李海楠

(河北省唐山水文水資源勘測(cè)局，河北 唐山 063000)

布設(shè)小河站的主要目的是收集小面積的暴雨洪水資料，探求產(chǎn)匯流參數(shù)在地區(qū)上和隨下墊面變化的規(guī)律。通過(guò)設(shè)站年限檢驗(yàn)，可以及時(shí)調(diào)整站網(wǎng)，對(duì)于已達(dá)設(shè)站目的的水文站可以撤消，或轉(zhuǎn)移到其它地方發(fā)展水文站網(wǎng)，擴(kuò)大資料收集范圍。因此，進(jìn)行小河站檢驗(yàn)具有重要意義。本文采用降雨徑流關(guān)系檢驗(yàn)法對(duì)唐山局崖口站設(shè)站年限進(jìn)行分析，求得唐山局崖口站設(shè)站年限為15 a。

1 崖口水文站概況

崖口水文站位于唐山市豐潤(rùn)區(qū)崖口鄉(xiāng)柴家灣子村，始建于1960年，為邱莊水庫(kù)入庫(kù)站?？刂泼娣e199 km2，屬淺山區(qū)小面積代表站。崖口以上流域內(nèi)耕地較少，約占15%，主要農(nóng)作物有高粱、玉米、紅薯等。土壤基層以石灰?guī)r為主，覆蓋有黃土、沙壤土。山地植被較差。上游建有小型水庫(kù)9座，控制面積36 km2，占崖口水文站總控制面積的18.1%。河道縱坡較大，洪水暴漲暴落，屬山溪性河流。本站測(cè)驗(yàn)斷面位于柴家灣子村東。1984年修建引灤入還工程，測(cè)驗(yàn)河段進(jìn)行人工開挖修整，順直河段長(zhǎng)300 m。右岸為人工砌石護(hù)坡，左、右岸均有灘地，水位達(dá)82.70 m時(shí)右岸開始漫灘，水位達(dá)83.00 m時(shí)，左岸開始漫灘，最大水面寬300 m?；?50 m右岸有小草河匯入、基下500 m處有牽馬嶺溝匯入。測(cè)驗(yàn)河段拆石壩，清樹障，河道裁彎取直，使測(cè)驗(yàn)河段規(guī)整，順直河長(zhǎng)達(dá)600 m。

2 降雨徑流關(guān)系檢驗(yàn)

以唐山局崖口站從建站開始到2004年間各場(chǎng)洪水的降雨徑流統(tǒng)計(jì)資料為基礎(chǔ)，繪制降雨～徑流關(guān)系圖，計(jì)算其合格率，并以此作為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算不同檢驗(yàn)?zāi)晗薜慕涤辍珡搅麝P(guān)系圖的合格率，當(dāng)合格率為60%以上或接近時(shí)，所求年限即為設(shè)站年限。

2.1 資料選用情況

2.1.1 雨量站分布情況介紹

崖口以上流域共設(shè)配套雨量站5個(gè)，其分布位置見崖口流域圖，各雨量站所占權(quán)重不同。

2.1.2 洪水過(guò)程、時(shí)段降雨量及日降雨量的選用

洪水過(guò)程：選用建站以來(lái)具有代表性的實(shí)測(cè)各級(jí)洪水過(guò)程，包括大、中、小洪水，為方便地下水分割，應(yīng)盡量選擇峰后無(wú)雨的單峰型洪水。

時(shí)段降雨量：選擇流域內(nèi)與所選洪水資料對(duì)應(yīng)且代表性較高的單站降雨資料。

日降雨量：選擇自6月1日開始至所選雨洪資料之間的單站日降雨量。

為了在匯流參數(shù)檢驗(yàn)時(shí)不再重復(fù)選擇雨洪資料，并且使計(jì)算結(jié)果具有代表性，根據(jù)推理公式的基本形式及產(chǎn)生的環(huán)境，對(duì)選用的雨洪資料再加以界定，條件如下：(1)徑流深大于1 mm的雨洪配套資料；(2)降水及洪水過(guò)程為單峰的資料；(3)降水量大、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、洪峰流量及徑流量級(jí)比較大的資料。

2.2 次洪降雨量計(jì)算

選擇降雨時(shí)段為1 h，根據(jù)每個(gè)雨量站所占流域權(quán)重，采用加權(quán)法計(jì)算流域時(shí)段面降雨量。

2.3 次洪產(chǎn)流量計(jì)算

為減少工作量，不再制作退水曲線，用目估法確定退水分割點(diǎn)，根據(jù)起漲點(diǎn)、退水拐點(diǎn)及洪水過(guò)程線包圍的面積計(jì)算次洪徑流深。計(jì)算公式為：

地面徑流深Rs、地下徑流深Rg的計(jì)算同次洪徑流深R。

2.4 流域前期影響雨量計(jì)算

2.4.1 日雨量計(jì)算

根據(jù)崖口、新集、夾河、下寺、大峪五個(gè)單站日雨量資料及各站所占權(quán)重，采用加權(quán)法計(jì)算面平均降雨量。

2.4.2 Pa值計(jì)算

流域前期影響雨量(Pa值)采用Pa,t+1=K×(Pt+Pa,t-Rt)遞推公式計(jì)算，Pa,t+1=K×(Pt+Pa,t-Rt)是對(duì)Pa，t+1= K×(Pa，t+Pt)計(jì)算公式的改進(jìn)，引進(jìn)了由于降水形成徑流而減少的土壤含水量，并以流域土壤最大損失量(Im值)作控制。

其中，Pa,t+1為t+1日的土壤含水量(mm)；Pa,t為t日開始時(shí)的土壤含水量(mm)；

Pt為t日降水量(mm)；Rt為t日徑流深(mm)；K為日折減系數(shù)，取經(jīng)驗(yàn)值0.85；Im為流域最大損失量，Im取值100 mm。

流域前期影響雨量(Pa值)的使用也有區(qū)別，洪峰形成在下午3點(diǎn)以后，Pa值計(jì)算至下午3點(diǎn)前較計(jì)算至8點(diǎn)更為合理。

圖1 崖口站長(zhǎng)系列P+Pa～R關(guān)系圖

圖2 崖口站20年長(zhǎng)系列P+Pa～R關(guān)系圖

圖3 崖口站15年長(zhǎng)系列P+Pa～R關(guān)系圖

2.5 檢驗(yàn)結(jié)果

2.5.1 建立(P+Pa)～R關(guān)系圖

選取1961年～2004年間的實(shí)測(cè)洪水28次，計(jì)算其(P+Pa)及R值，分別點(diǎn)繪長(zhǎng)系列、5個(gè)20 a系列及5個(gè)15 a系列樣本的(P+Pa)～R關(guān)系圖，并通過(guò)點(diǎn)群中心定線，作為(P+Pa)～R關(guān)系圖的標(biāo)準(zhǔn)線。圖1～圖3為長(zhǎng)短系列(P+Pa)～R關(guān)系圖。

2.5.2 精度評(píng)定

單點(diǎn)評(píng)定：圖中次洪徑流深與實(shí)測(cè)次洪徑流深比較，并計(jì)算誤差和，當(dāng)滿足

(1)|ΔR/R實(shí)|≤20%且|ΔR|≤20 mm；或

(2)|ΔR|≤3 mm時(shí)；

精度評(píng)定為合格。

綜合評(píng)定：合格率=合格點(diǎn)據(jù)/總點(diǎn)據(jù)×100%。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)建立(P+Pa)～R關(guān)系圖得出，長(zhǎng)系列降雨徑流合格率為65.0%；20 a系列4個(gè)樣本降雨徑流平均合格率為61.5%；15 a系列5個(gè)樣本降雨徑流平均合格率為63.1 %。根據(jù)相關(guān)檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，短系列合格率與長(zhǎng)系列合格率相比，當(dāng)短系列合格率也達(dá)到60%以上時(shí)，即達(dá)設(shè)站目的。因此，降雨徑流關(guān)系檢驗(yàn)的設(shè)站年限為15年。

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