依吉密河流域徑流資料代表性分析

摘 要：水文資料代表性分析是水資源開發(fā)利用規(guī)劃工作的重要內(nèi)容之一，其代表性高低程度決定著各類水利工程設(shè)計規(guī)劃的精度水平。文章以鐵力市境內(nèi)呼蘭河右岸支流依吉密河北關(guān)站徑流資料為例，對該站系列徑流資料，從資料可靠性、一致性、代表性三個方面，采用統(tǒng)計參數(shù)長、短系列對比、周期變化規(guī)律、水量年際變化等方法對流域徑流資料的代表性進行了分析論述，得出了流域徑流資料整體代表性較高的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：依吉密河流域；徑流資料；可靠性；一致性；代表性；論證分析

前言

水文資料代表性分析的是在各類水利工程規(guī)劃設(shè)計階段中的一項重要基礎(chǔ)性工作，一般還包括對資料的可靠性和一致性同時進行分析。對流域徑流資料進行代表性分析與合理性檢查可以使其滿足各行業(yè)對水文資料的應(yīng)用需要，保證項目規(guī)劃成果合理。資料可靠性分析主要包括資料測取方式、測量部門、成果精度等內(nèi)容。一致性分析是指對資料在年際上檢查是否存在因下墊面環(huán)境改變而存在的系統(tǒng)偏差，代表性分析主要從資料的統(tǒng)計參數(shù)上對其已有系列進行對比分析，判斷水文實測資料的代表性，也是資料合理性分析的主要內(nèi)容。文章僅以依吉密河北關(guān)站徑流資料為例對水文資料代表性分析方法進行實例探討。依吉密河屬呼蘭河上游右岸一級支流，河長134km，流域面積1777km2。河流為鐵力市與慶安縣界河，左岸為鐵力市工農(nóng)鄉(xiāng)，右岸位于綏化市慶安縣境內(nèi)。北關(guān)站屬依吉密河徑流控制站，控制流域面積939km2，至河口距離65km。

1 資料可靠性分析

徑流資料可靠性分析具體包括資料的測驗整編方法，資料成果精度及其與鄰站對照是否合理。北關(guān)站流量資料年限為1965～2013共計49年，其流量測驗均采用流速儀測法，流量資料整編方式冰期為連實測流量過程線法，暢流期為水位流量關(guān)系臨時曲線法，歷年流量整編成果已刊印至《水文年鑒》。按現(xiàn)有系列計算北關(guān)站多年平均徑流深為360mm，與《黑龍江省水文圖集》中年徑流深等值線查圖值350mm接近，選擇代表年份對測站斷面水位～流量關(guān)系變化分析可見，同水位下流量平均偏差約15%（表1），斷面形狀基本穩(wěn)定，變化幅度較小（圖1），因此確定資料成果來源可靠性較高。

圖1 北關(guān)站斷面演變對比圖

2 資料一致性分析

徑流資料的一致性分析主要解決人類活動或自然環(huán)境的改變對徑流系列一致性的影響。主要體現(xiàn)在兩個方面，一是社會經(jīng)濟活動對流域用水量的增加，使水文站實測徑流量已不能代表天然情況；再就是隨著流域下墊面環(huán)境因各種因素影響而在植被、土壤、耕地、潛水位等方面發(fā)生慢性改變，從而影響了流域的產(chǎn)流規(guī)律。經(jīng)分析，流域內(nèi)測站以上無引用水工程，資料系列年限內(nèi)測站斷面無遷移，不需對徑流資料進行還原修正。對于受下墊面環(huán)境變化影響分析，須從流域歷年降雨～徑流關(guān)系來分析，如果關(guān)系點在時間上明顯集中偏大或偏小，則應(yīng)對徑流資料進行一致性修正，原則是修正到現(xiàn)狀時間點，修正方法采用修正系數(shù)法。由圖2可知，資料系列中只有少數(shù)點據(jù)存在系統(tǒng)偏離，其余點據(jù)基本集中分布成帶狀，因此不需進行徑流資料一致性修正。

3 代表性分析

徑流代表性分析要求能反映徑流多年變化的統(tǒng)計特性，現(xiàn)有徑流系列資料是否能較好地代表總體分布，一般從以下幾個方面來分析。

3.1 徑流差積曲線分析

由圖3可知，流域徑流差積曲線值大于0時歷時較長，且存在幾個短歷時小周期，但小于0時歷時較短，枯水代表性相對較低，流域整體上僅存在一次不明顯大趨勢豐枯變化過程，在長周期分析方面代表性較低。

圖3 北關(guān)站年徑流深差積曲線圖

3.2 累計平均過程線分析

由圖4可知，該站徑流系列穩(wěn)定時期大致為1982-2012約30年，占系列總年限的58%，基本可以代表資料整體分布情況。

3.3 豐、枯水分布情況分析

豐、枯水分析除了采用頻率判別法之外還可采用簡化的均方差判別法，豐、枯水臨界值為豐水年Ri=R+0.33σ；枯水年Ri=R-0.33σ，式中R為年徑流深，σ為系列方差，年徑流大于Ri即為豐水年，否則即為枯水年。由表2可知，流域豐、平、枯水出現(xiàn)年數(shù)均較多，連續(xù)出現(xiàn)次數(shù)分布也基本均勻，在水量年際分布上有一定的代表性。

表2 北關(guān)站年徑流深豐、平、枯水分析表

3.4 統(tǒng)計參數(shù)分析

統(tǒng)計參數(shù)采用均值、均方差并計算其長、短系列誤差和比值。即

系列均值和Cv值）。由表3可知，北關(guān)站20年和30年系列資料統(tǒng)計參數(shù)與49年長系列資料偏差均較小，說明該站統(tǒng)計參數(shù)基本穩(wěn)定代表性較強。

4 結(jié)束語

對水文資料代表性分析有多種方法，文中只是采用一些文獻中經(jīng)常使用的方法對流域徑流資料進行了代表性分析，所用方法的權(quán)威性和適用性還有待探討。目前對水文資料代表性精度評價還缺少較全面的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，文中所述結(jié)論還有待進一步商議探討。

參考文獻

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作者簡介：李新（1980-），女，黑龍江鐵力市人，工程師。

李英晶（1979-），女，黑龍江鐵力人，工程師。

田長濤（1969-），男，黑龍江伊春人，高級工程師。