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南宽坪水文站水位流量关系单值化分析

2019-06-26张继辉

陕西水利 2019年5期
关键词:定线水文站水文

廉 波,张继辉

(陕西省商洛水文水资源勘测局,陕西 商洛 726000)

0 引言

近年来随着经济社会的发展,水文工作已由简单的水位、流量、泥沙、降水资料的收集向快速、精准、全面的服务方向发展。原有的人员仪器设备已不能满足水文发展的需求,必须通过改革测验模式、开展巡测与驻测相结合的方式来适应新的发展需求。水文工作者需加强试验、精简分析,才能研究出符合巡测条件的方案。

南宽坪水文站自建站至今一直采用驻守测验,若要开展巡测需对南宽坪水文站测验进行单值化分析。为此,本文按照《水文巡测规范》(SL 195-2015)对南宽坪站进行单值化分析,分析率定水位~流量综合关系线。

1 测站概况

南宽坪站是金钱河干流控制站,控制面积3936 km2,河长245.7 km,河流平均比降5.9‰,距河口距离96.7 km。南宽坪水文站属二类精度站。观测项目有水位、流量、泥沙、降水量、蒸发、水质等,流域内设立雨量站有扈家垣、漫川、黑山、板岩、长沟、小河口、山阳等站。多年来积累水文资料520 余站年。该站多年平均降雨量为783 mm,多年平均径流量10.1×108m3/s,输沙量为216 万t,多年平均蒸发量为1107.3 mm。

2 资料的选用

南宽坪站1959 年建站,共迁断面四次,最后一次是1983年。本次分析南宽坪站水位流量单值化,资料选用2008 年到2016 年共9 年河道实测资料进行分析。

2.1 可靠性

南宽坪站属国家基本站网,水文测验资料按规范进行,而且连续完整,资料条件较好。历年观测资料均通过陕西省水文水资源局组织的资料复审和水利部长江水利委员会组织的资料终审,所有资料刊印成水文年鉴。因此南宽坪水文站的水文资料是可靠的。

2.2 一致性

南宽坪水文站共迁断面四次,最后一次是1987 年,期间河道没有大的变化,近年南宽坪水文站上下游开展梯级电站建设,河道采沙取石造成2012 年后断面下切,工程建设在一定程度上对南宽坪站资料的一致性有影响,但总体是一致的。

2.3 代表性

南宽坪站9 年实测水位流量资料系列中,可以看出水位流量分布比较均匀,对河道水位流量的相关性分析具有一定的代表性。

3 数据分析

对南宽坪水文站2008 年~2016 年实测流量测点按照单一线、单值化分析要求进行定线、推求流量,计算年径流量,与整编成果进行误差计算,判断其是否符合规范规定。

3.1 综合曲线法

点绘2008 年~2016 年水位~流量综合曲线。查看点群分布情况,南宽坪水文站综合水位~流量关系线为带状,主要原因是金钱河修建南宽坪电站、猛柱山电站等工程后引起断面变化,断面变化情况见图1。故用综合线满足不了单值化分析要求。

图1 南宽坪站断面变化图

3.2 按水位级布设流量测点测取流量

选取2008 年~2016 年9 年资料进行分别定线,选取不同水位级的实测流量点子,概化成一条水位~流量关系线,见图2(图中系列1~5 依次代表2010 年~2014 年的水位流量曲线)。经定线可以看出,南宽坪水文站基本上是一年一条线,断面相对稳定。依据当年水位过程,在新概化的关系线查取流量进行推流,得出逐日平均流量成果表与当年整编成果表的逐日平均流量成果表,并把概化后的关系曲线进行曲线检验,检验结果见图3~图6(系列1 代表实测曲线,系列2 代表概化后的曲线)。由图3~图6 可知,各年南宽坪站水位~流量曲线呈单一线,实测数据与概化后的数据吻合程度较高。

图2 南宽坪站历年综合水位流量关系图

图3 2013 年南宽坪水文站水位~流量关系图

图4 2014 年南宽坪水文站水位~流量关系图

图5 2015 年南宽坪水文站水位~流量关系图

图6 2016 年南宽坪水文站水位~流量关系图

3.3 误差计算

对2008 年~2016 年水位流量按照单一线进行关系线定线,并进行误差计算。南宽坪站水位流量关系按单一线定线的允许随机不确定度计算结果及年径流量允许相对误差计算结果分别见表1、表2。

由表1 知,允许随机不确定度最大为8.8%,符合规范对高水、中水按单一线定线的误差要求。系统误差最大1.1%,符合规范对系统误差的要求。由表2 知,年径流量允许相对误差最大2.44%,符合规范对年径流量允许相对误差要求。

综上所述,南宽坪水文站测流按照单一线方法进行布点满足整编精度要求,满足开展巡测的要求,可开展巡测。

表1 南宽坪站水位流量关系允许随机不确定度计算表

表2 南宽坪站年径流量允许相对误差计算表

4 结论及建议

4.1 结论

通过分析,南宽坪水文站满足《水文巡测规范》(SL 195-2015)第4.2.4 开展巡测的要求,测流按照单一线方法进行布点满足整编精度要求。建议尽快编制巡测方案,早日开展巡测工作。

4.2 建议

1)水位在492 m~495 m 之间,按照水位涨幅布设测次,一般控制在水位变幅0.3 m 左右,如果流量测点明显偏离水位流量曲线趋势,应适当加密测次。涨水段水位变化急剧没有测到,在落水时,应对照相应水位布设流量测次。

2)水位在495 m 以上,按水位涨幅0.6 m 布设测流次数,确因人员、设备仪器原因涨水段没有测到,可在落水段增加相应水位级流量测次。

3)按照水位级布设流量测次满足精度要求,一年根据涨水情况,为满足曲线检验要求,每年测流不少于15 次,布置15 次~25 次。

4)水文站下游有猛柱山电站,水库蓄水影响河道正常测验时,应加密测次,按照连实测流量过程线法定线、推流。

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