結(jié)冰期改正系數(shù)分析

李亞龍，孫曉俊，吳曉蓓

（1.黑龍江省黑河水文局，黑龍江 黑河 164300；2.松遼委黑龍江水文水資源勘測(cè)局，黑龍江 黑河 164300）

水文資料整編規(guī)范規(guī)定：“對(duì)于結(jié)冰期無(wú)冰塞、冰壩壅水現(xiàn)象的測(cè)站，可采用改正系數(shù)法定線推流。”

改正系數(shù)法是推算冰期流量最常用的方法。由于春季流冰初、秋季流冰末及封凍初、封凍末測(cè)流困難，危險(xiǎn)，測(cè)次很少，給定線帶來(lái)一定難度，往往因?yàn)槎ň€不準(zhǔn)確，推算的流量誤差很大。

選用遜畢拉河上的幾處水文站冰期實(shí)測(cè)流量資料，參照水位、氣溫、冰情等因素的變化趨勢(shì)進(jìn)行綜合分析，基本上反映了改正系數(shù)的變化規(guī)律、范圍，繪制了改正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程線，供定線及合檢參考。

1 改正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程線的繪制

以實(shí)測(cè)冰期流量（Qo），除以同水位在暢游期標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得的流量（Qc），計(jì)算改正系數(shù)（K）：

因?yàn)?Qo＜Qc，所以 K＜1。

改正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程線的繪制方法：

1）以改正系數(shù)為縱坐標(biāo)，時(shí)間（月、日）為橫坐標(biāo)，把各年實(shí)測(cè)的改正系數(shù)用不同的符號(hào)點(diǎn)繪，定出各年的改正系數(shù)過(guò)程線。然后按冰情現(xiàn)象出現(xiàn)的時(shí)間左右移動(dòng)進(jìn)行分析綜合，定出改正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程線（見(jiàn)圖1）。

圖1 改正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程線

2）以改正系數(shù)為縱坐標(biāo)，以封凍天數(shù)、流冰前天數(shù)為橫坐標(biāo)，把各年的實(shí)測(cè)改正系數(shù)用不同的符號(hào)點(diǎn)繪，點(diǎn)子比較集中、規(guī)整，經(jīng)過(guò)綜合分析定出改正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程線。用圖1綜合前的點(diǎn)子分布范圍，編制春秋流冰過(guò)渡段改正系數(shù)變化表。即表 1、表2。

2 改正系數(shù)分析

根據(jù)冰情的變化及對(duì)改正系數(shù)的影響，冰期可分為秋季流冰期、封凍初期、穩(wěn)定封凍期、封凍末期及春季流冰期。由于測(cè)站集水面積大小不同，緯度高低不同，河流補(bǔ)給不同，以及有無(wú)大的水利電力工程等，改正系數(shù)有明顯差異，其中封凍期改正系數(shù)變化幅度大。

分析成果所用的資料，為北緯 48°～50°，集水面積為5000～15000 km2，流域內(nèi)無(wú)水電工程。

表1 春季流冰過(guò)渡段改正系數(shù)變化表

表2 秋季流冰過(guò)渡段改正系數(shù)變化表

1）秋季流冰期。秋季出現(xiàn)岸冰、流冰初期，水面比降、河床糙率等水文要素與暢游期同水位近似，過(guò)水?dāng)嗝鏌o(wú)明顯減小，改正系數(shù)在0.90～1.00間變化，與氣溫變化趨勢(shì)近似（見(jiàn)圖1）。隨著岸冰增寬增厚，過(guò)水?dāng)嗝婷黠@縮小，糙率增大，流速減小，到封凍前改正系數(shù)逐漸減小，由0.90減小到0.60。

2）封凍初期。封凍初期冰蓋由冰塊、冰花聚集凍結(jié)而成，冰底極不平整，糙率增大（冰底與河床的混合糙率），過(guò)水?dāng)嗝婷黠@縮小，封凍當(dāng)天改正系數(shù)可減至0.20左右。隨著累積負(fù)氣溫的增加，封凍天數(shù)的增加，冰層增厚，水流不斷沖擊，冰底逐漸趨向平滑，流速稍有增大，改正系數(shù)增大。封凍后20 d左右，改正系數(shù)有一個(gè)明顯增大過(guò)程。可增至0.30～0.40，然后進(jìn)入穩(wěn)定封凍期。

3）穩(wěn)定封凍期。穩(wěn)定封凍期，在無(wú)冰塞的情況下，改正系數(shù)緩慢減小，直至春季氣溫明顯穩(wěn)定回升，冰層開(kāi)始融化，改正系數(shù)變化與累積負(fù)氣溫的增加，水浸冰厚的增加變化趨勢(shì)相應(yīng)。此段在無(wú)水電站發(fā)電放水影響，改正系數(shù)減至0.10左右。在同一緯度、同一時(shí)間，集水面積大的測(cè)站改正系數(shù)明顯偏大；集水面積相近，同一時(shí)間，緯度低的測(cè)站改正系數(shù)也明顯偏大。

4）封凍末期。隨著天氣回暖，冰上積雪開(kāi)始融化，冰層也開(kāi)始緩慢融化變薄，水位緩慢上漲，改正系數(shù)開(kāi)始明顯增大，直至冰滑動(dòng)，可增至0.40～0.50。此段改正系數(shù)變化與水位、氣溫、冰情變化趨勢(shì)一致。

5）春季流冰期。流冰初，冰塊密集，相互擁擠，水流不暢，水位時(shí)漲時(shí)落，流速偏小，改正系數(shù)在0.60～0.80間變化。隨著流冰暢通，比降變化日趨正常，改正系數(shù)增大到0.90左右。流冰末期，斷面下游河道無(wú)底冰、無(wú)冰堆阻水，各水文要素與暢游期近似，改正系數(shù)在0.95～1.00間變化，與水位、冰情變化相應(yīng)。

3 改正系數(shù)過(guò)程線定線方法

1）實(shí)測(cè)流量測(cè)次比較多，可參照冰情、氣溫、水位變化趨勢(shì)，亦可參照改正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程線定線。

2）秋季流冰末到封凍初無(wú)實(shí)測(cè)流量，可根據(jù)冰情變化，從表2中選相應(yīng)地改正系數(shù)點(diǎn)在圖上，參照改正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程線定線。

3）封凍末到春季流冰初無(wú)實(shí)測(cè)流量，可根據(jù)冰情、水位變化，從表1中選相應(yīng)地改正系數(shù)點(diǎn)到圖上，參照改正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程線定線。

4）冰期兩個(gè)相鄰測(cè)次時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，切忌用直線連接兩個(gè)相鄰測(cè)次的改正系數(shù)，必須參照冰情水變化趨勢(shì)定線，亦可參照改正系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程線定線。