甘肃省多坝水文站流量测验探析

(甘肃省临洮水文水资源勘测局，甘肃 临洮 730500)

多坝水文站始建于1958年6月，隶属于甘肃省水文水资源局所属的临洮水文水资源勘测局管理。属一般站、报汛站、区域代表站。该站属黄河流域洮河水系大峪沟，地处甘肃省卓尼县木耳乡多坝村，集水面积779 km2,河流长度61.6 km，至河口距离1.7 km。该站测验河段顺直，上狭下宽，呈喇叭形，两岸为岩石，河床系卵石和青石板组成，冲淤变化不大，断面控制良好。断面上游210 m处有电站尾水汇入，枯水期、冰期蓄水排水，对水位～流量关系影响较大，基上64 m处有水泥桥一座，高水时有束水现象，中低水时主流略偏右岸，高水时水流顺直。基本断面以下120 m处河道为两股，中间形成一个大沙洲，高水时对水位有些顶托现象。经对本站多年实测流量资料分析，基本水尺断面处水面宽变幅在15.0～29.0 m之间[1]。该站河段平面图见图1。

图1 多坝水文站测验河段平面图

1 研究资料来源

本文所引用资料主要来源于该站1981-2012年实测年最大和年平均流量数据。所引资料具有可靠性、一致性和代表性，测验资料符合测站水文特性。

2 分析目的和方法

流量测验是为了获得江河径流和流量的瞬时变化资料，通过建立水位流量关系，来分析区域水量的一种有效途径。由于本站测验断面附近河床稳定，使得历年水位～流量关系曲线变化趋于一致。为了有效提高本站的流量测验精度和更好地做好后期水情报汛工作，本文通过对该站历年实测流量资料的分析，利用皮尔逊—Ⅲ型流量频率分布曲线来划分流量级，然后利用历年水位～流量关系综合曲线查得相应水位，来确定其水位级，为测验工作提供直观、便利的条件。然后对在出现不同的水位级时，提出相应的流量测验方案，为本站流量测验提供强有力的保障。由本站历年实测最大流量绘制的频率曲线见图2。

图2 多坝水文站历年实测最大流量频率曲线图

根据多坝水文站历年施测年最大和年平均流量，利用皮尔逊—Ⅲ型频率曲线来划分本站流量级[2]。高水位采用年最大流量频率曲线划分，Cv=0.50，Cs=2.5Cv；中、低水位采用多年年平均流量频率曲线进行划分。按照《河流流量测验规范》中的规定，中水选用10%，低水选用50%所对应得流量予以划分，Cv=0.25，Cs=3.5Cv。划分结果见表1。

表1 多坝水文站流量级划分表

3 流量测验方案

本站流量测验主要采用流速仪法、浮标法和比降面积法等进行测验。主要测验设施为水文缆道。为了确保测验精度，在进行流量测验时，各项操作均要符合《河流流量测验规范》的规定。

方案一：在遇中、低水，即水位低于2 444.17 m时，用流速仪法测流，流速仪法主要是用流速仪实测断面上一系列测点流速，并施测断面面积，推求流量的一种方法。

方案二：在遇较大洪水，水面有漂浮物时，将会对流速仪和缆道系统构成威胁，为了抢占时机，测得洪水流量，可缩短测点历时，采用精简测深(本站断面稳定，也可借用断面)，测速可用0.6或水面一点法施测。测速历时可缩短为60 s。一场洪水过程不得少于5个流量测次。单次流量测验总不确定度不大于6%。

方案三：当遇较大洪水而无法用缆道测流时，可采用浮标法，用浮标法测流时首选均匀浮标法。当洪水涨、落急剧，洪峰历时短暂，不能用均匀浮标法测流时，可用中泓浮标法测流，应在中泓部位投放3～5个浮标。选择浮标位置邻近，运行正常，最长和最短运行历时之差不超过最短历时10%的浮标应有2～3个计算平均流速。

表2 多坝水文站单点流量总不确定度表

本站系测验河段河床稳定的测站。通过对流量测验总不确定度的估算来效衡量该站流量测验精度是否满足测验规范技术要求。经分析计算：在利用流速仪法测流时，高、中、低水的流量总不确定度分别为±4、±5、±6；在遇高洪水时，采用浮标法测流，计算得出的流量总不确定度为±10。经与相关标准对比，以上结果均能满足测验规范技术要求。所以，本站在流量测验中使用的方案满足测验精度要求。多坝水文站单点流量总不确定度见表2。

4 结语

(1)根据多坝水文站历年实测年最大和年平均流量，利用皮尔逊—Ⅲ型频率曲线来划分本站流量级。高水位采用年最大流量频率曲线划分，中、低水位采用多年年平均流量频率曲线进行划分。按照《河流流量测验规范》中的规定，中水选用10%，低水选用50%所对应得流量予以划分。当水位高于2 445.13 m为高水；2 445.13～2 444.83 m为中水；2 444.83～2 444.75 m为低水；小于2 444.75 m为枯水。

(2)通过对流量测验总不确定度的估算,在利用流速仪法测流时，高、中、低水的流量总不确定度分别为±4、±5、±6。在采用浮标法测流，计算得出的流量总不确定度为±10。经与相关标准对比，以上结果均能满足流量测验规范技术要求。

(3)流量测验是一项基本的水文工作，合理的测验方案为测站的日常测验和水情预报提供了前期准备，也为更好地做好防灾减灾打下坚实基础。