彭阳水文站全年巡测方案探讨

李鹏德

(宁夏水文水资源勘测局 固原分局，宁夏 固原 756000)

1 测站概况

彭阳水文站地处彭阳县城南，位于E106°39′12.24″，N35°50′32.01″，设于1975年5月1日，属黄河流域泾河二级支流茹河中游控制站，是自治区重点水文站。测验断面以上集水面积为1 544 km2，至河源56.1 km，至河口123.8 km，河床平均比降10.5‰，属二类精度水文站。上游有主要支流小河汇入，流域面积1 127 km2，占彭阳水文站控制面积的73%。测验项目主要有水位、流量、泥沙、降水、蒸发、水质、墒情等。

该站上游设有青石嘴、马华沟、任河、店洼4处长系列雨量站，支流小河流域有8处雨量站，现均兼遥测雨量，2012年新设西沟、古城、下马洼等7处遥测雨量站，支流小河10处遥测雨量站。测验项目主要有水位、流量、泥沙、降水、蒸发、水温、冰情、水质、墒情等。

上游主要有乃河、店洼、石头崾岘3座中型水库(包含所有小型水库及骨干坝)，水库控制面积1 459 km2，占测站集水面积的94%。

设站以来，最大流量为951 m3/s(1997年7月30日)，暴雨一般集中在每年的6-9月份，主要集中在7、8月，洪水的产流方式为超渗产流。

测验设施：设有缆道、雷达波数字化测流系统、浮标投放器、雷达水位计。

2 流量误差的分析

2.1 水位流量关系的分析

因彭阳站近10年仅2007、2008年发生2次大于100 m3/s的洪水，根据《水文巡测规范》4.2.6条，有5年以上资料，且实测流量的水位变幅已控制历年水位变幅的80%以上，而彭阳站大洪水集中在20世纪90年代，故本次选用1995-2015年水位流量资料点绘关系进行分析，见图1。从水位流量关系看，多年高中水采用浮标测流，每次洪水涨水快，很难测到起涨流量，大多流量计算借用峰后断面，关系线多为单一线，在断面变化相对稳定期多次洪水线重合或接近，但在低水受冲淤变化影响水位流量关系点还是比较散乱，用单值化方法处理后的关系线与单值化关系线间的定线误差超过二类精度水文站的允许误差指标。故本次确定了4条关系线，并对4条线进行三线检验，标准差8.0%～9.2%，根据《水文巡测规范》第4.5.1条及4.5.4条，标准差基本符合要求，最后率定4条综合水位流量关系线图，见图2。

图1 彭阳站历年水位流量关系图

图2 彭阳站历年综合水位流量关系图

2.2 流量误差分析

将彭阳站2005-2016年1-12月流量资料进行统计，分析以逢0日(10日、20日、30日)固定日测流，期间有洪水过程，流量参与计算，平水期采用连实测流量过程线法、洪水期临时曲线法推求，月平均流量与驻测期间月平均流量进行比较分析。

用下列公式对巡测和驻测推算的流量进行误差计算：

式中：σ为相对误差，%；Qi为巡测流量，m3/s；Q0为驻测流量，m3/s。

用两种方法计算的月平均流量误差见表1。由表1可知，采用巡测推求的流量均符合《水文巡测规范》第4.3.3条二类站年总量允许误差不超过3%的规定，第4.5.3条二类站汛期总量允许误差不超过3.5%的规定。

表1 彭阳站流量误差统计分析表

2.3 一次洪水总量误差分析

根据《水文巡测规范》4.4.3条，在各级水位级内用于计算误差的样本不宜少于30个，因彭阳站高中洪水集中在20世纪90年代，故本次选用1995-2015年洪水32场次，采用已整编的洪水要素摘录表计算每场洪水总量。然后根据本次确定的水位流量综合线推算每场洪水总量，计算每场洪水总量的相对误差，见表2。依据《水文巡测规范》4.5.3条，有6场洪水误差略有超标，其它场次洪水总量相对误差在6.0%允许范围内。

表2 洪水总量统计分析表

3 悬移质输沙量分析

对2005-2016年1-12月及年输沙量进行统计分析，非汛期含沙量小，其它月份平水期水清，4、10月份及汛期出现大小洪水过程时有含沙量，分析以逢0日(10日、20日、30日)固定测流时取沙，期间有洪水时同水位、流量一样控制过程。通过计算，输沙量汛期总量相对误差为0～5.5%，年总量相对误差为0～4.6%，依据《水文巡测规范》4.5.9条，除2015年汛期误差略有超标，其它各年输沙量相对误差在5.0%允许范围内，见表3。

表3 彭阳站悬移质输沙量误差统计分析表

续表3

4 结 论

根据水利部水文局[2017]50号关于强化水文测验工作的通知精神，在遵守水文测验相关规范的基础上转变思想观念、以水文测验方式改革为主要内容，逐步向“有人看管，无人值守”的现代化水文测验模式转变。因前面已统计分析的流量、洪水总量及输沙量基本符合《水文巡测规范》，可以拟定由1名正式职工或雇用当地群众平水期固定日测流，期间有洪水时观测水位、取沙，以控制洪水过程为宜,见表4。

表4 彭阳水文站巡测布置方案