大路鋪水文站流量測驗方式改革分析

謝小秋

大路鋪水文站流量測驗方式改革分析

謝小秋

（湖南省婁底水文水資源勘測局 湖南婁底 417000）

實施“大水文”發展戰略，加快推進水文事業發展，以水文測驗方式改革為抓手，全面提升水文監測能力，減輕基層測站勞動強度。本文采用上游水位法對大路鋪站流量測驗方式進行分析，徹底解決大路鋪站流量測驗方式，實現流量巡測，優化監測方式。

流量測驗；三相檢驗；水文測驗

1 基本情況

大路鋪水文站于1959年由湖南省水文總站設立，位于湖南省江華縣大路鋪鎮老村村，東經 111°32′，北緯 25°02′，1978 年流量測驗斷面下遷7m。該站的集水面積為612km2，是湘江一級支流的二類精度水文站，其測驗項目有水位、流量、雨量、蒸發。

該站的測驗河段順直長約400m。右岸為天然巖石，凹凸不平；左岸為沙地，受輕微沖淤。當水位達48.32m時開始漫灘。基上140m處為彎道，190m處有一座混凝土滾水壩，此壩于1969年建成。基下約510m處有一座混凝土固定壩，是本站低水控制斷面，基下810m處為彎道，是本站高水控制斷面。河床主槽為巖石、細沙組成，斷面穩定[1]。中泓位置在22.0～48.0m之間，流速橫向分布由主流位置向兩岸遞減。基本斷面從1975年以來采用纜道測流，自設站以來，高、中、低水的Z～Q關系散亂，每年都有數根臨時線及繩套曲線。

1.1 歷年流量測驗情況

大路鋪水文站歷年為常測法測流。測次以能控制流量變化過程，滿足定線推流為原則，全年一般不少于100次。每兩次測流之間的時間，汛期不超過7d，非汛期不超過15d；超過中水位的洪峰過程測次一般不少于5次。歷年來，大路鋪水文站測流次數為：2012年全年測流96次，2013年測流114次，2014年測流83次，2015年測流高達129次，每年測流任務相當重。

1.2 歷年流量資料整編情況

測流斷面主槽寬度約為52.0m，右岸為村莊，左岸為稻田，水位約在48.32m以上時開始漫灘，流速儀測流斷面40.0～70.0m有輕微沖淤，有水草影響，該站的水位流量關系線歷年都是臨時線及繩套線。實測最大流量1180m3/s，相應水位為50.07m（1974年），實測最小流量0.041m3/s，相應水位為44.55m（1990），建站以來出現過6次49m以上的大洪水，從高到底分別為 1974年（50.07m）、2008年（49.89m）、2002年（49.80m）、1994年（49.33m）、1972年（49.31m）、2013年（49.16m）。其中1994年高洪水因纜道拉偏索被洪水沖斷，采用中泓浮標法施測定線整編，其它各次大洪水都是采用流速儀法實測定線整編，具有不同時期的代表性和可靠性。

2 游水利工程情況

該站基上190m處有一座混凝土滾水壩，此壩于1969年建成，壩長約65m，壩過水面寬約50m，壩頂高100.20m（假定高程），原建壩主要用于發電及灌溉，無閘門，右岸發電，左岸灌溉，壩上游河道順直長200m，河道左右岸均砌有防洪堤，壩上斷面較穩定。從20世紀90年代開始，該壩停止發電功能，盡用于灌溉。

3 流量測驗方式改革的分析

3.1 方案思路

經過上半年對大路鋪站巡測方案分析，由于該站歷年的Z～Q關系線均是臨時線和繩套線，無法用基本斷面的水位與流量建立單值化，也就是說無法將歷年的臨時線綜合成一根單一線。且每年及年與年之間臨時線存在線與線交叉現象，利用概化模型曲線推流（Z～Q關系線簇）也不符合規范要求，只好另求方法。

根據堰壩的出流規律，假定堰壩出流流量與壩上水位關系呈單一線，大路鋪站基本斷面距該壩只有190m，中間無任何支流加入，該壩出流流量即為大路鋪站基本斷面過流流量。設想可以采用壩上水位與基本斷面過流流量建立關系，如關系呈單一線，則在壩上建立自記水位計觀測水位，大路鋪站基本斷面按單一線法測流，全年施測流量不少于15次即可，當發生特大洪水及超歷史實測枯水時，增加測次，經一到兩年驗證水位流量關系穩定為單一線，還可實行間測，真正意義上做到了大路鋪站測驗方式改革，極大減輕了測站勞動強度[2]。

3.2 方案實施

根據分析方案思路，大路鋪站2015年9月中旬在壩上10m處設立直立水尺，假定水尺零點高程為100.00m。在大路鋪站基本斷面施測流量時，人工測記壩上水位。從9月18日至12月5日，共施測流量30次，施測最小流量4.53m3/s，相應壩上水位100.35m，基本斷面水位44.90m，最大流量602m3/s，相應壩上水位102.74m，基本斷面水位48.54m，基本斷面水位變幅3.64m，占實測歷年平均水位變幅4.0m的91.0%。

3.3 方案分析

點繪壩上水位與基本斷面流量關系圖，以壩上水位為縱坐標、基本斷面流量為橫坐標點繪關系圖，詳見圖1。

圖1 大路鋪水文站壩上水位～基本斷面流量關系圖

經分析，其關系為單一曲線關系，并通過三相檢驗，符號檢驗為合格，適線檢驗為免檢，偏離數值檢驗為合格，標準差4.8%，系統誤差0.0%。

通過相關資料、檢測結果和分析中可以看出，壩上水位與基本斷面流量關系很好，呈單一線，定線符合水文資料整編規范要求[3]。

4 結論

（1）從2015年9月18日至12月5日施測30次流量資料來看，包含了大路鋪站高、中、低和枯水，基本斷面水位變幅3.64m，占實測歷年平均水位變幅4.0m的91.0%，流量從4.53～602m3/s，基本上測到了該站的洪水變化過程，資料可靠、準確，滿足方案分析要求，符合水文測驗及整編規范要求。

（2）根據以上分析，壩上水位與本站流量關系很好，呈單一線，三相檢驗合格，標準差和系統誤差均符合要求，說明采用壩上水位來推求本站流量是可行的。為推進大路鋪站測驗方式改革，徹底解決流量測驗和整編方式方法問題，實現該站由駐測變為巡測、間測。

[1]陳金慶.新河水文站流量測驗方式的分析[J].水文，2007（01）：75～77.

[2]潘新華.以科技創新推進水文測驗方式方法改革[J].廣西水利水電，2013（04）：66～69.

[3]史 超.水文測驗方式方法技術創新實踐與探討[J].硅谷，2013（24）：118～119.

TV697.2+1

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1004-7344（2016）31-0163-01

2016-10-15

謝小秋（1976-），男，湖南衡南人，本科，水文專業。