星豐(三)水文站流量間測分析與實踐

劉敬彬

(廣東省水文局惠州水文分局，廣東 惠州 516000)

水文站實行間測，可以提高工作效率。近年來隨著水文站網建設的逐步完善，站網密度增加，測驗任務加重，站網管理面臨更多的挑戰，推進間測、巡測已是非常必要。

1 星豐(三)水文站基本情況

1.1 測站基本情況

星豐(三)水文站(以下簡稱星豐站)設立于1967年4月，地處廣東省河源市和平縣彭寨鎮星豐村，屬彭寨水，控制集水面積為42.6 km2，設站目的是收集廣東省北部地區小匯水面積暴雨徑流資料，探求產、匯流參數及其變化規律。該站測驗精度為3類，主要測驗項目有水位、流量、降雨、蒸發等。

星豐站實測歷史最高水位為135.21 m(2010年5月6日；凍基，以下同)，實測歷史最低水位為131.79 m(1994年4月6日)；實測最大流量為184 m3/s(2010年5月6日)，實測最小流量為0.022 m3/s(1991年6月2日)。

1.2 測流斷面基本情況

星豐站測驗河段基本順直(見圖1)，測驗河段河以粗、細沙及礫石組成，沖淤變化較大。水位在132.10 m以下，水面寬約為8 m，超過132.10 m后，隨著水位升高，水面寬逐漸增大，左岸漫灘達12.6 m。斷面上游約120 m河段成喇叭狀，橫斷面逐漸向上游擴大；再上約150 m有支流隆周水匯入。斷面下游約120 m為急灘及河灣，并有石橋1座，高水起一定的控制作用；低水時期，受上游的陂頭蓄放水人工影響。因為測驗斷面沖淤變化大，水位流量關系復雜，定線推流困難。為此，2007年底對測驗河段進行了整治，鋪設了水泥人工河床以提高測驗精度，整治河段長約10 m，河床寬約12 m，低水河槽寬約3.9 m。測驗河段整治后，河槽控制作用加強，水位流量關系較好，2008—2014年均采用單一線整編推流(見圖2所示)。

圖1 星豐站測驗河段平面示意

圖2 星豐站大斷面示意

2 星豐站流量間測分析

2.1 流量級劃分

根據1972—2014年(共43 a)較完整流量系列數據，采用《河流流量測驗規范》(GB 50179—2015)第4.4條中測站水量較小時采用頻率流量進行流量級劃分方法，經分析計算確定：星豐站高水期為Q≥21.3 m3/s，中水期為1.13 m3/s≤Q<21.34 m3/s，低水期為0.70 m3/s≤Q<1.13 m3/s，枯水期為Q<0.70 m3/s[2]。

2.2 資料系列選取

本次流量間測分析選取2008—2014年資料。實測流量的水位變幅為歷年水位變幅的98%(見表1)，滿足《水文巡測規范》(SL195—2015)控制80%以上的要求[3]。

表1 2008—2014年實測流量水位變幅與歷年水位變幅關系 m

2.3 水位流量關系分析

1) 綜合水位流量關系線

星豐站2008—2014年共施測流量323份，2008—2014年綜合水位流量關系曲線見圖3所示；綜合水位流量關系曲線定線精度統計見表2，由表2可知，精度符合規范要求。

圖3 星豐站歷年綜合水位流量關系曲線示意

表2 星豐站歷年綜合水位流量關系線定線精度統計

2) 流量間測關系曲線偏離誤差分析

根據綜合水位流量關系曲線，對應高、中、低水期水位分別為133.29 m、132.34 m、132.29 m，即星豐站高水期為Z≥133.29 m，中水期為132.34 m≤Z<133.29 m，低水期為132.29 m≤Z<132.34 m。

對2008—2014年每年的水位流量關系曲線與綜合關系曲線之間的最大偏離進行分析。經計算，各年關系線高水、中水、低水偏離綜合線最大誤差絕對值分別為4.76%、9.30%、7.50%，最大偏離均符合《水文巡測規范》(SL 195—2015)中表8規定的允許誤差，可實行間測。具體誤差分析見表3。

表3 流量間測關系曲線偏離誤差檢驗 %

注：2009年無高水期。

3 間測分析小結

1) 星豐站歷年水位流量關系呈單一線；綜合線定線精度符合《水文資料整編規范》(SL 247—2012)要求；歷年關系曲線與綜合關系線的最大偏離滿足《水文巡測規范》(SL195—2015)規定的允許誤差，星豐站流量可實行間測。

2) 依據《水文巡測規范》(SL195—2015)第4.2.6條，星豐站流量可實行間測。該站批準為停2 a測1 a，從間測方案批復年次年起算，間測年份采用歷年綜合關系線整編資料。

3) 間測年份發生超出本站間測方案范圍以外的洪水或枯水，或發現水利工程措施、其他人類活動使測站控制條件有明顯改變等情況時，應恢復正常測流；施測年份水位流量關系曲線與歷年綜合關系曲線之間偏離誤差超過規范要求時，應恢復正常測流。

4 間測實踐

星豐站2018—2019年正式施行間測方案，即停2 a測1 a，停測年份共實測流量9份，基本包含年高、中、低水位，測次布設合理。將實測點與星豐站綜合曲線進行誤差分析(見表4)，誤差不超過規范要求，間測可繼續實行。

表4 綜合線偏離檢驗成果統計

5 結論和建議

1) 星豐站間測經過分析、實踐檢驗，技術路線正確，結論合理可靠。

2) 星豐站施行間測以后，測次較之前明顯減少，工作效率提高，對區域內水文監測的配置也更為合理。

3) 后續需關注星豐站范圍內水利工程措施、其他人類活動的影響等，當遇到測站控制條件有明顯改變的情況時，應及時進行分析，必要時恢復日常測流。