結冰期改正系數分析

李亞龍，孫曉俊，吳曉蓓

（1.黑龍江省黑河水文局，黑龍江 黑河 164300；2.松遼委黑龍江水文水資源勘測局，黑龍江 黑河 164300）

水文資料整編規范規定：“對于結冰期無冰塞、冰壩壅水現象的測站，可采用改正系數法定線推流。”

改正系數法是推算冰期流量最常用的方法。由于春季流冰初、秋季流冰末及封凍初、封凍末測流困難，危險，測次很少，給定線帶來一定難度，往往因為定線不準確，推算的流量誤差很大。

選用遜畢拉河上的幾處水文站冰期實測流量資料，參照水位、氣溫、冰情等因素的變化趨勢進行綜合分析，基本上反映了改正系數的變化規律、范圍，繪制了改正系數標準過程線，供定線及合檢參考。

1 改正系數標準過程線的繪制

以實測冰期流量（Qo），除以同水位在暢游期標準曲線上查得的流量（Qc），計算改正系數（K）：

因為 Qo＜Qc，所以 K＜1。

改正系數標準過程線的繪制方法：

1）以改正系數為縱坐標，時間（月、日）為橫坐標，把各年實測的改正系數用不同的符號點繪，定出各年的改正系數過程線。然后按冰情現象出現的時間左右移動進行分析綜合，定出改正系數標準過程線（見圖1）。

圖1 改正系數標準過程線

2）以改正系數為縱坐標，以封凍天數、流冰前天數為橫坐標，把各年的實測改正系數用不同的符號點繪，點子比較集中、規整，經過綜合分析定出改正系數標準過程線。用圖1綜合前的點子分布范圍，編制春秋流冰過渡段改正系數變化表。即表 1、表2。

2 改正系數分析

根據冰情的變化及對改正系數的影響，冰期可分為秋季流冰期、封凍初期、穩定封凍期、封凍末期及春季流冰期。由于測站集水面積大小不同，緯度高低不同，河流補給不同，以及有無大的水利電力工程等，改正系數有明顯差異，其中封凍期改正系數變化幅度大。

分析成果所用的資料，為北緯 48°～50°，集水面積為5000～15000 km2，流域內無水電工程。

表1 春季流冰過渡段改正系數變化表

表2 秋季流冰過渡段改正系數變化表

1）秋季流冰期。秋季出現岸冰、流冰初期，水面比降、河床糙率等水文要素與暢游期同水位近似，過水斷面無明顯減小，改正系數在0.90～1.00間變化，與氣溫變化趨勢近似（見圖1）。隨著岸冰增寬增厚，過水斷面明顯縮小，糙率增大，流速減小，到封凍前改正系數逐漸減小，由0.90減小到0.60。

2）封凍初期。封凍初期冰蓋由冰塊、冰花聚集凍結而成，冰底極不平整，糙率增大（冰底與河床的混合糙率），過水斷面明顯縮小，封凍當天改正系數可減至0.20左右。隨著累積負氣溫的增加，封凍天數的增加，冰層增厚，水流不斷沖擊，冰底逐漸趨向平滑，流速稍有增大，改正系數增大。封凍后20 d左右，改正系數有一個明顯增大過程。可增至0.30～0.40，然后進入穩定封凍期。

3）穩定封凍期。穩定封凍期，在無冰塞的情況下，改正系數緩慢減小，直至春季氣溫明顯穩定回升，冰層開始融化，改正系數變化與累積負氣溫的增加，水浸冰厚的增加變化趨勢相應。此段在無水電站發電放水影響，改正系數減至0.10左右。在同一緯度、同一時間，集水面積大的測站改正系數明顯偏大；集水面積相近，同一時間，緯度低的測站改正系數也明顯偏大。

4）封凍末期。隨著天氣回暖，冰上積雪開始融化，冰層也開始緩慢融化變薄，水位緩慢上漲，改正系數開始明顯增大，直至冰滑動，可增至0.40～0.50。此段改正系數變化與水位、氣溫、冰情變化趨勢一致。

5）春季流冰期。流冰初，冰塊密集，相互擁擠，水流不暢，水位時漲時落，流速偏小，改正系數在0.60～0.80間變化。隨著流冰暢通，比降變化日趨正常，改正系數增大到0.90左右。流冰末期，斷面下游河道無底冰、無冰堆阻水，各水文要素與暢游期近似，改正系數在0.95～1.00間變化，與水位、冰情變化相應。

3 改正系數過程線定線方法

1）實測流量測次比較多，可參照冰情、氣溫、水位變化趨勢，亦可參照改正系數標準過程線定線。

2）秋季流冰末到封凍初無實測流量，可根據冰情變化，從表2中選相應地改正系數點在圖上，參照改正系數標準過程線定線。

3）封凍末到春季流冰初無實測流量，可根據冰情、水位變化，從表1中選相應地改正系數點到圖上，參照改正系數標準過程線定線。

4）冰期兩個相鄰測次時間過長，切忌用直線連接兩個相鄰測次的改正系數，必須參照冰情水變化趨勢定線，亦可參照改正系數標準過程線定線。