塔河水文站流量間測分析

孫 鑫，蔡文國，張 梅

(黑龍江省大興安嶺水文局，黑龍江大興安嶺165000)

2010年，上級機(jī)構(gòu)在塔河水文勘測隊(duì)的測區(qū)范圍內(nèi)恢復(fù)了二十三站及二十五站兩處水文站，在現(xiàn)有人員的基礎(chǔ)上增加了塔河水文勘測隊(duì)的測驗(yàn)任務(wù)量。因此為提高工作效率，合理配置區(qū)域水文監(jiān)測工作的人力和物力資源，更好的完成測區(qū)的水文監(jiān)測任務(wù)，根據(jù)《水文巡測規(guī)范》的各項(xiàng)誤差要求，現(xiàn)對塔河水文站流量間測進(jìn)行分析。

1 測站概況

1.1 自然地理狀況

塔河水文站隸屬于塔河水文勘測隊(duì)，始建于1962年，流量測驗(yàn)?zāi)攴轂?970年至今。地處大興安嶺地區(qū)塔河縣郊區(qū)，是呼瑪河右岸一級支流塔河下游重要控制站，中央報(bào)汛站、國家水文站，大河一般站，一類精度水文站。流域面積6 581 km2，河長185 km，距河口3 km。

塔河發(fā)源于大興安嶺伊勒呼里山西端北坡，流域地勢由南向北傾斜，以低山丘陵為主，中山較少，山體散大，山頂渾圓，尖頂極少。山谷坦蕩，陽坡短而陡，陰坡緩而長。流域平均縱坡2.06‰，河道彎曲系數(shù)1.56，是典型的山溪性河流。地處寒溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，夏季短促而炎熱;冬季漫長而寒冷，多年凍土發(fā)育較為普遍，流域植被良好，森林覆蓋率79.69%。

1.2 測驗(yàn)河段狀況

該站測驗(yàn)河段順直長度約2 000 m。左岸為灘地，右岸為山，測驗(yàn)斷面控制良好，屬一灘一槽復(fù)式河床，主槽與灘地流向差異較小。測流斷面布設(shè)成直線，當(dāng)水位達(dá)99.00 m時(shí)，灘地開始過水，水位達(dá)100.37 m時(shí)灘地寬約1 000 m。測驗(yàn)斷面河床由河卵石組成，左岸有0.5 m厚黑土，黑土以下為細(xì)沙。

1.3 水文特性

塔河水文站歷年水位流量關(guān)系曲線為單一線，關(guān)系穩(wěn)定，冰期采用改正系數(shù)法推流。塔河水文站歷年最高水位為100.37m，最大流量為2 240m3/s，均出現(xiàn)在1991年。洪水多由暴雨和集中性降雨形成，年最大洪峰集中出現(xiàn)在汛期6～9月，尤以7、8月份最為集中，出現(xiàn)洪峰的概率為80.0%。洪水來源主要由上游來水及區(qū)間支流干部河匯流而成。由于流域地處山丘區(qū)，植被良好，河道坡降大，洪水具有山溪性河流特征，水位水暴漲暴落，漲落水歷時(shí)都比較短。漲水期間水位、流量變化劇烈，洪水過程多為單式洪峰，洪峰滯留時(shí)間一般在3h左右，峰型尖瘦。

2 間測分析

2.1 資料選用概況

本次分析選取了2000～2009年共10 a的水文資料系列，包括了高、中、低水和不同水情資料，其中2003年為水位流量關(guān)系曲線受局部沖淤影響為兩條線，經(jīng)計(jì)算分析符合SL 195—97《水文巡測規(guī)范》第 4.3.3.1條規(guī)定，定為兩條單一線。資料系列最高水位為99.64 m，日期為2003年7月31日;系列最低水位為95.75 m，日期為2005年11月2日，系列控制水位變幅為3.89 m。塔河站歷年最高水位為100.37 m，日期為1991年7月1日，歷年最低水位為95.75 m，日期為2005年11月2日，歷年水位變幅為4.62 m，系列水位變幅已控制歷年水位變幅84.2%，符合規(guī)范要求，詳見表1。

表1 資料系列年水位流量變化

2.2 水位流量關(guān)系檢驗(yàn)

2000～2009年各年的水位流量關(guān)系曲線，已于當(dāng)年資料整編按規(guī)范要求通過3種檢驗(yàn)，其統(tǒng)計(jì)值及標(biāo)準(zhǔn)差均符合規(guī)范要求，本次無需再次進(jìn)行檢驗(yàn)。

2.3 水位分級

按國家標(biāo)準(zhǔn)《河流流量測驗(yàn)規(guī)范》第6.1.2條的有關(guān)規(guī)定，水位級的劃分以頻率分析計(jì)算作為基本依據(jù)，對一類精度的水文站水位級的劃分可采用年特征值法。本次選取了塔河水文站自1962年至2009年共48年的暢流期水位資料進(jìn)行頻率計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可將測站水情特征劃分為以下4個(gè)時(shí)期:

其中:Zmax為測站歷年暢流期瞬時(shí)最高水位系列，Zmin為測站歷年暢流期瞬時(shí)最低水位系列，Zavg為測站歷年暢流期日平均水位系列，計(jì)算結(jié)果見表2:

表2 水位分級

2.4 誤差分析

根據(jù) SL 195—97《水文巡測規(guī)范》第 2.2.5.2 條規(guī)定，各相鄰年份的曲線之間最大偏離中水不超過5%、高水不超過4%可停1年測1年，或?qū)嵭袡z測。經(jīng)對資料系列的分析與計(jì)算，塔河水文站水位在97.00～97.70 m時(shí)最大相對誤差為5% ，水位在97.70以上時(shí)最大相對誤差為3.4% ，均符合規(guī)范要求，可停1年測1年，詳見表3:

表3 水位變幅誤差分析

3 結(jié)論

經(jīng)分析論證，塔河水文站可實(shí)行停1年測1年的間測方案。停測期間用上1 a水位流量關(guān)系線推流，并用高精度方案檢測流量3次以上，檢測點(diǎn)均勻分布在高、中、低水位。每次檢測成果都要檢查是否超出表4.3.1規(guī)定的允許誤差范圍，當(dāng)超出誤差允許范圍時(shí)，應(yīng)在現(xiàn)場即時(shí)分析，屬測驗(yàn)失誤時(shí)，應(yīng)就地復(fù)測;屬測站控制條件變化，應(yīng)增加檢測次數(shù)，采用當(dāng)年實(shí)測成果定線推流，并應(yīng)于次年恢復(fù)正常測流。間測期間，如發(fā)生稀遇洪水、枯水，或發(fā)現(xiàn)水利工程措施等人類活動(dòng)對本站控制條件有明顯影響時(shí)，應(yīng)盡可能恢復(fù)測流工作。正常測流年份，需進(jìn)行15次以上的測流。

［1］水利部.SL 195—97水文巡測規(guī)范［S］.北京:中國水利水電出版社，1997.