校正因數法在長歧水文站水位流量單值化分析中的應用

嚴煥宇

（廣西沿海水文中心防城港水文測報中心，廣西 防城港 538021）

1 流域及站點概況

防城河位于防城區中部，發源于十萬大山南麓的防城區扶隆鎮平隆隘旁的柞老頂，主要支流有大壩江、大菉江和華石江等。防城河流經扶隆、大菉、華石、防城等鄉鎮，流域面積895 km2，干流全長83.8 km，平均坡降1.84‰，屬桂南沿海諸河之一，獨流入海。防城河中上游河道狹淺，水流湍急，兩岸竹木茂盛，下游河段水流平緩，河岸開闊。防城河是防城港市區工業及生活飲用水的主要水源。

長歧水文站建于1956年8月，屬于國家基本水文站，位于防城區大菉鎮橫路村長歧組，集水面積441 km2，干流控制河長49.2 km，平均比降2.43‰。主要測驗項目為水位、流量、降水量、水溫、岸溫。建站以來實測最高水位38.36 m（1967-08-07），實測最低水位28.65 m（2005-04-11），歷年水位變幅9.71 m。實測最大流量5450 m3/s（1967-08-07），實測最小流量0.15 m3/s（1980-04-21），多年平均流量30.7 m3/s，多年平均徑流量9.5億m3。

長歧水文站屬二類精度的水文站，測驗河段順直，兩岸有竹木護岸，河床由砂卵石組成，左、右岸均為黏土，斷面較穩定，無分流、漫灘現象。

2 資料選用

2.1 選用資料情況

選用2011—2020 年連續10 年實測流量資料系列，采用流速儀施測的流量測次共268次，實測流量的水位變幅情況見表1。

表1 長歧水文站2011—2020年實測流量的水位變幅表m

2.2 選用資料合理性分析

長歧水文站2012 年實測流量最高水位36.52 m，2011 年實測流量最低水位28.67 m，實測流量的水位變幅7.85 m，控制歷年水位變幅的80.8%，在中低水水位級內用于計算誤差的樣本大于30個，高水資料樣本數雖不足30 個，但高、中水位級之間資料連續平緩變化，可把高中水合并統計，資料選取有較好的可靠性、代表性、一致性，且符合《水文巡測規范》（SL195-2015）第4.2.6、4.4.3條規定。

3 單值化分析

3.1 校正因數法原理

校正因數法是以洪水流量基本方程為基礎，通過試算法建立Z～Qc和兩條關系曲線來整編流量資料的一種辦法，適用于受洪水漲落影響的單式洪水繩套。

定線時，用洪水流量基本公式（1）通過試算求解。

圖1 長歧水文站Z～ 關系曲線

3.2 定線推流

（1）歷年水位流量關系綜合曲線繪制。長歧水文站水位流量關系在30.39 m 以下為單一曲線，30.39 m（含）以上采用校正因數法計算校正流量后為單一曲線，歷年水位流量關系曲線穩定。長歧水文站各年水位流量關系曲線的符號、適線、偏離數值三種檢驗均合格，系統誤差、隨機不確定度滿足《水文資料整編規范》（SL/T 247-2020）第5.3.2條規定的要求。長歧水文站2011—2020 年采用流速儀共施測流量268 測次，定出一條過點群中心的歷年水位流量關系綜合曲線（見圖2）。

圖2 長歧水文站歷年水位流量關系綜合曲線

（2）歷年水位流量關系綜合曲線合理性檢驗。長歧水文站水位低于29.00 m 時，纜道測流斷面經常無流速，此情況一般在基下500 m 淺灘處涉水施測流量，纜道測流斷面有流速時則在該斷面施測。由于低水點子的影響，長歧水文站水位在29.40 m以下時，各年份的同一水位或相近水位實測流量出現差值較大的情況。因此，在對歷年綜合曲線進行檢驗計算時，不考慮水位小于29.40 m的實測點子，長歧水文站2011—2020 年實測水位流量與擬定的歷年水位流量關系綜合曲線的符號、適線、偏離數值三種檢驗均合格，系統誤差、隨機不確定度也滿足《水文資料整編規范》（SL/T 247-2020）規定的二類精度站要求，長歧水文站歷年水位流量關系綜合曲線檢驗成果見表2。

表2 長歧水文站歷年水位流量關系綜合曲線檢驗成果表

（3）計算樣本資料各年份水位流量關系線與歷年綜合關系線的偏離誤差，結果表明：當水位≥29.40 m 時，各水位級的偏離相對誤差均符合《水文巡測規范》（SL195-2015）第4.5.8條規定的流量間測關系曲線偏離允許相對誤差。長歧水文站各年與歷年綜合關系曲線最大相對誤差統計見表3。

表3 長歧水文站各年與歷年綜合關系曲線最大偏離值統計表%

3.3 單值化成果與整編定線成果洪水過程線比較

將樣本資料各年份確定的水位流量關系曲線與分析確定的歷年綜合曲線分別推求出各年的年徑流量、汛期徑流總量、一次洪水徑流量，其誤差統計成果見表4。從表4 可以看出，各項誤差指標均符合《水文巡測規范》（SL195-2015）第4.5.3 條規定的允許范圍，說明歷年綜合水位流量關系曲線是合理的，能滿足推流要求。

表4 長歧水文站各年與歷年綜合曲線各時段特征值誤差統計表

4 結論

由于長歧水文站水位在小于29.40 m 時，不滿足《水文巡測規范》（SL195-2015）第4.5.8條規定，高水35.00 m以上用于計算誤差的樣本也只有6個，高水樣本較少。根據以上資料分析及《水文巡測規范》（SL195-2015）、《水文資料整編規范》（SL/T 247-2020）的相關規定，對長歧水文站單值化分析結果作出如下結論：長歧水文站水位在29.40～35.00 m水位級內可實行停2～5年測1年的測驗方式，停測期間采用歷年水位流量關系綜合曲線推求流量；其他水位按原測驗方案進行測驗并推流。