淺談水文資料整編合理性分析

白莉東

(陜西省水文水資源勘測局，陜西 西安 710068)

水文資料整編是水文計算的基礎工作，它的質量直接影響防汛抗旱、水利工程建設、水資源管理、水環境保護以及與水有關的經濟建設和社會發展等，因此必須保證水文資料整編成果質量。合理性分析是提高水文資料整編成果質量的重要環節，隨著水文資料整編全面實現電算化，數字性的錯誤越來越少，合理性分析顯得越來越重要。合理性分析通常分為單站合理性分析和綜合合理性分析，通過合理性分析:一是可以發現整編成果中存在的問題;二是可以對測驗工作提出改進措施;三是可以了解河道特性，加深對河流水文規律的認識。從宏觀上保證了水文資料的可靠性、準確性，大大地提高了水文資料整編成果質量。

1 單站合理性分析

單站合理性分析是利用本站單項資料或幾項有關的資料來進行的，它主要包括水位、流量、泥沙單站合理性分析檢查三個方面。

1.1 水位單站合理性分析

用逐時水位過程線進行分析檢查。檢查水位變化的連續性，合理性，峰形是否正常，有無突變現象，年頭、年尾是否與前后年銜接等。當上、下游有水工建筑物時，檢查水位的變化與其影響是否一致，譬如:石泉、安康站由于受上游水庫閘門開啟關閉影響，水位過程線呈鋸齒狀，如果受回水影響，水位過程線則變化比較平緩。當水位過程線出現不連續或反常現象時，應深入調查、分析原因。可能是由于水準點或水尺零點的變動、觀測、記錄或計算的錯誤，斷面遷移或換水尺等方面的錯誤。應查清原因，予以徹底的處理改正，以提高水文資料整編成果的準確性。

1.2 流量單站合理性分析

絕大多數站歷年水位流量關系的變動有一定的規律性，通常高水是受河槽控制，控制河段長，各處沖於影響能互相抵償一部分，控制變動不十分劇烈，因而水位流量關系曲線的趨勢也變動不大，歷年高水曲線的趨勢大都一致，低水部分的變化是連續的，相鄰年份年頭年尾曲線應該銜接或接近一致。這是單站合理性檢查的一個重要方法，用它可以發現測驗和整編上的問題，如1997年某站出現的年最大洪水使用浮標測流，由于借用斷面不當使高水關系曲線欠妥，改借用斷面后比較合理;2000年某站最大一次洪峰借用的斷面測量有誤，而形成水位流量關系曲線與歷年不一致，也是經過歷年對照才發現測驗的問題。在實際工作中用這種方法發現和處理了許多問題，但是絕不能機械使用，如某站2008年之前歷年水位流量關系曲線是反繩套，而2008年由于受水利工程的影響，線形變為正繩套，這不能說明這個站水位流量關系曲線定錯了，一定要從實際出發，不斷地了解和掌握河流特性，才能保證水文資料整編成果質量。

流量過程線是合理性分析檢查的重要工具之一，它表現了流量隨時程的變化。河川徑流量的來源形式有三:一是槽雨，這部分降水直接或全部的變成徑流量，不過占水源很少;二是地表徑流，降水除去損失外，就產生地表徑流;三是地下徑流，是枯季長期無雨河川流量的主要來源，即基流。流量過程線就是不斷變化著的地表徑流與地下徑流的綜合表現。過程線可分為上升、峰尖、下降三部分，上升部分是集流線，在時程上它是代表地表徑流從流域上游的最遠處集中到測站所經過的時間，下降部分是遞減線，在時程上由地表徑流終止時間起到河道槽蓄消耗完時止，所經過的時間;中間峰尖部分過程線的上升率和下降率都比較平緩，這部分恰恰介于集流線與遞減線之間，峰尖的頂點叫做峰頂。過程線的形狀受下墊面因素及降水的直接影響，在面積大、坡度平坦、土壤透水性強或植被良好的流域，流量過程線比較平緩，反之，在面積小、坡度陡、巖性地表或水土流失嚴重的流域，由于降水后，地面徑流匯集較快，流量過程線變化就比較劇烈。在降水方面對流量過程線的影響更是多方面的，當這次降水滲透率穩定以后，降水強度忽然加大，會使流量急劇上升，如果降水強度不變，降雨時間超過集流時間，則流量過程線形成平頂峰，但強度較大的雨很少能持續原來強度而超過集流時間的，所以洪峰通常是陡尖的。在同樣的情況下，降雨地點與時間愈不均勻，洪峰就愈瘦愈尖。另外，暴雨中心移動方向如果與流向相同，流域上下游的地面徑流同時集中到測站的可能性大，流量過程線將是歷史短、洪峰高，如安康站“83.8”特大洪水就是暴雨中心移動方向與流向相同，致使安康老城區基本毀于一旦;如果暴雨中心行進方向逆著流向，在上游開始降雨時，下游徑流或許已經流過測站，這樣流量過程線歷史長而洪峰較低，掌握了這些基本原理來檢查過程線，有助于發現一些不合理的現象，通常發現的問題是水位漏測起漲點或峰頂等測驗問題，也可以發現水位流量關系曲線定線中存在的問題。

1.3 泥沙的單站合理性分析

用歷年單斷沙關系曲線進行對照分析檢查，其曲線的趨勢基本一致，且變化范圍不應過大，當發現異常時，應查明原因。檢查是否因流域自然地理情況或本站水沙特性的改變而造成(如水土保持、墾荒、河段沖淤變化等)，還是測算錯誤所引起。

繪制瞬時流量、含沙量、輸沙率過程線進行對照分析，含沙量的變化與流量的變化常有一定的關系，可從歷年流量，含沙量資料的比較中，找出規律性，據以檢查本年資料的合理性。如有反常，應查明是由于人為因素，還是由于洪水來源、暴雨特性，季節性等因素影響所造成。如:2003年某水文站5月至6月平水期從含沙量過程線上發現8:00至20:00這段時間有突變現象，經過與歷年含沙量過程線對照發現不相應，最后通過調查發現是上游采沙人為造成的。

2 綜合合理性分析

綜合合理性分析檢查是利用相鄰測站同一時期的同類資料來進行的。綜合合理性分析檢查主要包括相鄰上下游站水沙量的合理性分析檢查和相鄰站及區域降水量面上對照檢查兩部分。

在進行水量平衡時，要通過上下游干支流站進行全面對照，通常洪水總量應平衡，即來水量與河槽蓄水增量之差與出水量應大致相等。通過水量平衡工作，不僅能發現資料整編中存在的較大的矛盾問題，像突出的偏大偏小，系統錯誤等，同時也可以由于發現一個矛盾，還能追出一系列的矛盾問題來，這樣就能引導深入研究，使問題得到徹底解決。在進行沙量平衡時，如果出現某一區間沙量不平衡，一是要調查此區間上是否有水庫，使大部分泥沙淤積在水庫中;二是考慮是否受人類活動影響，如人為大量挖沙取石，致使洪水時大量泥沙沿途沉淀及區間流速由上至下逐漸減小導致挾帶泥沙能力降低等因素造成的不平衡，通過此項工作不僅可以了解流域的特性，而且還可以了解水流沿河運行的一般規律。

降水量區域面上對照分析檢查不僅可以發現雨量的缺測、合并以及偏大、偏小等，而且還能發現日期記錯等現象。2005年我們通過全省年降水量等值線圖，發現陜南某委托雨量站年降水量明顯偏大，經過實地調查發現，該委托雨量站的量桶損壞，觀測員用大碗代替量筒，來量取雨量造成的。

3 結語

合理性分析檢查對提高整編成果質量有著十分重要的作用。通過合理性檢查一方面，可以消除資料錯誤，指導測驗工作與改進整編方法，保障應用與保存價值;另一方面，可以加深我們掌握河流特性，深化對河流水文規律認識。

［1］(SL247－1999)水文資料整編規范.中華人民共和國水利部發布.

［2］(SL460－2009)水文年鑒匯編刊印規范.中華人民共和國水利部發布.