吳高莊，柳 恒，劉陽(yáng)明，閆 梅

（松遼委水文局黑龍江上游局，黑龍江 黑河 164300）

目前，黑龍江卡倫山水文站已積累了23年的實(shí)測(cè)資料，本站測(cè)驗(yàn)斷面相對(duì)穩(wěn)定，水位流量關(guān)系呈單一曲線(xiàn)，而且歷年來(lái)水位流量關(guān)系線(xiàn)比較穩(wěn)定，為卡倫山站開(kāi)展巡測(cè)分析提供了可行條件。

1 測(cè)站基本概況及特性

1.1 測(cè)站位置及特性

卡倫山水文站位于黑龍江流域黑龍江水系黑龍江干流中上游交界處，俄羅斯?jié)裳藕涌谙掠?8.9 km處，至河口1899 km，是黑龍江干流澤雅河口下游控制站。本站所處地域?qū)俸疁貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候，春季干旱多大風(fēng)，夏季溫?zé)岫嘤?，秋季晴冷溫差大，冬季?yán)寒而漫長(zhǎng)，年平均氣溫為0℃左右，年平均降水量一般在500 mm左右，降水多集中在6—9月，占全年降水量的70%～80%左右。

1.2 設(shè)站目的及任務(wù)

卡倫山水文站設(shè)立于1987年6月，該站主要任務(wù)是完成黑龍江干流上游水位、流量、泥沙顆分、水質(zhì)監(jiān)測(cè)、水溫、降水、蒸發(fā)、氣溫、冰流量等測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目，收集黑龍江干流水文資料，為黑龍江中下游的防凌、防洪提供水情信息。

1.3 斷面控制情況

本站基本水尺斷面與測(cè)流斷面為同一斷面，流向與斷面垂直，河道順直，長(zhǎng)約2500 m，深槽偏于右岸，平水時(shí)河寬約900 m，最大水深約7.0 m，汛期斷面最大含沙量不超過(guò)500 g/m3，水位流量關(guān)系線(xiàn)為單一直線(xiàn)。河段比降較小，在0.014%～0.005%間變化。卡倫山測(cè)驗(yàn)斷面附近沒(méi)有任何水利工程設(shè)施，屬天然河道。

1.4 歷年測(cè)驗(yàn)方法

全年采用流速儀法進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，暢流期以水文測(cè)驗(yàn)船舶作為載體、六分儀定位，利用流速面積法原理獲得流量，平均測(cè)次在15～20次，單次測(cè)流歷時(shí)約200 min。封凍期采用懸索懸吊流速儀進(jìn)行測(cè)驗(yàn)。近幾年逐漸采用微機(jī)測(cè)流系統(tǒng)、聲學(xué)多普勒流速儀（ADP）等先進(jìn)的技術(shù)設(shè)備進(jìn)行水文測(cè)驗(yàn)。

2 巡測(cè)條件與可行性分析

2.1 資料系列選取

本次分析取樣選用1993—2006年水位流量實(shí)測(cè)資料，資料系列長(zhǎng)度滿(mǎn)足SL 195-97《水文巡測(cè)規(guī)范》的要求。

1993—2006年暢流期共施測(cè)流量274次，主要以流速儀法為主。歷年實(shí)測(cè)流量水位變幅為7.52 m，歷年水位變幅為8.58 m，歷年實(shí)測(cè)流量水位變幅完全控制了歷年水位變幅的80%。按GB50179-93《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》中流量測(cè)驗(yàn)的水位級(jí)劃分，以頻率分析計(jì)算作為基本依據(jù)。分析1988—2006年實(shí)測(cè)資料，得到高中低水：92.47 m以上為高水，89.20～92.47 m 為中水，86.74～89.20 m為低水，86.74 m以下為枯水?？▊惿秸灸晁蛔兎?jiàn)表1。

表1 卡倫山站年水位變幅表

2.2 歷年大斷面資料分析

該站河床由沙卵石組成，斷面沖淤變化不大，從建站以來(lái)歷年實(shí)測(cè)大斷面成果中，選擇1993，1996，1998，2003，2006 年實(shí)測(cè)大斷面成果，點(diǎn)繪于同張圖上進(jìn)行比較，可以看出，測(cè)驗(yàn)斷面基本穩(wěn)定，只是在起點(diǎn)距250～600 m處略有淤積及沖刷變化，但從歷年測(cè)驗(yàn)成果看，斷面面積基本未發(fā)生變化，歷年水位面積關(guān)系點(diǎn)據(jù)可定一條穩(wěn)定的單一曲線(xiàn)。

2.3 歷年水位流量綜合關(guān)系曲線(xiàn)分析檢驗(yàn)

將卡倫山站歷年實(shí)測(cè)水位流量關(guān)系點(diǎn)據(jù)點(diǎn)繪于圖上，可以看出歷年水位流量點(diǎn)據(jù)密集，分布呈帶狀，無(wú)明顯偏離（見(jiàn)圖1）。過(guò)點(diǎn)群中心定出一條綜合水位流量關(guān)系線(xiàn)。為保證所定綜合水位流量關(guān)系線(xiàn)的正確性，按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO1100/2的要求進(jìn)行了符號(hào)檢驗(yàn)、適線(xiàn)檢驗(yàn)、偏離數(shù)值檢驗(yàn)。水位流量關(guān)系線(xiàn)系統(tǒng)誤差為0.12%，隨機(jī)不確定度為6.88%，符合水位流量關(guān)系線(xiàn)分析檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.4 歷年水位流量關(guān)系與綜合水位流量關(guān)系曲線(xiàn)分析檢驗(yàn)

圖1 卡倫山站綜合水位流量關(guān)系線(xiàn)

將1993—2006年歷年水位流量關(guān)系曲線(xiàn)與綜合水位流量關(guān)系曲線(xiàn)進(jìn)行分析檢驗(yàn)，通過(guò)隨機(jī)不確定度的分析，其中1996，2005年的隨機(jī)不確定度稍大，其它都基本符合檢驗(yàn)要求。1996，2005年暢流期水位變幅小且實(shí)測(cè)流量數(shù)據(jù)中低水部分有個(gè)別突出點(diǎn)，導(dǎo)致與綜合線(xiàn)隨機(jī)不確定度偏大?？▊惿秸緦?shí)測(cè)流量點(diǎn)據(jù)隨機(jī)不確定度見(jiàn)表2。

表2 卡倫山站實(shí)測(cè)流量點(diǎn)據(jù)隨機(jī)不確定度表

對(duì)各年水位流量關(guān)系線(xiàn)與歷年綜合線(xiàn)進(jìn)行偏離誤差分析，各年水位流量關(guān)系線(xiàn)偏離綜合水位流量關(guān)系線(xiàn)誤差值滿(mǎn)足流量巡測(cè)允許誤差指標(biāo)規(guī)定的允許誤差，見(jiàn)表3，4。

2.5 各種時(shí)段徑流總量誤差

用各當(dāng)年水位流量關(guān)系線(xiàn)與綜合水位流量關(guān)系推流，所求各種時(shí)段徑流總量誤差包括年徑流總量誤差、汛期徑流總量誤差、一次洪水徑流量誤差等進(jìn)行分析（見(jiàn)表5，各誤差分析表略去）。

對(duì)各種時(shí)段總量誤差分析，誤差符合允許誤差規(guī)定。從各種時(shí)段總量誤差看，年徑流總量、汛期總量、一次洪水總量的各年誤差除1996，1999，2005，2006年外，均符合允許誤差指標(biāo)。1996，1999，2005，2006年暢流期測(cè)驗(yàn)時(shí)段內(nèi)水位變幅較小，實(shí)測(cè)流量數(shù)據(jù)有限，使其水位流量關(guān)系要進(jìn)行高低水延長(zhǎng)，增大了與綜合水位流量關(guān)系的誤差，導(dǎo)致其年徑流總量、汛期徑流總量、一次洪水總量受到影響。

表3 各當(dāng)年線(xiàn)與綜合線(xiàn)相對(duì)誤差表

表4 流量巡測(cè)關(guān)系曲線(xiàn)偏離允許誤差指標(biāo)%

表5 時(shí)段總量允許誤差指標(biāo) %

3 結(jié)語(yǔ)

1）卡倫山站歷年水位流量關(guān)系可定一條穩(wěn)定的綜合水位流量關(guān)系線(xiàn)。

2）滿(mǎn)足單值化關(guān)系點(diǎn)據(jù)對(duì)當(dāng)年和歷年綜合單值化關(guān)系線(xiàn)的定線(xiàn)誤差。

3）除受到暢流期測(cè)驗(yàn)時(shí)段內(nèi)水位變幅小的年份，85%的年份滿(mǎn)足各種時(shí)段總量的誤差。

4）卡倫山站已有23年實(shí)測(cè)資料，實(shí)測(cè)流量水位變幅已控制了歷年水位變幅的80%以上，而且各年的水位流量關(guān)系曲線(xiàn)與歷年綜合曲線(xiàn)間的最大偏離不超過(guò)巡測(cè)規(guī)范規(guī)定的允許誤差，可實(shí)行巡測(cè)。

5）根據(jù)以上分析，卡倫山站可實(shí)行流量巡測(cè)，停測(cè)2年測(cè)一年，停測(cè)年份用歷年綜合水位流量關(guān)系線(xiàn)推流。

6）停測(cè)期間如發(fā)生特大洪水或測(cè)站控制條件明顯變化，應(yīng)恢復(fù)正常測(cè)驗(yàn)。

7）汛期使用綜合水位流量關(guān)系表報(bào)汛。