馬婉麗，高力群，汪曉東

(1.湖北省水利水電規(guī)劃勘測設計院，湖北 武漢 430070；2. 安慶市花涼亭水庫管理局，安徽 安慶 246400)

徑流是水電站徑流調(diào)節(jié)和水能計算的基礎。當設計依據(jù)站實測年徑流系列不足20年，應進行插補延長，提高系列的代表性，然后再根據(jù)展延后的系列進行頻率計算[1]。國內(nèi)許多學者對徑流插補延長的計算方法進行了大量分析。付靜[2]利用鄰近流域會理水文站和會東水文站實測資料對金沙江二級支流麻龍河流域的橫山水文站徑流系列進行了插補延長,并從多種插補方案和計算途徑入手分析徑流插補成果的合理性,為短系列徑流資料插補延長方法和水利工程設計提供參考和依據(jù)；高松[3]通過建立南花-下司、南花-施洞年平均流量相關關系，將南花水文站徑流系列插補延長；于冰[4]等采用幾種資料插補延長和代表性分析方法，對安幫河流域短系列降雨、徑流資料進行了延長和代表性分析，并對分析結果進行了客觀評價；高治定等[5]在借鑒朱巴-道孚站不同豐、枯年段資料,按不同方法建立年、月徑流相關關系對插補成果影響研究的基礎上，結合南水北調(diào)西線一期工程引水地區(qū)3個專用水文站與下游參證站近期3～5年同期實測的月徑流資料，建立了不同的相關方案，就各方法對插補成果的影響情況和差異產(chǎn)生原因進行了分析。

本文以俄日河流域為例，在對依據(jù)站殼三水文站與參證站綽斯甲水文站各自徑流系列插補展延的基礎上，分析二者相關性，對殼三水文站徑流系列進行插補延長，使其具有較高的代表性，供流域工程設計采用。

1 流域概況

俄日河系大渡河西源綽斯甲河右岸的一級支流，發(fā)源于甘孜州道浮縣海子山下的云祝措，河道全長128 km，流域面積1 910 km2，河道平均坡降14.3‰，流域形狀系數(shù)0.12，為山區(qū)長型流域，各支流呈樹枝狀分布。河口多年平均流量31.0 m3/s，年徑流量9.78億m3，水力資源理論蘊藏量220 MW。河流出河源區(qū)后，大體由南向北流，經(jīng)玉科區(qū)、銀恩鄉(xiāng)，于冷都折向東流，流至九家寨附近轉(zhuǎn)向東北流向，于紅衛(wèi)橋附近匯入綽斯甲河。

俄日河流域?qū)俅ㄎ鞲咴瓪夂騾^(qū)，具有干濕季分明、日氣溫變化較大，日照長、晴天多的特點。

俄日河和綽斯甲河流域內(nèi)均無控制性大中型水利水電工程，人類活動影響較小，植被較好，河道天然狀態(tài)保持良好，故流域的來水、來沙條件歷年無大的變化，其水文資料具有一致性。

2 基本資料

俄日河干流上有殼三水文站，殼三水文站位于河口上游17 km處；綽斯甲河干流上設有綽斯甲水文站，位于河口上游28 km處。

1)殼三水文站。該站由四川省阿壩州水電局于1959年10月19日設立，1960年1月21日開始觀測水位、流量，至1961年12月停測流量僅觀測水位，1962年8月撤消?，F(xiàn)有1960年2月至1961年12月的流量及1960年2月至1962年7月的水位資料。

2)綽斯甲水文站。該站于1959年7月15日設立，當年只觀測水位和降水，1960年開始測流，1962～1966年停測流量，降級為水位站。1967年恢復測流，1968～1982年又改為水位站，1983年恢復為水文站，2000年將基本水尺斷面下遷137 m，改稱綽斯甲(二)水文站。

兩站測驗、資料情況見表1。俄日河及鄰近流域水系、水文站網(wǎng)分布見圖1。

表1 俄日河周邊地區(qū)測站情況表

圖1 俄日河及鄰近流域水系示意圖

3 徑流插補延長

當設計依據(jù)站上下游無長期測站時，可利用自然地理條件相似的鄰近流域的水文站作為參證變量。當設計站實測年徑流系列過短，難以建立年徑流量相關關系時，可以利用設計站與參證站月徑流之間的關系來插補延長系列。

殼三水文站僅有1960年2月～1962年7月的水文資料，綽斯甲水文站與俄日河屬同一大流域，且有較長系列的水文資料，因此，可利用綽斯甲水文站系列插補延長殼三水文站的徑流系列。

綽斯甲水文站1962～1982年(1967年除外)共20年未測流，殼三水文站僅有1960年2月至1961年12月流量資料，1962年1月至7月水位資料。為了建立殼三與綽斯甲的相關關系，首先應對兩站徑流資料進行插補延長，使其具有同期的徑流系列。

3.1 綽斯甲站徑流

綽斯甲站1959年7月開始觀測，有1960年、1961年、1967年、1983年～2010年流量資料。1962年～1982年(除1967年)未測流的年份，有水位觀測資料。為插補停測期間的流量資料，對1961年、1967年、1983年觀測的水位和流量數(shù)據(jù)進行分析，建立水位～流量關系曲線；根據(jù)1962～1966年及1968～1982年逐日水位資料由上述水位～流量關系插補相應流量。

1961、1967及1983年的逐日水位～流量點據(jù)分布如圖2所示。根據(jù)低(14.0 m以下)、中(14.0～14.8 m)、高(14.8 m以上)水位點據(jù)分布規(guī)律，擬合兩條綜合曲線。

未測流年份中，1962-1966年逐日流量根據(jù)逐日水位采用1961-1967年曲線插補，1968-1982年逐日流量根據(jù)逐日水位采用1967-1983年曲線插補。

3.2 殼三站徑流

3.2.1 1962年流量插補

對1960年2月～1961年12月實測水位、流量資料進行分析，確定水位～流量關系曲線；根據(jù)1962年1月～7月逐日水位由該水位～流量關系插補相應流量。

1960年2月～1961年12月逐日水位～流量點據(jù)分布如圖3所示。由圖3可知，點距分布較集中，兼顧兩年點據(jù)綜合擬定水位～流量關系曲線，見圖3。

圖3 殼三站水位～流量關系曲線

3.2.2 殼三～綽斯甲相關關系

由水位～流量關系插補殼三站1962年1月至7月逐日流量，得到殼三站與綽斯甲站1960年2月～1962年7月共30個月的同期月平均流量。據(jù)此建立殼三站～綽斯甲站月徑流相關關系，點據(jù)分布如圖4所示。

圖4 殼三～綽斯甲月平均流量相關關系

從數(shù)據(jù)的可靠性和工程安全性考慮，剔除過于離散的點據(jù)和插補得到導致精度不高的點據(jù)，建立殼三站與綽斯甲站月平均流量相關關系，相關線如圖4所示，相關系數(shù)R=0.96，相關關系較好。

4 徑流成果分析

4.1 徑流特性

根據(jù)綽斯甲站歷年徑流資料和上述相關方程插補延長，得到殼三站1960～2010年共51年徑流系列。俄日河流域人類活動影響較小，全流域基本處于未開發(fā)狀態(tài)，對徑流影響較小。因此，殼三站長達51年的徑流系列樣本具有很好的一致性。

插補延長后殼三站年徑流過程線及差積曲線見圖5。由圖可知，該站51年徑流系列中，包括了豐水段、中水段、枯水段，豐、枯水年數(shù)大致相近，因此該站徑流系列具有較好的代表性。

此外，由四川省徑流深等值線圖可知，俄日河流域多年平均徑流深為500 mm左右，計算的殼三站多年平均年徑流深與等值線圖查算值很接近，說明本次殼三水文站徑流成果是合理的。

圖5 殼三水文站年徑流過程線及差積曲線圖

4.2 設計徑流

對插補延長后的殼三水文站徑流系列進行頻率分析，采用數(shù)學期望公式計算經(jīng)驗頻率，用矩法公式初估參數(shù)，采用P-Ⅲ型曲線適線。設計成果見表2。

5 結 語

對于水文實測資料缺乏或系列較短的地區(qū)，借用水文氣象條件和下墊面相接近流域的水文系列進行插補延長，是設計依據(jù)站年、月徑流系列插補展延的有效途徑。該方法參證站的選擇很關鍵，要求參證流域與設計流域鄰近，氣候條件基本一致，徑流形成條件相似，同期觀測資料不能太短，要防止輾轉(zhuǎn)相關造成的關系密切假象。