鄧州水文站測驗精度分析

程慶華

（河南省水文水資源局）

1 基本信息及測驗河段布置

鄧州水文站2014年建成，位于鄧州市城郊鄉十里鋪村，東經112°01′47.3″，北緯32°43′30.6″，觀測項目有降水量、水位、流量等，測驗方式為遙測、巡測。

該站坐落在長江流域唐白河水系白河支流湍河上，站以上控制流域面積2 843 km2。測驗河段基本順直，兩岸均有灘地，斷面寬度190 m，左、右堤頂均為混凝土路面，寬度6 m。測驗斷面上游約200 m處為橡膠壩，測驗斷面下游約2 km處為248省道跨湍河大橋。

2 理論曲線定線

2015 年開始，南陽對鄧州水文站理論曲線定線開展外業勘測，主要包括：測驗河段平面圖、基本水尺斷面水尺零高、基本水尺斷面、上中下比降水尺斷面、河道縱斷面測繪。根據鄧州水文站河道邊界條件及水流特征，確定鄧州水文站各斷面糙率取值，詳見表1。

表1 鄧州水文站各斷面糙率取值表

根據曼寧公式，對各級水位進行理論關系曲線定線推流計算，成果見表2。

鄧州水文站2015年開始正常開展降水量、水位、流量測驗工作。每年汛前，進行水尺、大斷面水準測量工作；汛期，根據上游來水情況合理布置流量測驗測次；汛后，對水尺、過水斷面進行水準復測工作。2015-2019 年，共施測流量30 余次，取各級水位代表流量測次點據如下表3。

表2 鄧州水文站基本水尺大斷面水位面積對應成果表

表3 鄧州水文站實測流量點據表

3 斷面穩定性分析

根據鄧州水文站斷面沖淤變化情況，論證沖淤變化規律及其對水位流量關系的影響程度，為水位流量關系分析提供依據。①選用2015-2019 年每年汛前大斷面資料。②利用近5a的實測大斷面成果，采用不同符號表示，點繪河底高程沿橫斷面分布圖如圖1；水位～面積關系線，確定水位～面積綜合線及其±3%和±6%的外包線如圖2。③計算每年（次）關系線與綜合線各級水位的面積相對偏離百分數（A年-A綜）/A綜×100%。分析高、中、低各級水位斷面穩定程度（最大相對偏離百分數絕對值<3%屬穩定，3%～6%屬較穩定，>6%屬不穩定）。

圖1 鄧州水文站近5 a大斷面對比圖

圖2 鄧州水文站近5 a水位～面積關系線對比圖

根據以上分析得知：鄧州水文站每年水位面積關系線與綜合線相比，低水與綜合線偏離值為-24.80%～12.40%；中水與綜合線偏離值為-2.50%～4.10%；高水與綜合線偏離值為-1.50%～0.10%。

4 水位流量關系定線分析

將鄧州水文站近5 a各級水位代表實測流量點據點繪水位流量關系線，由于鄧州水文站設站以來無較大洪水過程，且無歷史調查洪水資料，因此本次僅針對該站建站以來實測到的中低水資料進行分析。分析計算得到實測水位流量關系定線誤差及合理性，分析計算理論水位流量關系定線誤差及合理性。并評定定線精度指標是否符合《水文巡測規范》第4.5.1規定。

根據以上分析得知：實測點據所定水位流量關系曲線與理論關系曲線相比，中低水偏離值為-5.00%～7.70%。實測點據所定水位流量關系曲線系統誤差為0.40%，隨機不確定度為12.40；而理論水位流量關系曲線系統誤差為-3.20%，隨機不確定度為23.40%。對理論水位流量關系線和實測水位流量關系曲線進行對比分析，結果如圖3。根據計算，鄧州水文站實測水位流量關系線與理論曲線最大相對偏離值見表4。

圖3 理論水位流量關系曲線與實測水位流量關系曲線對比圖

表4 實測水位流量關系曲線與理論曲線間最大偏離值統計表

5 分析結論

根據鄧州水文站斷面穩定性分析得知：鄧州水文站基本水尺斷面每年水位面積關系線與綜合線相比，低水與綜合線偏離值為-24.80%～12.40%，斷面不穩定；中水與綜合線偏離值為-2.50%～4.10%，斷面較穩定；高水與綜合線偏離值為-1.50%～0.10%，斷面穩定；總體斷面較穩定。斷面歷年沖淤變化不明顯。

根據鄧州水文站水位流量關系定線分析得知：鄧州水文站為三類精度站，實測點據所定水位流量關系曲線系統誤差、隨機不確定度均滿足規范要求，定線合理，可采用單一線進行定線推流；而理論水位流量關系曲線系統誤差、隨機不確定度都不滿足規范要求，定線不合理，究其原因，應為部分水位級糙率選取不合理所致。實測點據所定水位流量關系曲線與理論關系曲線相比，偏差較大；且根據實測點據所定水位流量關系曲線高水趨勢為相同水位級流量偏大。

由于實測資料較少，無高水實測流量資料，中低水應根據實測點據所定水位流量關系曲線進行定線推流，并對理論水位流量關系曲線進行修正。高水流量可由實測關系曲線延長線及理論曲線綜合考慮。并在以后的測驗中注意收集高水實測流量點據，對實測關系曲線進行完善。若實測關系曲線與理論關系曲線滿足單一線允許相對誤差，可考慮并線進行推流。