千基斌

(牡丹江水文局，黑龍江牡丹江157000)

石頭水文站歷年水位流量關系曲線綜合分析

千基斌

(牡丹江水文局，黑龍江牡丹江157000)

石頭水文站位于黑龍江省寧安市石巖鎮(zhèn)，是牡丹江干流重要控制水文站，集水面積13 771 km2。文章通過對石頭水文站歷年水位流量關系曲線進行合理性分析，為石頭水文站實現(xiàn)流量間測，提高工作效率，合理配置區(qū)域水文監(jiān)測的人力和物力資源提供了依據。

石頭水文站;水位流量關系曲線;合理性檢查;綜合分析

1 流域概況

流域概況主要有以下5個方面:自然地理特征、水文氣象特征、水利工程情況、河段形式及斷面情況和洪水特性及河流特性。

1.1 自然地理特征

石頭水文站位于黑龍江省寧安市石巖鎮(zhèn)，地理位置 E129°20'，N44°10'，是牡丹江干流重要控制水文站，集水面積13 771 km2。流域內山地占89%，森林占46%。

水文站上游多為原始森林，沿河兩岸多為耕地，土壤大部分為砂壤土，主要支流有馬連河、爾站河、鏡泊湖。馬連河集水面積720 km2，爾站河集水面積1 100 km2。

1.2 水文氣象特征

本站地處中緯度寒溫帶，屬于大陸性季風氣候區(qū)。

由于受太平洋季風和西伯利亞高氣壓所控制，日照充足，氣候濕潤，天氣變化多端，春秋多風，夏季炎熱多雨，冬季嚴寒干燥。

降水主要集中在汛期6—9月，平均降水量為372.8 mm，占年平均降水量的66.5%。

1.3 水利工程情況

本站上游58 km處有鏡泊湖發(fā)電站，1943年建成。

壩址以上流域面積11 820 km2，河長285 km，水庫正常蓄水位353.50m，相應庫容16.25 億 m3，裝機總容量96 MW。

石巖電站位于寧安市石巖鎮(zhèn)內，在基本水尺斷面上游500 m處，為河床式小水電站，壩址控制流域面積1.4萬 km2，攔江壩為長123m，高10.6 m漿砌石溢流壩，裝機12臺總容量7 MW。

1.4 河段形式及斷面情況

本站河段為S形，順直長度1 km。順直段上游有彎道、支流、淺灘，下游有彎道和急流。基本水尺斷面上下游500 m內，斷面變化很小，沖淤甚微，斷面呈U形，河床為砂卵石，無雜草灌木，右岸為塊石陡壁，左岸為平緩坡地。

1.5 洪水特性及河流特性

石頭水文站的洪水大多數受南來臺風和低氣壓合并的影響，為典型的雨洪徑流，年最大洪峰集中在汛期7—9月，尤以8—9月份最為集中。洪水過程多為單式洪峰，洪峰停留時間一般2 h左右，漲落水歷時較短，一般在1～2 d，峰型較瘦。水位漲落變化劇烈，無漫灘。洪水時受上游彎道控制，中低水時受下游淺灘控制，水位流量關系呈單一曲線。

除特大洪水外，一般洪水因受鏡泊湖及沿江調蓄水量的影響，洪水漲落較緩，洪峰流量同洪水總量相比相對較小。

建站53 a來，只有1978和1979年受水草影響，水位流量關系出現(xiàn)二條線，其余51 a均為單一穩(wěn)定的水位流量關系曲線。

2 水位流量關系曲線合理性檢查及分析

為論證和檢驗石頭水文站51 a所定的水位流量關系曲線的合理性是否符合水文要素的變化規(guī)律和本站河流特性，本文以建站51 a的實測流量關系曲線為例，分別采用3種方法來進行分析檢驗。

3種方法分別為:2012年水位流量關系曲線與歷年關系曲線合理性對照檢查、各相鄰年份水位流量關系曲線合理性對照檢查和逐年水位流量關系曲線與歷年綜合關系曲線分析。

2.1 2012年水位流量關系曲線與歷年關系曲線合理性對照檢查

為了確定水位流量關系曲線的合理性，選擇51 a的實測數據繪制歷年水位—流量關系曲線，將2012年的水位—流量關系曲線與歷年關系曲線對比分析［1］。

由圖1可見，本年水位流量關系曲線與歷年水位流量關系曲線基本重合，無明顯系統(tǒng)偏離，定線精度滿足水文資料整編規(guī)范SL247—1999，水位流量關系定線精度指標表1和表2水位流量關系合并定線精度指標。這說明本年水位流量關系曲線定線合理，保持了歷年穩(wěn)定。2012年石頭站水位流量關系曲線與歷年關系曲線最大偏離差值統(tǒng)計表，見表1。

表中可見低水位級偏差大些，相對誤差在水位級91.20 m處有2 次、91.25 m處有 18 次、91.35 m處有8次、91.50 m處有 6次、92.00 m處有 4次;中水92.50 m處有9 次、92.75 m處有10 次、93 m以上有7次。高水基本重合。

總體看來，51 a的資料相對誤差基本都≤±8%，這說明定線合理。

圖1 2012年水位流量關系曲線與歷年關系圖

表1 2012年石頭站水位流量關系曲線與歷年關系曲線最大偏離差值統(tǒng)計表

2.2 各相鄰年份水位流量關系曲線合理性對照檢查

根據實測資料繪制相鄰年份的水位—流量關系曲線，見圖2。

從各相鄰年份的水位流量關系曲線圖中，可以很明顯的發(fā)現(xiàn)，相同流量級對應的偏差無系統(tǒng)偏離，可見歷年的水位流量關系曲線線型一致，分布都密集在一個區(qū)域中，高、中、低水變幅小，這說明水位流量關系具有良好的相關性［2］。在表2相鄰年份水位流量關系曲線最大偏離差統(tǒng)計表中可見，低水位級，水位在90.94～92.00 m只有14次超過±8%范圍。中水位級，水位在92.00～93.50 m超過 ±5%的有14次。高水位級，水位在93.50 m以上只有8次超過±4%的允許范圍。這說明各相鄰年份的曲線變化很小，水位流量關系曲線逐年緩慢變化，符合水文資料整編規(guī)范 SL247—1999 中表 2.3.2-1 和表2.3.2-2規(guī)定的水位流量關系定線精度指標，說明定線合理。

圖2 相鄰年份H～Q關系線

表2 石頭站各相鄰年份水位流量關系曲線最大偏離差值統(tǒng)計表

2.3 逐年水位流量關系曲線與歷年綜合關系曲線分析

確定水位流量關系曲線的定線合理性，繪制歷年綜合關系曲線，將逐年水位流量關系線與歷年綜合關系曲線進行對比分析。

由圖3可見，逐年水位流量關系與歷年關系曲線基本重合，無明顯系統(tǒng)偏離，說明各年水位流量關系定線合理，符合水文資料整編規(guī)范SL247—1999中表2.3.2-1 和表 2.3.2-2 中規(guī)定的水位流量關系定線精度指標。

從表3逐年水位流量關系曲線與歷年綜合曲線最大偏離差統(tǒng)計表中可見，51 a中，低水位級90.94～92.00 m只有8次超過允許誤差，中水位級92.00～93.50 m只有5次超過允許誤差，高水位級只有4次超過允許誤差。

縱觀51 a水位流量關系曲線的變化可見，相對誤差在低水位級基本都≤±8%，在中水位級≤±5%，在高水位級≤±4%，符合規(guī)范要求。

圖3 歷年綜合H～Q關系線

表3 石頭站各相鄰年份水位流量關系曲線最大偏離差值統(tǒng)計表

3 結語

本文通過對石頭相鄰年份水位流量關系曲線、歷年綜合曲線及本年對各年水位流量關系曲線的分析中可見，各年所定的水位流量關系曲線是合理、穩(wěn)定的水位流量關系曲線，符合本站河流特性。

說明石頭水文站的測流斷面穩(wěn)定，測驗河段控制條件好，水位流量關系曲線多年均為單一線。所以，石頭水文站可以開展流量間測，既能提高工作效率，又能合理配置區(qū)域水文監(jiān)測的人力和物力資源。

［1］梁秋明.凌王水文站水位流量關系曲線單值化分析［J］.廣西水利水電，2014(01):25-27.

［2］喇承芳，陳國梁，郭西軍.黃河安寧渡水文站水位～流量關系曲線高水延長分析探討［J］.甘肅水利水電技術，2010，40(11):03-05.

P333.1

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1007-7596(2014)07-0080-03

2014-03-05

千基斌(1959-)，男，黑龍江牡丹江人，助理工程師。