武汉市基本水文站测站特性分析

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　　摘  要：进行水文站测站特性分析工作，可以摸清测站现状基本情况，确定测验河段河床的冲淤变化，分析水位流量关系的偏离变化趋势，了解测站控制的变动转移情况。在测站特性的基础上，提出新的测验方案，为水文自动化监测、间测、巡测做好服务。
　　关键词：水文站;水位;流量;特征;分析
　　中图分类号：P336    文献标志码：A         文章编号：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 测站基本情况
　　截止2016年，武汉市已建各类站网271站（点）。按站类分：水文站3处、水位站49处、降水量站77处、水质站（断面）55处、土壤墒情站4处、取水口水量监控站83处。水文站站网密度2843km2/站，水位站站网密度164km2/站，降水量站站网密度66164km2/站。本文统计分析3处水文站基本情况，如下表1水位、流量、含沙量特征值。
　　2 分析内容及方法
　　2.1 资料选用及处理
　　本次测站特性分析中水位流量含沙量特征值均为该站建站以来有观测数据期间的实测资料。断面分析和流量分析采用近5～10年实测资料。
　　柳子港水文站自1953年建站以来，有1953-2016共64年流量、断面资料系列，1956-2016共61年泥沙资料系列。本次分析采用2011-2015共5年流量资料系列，2006-2015共10年断面资料系列。
　　长轩岭水文站自2009年迁站以来，有2009-2016共8年流量、断面资料系列，2009-2016共8年泥沙资料系列。本次分析采用2009-2015共7年流量资料系列，2009-2015共7年断面资料系列。
　　金口水文站自1951年建站以来，有1951-2016共66年流量、断面资料系列。本次分析采用2009-2013共5年流量资料系列，2006-2015共10年断面资料系列。
　　2.2 测站控制条件分析（见表2）
　　糙率分析：本次分析的柳子港、长轩岭、金口三个水文站无比降观测资料，暂不做糙率分析。
　　2.3 流量资料的分析与处理金水河水流受上游来水、闸门启闭、长江水位顶托、闸下河道弯曲等诸多因素的影响，水位流量关系复杂。本次分析方法介绍只针对柳子港站和长轩岭（二）站。
　　（1）水位流量关系单值化分析。柳子港站流量于1999年经水位流量关系单值化分析，水位在26.50m～31.00m采用水位后移法重新整编分析，经鄂水文网便字（2000）003号批准，水位26.50m～31.00m之间停一年测一年，停测年份采用前一年水位流量关系线推流。2002开始，由于河道挖沙，流量恢复常测，现在中高水采用水位后移法，低枯水以临时曲线法为主，低枯水时受下游橡胶坝蓄水、长江水位顶托影响时，采用连时序法、连流量过程线法、切割水位法推流。长轩岭（二）站受河道挖沙、洪水涨落、下游电站蓄水顶托等影响，水位流量紊乱，一般采用临时曲线、连时序法整编。洪水涨落期间为绳套型曲线，本次单值化分析采用本站水位后移法试算，探求水位流量关系单值化。根据主要受洪水涨落影响的洪水期的水位过程和相应期间的实测流量成果资料，分别对每年的洪水期的实测流量的水位后移，试算单一线。（2）历年水位流量关系综合分析。柳子港站中高水位级，非下游橡胶坝蓄水、长江水位顶托期间，水位流量关系线每年能通过本站水位后移法，处理成单一线。将各年原定水位流量关系线点绘于同一张图纸上，并根据所有关系线重心，绘制一条光滑的不反曲的正抛物线，即为综合线。摘录综合线和各年线的水位流量结点（各年线的摘录应与当年整编相同），计算每年水位流量关系线与综合线的相对偏离值、相邻年份曲线间的相对偏离值，统计每条关系线与综合线曲线间的最大相对偏离值、相邻年份曲线间的最大相对偏离值。（3）水位流量测次精简分析。柳子港站、长轩岭（二）站经历年水位流量关系综合分析，不能满足停间测，根据《水文巡测规范》和《大纲》的技术要求和分析方法，進行水位流量测次精简分析。
　　3 分析结论与建议
　　3.1 结论
　　（1）柳子港水文站。柳子港站为国家重要水文站，现有测验设施设备基本满足日常测验要求，交通便利，通讯畅通。水位流量关系受洪水涨落和下游橡胶坝蓄水、长江水位顶托影响，平水期15～20天测流一次，顶托期加密测次，涨水期施测洪水过程。非顶托期水位流量关系通过本站水位后移法能进行水位流量单值化处理成单一线，其它时间主要采用连实测流量过程线法、连时序法整编。测验河段受洪水、挖沙影响，河床近几年呈下切趋势，平均河底高程下切深度达到0.76m，冲淤状况为不经常性局部冲淤。非顶托期经历年综合线、相邻年份单一线误差分析，不能满足规范要求，流量不能停测和间测。对丰水年、平水年、枯水年3个代表年测次精简分析，每个代表年随机抽取15次实测流量重新整编，随机抽取30次，与原成果中年径流总量、洪峰流量、场次洪水重量、汛期总量比较，基本满足规范要求。（2）长轩岭（二）水文站。长轩岭站现有测验设施设备基本满足日常测验要求，交通便利，通讯畅通。水位流量关系受洪水涨落、河道挖沙、下游电站蓄水顶托影响平水期水位流量关系紊乱，洪水期为绳套曲线，主要采用临时曲线法、连时序法整编。测验河段受洪水、挖沙影响，河床近几年呈下切趋势，从2009年到2015年底，平均河底高程下切深度达到1.36m，下切最严重的年份是2010年～2011年，冲淤状况为不经常性局部冲淤。洪水期经本站水位后移法单值化分析，每年能处理成一条单一线，但后移时间各年不一致。对丰水年、平水年、枯水年3个代表年测次精简分析，每个代表年随机抽取15次实测流量重新整编，随机抽取30次，与原成果中年径流总量、洪峰流量、场次洪水重量、汛期总量比较，不能满足规范要求。该站不能停测、间测和精简测次。（3）金口水文站。金口站为平原湖区水量控制站，现有设施设备能满足日常测验要求，交通便利，通讯畅通。该站测验河段断面稳定，流量主要开闸期受上下游闸门启闭影响、长江水位顶托、电排影响，开闸期水位流量关系紊乱，堰闸流态复杂。经分析，现每6天测流一次，连实测流量过程线法整编;电排期间测，停5年测1年，合并效率系数综合线整编，能满足推流和水量控制精度要求。
　　3.2 建议
　　3.2.1 柳子港水文站
　　（1）非顶托期按水位变化，每年按高水4次，中水5次，低水6次均匀布置于各级水位，按本站水位后移法定线推流，不要求施测流量过程。（2）受下游橡胶坝和长江洪水顶托期间：每10天左右测流一次，采用连时序法、切割水位法、连实测流量过程线法等推流。（3）资料整编定线误差：按《水文巡测规范》单值化关系线定线允许误差指标执行，高水定线不确定度不超过18.0%，中水定线不确定度不超过20.0%（规范规定，ADCP、浮标可增大2%～4%）。（4）由于柳子港站为防汛抗旱重要站，在地方服务或发生超历史洪水时，根据实际需要增加测次。（5）该站离巡测基地黄陂勘测队较近，交通通讯方便，能按水情变化施测流量、含沙量，可实行巡测。
　　3.2.2 长轩岭水文站
　　（1）高水维持现有测验方案基础上，恢复原有浮标测流方案。（2）低水受下游20km王家河陈门潭电站影响期间，采用下游电站率定单机发电流量推流。
　　3.2.3 金口水文站
　　（1）该站水位面积关系稳定，建议在该站建设在线测流系统。（2）在上游增加自记水位断面一处，供落差指数法分析使用。
　　参考文献：
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