水文站水位流量關系線高水延長的分析研究

張馨文

長江上游水文水資源勘測局

水文站水位流量關系線高水延長的分析研究

張馨文

長江上游水文水資源勘測局

為進行準確的洪水預報，時常參考的資料是水文站的水位流量關系線，當現有的實測流量資料無法滿足高水時的水位流量關系定線時，需要進行高水延長，文中就具體水文站的高水延長方法進行了分析研究。

整編；水位流量關系；高水延長

1、問題的提出

根據2015年底預報的厄爾尼諾現象，2016年長江中上游可能會發生大汛，為確保長江上游的支流嘉陵江的洪水預報工作順利進行，應對嘉陵江各控制站的水位流量關系的高水部分進行合理分析，將水位流量關系定線幅度延長到50年一遇。本文以長江委上游水文局北碚水文站為例進行分析研究。

2、北碚水文站概況

北碚水文站位于嘉陵江觀音峽內，為嘉陵江下游干流控制站，集水面積156736Km2，離河口距離53.0Km。中低水的水位流量關系受三峽電站和草街電站蓄放水影響，關系較紊亂，高水時的水位流量關系呈繩套線型。

3、北碚水文站水位流量關系的延長

根據《水文資料整編規范》中 “高水部分延長不應超過當年實測流量所占水位變幅的30%。如超過此現，至少用兩種方法進行比較”。北碚水文站遷站以來實測最大流量為35700m3/s，根據重慶市合川區相關報告成果，50年一遇的洪水流量為46700m3/s，延長幅度達23.6%，為保險起見，本文采用兩種方法對水位流量關系進行高水延長，分別為面積流速法延長和謝才公式法延長。由于北碚水文站高水時期的水位流量關系為繩套曲線，帶寬較小，根據繩套趨勢走中線繪制綜合線后再進行高水延長分析，以下圖表中的所有散點均為實測流量點。

3.1 面積流速法

根據北碚水文站實測資料，遷站以來最大流量為2011年的35700m3/s，將2011年全年實測流量的水位-流量(Z-Q)、水位-面積(Z-A)、水位-流速(Z-V)點點繪于坐標格紙上，并于高水時進行順勢延長，分別讀取水位相對應的面積、流速，相乘即獲得相應的水位流量關系，水位流量Z-Q關系圖見圖1。

圖1 水位流量高水延長后的關系線

3.2 謝才公式法延長

根據《水文資料整編規范》(SL247-2012)中謝才公式的延長方法：依據實測大斷面資料，計算各級水位的A(R為水力半徑)，并點會Z- A關系曲線。根據實測部分的Z-Q曲線和Z- A曲線，查得各級水位的Q、A值，點會Q- A關系曲線，并準趨勢按直線向上延長。以不同高水位Z，在Z- A曲線上查得A值，再以A值在Q- A曲線上查得相應Q值，據以點繪在原水位流量關系曲線上，連繪成平滑的高水延長曲線，延長后的Z-Q關系圖見圖2。

圖2 延長后的Z-Q關系曲線

3.3 兩種方法對比

對兩種方法進行分析對比，高水時的流量誤差相差很小，說明高水延長的方法是合理可行的。

3.4 斷面對比圖

斷面的穩定也是水位流量關系穩定的一個重要因素，因此對北碚水文站2011年與2015年的斷面進行對比分析，可知，北碚水文站沖刷淤積量很小，斷面幾乎沒有變化，能夠保障水位流量關系的穩定。

4、結語

(1)北碚水文站進行了兩種水位流量關系高水延長方法的比較和分析，誤差較小，說明分析合理可行，有適用性。

(2)在流速面積法和謝才公式法均可靠的前提下，由于北碚水文站斷面較為穩定，可以優先選用面積流速法進行高水延長，因為該方法更加簡便易行。

(3)延長后的水位流量關系可以為該站其他相關分析資料提供依據和參考。

[1]水文資料整編規范(S).北京.水利水電出版社，2000

[2]喇承芳，陳國梁，郭西軍.黃河安寧渡水文站水位～流量關系曲線高水延長分析探討[J].甘肅水利水電技術.2010(11).

[3]馮竹玲. 水文站水位流量關系線高水延長方法探討[J].科技展望.2016(9).