量关系线历年都是临时线及绳套线。实测最大流量1180m3/s，相应水位为50.07m（1974年），实测最小流量0.041m3/s，相应水位为44.55m（1990），建站以来出现过6次49m以上的大洪水，从高到底分别为 1974年（50.07m）、2008年（49.89m）、2002年（49.80m）、1994年（49.33m）、1972年（49.31m）、2013年（49.16m）。其中1994年高洪水因缆道拉偏索被洪水冲断，采用中泓浮标法施测定线整编，其它各次大洪水都是采用流速仪法实测定线整编，具有不同时期的代表性和可靠性。

2 游水利工程情况

该站基上190m处有一座混凝土滚水坝，此坝于1969年建成，坝长约65m，坝过水面宽约50m，坝顶高100.20m（假定高程），原建坝主要用于发电及灌溉，无闸门，右岸发电，左岸灌溉，坝上游河道顺直长200m，河道左右岸均砌有防洪堤，坝上断面较稳定。从20世纪90年代开始，该坝停止发电功能，尽用于灌溉。

3 流量测验方式改革的分析

3.1 方案思路

经过上半年对大路铺站巡测方案分析，由于该站历年的Z～Q关系线均是临时线和绳套线，无法用基本断面的水位与流量建立单值化，也就是说无法将历年的临时线综合成一根单一线。且每年及年与年之间临时线存在线与线交叉现象，利用概化模型曲线推流（Z～Q关系线簇）也不符合规范要求，只好另求方法。

根据堰坝的出流规律，假定堰坝出流流量与坝上水位关系呈单一线，大路铺站基本断面距该坝只有190m，中间无任何支流加入，该坝出流流量即为大路铺站基本断面过流流量。设想可以采用坝上水位与基本断面过流流量建立关系，如关系呈单一线，则在坝上建立自记水位计观测水位，大路铺站基本断面按单一线法测流，全年施测流量不少于15次即可，当发生特大洪水及超历史实测枯水时，增加测次，经一到两年验证水位流量关系稳定为单一线，还可实行间测，真正意义上做到了大路铺站测验方式改革，极大减轻了测站劳动强度[2]。

3.2 方案实施

根据分析方案思路，大路铺站2015年9月中旬在坝上10m处设立直立水尺，假定水尺零点高程为100.00m。在大路铺站基本断面施测流量时，人工测记坝上水位。从9月18日至12月5日，共施测流量30次，施测最小流量4.53m3/s，相应坝上水位100.35m，基本断面水位44.90m，最大流量602m3/s，相应坝上水位102.74m，基本断面水位48.54m，基本断面水位变幅3.64m，占实测历年平均水位变幅4.0m的91.0%。

3.3 方案分析

点绘坝上水位与基本断面流量关系图，以坝上水位为纵坐标、基本断面流量为横坐标点绘关系图，详见图1。

图1 大路铺水文站坝上水位～基本断面流量关系图

经分析，其关系为单一曲线关系，并通过三相检验，符号检验为合格，适线检验为免检，偏离数值检验为合格，标准差4.8%，系统误差0.0%。

通过相关资料、检测结果和分析中可以看出，坝上水位与基本断面流量关系很好，呈单一线，定线符合水文资料整编规范要求[3]。

4 结论

（1）从2015年9月18日至12月5日施测30次流量资料来看，包含了大路铺站高、中、低和枯水，基本断面水位变幅3.64m，占实测历年平均水位变幅4.0m的91.0%，流量从4.53～602m3/s，基本上测到了该站的洪水变化过程，资料可靠、准确，满足方案分析要求，符合水文测验及整编规范要求。

（2）根据以上分析，坝上水位与本站流量关系很好，呈单一线，三相检验合格，标准差和系统误差均符合要求，说明采用坝上水位来推求本站流量是可行的。为推进大路铺站测验方式改革，彻底解决流量测验和整编方式方法问题，实现该站由驻测变为巡测、间测。

[1]陈金庆.新河水文站流量测验方式的分析[J].水文，2007（01）：75～77.

[2]潘新华.以科技创新推进水文测验方式方法改革[J].广西水利水电，2013（04）：66～69.

[3]史 超.水文测验方式方法技术创新实践与探讨[J].硅谷，2013（24）：118～119.

TV697.2+1

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1004-7344（2016）31-0163-01

2016-10-15

谢小秋（1976-），男，湖南衡南人，本科，水文专业。