□李娜卿
響水堡水文站屬于國家基本站,類別河道站,設站時間為1935 年5 月,位于海河流域永定河水系洋河,實測最高水位559.43,發(fā)生在1948 年;實測最大流量1270m3/s,發(fā)生在1979 年。根據(jù)2020 年實測的水位、流量,繪制其關系曲線,并對其準確性和適用性進行檢驗。
響水堡水文站所處河系海河流域永定河水系洋河,測站位于河北省張家口市辛莊子鄉(xiāng)響水鋪村,東經(jīng)115°11′北緯 40°31′,建于 1935 年,集水面積14507km2。形狀東西向長,南北向短,略呈扁圓形。主要有東洋河、南洋河、西洋河、洪塘河、清水河、龍洋河等幾條支流,河網(wǎng)密集。
河段比較順直,上下160m 高低水無分流串溝??菟径?,灘地占河寬的2/3 左右,洪水時水草較多,左右岸邊均有小樹,影響測深測速。河床為混凝土澆筑而成,左岸為沙壤土耕地,右岸為巖石峭壁。
圖1 水位—流量關系曲線圖
響水堡上游3000m 處為洋河水庫,1979 年10 月竣工蓄水運行,考慮該站小流量天數(shù)占全年比例較大,且洋河水庫蓄水主要為滿足下游農(nóng)田灌溉的需求,導致斷面小流量低水位情況成為常態(tài)。
響水堡水文站共設有斷面:基本水尺斷面兼流速儀測流斷面兼浮標測流斷面,斷面為標準化斷面,河床為鋼筋混凝土河底;上比降斷面兼上浮標斷面位于基上160m,下比降斷面兼下浮標斷面位于基下160m,上下比降斷面間距320m。
考慮到近幾年河道水事件整治,2017 年,響水堡開始建設標準斷面,于2018 年竣工完成。
水位觀測主要依托直立式水尺觀測;流量測驗高水主要依靠智能遙控雷達波測流儀,比降斷面作為備份手段,中水主要利用智能遙控雷達波測流儀,單纜道自動流速儀測流作為備份手段,低水依托流速儀測流。
根據(jù)響水堡水文站任務書要求,斷面流量監(jiān)測頻次:平水期和穩(wěn)定封凍期每5~7 日施測1 次;洪水期每次洪峰過程不少于3 次,如峰形變化復雜或洪水過程持續(xù)較久時,應適當增加測次,測得完整的變化過程。水位每日8 時觀測一次。水位變化緩慢時應于 20 時或 16 時加測一次,洪水期、冰凌期和特殊情況影響水位變化時應隨時增加測次,以測得完整的變化過程。
選用響水堡水文站2020 實測流量成果見表1,繪制出水位—流量—面積關系圖見圖1,并根據(jù)關系圖編制了水位—流量關系表,對表所定的水位—流量關系進行了三性檢驗分析。
符號檢驗:統(tǒng)計測點偏離曲線的正負號個數(shù),計算統(tǒng)計量μ 值,并與給定的顯著性水平 α=0.25 所得的 μ1-α/2 值比較。當μ<μ1-α/2 時,則認為合理,即接受假設,否則應拒。
式中:
μ—統(tǒng)計量;
n—測點總數(shù);
k—正號或負號個數(shù);
p、q—正、負號概率,各為0.5;
*—連續(xù)改正數(shù)(離散型轉換為連續(xù)型)。
適線檢驗:按測點水位由低至高排列順序,從第二點開始統(tǒng)計偏離正負符號變換,變換符號記1,否則記0。統(tǒng)計1 的次數(shù),計算μ 值,并與給定的顯著性水平 α=0.25 所得的 μ1-α 值比較。當 μ<μ1-α 時,則認為合理,即接受假設,否則應拒。
式中:
μ—統(tǒng)計量;
n—測點總數(shù);
k—變換符號次數(shù),k<0.5(n-1)時作檢驗,否則不作此檢驗;
p、q—正、負號概率,各為0.5;
偏離數(shù)值檢驗:計算 t 值、spˉ值,并將t 值與給定的顯著性水平α 所得的t1-t1-α/2 值比較。當|t|<μ1-α/2 時,則認為合理,即接受假設,否則應拒。
表1 響水堡(河道)水位—流量實測成果
表2 響水堡(河道)關系曲線檢驗表
式中:
t—統(tǒng)計量;
p—平均相對偏離值;
spˉ—p 的標 準差 ;
s—p 的標準差;
n—測點總數(shù);
pt—測點與關系曲線的相對偏離值。
當上述3 種檢驗結果均接受原假設時,應認定定線正確;若其中一種檢驗拒絕原假設,應分析原因,對定線適當修改,重作檢驗。
檢驗結果見表2,符號檢驗:合格;適線檢驗:免檢;偏離數(shù)值檢驗:合格;標準差:1.0%、隨機不確定度2.0%、系統(tǒng)誤差-0.1%,成果質量合格。
響水堡水文站2020 年55 份實測流量滿足定線推流要求,流量測次及測驗精度均符合《河道流量測驗規(guī)范》要求。本文根據(jù)該站實測流量成果繪制該站水位—流量關系圖,制定水位-流量關系表,滿足了水情監(jiān)測和報汛任務,同時為防汛抗旱減災工作提供了技術支撐,對防汛抗旱減災工作起到了至關重要的作用。