摘 要:横山站实测系列较短(1981~1989年),需对水文径流系列采取合适方法插补延长后才能满足工程设计要求。本文充分利用横山站及邻近流域实测资料对其径流系列进行了插补延长,并采从多种插补方案和计算途径入手,分析径流插补成果的合理性,为短系列径流资料插补延长方法和水利工程设计提供参考和依据。
关键词:短系列;插补延长;横山站;合理性分析
1 工程情况
横山水库位于四川省凉山州会理县金沙江左岸二级支流麻龙河中上游,坝址处于会理县横山乡政府附近,水库坝址以上控制麻龙河流域集水面积94.4km2,河长18.7km,河道平均比降12.0‰。该工程是一项以灌溉为主,兼有县乡及农村人畜供水和生态环境供水的中型水利工程。横山水库正常蓄水位1971.0m,设计洪水位1971.01m(P=2%),校核洪水位1971.40m(P=0.1%);总库容5088万m3,正常蓄水位以下库容4983万m3,兴利库容4446万m3;死水位1942.00m,死库容537万m3。
2 横山参证站基本情况
横山水库所在的麻龙河流域内曾设横山水文站(以下简称横山站),工程推荐坝址集水面积分别为94.4km2,与横山站集水面积96km2相差不到2%,因此工程径流计算选择横山站为参证站。
四川省水文总站为研究凉山州、渡口市地区的水文规律,收集暴雨洪水资料,于1980年12月26日在麻龙河上设立了横山站。横山站以上流域设有王家村、石坝、张家湾、学房、横山五个配套雨量站。1990年改为水位站,观测至2001年,以后仅保留降水量观测至今。
3 横山站径流系列插补延长
3.1 水文测站分布情况
邻近流域城河上设有会理和打吉塘等水文站,邻近鲹鱼河上设有会东(会东桥)水文站等。麻龙河、城河及邻近流域水文站和雨量站情况见图1。
3.2 径流系列的插补延长
横山站有1981~1989年实测流量资料、1981~2001年实测水位资料。根据横山站现有观测资料及临近水文站点观测资料情况,拟分时段分别选择城河干流的会理站、麻龙河邻近的鲹鱼河会东(会东桥)站,作为横山站径流系列插补延长的参证站。
3.2.1横山站1990~2001年径流系列插补
横山站有1990~2001年的实测水位资料,经对横山站1981~1989年实测大断面资料分析,测流断面年际冲淤交替变化,总体变化不大,断面相对较稳定,可采用水位插补流量。根据横山站1988、1989年实测水位、流量资料绘制该站综合水位流量关系曲线,由横山站1990~2001年逐日平均水位表插补出横山站1990~2001年逐日平均流量表。
3.2.2横山站2002~2010年径流系列插补延长
会理站与横山站所在河流属干支流关系,径流成因上有密切联系。会理站有2001~2010年实测水位和2002~2010年的实测流量资料,2001年会理站流量由本站水位流量关系曲线插补。会理站与横山站同步观测资料仅有2001年,由其月平均流量建立相关关系,有Q横山=0.214Q会理关系;按两站面积和雨量修正有Q横山=k(F横山/F会理)Q会理=0.229Q会理关系,比较接近,本次采用面积和雨量修正将会理站2002~2010年径流系列移用到横山站,得到横山站2002-2010年历年逐月平均流量。
3.2.3横山站1960~1980年径流系列插补延长
横山站与邻近流域会东站(F=779km2)具有同期(1981~1989年)实测月平均流量资料,由此建立两站月平均流量相关关系,两者关系较好,相关系数0.95(见图2)。根据相关关系,通过会东站1960~1980年径流资料插补得到横山站1960-1980年历年逐月平均流量系列。
根据以上径流资料的插补延长,得到横山站1960~2010年共51年历年逐月平均流量系列。
4 多种插补方案论证横山站径流插补延长的合理性
根据以上的方案得到横山站多年平均流量2.13m3/s,多年平均径流699.7mm,变差系数CV=0.32,CS/CV=2.0。
除上述插补方案外,本文还利用会理气象站年降水量系列资料插补延长横山站径流系列作为比较方案1,又利用会东站年平均流量系列插补延长横山站径流系列作为比较方案2。
比较方案1采用会理气象站年降水量与横山站同期年平均流量建立相关关系,相关系数0.84,相关方程Q横山=0.001826P会理年雨量,该方案得到横山站多年平均流量2.11m3/s,多年平均径流693.1mm,變差系数CV=0.27,CS/CV=2.0。
比较方案2采用会东站与横山站同期(1981~2001年)年平均流量建立相关关系,相关系数0.85,相关方程Q横山=0.1097Q会东;根据上述相关关系,比较方案2得到横山站多年平均流量2.12m3/s,多年平均径流696.4mm,变差系数CV=0.31,CS/CV=2.0。
两种比较方案与推荐方案成果都十分接近,可认为推荐方案成果比较合理。
5 结论
本文径流插补方法的选择上,是分时段的分别选择了本站水位流量关系法、同流域会理站与横山站上下游相关法、邻近流域会东桥站与横山站相关法,以上三种插补方法同时应用在同一站点的径流插补延长并不多见,具有很强的说明性。在以上径流插补方案的基础上,还通过了其他几种常见的插补方式(如会理站与横山站的降雨径流相关法、相邻站相关法等)来说明推荐插补方案的合理性,说明推荐方案具有较高的精度,在一定程度上满足了工程设计要求。
作者简介:
付静(1983-),女,四川成都人,主要从事水文分析计算。