田头站水位级分析和划分

潘红

摘 要：田头水文站为上犹江控制站，需要根据不同水位级，来制定相应的测流手段，尤其是在高水位时更为重要。文章用水位流量关系曲线方法分析和划分水位级。

关键词：水位级分析和划分；断面稳定分析；水位流量关系曲线分析

1 测站基本情况

田头水文站设立于1954年4月，为上犹江控制站，地处南康市龙华乡田头村，东经：114°39′，北纬：25°47′，集水面积3209km2。水文观测项目有水位、雨量、流量，为国家基本站，一类精度控制站。

测验河段大致顺直，河床为粗、细沙组成，有冲淤现象，断面上游约80m、270m各有小溪汇入，下游600m处有峡口，形成高水控制。上游1500m左右有罗边水电站。

该测流断面受挖沙及水流冲刷影响严重，下游70m处原有一大沙洲，现已经消失，在2012年下半年开始，河床下切严重，断面面积偏大，断面不稳定。2013年二月上旬，由于断面下游人工开挖河道，使下游峡口陡然下切，致本站测验河床水位随之大幅下切。

2 测站特性分析

2.1 斷面稳定性分析

连续选用田头水文站近12年大断面资料，2002-2011年选用汛前大断面，2012、2013年汛前、汛后各一次，共14次大断面资料。利用田头站近14次的实测大断面成果，点绘河底高程沿横断面分布图，水位～面积关系线，确定水位～面积综合线。

由图1、图2反映出：2002年-2012年上半年，田头站断面较稳定。2012年下半年，由于受河道挖沙影响所致，河床下切严重，断面面积偏大，断面不稳定，水位面积曲线向右偏移。每年（次）关系线与综合线满槽水位时（117.50m）的面积相对偏离百分数（A年-A综）/A综×100%，如表1。

从图、表现可以看出，田头站断面属局部经常性冲於，2002-2007年间，断面不断受到冲刷；2007-2008年断面淤积；2009-2012年上半年属于经常性冲於；2012年下半年开始受人工挖沙影响冲刷严重；2013年二月上旬，由于断面下游人工开挖河道，使下游峡口陡然下切断面变化较大。

2.2 水位流量关系曲线分析

连续选用田头站12年的主要水位流量资料，其中实测流量的水位变幅已控制历年（包括大水、枯水年份）水位变幅80%以上。点绘各年主要水位流量关系及综合线。

通过对田头站历年水位流量主要关系分析，水位流量关系呈倒扫帚型；2002-2011年关系线分布较均匀，高水水位流量关系曲线趋向一致。但由于2012年开始断面下切严重，水位流量关系曲线明显偏右。每年水位流量关系线与综合线在高水水位时（115.50m）的流量相对偏离百分数（A年-A综）/A综×100%，如表2。

3 水位级分析和划分

收集了该站近60年来的水位流量资料，根据《河流流量测验规范》，流量测验的水位级划分应以频率分析计算作为基本依据。对一类精度的水文站，水位级的划分可采用年特征值法并应符合下列规定：

（1）根据测站各年瞬时最高水位ZM，计算频率和绘制频率曲线，当频率P为90%时，其对应的对位为高水位。

（2）根据测站各年瞬时最低水位Zm，计算频率和绘制频率曲线，当频率P为10%时，其对应的对位为低水位。

由于断面在2012年下半年之后变化较大，因而在重新划分水位级时，采用流量频率分析的方法，用流量推算水位。表3中设计流量推算的水位是根据2013年的水位流量曲线查得。用求推求水位的流量是通过综合线所查的流量和频率曲线所得的流量。综合线所查高水水位流量为564m3/s，低水水位流量为243m3/s。历年最大流量频率曲线频率P为90%时，流量为390m3/s；历年最小流量频率曲线频率P为10%时，流量为14.7m3/s。

通过比较发现：采用设计流量推算水位（频率曲线）与直接水位设计值偏小很多，用综合线查得的流量推求水位与断面下切相符。田头水文站新的水位级划分为高水：114.3m，低水113.2m。

4 分析结论

本次水位级划分分析过程按照《河流流量测验规范》进行的，但是由于断面变化是从2012年下半年开始的，新的水位流量资料年限短，新的水位级划分还需进一步论证。