浅析流量比测对水文资料一致性分析的应用

李欢丽

(新疆伊犁水文勘测局，新疆 伊犁 835000)

1 概述

种蜂场水文站始建于2004年6月，主要测验项目有水位、流量、悬移质泥沙、水质、水温、气象、降水、蒸发，冰情等。该站测验河段较为顺直，河床由卵石和砂砾石组成，左右岸为废弃的旧桥墩，流量测验断面在基本水尺断面下游70 m处。2020年基本水尺断面迁至原基本水尺断面下游40 m处，如图1所示。

图1 种蜂场水文站测验断面示意图

该站断面采用85基准基面，在汛前、汛后分别对新、旧断面进大断面测量工作，如图2所示，从图中可得知，原测验断面为窄深式矩形河槽，现测验断面已发生变化[1]，属于宽浅式河槽。由于该站新、旧测验断面的迁移距离较近，测验断面形状已经发生变化，因此，测验断面的变化可导致水文资料的一致性发生改变。

图2 新、旧断面实测大断面图

2 流量比测

该站同时在新、旧断面收集水文资料一年，水位均采用直立式水尺观测，每日按时进行人工观读水位并与雷达水位计进行校核。流量均采用EKL-3型全自动电动缆道，采用流速仪0.6一点法测速。在测验河段、河床特性均相同，水位、流量的测验设备、测验设施、测验条件均一致的情况下，对新、旧断面水位、流量严格按照《水文测验整编规范》要求进行定线整编，推出各月流量与年径流量大致相等，因此，在同等条件下可得出：Q(旧断面)≈Q(新断面)，根据曼宁公式即：A(旧断面)1/nR2/3S1/2≈A(新断面)1/nR2/3S1/2

由于断面迁移较近，可判定断面糙率、比降、水力半径相差不大，采用数理学统计方法，对测站新、旧断面面积进行统计，如表1所示，算出新、旧断面相对误差，利用均值、标准差进行分析，可得出新、旧断面面积误差属于正态分布，数据分布集中，如图3所示。

表1 新、旧断面面积误差统计

图3 新、旧测验断面面积正态分布图

综上所述，在同等条件下，收集新旧断面的实测流量资料及水位观测数据，绘制汛期逐时水位过程线图，由图4所示，从图中可以看出，新旧断面水位过程线起伏变化一致，以上足以说明新断面水位观测合理，断面位置合适，水位代表性好，能够控制完整的水位变化过程，保证了水文资料的可靠性。

图4 新、旧测验断面逐时水位过程线图

3 水文资料一致性分析的应用

由以上资料分析可对新、旧测验断面面积建立相关关系，如下图5所示：该站新、旧测验断面面积相关性非常好，R=0.99，可提出利用公式可互推出新、旧断面的面积、反查出水位，进而推出断面流量的方法，为水文资料序列[2]的一致性[3]提供有力依据。

图5 新、旧测验断面面积相关关系图

当新断面收集资料年限n<16 a时，利用公式X=(y+0.877 1)/0.968 8可得出旧断面的面积，进而查出相应的水位、流量，对旧断面水文资料进行延长。

当新断面收集资料年限n>16 a时，利用公式y=0.968 8x-0.877 1可得出新断面的面积，进而查出相应的水位，流量，对新断面水文资料进行延长。

此方法一方面可对测站实测流量数据进行合理性检查，另一方面，通过流量比测关系可提出新、旧断面面积相关，利用公式可对水文资料的一致性[4]提供了理论依据，对水文资料的序列性分析有很重要的指导意义，同时为水文资料的合理性、一致性、可靠性提供重要的理论支撑。

4 结语

本文以种蜂场水文站为例，结合该站河流测验特性和断面布设情况，以实测资料为基础，综合考虑河流变化规律、测验设施设备等因素进行分析，分析结果提出，在各类测验的同等条件下，如测验断面发生迁移，通过流量比测资料，建立新、旧测验断面面积关系可保证水文资料的一致性，在对水文资料一致性分析、水文水资源研究有广泛的应用，此方法是有效可行的。