張忠國(guó)

（遼寧省丹東水文局，遼寧 丹東 118000）

遼寧東部水文站冰期最佳測(cè)流時(shí)機(jī)的試驗(yàn)分析

張忠國(guó)

（遼寧省丹東水文局，遼寧 丹東 118000）

遼寧東部山區(qū)河流冬季結(jié)冰期較長(zhǎng)，瞬時(shí)流量受冰情影響變化明顯。長(zhǎng)期以來(lái)，各水文測(cè)站冰期流量測(cè)驗(yàn)頻次基本采取平均每旬兩次，測(cè)流時(shí)間則隨意選擇，用改正系數(shù)法或連實(shí)測(cè)流量過(guò)程線法推求日平均流量難以得到理想成果。本文以遼寧省水文局在遼東地區(qū)冰期流量測(cè)驗(yàn)試驗(yàn)成果，分析總結(jié)在不同水文站，不同冰情條件下如何選取最佳測(cè)流時(shí)機(jī)，合理布置測(cè)流頻次和時(shí)間，以提高本站冰期日平均流量的推求精度，為提高水文資料質(zhì)量提供保證。［關(guān)鍵詞］水文站；冰情；日平均流量；測(cè)流時(shí)機(jī)；遼寧東部

1 結(jié)冰期河流流量變化特征

1.1 冰情特點(diǎn)

遼寧東部地區(qū)全年結(jié)冰期一般在120 d左右。該地區(qū)所有水文站冬季均受冰情影響，將年末、年初的秋冰與春冰相連，冰情變化規(guī)律基本相同，大致可分為結(jié)冰期、穩(wěn)定封凍期和流冰期。其中穩(wěn)定封凍期時(shí)間最長(zhǎng)，一般可達(dá)100 d左右，而流冰期一般發(fā)生在穩(wěn)定封凍期前后兩段，時(shí)間持續(xù)相對(duì)較短。

由于冬季氣溫突變現(xiàn)象較少，冰塞、冰壩及“武開(kāi)河”等特殊冰情比較少見(jiàn)，一般天氣變暖時(shí)，常出現(xiàn)岸邊融冰、冰上流水等現(xiàn)象。

1.2 冰情對(duì)斷面流量的影響

隨著冰情的產(chǎn)生與變化，河流流量隨之發(fā)生改變，與暢流期比較在相同水位下流量變小。而冰情不同，對(duì)斷面流量的影響程度不同，冬季結(jié)冰期冰情從岸冰、流冰（花）到封凍，冰情對(duì)斷面流量的影響越來(lái)越大，而春季解凍期冰情從封凍、岸邊融冰到流冰，冰情對(duì)斷面流量的影響越來(lái)越小。如果以相同水位下冰期流量Q冰與暢流期流量Q暢的比值反映冰情對(duì)流量的影響，Q冰/Q暢=1則說(shuō)明河道斷面流量不受冰情影響；Q冰/Q暢值越小說(shuō)明河道冰情對(duì)河道斷面流量的影響越大；當(dāng)河道發(fā)生“連底凍”現(xiàn)象，此期間Q冰/Q暢=0，河道斷面流量相應(yīng)為零。

這一時(shí)期天氣寒冷，流量測(cè)驗(yàn)條件困難，大多水文站測(cè)流頻次低，測(cè)流時(shí)間也大多選在中午天氣變暖時(shí)。這種情況下，測(cè)得資料無(wú)論用改正系數(shù)法還是連實(shí)測(cè)流量過(guò)程線法推求日平均流量，都很難代表實(shí)際變化情況。

2 冰期試驗(yàn)數(shù)據(jù)

針對(duì)上述情況，遼寧省水文局在遼寧東部部分水文站進(jìn)行了冰期流量測(cè)驗(yàn)最佳時(shí)機(jī)試驗(yàn)分析，尋求各站在冰期主要冰情時(shí)段的最佳測(cè)流時(shí)間，使之盡可能代表當(dāng)日平均流量值。

2.1 穩(wěn)定封凍期

本文選用資料：某河砬子溝水文站某年實(shí)測(cè)流量資料，其中2月8日0:00至11日0:00和12月3日0:00至6日0:00為試驗(yàn)資料，見(jiàn)表1。

2.2 流冰期

本文選用資料：某河太平哨水文站某年實(shí)測(cè)流量資料，其中4月4日0:00至7日24:00和11月29日0:00至12月1日24:00為試驗(yàn)資料，見(jiàn)表2。

3 最佳測(cè)流時(shí)機(jī)的分析

根據(jù)砬子溝站穩(wěn)定封凍期試驗(yàn)資料，用面積包圍法可較精確計(jì)算出該站當(dāng)年上半年穩(wěn)定封凍期2月8日、9日、10日日平均流量分別為：Q砬8=2.58 m3/s，Q砬9=3.50 m3/s，Q砬10=4.27 m3/s； 當(dāng)年下半年穩(wěn)定封凍期12月3日、4日、5日日平均流量分別為：Q砬3=11.7 m3/s，Q砬4=11.0 m3/s，Q砬5= 9.94 m3/s。

表1 砬子溝站某年實(shí)測(cè)流量成果

以上日值可認(rèn)為是實(shí)際發(fā)生值（標(biāo)準(zhǔn)值），通過(guò)對(duì)比分析，不難發(fā)現(xiàn)該站年初、年末的穩(wěn)定封凍期14時(shí)（除兩次11至14時(shí)之間）所測(cè)流量均與日平均流量最為接近，規(guī)律性很強(qiáng)，所以可認(rèn)為該站穩(wěn)定封凍期最佳測(cè)流時(shí)間為每日14時(shí)，此時(shí)測(cè)得的流量可以代表該日的平均流量值。

根據(jù)太平哨站流冰期試驗(yàn)資料，用面積包圍法可較精確計(jì)算出該站本年上半年流冰期4月5日、6日、7日日平均流量分別為：Q太5=15.9 m3/s，Q太6=13.7 m3/s，Q太7=17.4 m3/s；當(dāng)年下半年流冰期11月29日、30日、12月1日日平均流量分別為：Q太29=14.3 m3/s，Q太30=14.3 m3/s，Q太1=14.3 m3/s。

同理，該站年初、年末的流冰期11時(shí)（除一次11至14時(shí)之間，一次8至11時(shí)之間）所測(cè)流量均與日平均流量最為接近，可認(rèn)為該站流冰期最佳測(cè)流時(shí)間為每日11時(shí)，此時(shí)測(cè)得的流量可以代表該日的平均流量值。

4 偏差計(jì)算

在文中選取的兩個(gè)測(cè)站的資料中，各站冰期測(cè)流頻次均為平均每旬兩次，在測(cè)流時(shí)間上，砬子溝站習(xí)慣于上午11時(shí)左右測(cè)流，太平哨站習(xí)慣于下午15時(shí)前后測(cè)流。如果按該站原測(cè)流頻次和時(shí)間，用連實(shí)測(cè)流量過(guò)程線法計(jì)算日平均流量，計(jì)算偏差見(jiàn)表3。

表2 太平哨站某年實(shí)測(cè)流量成果

表3 傳統(tǒng)測(cè)法與試驗(yàn)分析資料計(jì)算日平均流量偏差計(jì)算表

5 結(jié) 論

由表1、表2實(shí)測(cè)成果可見(jiàn)，冰期所測(cè)流量與水位關(guān)系極為不密切，推流方法比較復(fù)雜；由表3計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，按原測(cè)流頻次，用連實(shí)測(cè)流量過(guò)程法推求的日平均流量成果與實(shí)際情況（標(biāo)準(zhǔn)值）相差很大。所以該地區(qū)若用傳統(tǒng)的測(cè)驗(yàn)整編方法推求冰期逐日平均流量值，無(wú)法得到理想成果。要有效解決這一問(wèn)題，應(yīng)積極開(kāi)展不同河流、不同測(cè)站、不同冰情條件下的試驗(yàn)分析，尋求該站結(jié)冰期合理的測(cè)流頻次和最佳測(cè)流時(shí)機(jī)，靈活掌握不同冰情條件下的流量整編方法，以保證逐日平均流量的推求精度，同時(shí)也可達(dá)到精簡(jiǎn)測(cè)次的目的。

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2015-09-10