安豐抽水水文站水位流量綜合線分析

李 昂 王海波 王 琪

（江蘇省水文水資源勘測局鹽城分局 鹽城 224000）

1 基本情況

1.1 測站概況

安豐水文站地處江蘇省東臺市安豐抽水站，位于東經120°25′，北緯32°44′，該站于1953年5 月由治淮委員會設立為雨量站，1954年5 月1日停測。1957年6月由江蘇省水文總站復設，1962年1月改為水文站，觀測迄今。安豐水文站具有工程管理、規劃設計、水資源評價、灌溉等測站功能，汛期向鹽城市防指報汛，現為國家基本站，站級為一般站。測驗項目有流量、站上水位、站下水位、地下水、降水量。

1.2 流域水系概況

三倉河是東臺堤東墾區供排水骨干河道。西接通榆河，向東流經南沈灶鎮、三倉鎮，最后于弶港鎮北入黃海，全長49km，流域面積380 km2。安豐抽水站站位于三倉河首端南側人工開挖的抽水站引河（約1km）左岸，站上游約430m 處設有一排攔水草水泥橋，站上游665m 與通榆河相通，站下游約335m 與三倉河匯合。

1.3 安豐抽水站概況

安豐抽水站于1965年9月動工興建，1969年建成投運。2006年實施泵改，現配有2 臺1000kW 的同步電動機，水泵設計揚程1.5m，設計流量48m3/s。安豐抽水站在下游水位小于1.9～2.0m 時開機，當下游水位大于2.3m 或連續下雨下游水位達到2.4m時關機。開機由市水利局工管科通知，用電高峰期，抽水站可自行調降用電功率以避峰。

2 測驗方式

歷年根據實測資料建立h～ln（Q/Ns）關系曲線，并采用效率系數法推流，低揚程指數函數法率定線計算公式如下：

Q=ηkNse-εh

式中：Ns為總電功率；h 為站上站下水位之差；e 為自然對數的底；ηk為抽水效能系數；ε 為抽水效能隨揚程增加而遞減的系數。

由于安豐抽水站主要承擔為東臺沿海墾區提供水源的功能，因此安豐水文站流量測驗時機與抽水站開機時段相結合，一般集中在農業灌溉期，以及干旱時段。經統計，該站單次測流歷時約為40min 左右。

圖1 安豐抽水站水位流量關系綜合線圖

3 水位流量關系綜合線分析

安豐抽水站2004年11月～2006年3月受安豐抽水站實施泵改影響，流量項目停測，2006年4月復測。綜合分析選用2007年（大水年）、2014～2018年共6年實測流量資料。

綜合定線取用2007年、2014～2018年共183 測次的實測流量成果資料（見圖1），建立h～ln（Q/Ns）相關關系，并采用效率系數法推流，流量計算表達式為：

ln（Q/Ns）=-0.767h-2.509

式中：Ns代表總電功率（kW），h 代表站上站下水位之差（m）。

綜合線三項檢驗結果見表1。由表1 可見，綜合線定線合理，隨機不確定度達一類精度站要求。

對于間測站當年關系線與綜合關系線，或各相鄰年份關系線間的最大偏離不超過《水文巡測規范》（SL195-2015）中允許的誤差。2007年、2014～2018年站上站下水位之差變幅范圍為0～1.76，取相關因素變幅值的7/8、1/2、1/8分別為相關因素的高、中、低水的代表值，對關系線的高、中、低水偏離誤差進行分析。經分析統計，安豐抽水站各年水位流量關系線與綜合關系線、各相鄰年份關系線間的偏離相對誤差見表2。

表1 安豐抽水站水位流量綜合線三項關系檢驗表

表2 安豐抽水站（站下）各年水位流量關系年份線、綜合線對比偏離相對誤差統計表

4 相關因素控制率分析

實測流量資料系列中，h 最大值1.69m 出現在2007年、最小值0.30m 出現在2007年，h 實測最大變幅為1.39m；經統計，安豐抽水站開機階段，h 最大值為1.76m，出現日期在2012年6月21日。h 最小值為0.21m，出現日期在2007年7月13日。h 歷年最大變幅為1.55m。因此，2007年、2014～2018年實測流量相關因素h 的變化幅度已能控制歷年變化幅度的80%以上。

5 結論

依據水文規范的要求并結合本站特性，通過對相關因素h（站上、站下水位差）與ln（Q/Ns）關系進行綜合定線，水位流量關系綜合線點據分布均勻且密集呈帶狀、線型合理。經統計分析三種檢驗均合格，綜合線系統誤差和隨機不確定度均達精度水文站要求，各年關系線與綜合線、相鄰年份線之間高、中、低水相對誤差達三類精度站以上要求，綜合線相關因素控制率在80%以上。綜上所述，該站流量具備間測條件，可實施停4年校測1年（逢0、5年份校測）的間測方案，以達到減少勞動強度和提高測驗效率的目的■