大象（二）水文站巡测方案的分析探讨.doc

大象（二）水文站巡测方案的分析探讨第3期2008年6月广东水利水电GUANGDONGWATERRESOURCESANDHYDROPOWERNo.3Jun.2008大象(二)水文站巡测方案的分析探讨梁中光,黄永雄(广东省水文局肇庆分局,广东肇庆526060)摘要:水文巡测是21世纪水文资料采集的主要手段和方式,是水文面向社会的根本出路.通过站队结合可以在保证收集水文资料质量的基础上,扩大资料的收集范围,提高工作效率,改善职工工作和生活条件,增强水文机构的活力.该文通过对大象(二)水文站流量间测分析的基础上,分析探讨该站巡测方案的编制,以供相类似测站特性的水文站编制巡测方案作参考.关键词:巡测;方案;分析探讨中图分类号:P332文献标识码:B文童编号:1008一O112(2008)03003603引言水文巡测是21世纪水文资料采集的主要手段和方式,是水文面向社会的根本出路.通过站队结合町以在保证收集水文资料质量的基础上,扩大资料的收集范围,提高工作效率,改善职工作和生活条件,增强水文机构的活力.本文通过对大象(二)水文站流量间测分析的基础上,分析探讨该站巡测方案的编制,以供相类似测站特性的水文站编制巡洲方案作参考.1流域概况中州河属北江二级支流,绥江的干流,发源于连山县的擒鸦岭,在广东省怀集县怀高村汇人绥江,全长为77km,流域面积为908km,平均坡降为2.26流域地貌类型为山地,丘陵,大部份为砂质土壤,南部部分为石灰岩,北部地势高于南部,自北向南倾斜,主要种植杉,松和竹,区域的植被较好,覆盖度约70%80%.本区属亚热带季风气候,雨量充沛,多年平均降雨量为2170mm,雨量多集中在夏秋两季,49月份降雨量约占全年降雨量的80%,年均相对湿度为80%,历年平均蒸发量为800mm,平均气温为20.5.大象(二)站设于中州河的中下游,建于1956年11月,位于广东省怀集县怀城镇大象村(东经112.10,北纬2358,见图1),集水面积为879km,为绥江的区域代表站,属二类精度水文站;主要测验任务有水位,流量,降雨量等.图1大象(二J站流域示意2测站水文特性,测验河段断面情况本站集雨区域多年平均降雨量为2170ram,但年内分配不均,49月份约占全年降雨量的80%.因区域四周为高山屏障,所以主要受锋面类影响,暴雨洪水多发于47月.本站属暴涨暴落河流,以洪水涨落率影响为主.因断面上游5OOm处有坝高4m大象电站拦河坝,高水时,坝顶溢流,受电站影响不大,低水时,则完全受电站调节影响,断面出现的最小流量并非河流的自然变化.本站共设基本水尺断面,上下比降水尺断面,基本水尺断面与测流断面重合,主流在中泓偏右岸,流向与收稿日期:200802-03作者简介:梁中光(1967一),男,中专,助理工程师,主要从事水文测验和研究工作.?36-2008年6,El第3期梁中光,等:大象(二)水文站巡测方案的分析探讨断面垂直.右岸3.2m水位以下有沙滩,滩地宽约70m,7.5m水位以上右岸漫滩,漫滩宽约1080m.断面上游500m处有大象电站拦河坝,下游5km处有焦平拦河坝;测验河段河床以粗沙质及卵石为主.因1996年底,离基本水尺断面下游约25m处的筑水陂木桩排被拔掉,造成断面起点距5076m的河床发生冲刷,但冲刷现象逐年减少,f2ooo年断面河床趋于稳定,19972006年历年大断面变化见图2所示.距/in图2大象(二)站历年大断面变化3资料具体分析情况3.1水位流量关系分析本站历年的水位流量关系比较稳定,历年均为单一曲线,低水部分的水位流量关系则受上游500m处的大象电站调节影响而显得有些散乱.由于1996年底,原来起着阻水作用的断面下游约25ITI处的筑水陂木桩排被拔掉,断面起点距5076ITI的河床冲刷,使水深增大,水流速变大,造成流量逐年偏大,其中水位为1.702.80m的流量偏大比较明显,flJ2000年以后水位流量关系趋于稳定.分析思路及方法:按流量间测的规范要求,分析该站是否符合间测的要求.这次分析收集本站19972006年共10年的资料,包括实测流量成果,水位自记图纸,逐时水位过程线,各年的水位流量关系线图,水位记录簿等.经分析,大象(二)站10年资料的实测流量水位变幅和历年水位变幅的关系如表1:表1水位变幅分析从表1可得到实测流量的水位变幅占历年的水位变幅为96%,远大于水文巡测规范(sLl9597)所要求的80%.各年的实测水位流量关系点据对当年的水位流量关系线的定线误差均符合规范规定的精度要求.用10年的实测流量资料进行点图分析,得出一条综合的水位流量关系曲线,见图3所示.流量/(_s)图3大象(二1站历年水位流量关系综合曲线3.2历年水位流量关系综合曲线的检验经过检验分析,得出结论是,如果把低水部分,即2.OOm以下的流量测点也放在一起进行检验,得出符号检验,偏离数值检验三性检验未完全通过,标准差和随机误差太大,超出规范要求.经分析,是因为2.OOm水位以下的水位流量关系受上游500m处的大象电站蓄放水影响,所以关系点据比较散乱.正因为2.OOm水位以下的水位流量关系是受上游电站所影响,所以认为2.OOm水位以下用多年实测流量点子分析出来的综合曲线得出的流量可能更具有代表性.由上述的分析,可以不考虑2.OOm以下的流量测点,即2.OOm以下的流量测点不参加检验,得出结果为水位2.OOm以上的水位流量关系综合曲线测点标准差为Se=4.8%,随机误差为9.6%10%,系统误差为0.12%2%,达到规范规定的精度要求;三性检验均通过.3.3系统误差和不确定度分析由历年水位流量关系综合曲线的检验结果可得,相对误差的均值为0.12%,即系统误差为0.12%<2%.从大象(二)站历年的资料分析及结合本站的实际情况,高,中,低水位的划分为:水位2.3lm以下为低水,2.313.48m为中水,3.48m以上为高水,从历年水位流量关系综合曲线的检验结果中可计算出高水的随机不确定度为8.3%,中水的随机不确定度为10.9%.它们与允许误差的关系如表2所示.表2大象(二)站综合关系曲线不确定度分析从表2可以看出,高,中水的定线误差均符合水文巡测规范(sL19597)表4.3.1条规定的要求.3.4各年水位流量关系曲线与综合曲线偏离误差和不确定度分析?37?水位2008年6月第3期广东水利水电经以上分析得出大象(二)站历年综合曲线与每年的水位流量关系曲线的比较如图4,图5所示.流量/(m.)图4大象(二)站各年水位流量关系曲线与历年综合水位流量关系曲线流量/(n1.)图5大象(二)站各年水位流量关系曲线与历年综合水位流量关系曲线比较(低水放大)从图上可以看出,2.00m水位以下的流量偏离比较大,如果不考虑2.00m水位以下的流量,即2.00m以下的流量偏离误差不参加分析,则各年水位流量关系曲线与综合关系曲线偏离误差分析结果为:除了1997年2.352.80m这段中水位的流量相对偏离较大以外(最大偏离为14.4%),其它的都在误差范围内.如果1997年的2,352.90m这段不计算在内,得出高,中,低水的最大偏离如表3所示.表3高,中,低水最大偏离分析从上表可得出,如果1997年的2.352.80m这段不计算在内,各年水位流量关系线与综合关系曲线高,中,低水的最大偏离误差都符合水文巡测规范(sLl9597)表4.3.8条规定的要求,因此,可按水文巡狈0规范(sL195.97)2.2.5.1条的要求:每年的水位流量关系曲线与历年综合关系曲线之间的最大偏离不超过规范规定的允许误差范围的,可实行停25年测一年.造成?38?1997年2.352.80m这段水位流量偏离.综合关系曲线较大,是因为1996年底,原来起着阻水作用的断面下游约25m处的筑水陂木桩排被拔掉,断面面积和流速变大,造成1997年水位2.35280m的流量偏大,到2000年以后水位流量关系趋于稳定.因此,1997年2.352.80m这段水位流量偏离综合关系曲线较大是合理的.3.5资料分析结果由上面的分析,得出大象(二)站2.00m水位以下的流量分析不合格,因为2.00m水位以下的流量主要受上游500m处的大象电站蓄放水调节影响,水位流量关系点子比较散乱,实测的流量并不能完全反映出天然河流状态下的流量.所以认为2.00m水位以下用多年实测流量点子分析出来的综合曲线的流量能更好反映出天然河流状态下的流量.经综合分析,根据水文巡测规范(SL19597)中的2.2.5.1条,初步确定大象(二)站的流量测验可实行问测.经过综合考虑本站搜集分析资料的系列长度,建议本站实行停3年测一年的方案,在停测年份要实行检测,每年最少要检N3次,检测点应分布于高,中,低各级水位,并必须用较高精度的测验方案.每次检测成果都要与综合曲线进行误差分析,当不超出允许误差范围时,当年可采用历年综合曲线推流.当问测期间,发生稀遇洪水,或发现水工程措施等人类活动对测站控制条件有明显影响时,应恢复正常测流.4巡测方案的分析结论根据大象(二)站的作任务,水文特性,交通,通信状况及现有的测验设施设备情况,通过对多年水文资料的分析,初步认为该站可以实行流量间测的贝4验方式,即停三年测一年.停测年份实行检测,每年最少要检测3次,检贝应分于高,中,低各级水位,并必须用较高精度的测验方案.每次检测成果都要与综合曲线进行误差分析,当不超出允许误差范围时,当年可采用历年综合