尚德水文站巡测方案可行性分析

金 泉

（陇南水文水资源勘测局，甘肃 成县 742500）

尚德水文站巡测方案可行性分析

金 泉

（陇南水文水资源勘测局，甘肃 成县 742500）

为了更好的利用人力资源，改变传统的测验方式，按《水文巡测规范》对各项指标的要求，进行了测验项目分析，最后得出了尚德水文站具备巡测方案的结论，为尚德水文站巡测提供了科学依据。

水位流量关系误差；巡测；尚德水文站；输沙率误差

近年来，随着全球气候的变暖，大气降水的循环过程也随之发生了变化，甘肃省多条河流来水量逐年减少，时空分布极不均匀，水文工作的职能范围不断扩大。另外，随着中小河流项目建设的实施，新建了许多雨量站、水位站、水文站，因此，测站和勘测局均显得人员偏少、经费紧张。为了适应新形势下水文发展的需要，在满足水文测验报汛规范和整编规范的前提下，改变测验方式，减少测站常驻人员，加强站队结合，整合了人力资源，提高了工作效率，优化测站及勘测局之间的人员配置，加强中小河流项目管理、拓宽水文行业服务领域的唯一出路。

1 尚德水文站基本情况

由于修建汉坪嘴电站，回水淹没蒿坪水文站，于2004年经甘肃省水文水资源勘测局批准，由蒿坪水文站上迁18km重建而成。尚德水文站位于文县尚德镇水坝村，地理位置东经104°53′，北纬 32°49′，至河口（白龙江）距离44km，距上游丹堡河河口距离为1.5km，尚德水文站断面以上河长246.6km，集水面积为7970km2，是白水江下游站、国家重点站。212国道从站房前通过，交通便利，距干流上游文县站10km。

1.1 河流概况

白水江是嘉陵江的二级支流，白龙江的一级支流。白水江发源于四川的弓岗岭，沿岷山山脉自西北向东南，流经南坪至刀口坝转而南下，在柴门关出四川境，进入甘肃，转向东流，经文县于文县的玉垒乡关头坝村注入碧口水库。流域呈羽状。地势西北高，东南低。地势起伏较大。流域内气候温暖湿润，垂直分布明显，植被良好，上游为原始森林，中下游灌木杂草繁茂，其中分布稀疏的林木。流域内河水清澈，泥沙很小。干流平均坡降1.09‰。地势起伏较大。

1.2 洪水特性及测验项目

洪水主要由暴雨形成，产生涨落较为平缓的洪水过程。洪峰一般持续3～5天。水位流量关系受洪水涨落和断面不经常冲淤的影响，Z～Q关系低水有时呈二条或绳套关系曲线，中高水水位流量关系稳定，呈单一或二条曲线，历年Z～Q关系线趋势一致。流域内植被良好，河水清澈，泥沙很小。

测验项目:水位、水温、比降、流量、含沙量、输沙率、降水、蒸发、水文调查等。定点洪水调查断面有丹堡河叶枝坝段一处。管理委托雨量站有口头坝、叶枝坝共2个雨量站。

重现期 10～20年一遇的较大洪水，流量在807～978m3/s之间；重现期 20～50年一遇的大洪水，流量在 978～1200m3/s之间；重现期大于 50年一遇的特大洪水，流量在 1200m3/s以上。

实测最大流量1080m3/s（1984.08.03），实测最大流速 6.76 m/s（1984.08.03），实测最大水深6.0 m（1984.08.03），实测最大含沙量 183kg/m3（1987.05.31）。（注:以上数据为蒿坪水文站实测，期间没有较大的支流加入。）

2 水文测验方式改变的依据

在保证水文资料的连续性、一致性、准确性、可靠性的前提下，遵守《水文勘测站队结合测验规范》、《水位观测标准》、《河道流量测验规范》、《悬移质泥沙测验规范》、《水文测验手册》、《降水量、蒸发量观测规范》和《水文资料整编规范》等规范，依据《水文巡测规范》，通过对历年资料分析与论证，在确保水文资料精度的前提下确定水文测验方式改变的内容和方案。

3 水文测验方式改变的内容

尚德水文站位于文县尚德镇水坝村，距离文县水文站（巡测基地）10km，有212国道从水文站门前经过，交通、通讯方便，能按水情变化施测流量，满足 SL195-97《水文巡测规范》2.2.1.5巡测条件与要求的规定:即水位流量关系不呈单一线的测站，当距离巡测基地较近，交通、通讯方便，能按水情变化及时施测流量者。

根据实际情况，尚德水文站可实行全年巡测。巡测期间人员可根据勘测局及文县巡测基地工作和人员配置情况由勘测局具体安排。每次巡测测验工作由文县巡测基地派人完成，尚德站站房及测验设施设备可雇用临时工保护管理。实行巡测后，原测验项目不变。水位可采用雷达水位计观测，降水可采用固态存储雨量计观测，水温和蒸发（20cm及E601型蒸发器同步观测）可采用委托观测的方式。

枯水期流量测验可采用每月定期（每月15日）巡测1次；汛期平水期每月巡测2～3次（参考雷达水位计水位变化情况灵活确定巡测时间）；洪水期巡测人员需及时赶赴测验河段并视洪水用测验设施情况选用合理的测验方式施测流量，测次布设应控制流量变化的完整过程并尽可能抢测到洪峰流量。

枯水期（一般在1～4月、11～12月）含沙量测验停测，含沙量作0处理；在5～10月份在施测流量时同时进行单沙取样，或参考水位变化过程适时派人专门巡测测取单沙，含沙量测次布设以能完整控制含沙量变化过程为原则。输沙率测验可在流量巡测时根据洪水情况选用全断面混合法施测或与流量同时套测。

巡测资料整编:水位按照雷达水位计观测资料进行整编；流量采用单一曲线法或临时曲线法推流，如遇特殊情况，可根据实际情况确定推流方法。含沙量资料可采用单断沙关系曲线法进行整编，停测期间含沙量作0处理。

4 改变测验方式对资料系列影响分析评价

4.1 实行巡测后流量成果误差分析

4.1.1 大断面变化情况

将近5年尚德站汛后实测断面图套绘在一起，见图1。由图可以看出，该站近年来断面冲於变化不大。

图1 尚德水文站2010～2014年大断面套绘图

4.1.2 径流量年内分配

选取2007～2014年共8年流量资料作为巡测分析资料。资料中包括了丰平枯水年不同水情的资料，符合巡测分析资料要求。

根据2007～2014年流量资料统计分析，得到尚德水文站逐月径流量年内分配表见表1。可见径流量年内分配极不均匀。其中1～4月、11～12月径流量占全年的29.5%，5～10月占全年的70.5%，7月份径流量最大。占全年的14.1%。

4.1.3 流量成果误差分析

根据该站多年的实测流量成果表和逐日平均流量表分析，枯水期1～4月以及11～12月流量较小且变化过程比较平缓，该站实行巡测后在该时段可确定每月15日定期施测一次流量，采用连实测流量过程线法进行整编。

实行巡测后，5～10月份流量测验的方法以及测次的布设和驻守观测时没有什么区别，流量资料仍采用临时曲线法进行整编。根据该站2007～2014年流量资料，以每月15日流量作为月平均流量，进行误差统计分析，流量施测精简前后对比，相对误差 2007～2010年、2014年都比较小，2011～2013年有点偏大，但都控制在允许误差范围之内。结果见表2。

表1 尚德水文站径流量年内分配表

表2 流量巡测前后误差统计表

依据SL195-97《水文巡测规范》4.3.3.3的规定，时段总量允许误差指标见表3。

表3时段总量允许误差指标

尚德水文站为一类精度水文站，对照表2、表3，可以看出2007～2014年1～4月及11～12月以15日流量代替月平均流量推求的年总量相对误差小于规范规定的时段总量允许误差，因此上述流量巡测方案成果精度符合规范要求。

4.2 实行巡测后输沙率成果误差分析

实行巡测后5～10月份含沙量的测验方法和测次布设原则没有改变，因此只对枯期1～3月、11～12月输沙率巡测成果误差进行分析。选取2007～2014年输沙率资料进行统计分析，其中1～3月、11～12月各年输沙量均为0。各年枯水期1～4月、11～12月时段输沙量及年输沙量见4。

可以看出从 11月至翌年4月输沙量很小，时段多年平均输沙量仅占多年平均输沙量的1.9%。因此该时段内，含沙量可停测，停测期间的含沙量作0处理，当含沙量有显著变化时，应立即恢复观测，派人巡测采取单样含沙量。

表4 枯期输沙量巡测成果误差分析

5 巡测期间水情报汛方案

该站常年向省局报旬月降水量和旬月平均水位、流量。主要报汛项目见 2014年水情拍报一览表。

表5 2014年水情拍报任务一览表

巡测期间，可通过数据平台查询获取尚德站雷达水位计观测的瞬时水位和固态存储雨量器观测的时段降水量，通过查读拟定的报汛曲线获取流量（尚德站报汛曲线见图2），从而得到报汛所需的各类数据。报汛曲线要根据实测流量资料随时进行订正。由文县巡测基地安排专门人员拟定报文、校核报文并发送报文。

图2 尚德水文站报汛曲线

6 实施方案

（1）可实行的水文测验方式。尚德水文站距文县水文巡测基地仅10km，且212国道从尚德水文站门前经过，文县水文基地距212国道也很近，交通便利，通讯条件也能保障。水文测验方式可实行全年巡测方案。汛期根据水位变化及时施测。非汛期水位变化不大可定期施测。如遇特殊水情可派相关人员及时恢复观测。

（2）水文站及委托雨量站管理方式。尚德水文站水文测验方式改变为巡测后，水文站可委托专人保护管理，并由委托人观测水温、20cm口径蒸发器蒸发量和E601型蒸发器蒸发量。原来由尚德水文站管理的叶枝坝和口头坝两个委托雨量站转由文县水文基地管理。

7 结论

经上述对流量、输沙率巡测后的误差分析。其成果满足SL195-97《水文巡测规范》中误差允许指标的要求，因此尚德水文站水文测验方式可实行全年巡测方案。并逐年及时进行资料分析，如出现其资料不具代表性超出误差范围，应及时恢复常年驻测。

［1］SL195-97.水文巡测规范［S］.

［2］SL247-1999.水文资料整编规范［S］.

P332

：A

：1008-1305（2015）05-0056-04

DO I：10.3969/j.issn.1008-1305.2015.05.020

金 泉（1976年—），男，工程师。