水文站流量停間測可行性淺析

馮省波

水文站流量停間測可行性淺析

馮省波

（四川省達州水文水資源勘測局，四川達州635000）

水文站實行年際流量間測，可以大大節約人力、物力。選取靜邊水文站實測流量資料作為分析對象，尋找水文站年際流量間測的可行性。

流量停間測；水位流量關系；水文站

在執行現行規范標準的情況下，實行年際流量間測是解決當前基層水文站的人力、物力和財力及技術不足的有效途徑。這樣不僅可以提高工效，節省財力、物力，還創造了增設輔助站和調查點的條件，擴大了水文資料收集范圍和增強水文資料的完整性。為此，選取靜邊水文站水位流量實測資料作為分析對象，尋找水文站流量停間測的可行性。

1　基本情況

1.1測站控制情況

靜邊水文站是渠江右岸一級支流流江河的中游控制站，屬國家二類精度站，位于東經106°51′、北緯31°01′，于1957年4月11日建成，集水面積2 740 km2，距河口距離42 km，測驗河段順直，河床系巖石和礫石組成。水文站左岸為緩坡，右岸為陡巖，基本水尺斷面上游300 m處有彎道，下游100 m處是靜邊公路石拱大橋，下游600 m處有血水潭和彎道，各級水位控制良好。

1.2測驗情況

該站低水在基上800 m處測流，用測流槽水位流量建立Z-Q關系并推流；中高水在基上1 300 m處（壩右水位）觀測水位，在基本水尺斷面測流，用壩右水位與基本水尺斷面流量建立Z-Q關系并推流。

靜邊水文站歷年斷面穩定，高、中、低水Z-Q關系呈單一關系。所以，1986年首次對低水測流槽Z-Q關系線進行了分析，共計19份實測流量，確定了測流槽綜合Z-Q關系線；1995年又對壩右1988—1994年（借用1987年歷史最高洪水7#、9#、16#流量）共計142份實測流量進行分析計算，確定了歷年綜合Z-Q關系綜合線。

2　資料收集、分析、計算

測流槽選取2008—2011年實測流量20份、測流水位在257.82～258.48 m，壩右選取2008—2011年實測流量共計59個測次、測流水位在261.24～265.45 m，測流水位變幅4.21 m，測得歷年最高洪水位變幅99％以上，將測流槽實測流量與1986年首次分析時對應的19份實測流量、壩右實測流量與1995年分析時對應的142份實測流量分別點繪Z-Q關系曲線進行對比分析。在此基礎上，分別對測流槽、壩右實測水位流量進行符號檢驗、適線檢驗、偏離數字檢驗和學生氏（t）檢驗，采用南方資料整編軟件計算。

（1）符號檢驗，檢驗水位流量關系曲線兩側點數分配是否均衡合理，是否通過點群中心。顯著性水平a取0.25。其計算公式為：

式中：k為正號或負號個數；n為測點總數；u為統計量；p、q為正、負號概率，各為0.5。

分別統計測點偏離曲線的正、負號個數，將測點總數n、正號（或負號）個數k代入式（1）計算出u值，與臨界值u1-a/2=1.15比較，如u＜u1-a/2，則認為合理，接受p=q=0.5假設；如u＞u1-a/2，則認為不合理，即拒絕p=q=0.5假設。

（2）適線檢驗，按水位遞升次序，檢驗實測點偏離曲線正負號排列情況，定線有無明顯系統偏離，a 取0.05。其計算公式為：

式中：u為統計量；n為測點總數；k為變換符號次數（k〈0.5（n-1））時作檢驗，否則不作此檢驗，意為變換符號次數多于不變符號次數時免作此檢驗；p、q分別為變換、不變換符號概率，各為0.5。

（3）偏離數字檢驗，檢驗測點偏離關系曲線的平均偏離值（平均相對誤差）是否在合理范圍內，借用數據論證曲線確定是否合理，a取0.10。其計算公式為：

式中：Pi為測點與關系曲線的相對偏離值；n為測點總數；為平均相對偏離值；為的標準差；S為P的標準差；t為統計值。

按式（5）計算t值，并根據顯著性水平a=0.1，在表1中查得自由度k為n-1的臨界值t1-a/2與t比較，即認為合理，即認為不合理，拒絕原假設。

表1　自由度k的臨界值t1-a/2

2008—2010年低水測流槽實測流量10份，2011年測流10份，共計20個測點，其中12#（2011年）測點偏離較大，不參加檢驗，因此共有19個測次參加點分析檢驗。2011年壩右共計施測流量32份，再加上2008—2010年實測流量27份，共計59個測次，其中14#、15#、36#（2011年）測點偏離較大，沒有參加檢驗和分析。測流槽水位流量關系計算檢驗結果見表2，壩右水位流量關系計算檢驗結果見表3。

表2　測流槽水位流量關系計算檢驗結果

表3　壩右水位流量關系計算檢驗結果

以上檢驗結果表明，原定Z-Q關系綜合線沒有發生變化，測站控制穩定。根據《水文資料整編規范》和《水文巡測規范》的規定，2008—2011年實測流量與原定綜合線屬于同一總體系列，水位流量關系穩定，原定綜合線可繼續使用。因此，靜邊水文站實行流量停間測的想法是可行的。

3　結論和建議

（1）根據以上資料計算分析，靜邊水文站實行停間測的辦法是可行的，既可解決站多人少的問題，優化人力資源，又可以將更多的人力投入到重要站點，提高了重要站點的測報能力。

（2）靜邊水文站河床穩定，年內沖淤變化較小，水位流量關系呈穩定的單一關系，計算結果符合水文巡測規范標準，為有效開展水文巡測提供了技術支撐。

（3）靜邊水文站歷年綜合線最高水位265.70 m，在此水位以上實測流量資料較少，建議今后如果洪水超過歷年最高水位，必須立即實行常規監測，加密流量監測次數，以便進一步分析確定上部綜合關系線的穩定性。

（4）對于水位流量關系單一、多年監測分析關系沒有發生較大變化、檢驗結果滿足規范要求的水文測站，可以考慮逐步減少測次，逐步采用停間測的方法收集水文監測數據。

TV123；P332

A

1004-7328（2016）04-0043-02

10.3969/j.issn.1004-7328.2016.04.014

2016—04—20

馮省波（1981—），男，工程師，主要從事水文勘測工作。