泸沽水文站测站特性分析

兰莹　潘科　李晖

摘 要：介绍安宁河泸沽水文站的基本情况，从测验河段水流形势、上游来水来沙及水沙特性、水位流量关系等方面对安宁河泸沽水文站的特性进行初步分析，以期为水文测报工作提供参考。

关键词：泸沽水文站；测站特性；分析

泸沽水文站位于四川省冕宁县泸沽镇，东经102°11′，北纬28°18′，集水面积2090km2，距河口距离244km（如图1所示），是安宁河上游的控制站。通过分析测站特性，寻找泸沽水文站测验断面水力要素的变化规律，对于泸沽水文站测验方案的编制和数据资料精度的提高都有重要意义。

1 测站基本情况

1.1 测站沿革

泸沽水文站于2001年由四川省水文水资源勘测局设立，属二类精度站，测验断面位于冕宁县泸沽镇工农街，冕先公路梳妆台大桥下游50m，断面自设立以来未发生变动。

1.2 观测项目

泸沽水文站目前观测项目有：水位、流量、降水量、含沙量、颗分、水情拍报。

1.3 测验河段及水流沙情况

测验河段顺直，长约150m，是典型的窄深式河段，测验断面宽约55m，汛期水面宽30m-50m，平均水深可达8m-9m，枯季水面宽25m-30m，平均水深4m-5m。

测验断面下游300m为一弯道，对该站中高水的流量起控制作用，弯道之后为一急滩，对该站的低水流量起控制作用，急滩之后便是安宁河一级支流孙水河与安宁河的交汇口。

泸沽水文站上游40km是库容达65800万立方米大桥水库，水库的作用为防洪兴利兼发电，泸沽水文站来水中大桥水库以上基本被人工控制，大桥水库大坝至泸沽水文站断面之间的来水主要有樟木沟、南河、马尿河和河边河这几条主要支流。

从多年实测的洪峰来看，泸沽水文站来水为山区性河流特性，洪水暴涨暴落洪水历时短，汛期最大洪峰多出现在7、8月份，自建站到现在实测最大洪峰流量702m3/s。枯季泸沽站水文站来水主要是大桥水库电站发电尾水，笔者查阅了泸沽水文站近5年的资料，发现泸沽站枯季来水量达全年来水量的40%左右，可见上游大桥水库的调节作用非常明显。

泸沽水文站来沙主要是大桥水库大坝至泸沽水文站断面之间的几条主要支流和大桥水库的泄洪和冲沙，泸沽水文站断面枯季来水清澈，含沙量低，泸沽水文站目前仅在汛期对断面的含沙量进行监测，汛期多年平均含沙量360g/m3。

2 测站特性

根据流量计算公式Q=FV，曼宁公式V=n-1R2/3S1/2，所以本文主要讨论F、V及S变化情况。

2.1 断面（F）变化情况

泸沽水文站断面测量方法为铅鱼探深，在洪峰时水深大，水位涨落快，水面漂浮物多，如果在此时实测断面，对水文缆道威胁大，此外历时长，不利于对洪峰过程流量控制的测验。

目前泸沽水文站在洪峰测流中一般使用借用断面，待洪水回落且水位稳定时再进行断面测量，测得断面和之前用于测流的断面进行断面比算，如果断面变化超过3%，就对之前测得的峰前流量进行改算（以最高水位的时间为分界点，峰后不改算），如果不超过3%，测峰前峰后均不改算。所以，由于测验条件的限制，对洪峰涨落过程中实时断面变化规律尚不够明确，在以后测验中还需进一步探索。

笔者研究了用上述断面测验方法获得的断面资料，发现相邻断面变化均在10%以内，部分时间内还相对比较稳定，如在2016年汛期测得断面资料里，相邻断面变化均不超过3%。

2.2 流速（V）变化情况

根据山区河流的特性和曼宁公式，在水位平稳时，S为河床坡度，在涨坡阶段，根据洪水波的传播特性，此时，洪水的S=S稳+△S（△S为附加比降），在退坡阶段，洪水的S= S稳-△S，所以，在涨坡阶段，洪水平均流速较稳定时的流速大，在退坡阶段，洪水平均流速较稳定时的流速小。

泸沽水文站断面流速情况也符合上述规律，但泸沽水文站本身还有一个特殊的情况，就是上面测验河段中说到的孙水河和安宁河的交汇口，此交汇口距泸沽水文站断面只有500m左右，交汇口的水位高低对泸沽水文站断面的S影响异常大，用水文术语描述为“顶托影响”，笔者查阅了泸沽水文站自建站以来的资料，发现在同一水位下，顶托对正常流速的影响可达70%。下面笔者就流速变化的几种情况分别说明：

2.3水位流量关系（Z～Q）情况

根据上述对断面和流速的分析可知，泸沽水文站水位流量关系极不稳定，多年的流量测验也证实了这种情况。水位流量关系可能是稳定曲线（图5），也可能是逆时针绳套（图3），还有可能是顺时针绳套（图4），如果安宁河洪水和孙水河洪水涨落发生交叉则出现顺时针绳套和逆时针绳套混合的情况（35-40、41-44为顺时针绳套45-49为逆时针绳套）。因此，泸沽站水文站在洪峰流量测验中应在起涨、涨坡、峰顶、峰顶附近、及退坡、退平处布点，这样才能更好的控制该站断面流量变化情况。

2.4 流速系数情况

根据《河流流量测验规范》，系数分析应不少于30份实测资料。泸沽水文站在每年的流量测验中均有实测水面流速和多点法流量测验，待收集份数达到规范要求后边进行系数分析。

2.4.1 水面流速系数

泸沽水文站在2005-2013年共收集了31份水面流速和多点法流对比分析资料，经点图定线并通过不确定度、系统误差等指标的检验，确定垂线多点法平均流速/垂线水面流速值为1.00（断面流量>100m3/s时）。水面系数的分析大大提高了泸沽水文站的测洪能力，为更安全快捷的获得断面洪峰流量提供了依据。

2.4.2 一点法（0.6）系数

泸沽水文站在2005-2011年共收集了35份多点法分析资料，经点图定线并通过不确定度、系统误差等指标的检验，确定垂线多点法平均流速/垂线一点法流速值为0.95。泸沽水文站平时多为一点法测流，测得流速后再用一点法系数进行修正，这样大大提高了流量測验的数据精度。