武漢市基本水文站測站特性分析
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摘 要：進行水文站測站特性分析工作，可以摸清測站現狀基本情況，確定測驗河段河床的沖淤變化，分析水位流量關系的偏離變化趨勢，了解測站控制的變動轉移情況。在測站特性的基礎上，提出新的測驗方案，為水文自動化監測、間測、巡測做好服務。
關鍵詞：水文站;水位;流量;特征;分析
中圖分類號：P336 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）16-0068-02
Abstract： Through the analysis of the characteristics of the hydrologic station， we can find out the basic situation of the station， determine the scour and deposition change of the river bed in the test section， analyze the deviation trend of the relationship between water level and discharge， and understand the variation and transfer of the station control. On the basis of the characteristics of the station， a new test scheme is put forward， which provides a good service for hydrological automatic monitoring， inter-measurement and inspection.
Keywords： hydrological station; water level; discharge; characteristics; analysis
1 測站基本情況
截止2016年，武漢市已建各類站網271站（點）。按站類分：水文站3處、水位站49處、降水量站77處、水質站（斷面）55處、土壤墑情站4處、取水口水量監控站83處。水文站站網密度2843km2/站，水位站站網密度164km2/站，降水量站站網密度66164km2/站。本文統計分析3處水文站基本情況，如下表1水位、流量、含沙量特征值。
2 分析內容及方法
2.1 資料選用及處理
本次測站特性分析中水位流量含沙量特征值均為該站建站以來有觀測數據期間的實測資料。斷面分析和流量分析采用近5～10年實測資料。
柳子港水文站自1953年建站以來，有1953-2016共64年流量、斷面資料系列，1956-2016共61年泥沙資料系列。本次分析采用2011-2015共5年流量資料系列，2006-2015共10年斷面資料系列。
長軒嶺水文站自2009年遷站以來，有2009-2016共8年流量、斷面資料系列，2009-2016共8年泥沙資料系列。本次分析采用2009-2015共7年流量資料系列，2009-2015共7年斷面資料系列。
金口水文站自1951年建站以來，有1951-2016共66年流量、斷面資料系列。本次分析采用2009-2013共5年流量資料系列，2006-2015共10年斷面資料系列。
2.2 測站控制條件分析（見表2）
糙率分析：本次分析的柳子港、長軒嶺、金口三個水文站無比降觀測資料，暫不做糙率分析。
2.3 流量資料的分析與處理金水河水流受上游來水、閘門啟閉、長江水位頂托、閘下河道彎曲等諸多因素的影響，水位流量關系復雜。本次分析方法介紹只針對柳子港站和長軒嶺（二）站。
（1）水位流量關系單值化分析。柳子港站流量于1999年經水位流量關系單值化分析，水位在26.50m～31.00m采用水位后移法重新整編分析，經鄂水文網便字（2000）003號批準，水位26.50m～31.00m之間停一年測一年，停測年份采用前一年水位流量關系線推流。2002開始，由于河道挖沙，流量恢復常測，現在中高水采用水位后移法，低枯水以臨時曲線法為主，低枯水時受下游橡膠壩蓄水、長江水位頂托影響時，采用連時序法、連流量過程線法、切割水位法推流。長軒嶺（二）站受河道挖沙、洪水漲落、下游電站蓄水頂托等影響，水位流量紊亂，一般采用臨時曲線、連時序法整編。洪水漲落期間為繩套型曲線，本次單值化分析采用本站水位后移法試算，探求水位流量關系單值化。根據主要受洪水漲落影響的洪水期的水位過程和相應期間的實測流量成果資料，分別對每年的洪水期的實測流量的水位后移，試算單一線。（2）歷年水位流量關系綜合分析。柳子港站中高水位級，非下游橡膠壩蓄水、長江水位頂托期間，水位流量關系線每年能通過本站水位后移法，處理成單一線。將各年原定水位流量關系線點繪于同一張圖紙上，并根據所有關系線重心，繪制一條光滑的不反曲的正拋物線，即為綜合線。摘錄綜合線和各年線的水位流量結點（各年線的摘錄應與當年整編相同），計算每年水位流量關系線與綜合線的相對偏離值、相鄰年份曲線間的相對偏離值，統計每條關系線與綜合線曲線間的最大相對偏離值、相鄰年份曲線間的最大相對偏離值。（3）水位流量測次精簡分析。柳子港站、長軒嶺（二）站經歷年水位流量關系綜合分析，不能滿足停間測，根據《水文巡測規范》和《大綱》的技術要求和分析方法，進行水位流量測次精簡分析。
3 分析結論與建議
3.1 結論
（1）柳子港水文站。柳子港站為國家重要水文站，現有測驗設施設備基本滿足日常測驗要求，交通便利，通訊暢通。水位流量關系受洪水漲落和下游橡膠壩蓄水、長江水位頂托影響，平水期15～20天測流一次，頂托期加密測次，漲水期施測洪水過程。非頂托期水位流量關系通過本站水位后移法能進行水位流量單值化處理成單一線，其它時間主要采用連實測流量過程線法、連時序法整編。測驗河段受洪水、挖沙影響，河床近幾年呈下切趨勢，平均河底高程下切深度達到0.76m，沖淤狀況為不經常性局部沖淤。非頂托期經歷年綜合線、相鄰年份單一線誤差分析，不能滿足規范要求，流量不能停測和間測。對豐水年、平水年、枯水年3個代表年測次精簡分析，每個代表年隨機抽取15次實測流量重新整編，隨機抽取30次，與原成果中年徑流總量、洪峰流量、場次洪水重量、汛期總量比較，基本滿足規范要求。（2）長軒嶺（二）水文站。長軒嶺站現有測驗設施設備基本滿足日常測驗要求，交通便利，通訊暢通。水位流量關系受洪水漲落、河道挖沙、下游電站蓄水頂托影響平水期水位流量關系紊亂，洪水期為繩套曲線，主要采用臨時曲線法、連時序法整編。測驗河段受洪水、挖沙影響，河床近幾年呈下切趨勢，從2009年到2015年底，平均河底高程下切深度達到1.36m，下切最嚴重的年份是2010年～2011年，沖淤狀況為不經常性局部沖淤。洪水期經本站水位后移法單值化分析，每年能處理成一條單一線，但后移時間各年不一致。對豐水年、平水年、枯水年3個代表年測次精簡分析，每個代表年隨機抽取15次實測流量重新整編，隨機抽取30次，與原成果中年徑流總量、洪峰流量、場次洪水重量、汛期總量比較，不能滿足規范要求。該站不能停測、間測和精簡測次。（3）金口水文站。金口站為平原湖區水量控制站，現有設施設備能滿足日常測驗要求，交通便利，通訊暢通。該站測驗河段斷面穩定，流量主要開閘期受上下游閘門啟閉影響、長江水位頂托、電排影響，開閘期水位流量關系紊亂，堰閘流態復雜。經分析，現每6天測流一次，連實測流量過程線法整編;電排期間測，停5年測1年，合并效率系數綜合線整編，能滿足推流和水量控制精度要求。
3.2 建議
3.2.1 柳子港水文站
?。?）非頂托期按水位變化，每年按高水4次，中水5次，低水6次均勻布置于各級水位，按本站水位后移法定線推流，不要求施測流量過程。（2）受下游橡膠壩和長江洪水頂托期間：每10天左右測流一次，采用連時序法、切割水位法、連實測流量過程線法等推流。（3）資料整編定線誤差：按《水文巡測規范》單值化關系線定線允許誤差指標執行，高水定線不確定度不超過18.0%，中水定線不確定度不超過20.0%（規范規定，ADCP、浮標可增大2%～4%）。（4）由于柳子港站為防汛抗旱重要站，在地方服務或發生超歷史洪水時，根據實際需要增加測次。（5）該站離巡測基地黃陂勘測隊較近，交通通訊方便，能按水情變化施測流量、含沙量，可實行巡測。
3.2.2 長軒嶺水文站
?。?）高水維持現有測驗方案基礎上，恢復原有浮標測流方案。（2）低水受下游20km王家河陳門潭電站影響期間，采用下游電站率定單機發電流量推流。
3.2.3 金口水文站
?。?）該站水位面積關系穩定，建議在該站建設在線測流系統。（2）在上游增加自記水位斷面一處，供落差指數法分析使用。
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