邓州水文站测验精度分析

程庆华

（河南省水文水资源局）

1 基本信息及测验河段布置

邓州水文站2014年建成，位于邓州市城郊乡十里铺村，东经112°01′47.3″，北纬32°43′30.6″，观测项目有降水量、水位、流量等，测验方式为遥测、巡测。

该站坐落在长江流域唐白河水系白河支流湍河上，站以上控制流域面积2 843 km2。测验河段基本顺直，两岸均有滩地，断面宽度190 m，左、右堤顶均为混凝土路面，宽度6 m。测验断面上游约200 m处为橡胶坝，测验断面下游约2 km处为248省道跨湍河大桥。

2 理论曲线定线

2015 年开始，南阳对邓州水文站理论曲线定线开展外业勘测，主要包括：测验河段平面图、基本水尺断面水尺零高、基本水尺断面、上中下比降水尺断面、河道纵断面测绘。根据邓州水文站河道边界条件及水流特征，确定邓州水文站各断面糙率取值，详见表1。

表1 邓州水文站各断面糙率取值表

根据曼宁公式，对各级水位进行理论关系曲线定线推流计算，成果见表2。

邓州水文站2015年开始正常开展降水量、水位、流量测验工作。每年汛前，进行水尺、大断面水准测量工作；汛期，根据上游来水情况合理布置流量测验测次；汛后，对水尺、过水断面进行水准复测工作。2015-2019 年，共施测流量30 余次，取各级水位代表流量测次点据如下表3。

表2 邓州水文站基本水尺大断面水位面积对应成果表

表3 邓州水文站实测流量点据表

3 断面稳定性分析

根据邓州水文站断面冲淤变化情况，论证冲淤变化规律及其对水位流量关系的影响程度，为水位流量关系分析提供依据。①选用2015-2019 年每年汛前大断面资料。②利用近5a的实测大断面成果，采用不同符号表示，点绘河底高程沿横断面分布图如图1；水位～面积关系线，确定水位～面积综合线及其±3%和±6%的外包线如图2。③计算每年（次）关系线与综合线各级水位的面积相对偏离百分数（A年-A综）/A综×100%。分析高、中、低各级水位断面稳定程度（最大相对偏离百分数绝对值<3%属稳定，3%～6%属较稳定，>6%属不稳定）。

图1 邓州水文站近5 a大断面对比图

图2 邓州水文站近5 a水位～面积关系线对比图

根据以上分析得知：邓州水文站每年水位面积关系线与综合线相比，低水与综合线偏离值为-24.80%～12.40%；中水与综合线偏离值为-2.50%～4.10%；高水与综合线偏离值为-1.50%～0.10%。

4 水位流量关系定线分析

将邓州水文站近5 a各级水位代表实测流量点据点绘水位流量关系线，由于邓州水文站设站以来无较大洪水过程，且无历史调查洪水资料，因此本次仅针对该站建站以来实测到的中低水资料进行分析。分析计算得到实测水位流量关系定线误差及合理性，分析计算理论水位流量关系定线误差及合理性。并评定定线精度指标是否符合《水文巡测规范》第4.5.1规定。

根据以上分析得知：实测点据所定水位流量关系曲线与理论关系曲线相比，中低水偏离值为-5.00%～7.70%。实测点据所定水位流量关系曲线系统误差为0.40%，随机不确定度为12.40；而理论水位流量关系曲线系统误差为-3.20%，随机不确定度为23.40%。对理论水位流量关系线和实测水位流量关系曲线进行对比分析，结果如图3。根据计算，邓州水文站实测水位流量关系线与理论曲线最大相对偏离值见表4。

图3 理论水位流量关系曲线与实测水位流量关系曲线对比图

表4 实测水位流量关系曲线与理论曲线间最大偏离值统计表

5 分析结论

根据邓州水文站断面稳定性分析得知：邓州水文站基本水尺断面每年水位面积关系线与综合线相比，低水与综合线偏离值为-24.80%～12.40%，断面不稳定；中水与综合线偏离值为-2.50%～4.10%，断面较稳定；高水与综合线偏离值为-1.50%～0.10%，断面稳定；总体断面较稳定。断面历年冲淤变化不明显。

根据邓州水文站水位流量关系定线分析得知：邓州水文站为三类精度站，实测点据所定水位流量关系曲线系统误差、随机不确定度均满足规范要求，定线合理，可采用单一线进行定线推流；而理论水位流量关系曲线系统误差、随机不确定度都不满足规范要求，定线不合理，究其原因，应为部分水位级糙率选取不合理所致。实测点据所定水位流量关系曲线与理论关系曲线相比，偏差较大；且根据实测点据所定水位流量关系曲线高水趋势为相同水位级流量偏大。

由于实测资料较少，无高水实测流量资料，中低水应根据实测点据所定水位流量关系曲线进行定线推流，并对理论水位流量关系曲线进行修正。高水流量可由实测关系曲线延长线及理论曲线综合考虑。并在以后的测验中注意收集高水实测流量点据，对实测关系曲线进行完善。若实测关系曲线与理论关系曲线满足单一线允许相对误差，可考虑并线进行推流。