陳 瑋 何照文 吳金海，2

(1.云南秀川水利水電勘察設(shè)計有限公司，云南 昆明 650000；2.云南省水利水電勘測設(shè)計研究院，云南 昆明 650000)

1 測站沿革

東密水文站為水文專用站，是為建設(shè)東密水庫于2011年由云南省水文水資源局普洱分局設(shè)立的，于2014年4月停測，有2011年5月至2013年12月的實測資料，站點控制面積105km2，測驗項目包括水位、流量、降水、泥沙。

2 測驗及整編情況

2.1 水位

東密水文站建站初期設(shè)立了3個水準(zhǔn)點，于2011年8月測定高程，經(jīng)考證水準(zhǔn)點基面、水尺零高程無變動，基本水尺設(shè)立于基本斷面左岸。2011年11月至2012年4月采用直立水尺按8 ∶00、20 ∶00兩段制人工觀測，其余時間視水情變化加測。根據(jù)歷年水位資料分析，水位過程線連續(xù)完整，年頭年末水位銜接，無漏測峰頂水位，資料可靠。

2.2 流量

流量測驗采用流速儀法橋測和涉水施測。高水為橋測，低(枯)水為涉水施測，低水位時測速垂線按水面寬分布4～9根，高水位時測速垂線按水面寬分布5～13根，基本滿足《河流流量測驗規(guī)范》(GB 50179—2015)的施測要求，建站后測次較少，多數(shù)采用水面一點法，少數(shù)采用常測法(0.6相對水深)，2011年采用流速儀法在5—12月共施測15次，2012年采用流速儀法全年施測42次，2013年采用流速儀法全年施測32次，水面系數(shù)取經(jīng)驗值0.85，岸邊流速系數(shù)取經(jīng)驗值0.80；枯期因受下游取水壩影響，測流斷面基本位于基準(zhǔn)斷面上游，采用改正法進行推流。東密水文站流量測驗整編情況見表1，測次分布見表2。

表1 東密水文站流量測驗整編情況

表2 東密水文站逐月流量測次分布情況 單位：次

2.3 泥沙

由于山區(qū)河流漲落較快，施測斷面平均含沙量(簡稱“斷沙”)確有困難，因此只測單位水樣含沙量(簡稱“單沙”)，未建立單沙與斷沙的關(guān)系，以單沙代替斷沙，用近似法整編。全年測次為89～170次，取樣位置為起點距4m處，測次分布見表3。

表3 東密水文站逐月泥沙測次分布情況 單位：次

3 整編成果的復(fù)核

3.1 水位過程線與流量過程線對比

將東密水文站2011年、2012年和2013年水位及流量的瞬時值(最高水位、最低水位和流量)和逐日平均值(逐日平均水位、逐日平均流量)點繪成逐日平均水位和逐日平均流量過程線(見圖1～圖3)。由圖可知，各年逐日平均水位過程線和逐日平均流量過程線對應(yīng)性較好，漲水與退水、峰與谷趨勢均基本一致，具有連續(xù)性，且各年逐日平均水位過程線和逐日平均流量過程線均與瞬時值對應(yīng)較好，三者之間最高、最低值發(fā)生時間均一致。

圖1 東密水文站2011年逐日平均水位過程線及流量過程線

圖2 東密水文站2012年逐日平均水位過程線及流量過程線

圖3 東密水文站2013年逐日平均水位過程線及流量過程線

3.2 斷面穩(wěn)定性及站點整編情況

東密水文站位于南壘河一級支流南咤河中下游段，屬滇西南多雨區(qū)，具有陡漲陡落的洪水特性。根據(jù)東密水文站2011年、2012年及2013年11月實測大斷面數(shù)據(jù)，點繪不同時期的大斷面圖(見圖4)，發(fā)現(xiàn)測流河段的河床有沖刷淤積現(xiàn)象，兩岸基本穩(wěn)定，2011年11月河底高程為1044.10m，2012年11月河底高程為1043.98m，2013年11月河底高程為1043.92m，2011—2012年河床沖刷下侵約0.12m，2012—2013年沖淤變化較微弱，經(jīng)對比分析(同等水位下過水面積比較)，局部區(qū)域出現(xiàn)淤積狀態(tài)。

圖4 東密水文站2011年、2012年及2013年實測大斷面

在點繪東密水文站大斷面圖的基礎(chǔ)上，點繪該站實測期內(nèi)歷年的水位-流量關(guān)系曲線(見圖5～圖7)，從各年水位-流量關(guān)系曲線來看：

圖5 東密水文站2011年實測水位-流量關(guān)系

圖6 東密水文站2012年實測水位-流量關(guān)系

圖7 東密水文站2013年實測水位-流量關(guān)系

a.2011年水位-流量關(guān)系定為兩條臨時曲線(1～6號為Ⅰ線，7～15號為Ⅱ線)，流量以兩條臨時曲線推求。

b.2012年水位-流量關(guān)系定為三條臨時曲線(1～2號、19～22號為Ⅰ線，13～18號為Ⅱ線，23～38號為Ⅱ線)，流量以三條臨時曲線及改正水位法推求。

c.2013年水位-流量關(guān)系定為一條曲線，流量以臨時曲線及改正水位法推求。

將東密水文站2011—2013年各年的“水位-流量、面積、流速”關(guān)系點距分別套匯，分別生成歷年綜合的“水位-流量”“水位-面積”和“水位-流速”關(guān)系圖，見圖8和圖9。

圖8 東密水文站2011年、2012年與2013年綜合實測水位-流量、水位-面積關(guān)系

圖9 東密水文站2011年、2012年與2013年實測水位-流速關(guān)系

由圖8～圖9可得出如下結(jié)論：

a.東密水文站歷年綜合水位-流量和水位-面積點距基本是相對應(yīng)的，兩者相同特點在于：低水部分較為散亂，呈現(xiàn)典型的“掃帚狀”，而中高水部分相對密集，說明斷面沖淤變化主要發(fā)生在低水位以下(圖8中的1045.50m以下)，斷面沖淤的形式表現(xiàn)為“局部沖淤”，低水位時，斷面沖淤增減的面積占過流面積較大，隨著水位的上升，所占整體面積不斷減小，加之高水部分控制較好，從而導(dǎo)致水位-流量關(guān)系曲線呈現(xiàn)上部為單一曲線、下部為多條曲線的掃帚狀。

以2011年及2012年做對比檢驗，分別在其大斷面上取低、中、高三個水位，按曼寧公式復(fù)核對應(yīng)水位下的兩年流量比值，以此論證不同水位下的流量比值變化趨勢與前述分析斷面存在局部沖淤變化是否符合，分別取1044.26m、1044.76m及1046.16m為低、中、高水位，計算其流量比值，結(jié)果見表4。由表4可知，在水位由低至高的變化中，流量比在不斷增大，與前述分析相符。

表4 不同水位下流量比值計算

b.一般而言，水位-流量關(guān)系的變化趨勢與測流斷面的變化趨勢相符，2012年較2011年水位-流量關(guān)系曲線整體右移，兩者變化趨勢相符；2013年較2012年斷面低水部分處于淤積狀態(tài)，而該水位下的水位-流量關(guān)系曲線較前一年整體右移，兩者變化趨勢完全相反，因此認(rèn)為2013年測流成果偏大。

c.在原整編資料中，站點中高水位以上是借用“大斷面”測量數(shù)據(jù)來計算水深的(并未采用實測水深)，低水位以下采用實測水深，雖不完全符合規(guī)范的要求，但因整體河段僅存在局部沖刷，借用也算合理，流量是面積與流速之積，在面積成果計算合理的前提下，流量偏大只可能是由于流速測驗成果偏大引起的，從圖9看，2013年24號、29號、30號、31號、32號點距偏離適線較遠(yuǎn)，因其測次較少，在流量整編時未將以上點據(jù)做特殊值處理，故導(dǎo)致水位-流量關(guān)系線右偏，以其整編出的流量也相應(yīng)會偏大。

d.從東密水文站測驗整編記錄來看，站點歷年資料整編方法多是采用臨時曲線推流，但各條臨時曲線均為單一曲線，根據(jù)《水文資料整編規(guī)范》(SL/T 247—2020)中對單一水位-流量關(guān)系曲線的要求(符號檢驗、適線檢驗、偏離數(shù)值檢驗)對東密水文站歷年水位-流量關(guān)系的定線方式進行合理性檢查，按單一曲線法檢驗并控制各年分析誤差均不差過±5%，經(jīng)檢驗分析，東密水文站2011年、2012年水位-流量關(guān)系定線合理，2013年水位-流量關(guān)系定線不合理。

3.3 泥沙復(fù)核

東密水文站泥沙測驗以單沙近似代替斷沙測驗，起點距為4m，參考東密水文站測站位置河寬，該點距基本處于河岸邊，水流流速較慢，泥沙含量較低，與河道實際泥沙含量不符，點繪東密水文站歷年逐日水位-懸移質(zhì)輸沙率過程線(見圖10～圖11)。由圖可知，東密水文站泥沙測驗存在漏測現(xiàn)象，歷年水位過程線與懸移質(zhì)含沙量過程線不完全對應(yīng)，每次洪水的泥沙采樣次數(shù)未能控制整個洪水過程線，因此泥沙資料可靠性較低，不滿足使用要求。

圖11 東密水文站2013年實測水位-懸移質(zhì)輸沙率過程線

3.4 降水、徑流對照檢查

將東密水文站2011年5月至2012年12月徑流深與月降水對照(見圖12)、將東密水文站與孟連水文站同期月徑流深對照(見圖13)。由圖可知，東密水文站逐月降水與月徑流深雖局部出現(xiàn)突變，但整體峰谷基本對應(yīng)，東密水文站與孟連水文站同期徑流深對應(yīng)關(guān)系較好，兩者之間峰、谷變化趨勢一致。

圖12 東密水文站月徑流深和月降水量過程對照

圖13 東密水文站與孟連水文站月徑流深過程對照

4 結(jié) 論

a.東密水文站歷年水準(zhǔn)點、水尺零點高程穩(wěn)定，在2011年11月至2012年4月(枯水段)，水位觀測采用“二段制”，其余時段根據(jù)河道洪水的漲落情況再增加水位觀測的次數(shù)，該觀測方式是符合規(guī)范要求的，經(jīng)復(fù)核：觀測水位過程線連續(xù)，年頭年尾銜接，無漏測峰頂水位，資料可靠。

b.東密水文站歷年測流均有采用簡測法和常測法，歷年簡測法67次，常測法22次，常測法相對較少，按《河流流量測驗規(guī)范》(GB 50179—2015)應(yīng)對東密水文站常測法和簡測法進行常簡分析，只有累計頻率達(dá)75%以上的誤差不超過±4%，累計頻率達(dá)95%以上的誤差不超過±8%，方可認(rèn)為簡測方案成立，考慮到小流域資料寶貴，其誤差可適當(dāng)放寬。雖然東密水文站測驗資料整編不夠規(guī)范，但從歷年整編資料來看，常測法與簡測法之間點據(jù)結(jié)合尚好，同時常測法測驗時均已實測水深，故暫且認(rèn)為簡測法水面系數(shù)(0.85)合理，進一步論證仍需對各站點面上降水-徑流深關(guān)系進行綜合檢查，以判斷東密水文站是否出現(xiàn)系統(tǒng)偏離。

c.東密水文站雖枯期測流受基準(zhǔn)斷面下游200m處引水工程影響，但影響甚微，且枯期測流斷面基本位于基準(zhǔn)斷面以上，資料整編時以臨時曲線法結(jié)合改正法水位推流，經(jīng)分析認(rèn)為： 2013年水位-流量關(guān)系定線不夠合理，低水部分水位-流量關(guān)系所反映出的斷面變化趨勢與大斷面變化趨勢相反，該年成果不滿足使用要求。從另一個角度來看，該年的高水外延幅度恰恰是最低的，由此可見，資料整編成果的合理性與高水外延幅度的大小無必然聯(lián)系。

d.東密水文站單沙測驗位置距起點距4m，距離岸邊較近，泥沙含量少，不具有代表性，存在沙峰漏測的情況。