深圳河定期连续水文测验特征值合理性分析

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(1.长江委水文中游局皇庄水文站，湖北 钟祥 431900；2. 长江委水文上游局，重庆 400000)

1 概 况

深圳河是深圳特区和香港特别行政区的界河，位于珠江口东侧，东经114°02′～114°13′、北纬22°27′～22°39′之间，属珠江口水系。深圳河发源于其支流沙湾河黄牛湖水库上游海拔214.5 m的牛尾岭，自源头至深圳河口全长37 km，平均比降为1.1‰。深圳河流域面积312.5 km2，其中深圳境内187.5 km2、香港境内125 km2。

在深圳河流域设立了深圳河口、罗湖、梧桐河3个潮流站，平原河口、布吉河(草铺)、新洲河3个径流站，赤湾和烂角嘴2个潮位站。站网分布见图1。深圳河定期连续水文测验项目的任务是为治理深圳河工程提供基础水文资料。

图1 深圳河流域站网分布图

2 测验项目及测验方法

根据《深圳河定期连续水文测验及分析任务(2013～2014年度)招标文件》规定，深圳河连续水文测验任务，主要包含深圳河河口、罗湖、梧桐河3个潮流站，平原河河口、布吉河、新洲河3个径流站，赤湾断面2条垂线OBS现场测沙和烂角嘴潮位站观测的工作。主要测验项目有水位、水温、雨量、断面、流量、流向(潮流)、悬沙、悬颗、床沙等。

平原河河口、布吉河、新洲河3个径流站流量一般采用常规流速仪法测流，在暴雨期漂浮物过多、流速仪无法正常工作时，采用电波流速仪法测流。流量测验测次布置以能满足水位～流量关系曲线定线、推求时段流量从而计算日平均流量为原则。

罗湖潮流站位于深圳市罗湖海关人行桥上游处；梧桐河潮流站位于香港特别行政区境内新界北区，为梧桐河入汇深圳河干流的控制站；深圳河口潮流站为深圳河出口控制站。均采用RDI公司生产的WinH—ADCP声学多普勒流速仪指标流速法施测流速、流向，采用走航式ADCP验证代表潮，通过指标流速推求全断面平均流速。

各站水位观测采用YAC9900压力式水位自记仪，固态存储，GPRS传输，并定期对自记水位进行校测、定期现场读取数据。降水全年采用JDZ05自记数据采集存储器记录；固态存储。自记仪器精度0.5 mm。降水资料整理采用固态存储采集数据整理，编制降水月报。

3 主要水文特征值及合理性分析

深圳河口潮流站作为深圳河的出口控制站，其水文特征值可代表深圳河的总体特性。深圳河主要特征值如下：流域面积为312.5 km2，干流长为37.0 km。通过对2008～2014年深圳河口站水文资料统计，多年平均径流量为4.837×108m3； 多年平均径流深度为1 547.8mm；多年平均降水量为1 838.3mm；多年平均输沙量为0.969×104t。自2009年到2014年深圳河泥沙总体是淤积的。但是，通过河道治理，淤积量逐年减少，2009年的淤积量为10.8×104t，到2014年淤积量减少为2.06×104t，多年平均淤积量为5.81×104t。

3.1 水位合理性分析

(1)单站合理性检查，根据水位变化的一般特性(如水位变化的连续性、涨落率的渐变性、洪水涨陡落缓的特性等)和变化的特殊性(如受下游洪水或水利工程的顶托、上游排污闸的运行、水库排放水等影响)，检查水位变化的连续性与涨落过程及峰形变化的合理性。

(2)邻站对照检查。图2为平原河口站、草埔站与新州河站近两年的月平均水位对照图,从图中可以看出，过程线趋势大致基本相应。布吉河(草埔)站于2014年11～12月份出现水位偏低，是2014年10月铺设的截污管道已经运行，致使河道水位降低所致。新洲河站属降水引起的产流权重太小的水文站。2013年12月～2014年12月期间，月平均水位变化缓慢，甚至变化相同，一是因为这期间降水时间很短、降水量也很小，故产流小，对月平均水位的影响较小；二是这期间水位变化的主要因素是上游城市(生活、生产)排水具有规律性，因此连续多月出现月平均水位相同情况。

(3)降雨径流检查，深圳河流域河流均为小型河流，河道水位直接受上游降水影响，通过降水径流过程对照检查，基本相应。如平原河口站2014年8月月平均水位出现低值与当月降水量偏少有关。

图2 定期连续水文测验径流站2013年—2014年月平均水位对照图

3.2 流量合理性分析

(1)径流量合理性检查

平原河口站2013年平均流量为4.06 m3/s，2014年平均流量为4.75 m3/s，布吉河(草埔)站2013年平均流量为4.35 m3/s，2014年平均流量为4.40 m3/s，新洲河站2013年平均流量为0.202 m3/s，2014年平均流量为0.163 m3/s。

①水位～流量关系定线

平原河口站水位流量关系主要受上游莲塘河和平原河来水影响与海水潮汐涨落的顶托影响，兼受罗芳污水处理厂排水及城区生活用水的影响。在受海水潮汐涨落的顶托影响时，因而涨水面流量偏小，退水面流量偏大，呈现反绳套线形。根据相关标准，按时间序列采用临时曲线法、连时序法定线，并参照历史资料，分析水位流量变化趋势来确定线型。

布吉河(草埔)站水位流量关系主要受洪水涨落影响和上游排污闸的控制，水位流量关系点据密集；新洲河站水位流量关系主要受洪水涨落影响和上、下游排污闸的控制，水位流量关系点据密集。根据《水文资料整编规范》定线精度相关标准，两站水位流量关系为单一线，并参照历史资料辅助定线。

②水位流量关系曲线检验

根据要求对水位流量关系单一线的测站进行符号检验、适线检验和偏离数值检验(简称三种检验)。平原河口站2013年水位流量关系曲线中各条曲线均没有超过10 个测点，按规定不做定线的三种检验。2014年对水位流量关系曲线做三种检验，各项指标均在允许范围内，符合要求。布吉河(草埔)站和新洲河站2013年和2014年的水位流量关系曲线三种检验，各项指标均在允许范围内，符合要求。

③流量与水位过程对照

按站将水位、流量过程线绘在同一图纸上，在流量过程线图上绘入各实测流量点，实测点基本控制了流量的变化；在水位过程线图上绘入各实测流量的相应水位点，实测点基本控制了水位的变化。对反常情况，则从推流所用的水位、方法、曲线点绘和计算、测站上游来水及下游顶托、上游或下游翻板闸的运行影响等方面进行检查。经检查，水位、流量过程线的变化涨落趋势基本一致，峰形相似，峰顶、峰谷相应。

④平均流量过程对照

根据2013～2014年计算的逐日平均流量成果表，采用平原河口、布吉河(草埔)、新洲河的月平均值，流量为纵坐标，时间为横坐标，点绘过程进行对比，三站流量过程线变化趋势基本相应，符合区间河流的水情变化规律。见图3。

(2)潮流量合理性检查

潮流量过程的合理性检查包括本站潮水位过程、潮流量过程、降水过程的对照检查；上下游站的潮流量过程对照检查、临近站的潮流量过程对照检查。

本站潮水位过程、潮流量过程、降水过程的对照检查内容包括潮水位涨落过程、潮流量变化过程的合理趋势检查。有降水发生时，潮位过程或潮位的涨落率过程将发生变化、潮流量也会发生相应变化。临近站、上下游站的潮流量过程对照检查内容包括大小流量的(高、低潮位的出现)出现时间检查；过程的相似性检查重点关注不一致的峰并结合降水过程进行综合分析。具体检查罗湖站与深圳河口站、梧桐河站与深圳河口站的流量过程、梧桐河站与罗湖站的流量过程，总体趋势一致。见图4。

图3 径流站2013-2014年月平均流量对照

图4 2013年-2014年月平均潮流量对照图

4 结 论

通过对水(潮)位、流量的特征值统计(篇幅所限，数据表格略)和合理性分析，可以得出以下结论：

(1)水位变化连续、涨落过程及峰形变化上下游对照相应，降水径流过程对照基本相应。

(2)径流站水位流量关系单一线均进行了3种检验，各项指标均在允许范围内，符合要求，水位流量关系定线合理。

(3)径流站流量过程线与水位过程线的变化涨落趋势基本一致，峰形相似，峰顶、峰谷相应。

(4)潮流站上下游流量过程对比，总体趋势一致，大小流量 (高、低潮位的出现)出现时间相应。

(5)深圳河连续水文测验仪器设备选型合理，测验方法正确，测站管理有效，成果可靠。