云南勐省水文站流量測驗方案精簡分析

陳榮 陳玉潔 王超

摘要：為縮短云南勐省水文站流量測驗歷時，提高測驗工作的效率，根據GB 50179-2015《河流流量測驗規范》規定，選取勐省水文站2013-2017年32次精測法流量資料作為依據，在滿足流量測驗精度的前提下，通過精簡測深、測速垂線數目進行簡測。論證了采用簡測法進行流量測驗的可行性。結果表明，采用精測法與常測法、常測法與簡測法相結合的測流方式可做到科學部署流量測驗方案。

關鍵詞：流量測驗;精簡測深;測速垂線;勐省水文站;云南省

中圖法分類號：P332.4

文獻標志碼：A

DOI：10.15974/j .cnki.slsdkb.2019.07.003

1 測站概況

1.1 地理位置及觀測項目

勐省水文站系瀾滄江流域瀾滄江水系小黑江干流控制站，集水面積1 766 km2。站址位于云南省臨滄市滄源縣勐省鎮勐省大橋左岸，屬區域代表站和二類精度站。測驗項目包括水位、流量、輸沙率、水溫、氣溫、降水量、水面蒸發量以及水質，流域水系圖見圖1。

1.2 測流垂線及測點布設

勐省水文站自建站以來，多線精測法按流速儀22/0.6、多點精測法按流速儀11/5、常測法按流速儀11/0.6布設測深、測速垂線，具體布設情況見表1。

1.3 水文特性

1.3.1 水位面積關系特性

勐省水文站測驗斷面穩定，控制條件好，無漫灘及回流現象。分析該站2015-2017年相鄰年際間各級水位面積偏離曲線相對誤差，最大相對誤差僅為2.7%，在+3%以內，滿足《水文測驗實用手冊》…規定。

1.3.2 水位一流量關系特性

勐省水文站水位一流量關系主要受斷面下游5孑L拱橋控制，測驗斷面穩定，大洪水期間雖偶有沖淤，但同級水位下面積和流速呈互補關系。2015-2017年水文資料整編時采用單一線法定線推流，定線精度滿足SL 247-2012《水文資料整編規范》[2]中“二類精度站用單一線法系統誤差小于±1%，隨機不確定度小于10%”的要求。

2 常測法與簡測法分析

分析采用32次精測法流量成果，包括14次多線精測法和18次多點精測法，均采用纜道流速儀法施測，測次均勻分布在中高水水位級。

2.1 測深垂線布設

2.1.1 常測法

為分析勐省水文站常測法測流垂線布設的合理性，繪制該站有代表性流量測次的垂線平均流速、水深橫向分布，見圖2。

根據垂線水深橫向分布情況，采用14次多線精測法流量，挑選11根測深垂線，重新計算水道斷面面積，并與多線法水道斷面面積進行水位一面積關系曲線檢驗，檢驗成果見表2。

從表2可以看出，按照常測法計算的斷面面積的系統誤差及隨機不確定度滿足文獻[1]～[3]中的規定，因此在計算勐省站水位面積時，可用11根測深垂線代替22根測深垂線，其精度滿足相關規范要求。

2.1.2 簡測法

為搶測高洪流量，保證在測流過程中“水位變化引起水道斷面面積的變化，當平均水深大于1m時不超過5%，或平均水深小于1m時不超過10%”[4]的規定，對勐省站進行簡測法精簡分析。

將32次流量成果中的11根測深垂線，按表3所示起點距減少為6根測深垂線，重新計算水道斷面面積，并與常測法水道斷面面積進行水位一面積關系曲線檢驗，檢驗成果見表4。

從表4可以看出，按照簡測法計算的斷面面積的系統誤差及隨機不確定度也滿足文獻[1]～[3]的規定。在搶測洪峰時，可以用6根測深垂線代替11根測深垂線對該站進行流量測驗，計算得到的面積精度也滿足規范要求。

2.2 測速垂線布設

2.2.1 常測法

根據圖2垂線流速橫向分布情況，將14次多線精測法（ 22/0.6）流量，按照表1中所示的常測法起點距，抽減為11根測速垂線（ 11/0.6），并重新計算流量。將18次多點精測法（11/55）按照常測法（11/0.6）重新計算流量;將32次按照常測法（ 11/0.6）重新計算的流量與多線和多點精測法計算結果進行水位一流量關系曲線檢驗，檢驗成果見表5。

從表5可以看出，按照常測法計算的斷面流量的系統誤差及隨機不確定度滿足文獻[1]～[3]的規定。因此，可將表1所示起點距布設的流速儀11/0.6測流方法作為常測方案。

2.2.2 簡測法

根據圖2垂線流速橫向分布情況，將32次常測法（ 11/0.6）流量成果，按照表3中所示的簡測法起點距，抽減為6根測速垂線（ 6/0.6），重新計算流量后，與常測法（ 11/0.6）流量進行水位一流量關系曲線檢驗，檢驗成果見表6。

從表6可以看出，按照簡測法計算的斷面流量的系統誤差及隨機不確定度滿足文獻[1]～[3]的規定。因此，搶測洪峰流量時，該站可將表3所示起點距布設的流速儀6/0.6測驗方法作為簡測方案。

2.3 偶然誤差分析

根據《水文測驗學》[4]綜合誤差界限，勐省水文站各精簡方案的偶然誤差見表7。

從表7可以看出，所有精簡方案中，累積頻率達75%和95%以上的偶然誤差均未超限。3測流方案

（1）勐省水文站重現期N< 10 a為一般洪水，其相應水位H< 942.89 m，相應流量小于626 m3/s，對符合此標準的洪水采用常測法測流，具體測流方案見表8。

（2）勐省水文站重現期N≥10 a為較大洪水或大洪水，其相應水位H≥942.89 m，相應流量不小于626 m3/s.對符合此標準的洪水采用簡測法測流，具體測流方案見表9。

4 結論

通過對勐省水文站測流方案進行精簡分析，得出如下結論。

（1）采用精測法與常測法、常測法與簡測法相結合的測流方式分別計算并對比分析了斷面面積和流量關系，線性系數k和相關系數R均為1，表明兩者線性相關性較好。

（2）常測法、簡測法測流方案的誤差均滿足相關規范要求。

（3）常測法方案可選用流速儀11/0.6測驗方法。

（4）在搶測洪峰流量時，可將流速儀6/0.6測驗方法作為簡測法方案。

參考文獻：

[1]朱曉原，張留柱，姚永熙.水文測驗實用手冊[M].北京：中國水利水電出版社，2013.

[2]SL 247-2012水文資料整編規范[S].

[3] GB50179-2015河流流量測驗規范[S].

[4]趙志貢，岳利軍，趙彥增.水文測驗學[M].鄭州：黃河水利出版社，2005.