甘肅省多壩水文站流量測驗探析

(甘肅省臨洮水文水資源勘測局，甘肅 臨洮 730500)

多壩水文站始建于1958年6月，隸屬于甘肅省水文水資源局所屬的臨洮水文水資源勘測局管理。屬一般站、報汛站、區(qū)域代表站。該站屬黃河流域洮河水系大峪溝，地處甘肅省卓尼縣木耳鄉(xiāng)多壩村，集水面積779 km2,河流長度61.6 km，至河口距離1.7 km。該站測驗河段順直，上狹下寬，呈喇叭形，兩岸為巖石，河床系卵石和青石板組成，沖淤變化不大，斷面控制良好。斷面上游210 m處有電站尾水匯入，枯水期、冰期蓄水排水，對水位～流量關系影響較大，基上64 m處有水泥橋一座，高水時有束水現象，中低水時主流略偏右岸，高水時水流順直。基本斷面以下120 m處河道為兩股，中間形成一個大沙洲，高水時對水位有些頂托現象。經對本站多年實測流量資料分析，基本水尺斷面處水面寬變幅在15.0～29.0 m之間[1]。該站河段平面圖見圖1。

圖1 多壩水文站測驗河段平面圖

1 研究資料來源

本文所引用資料主要來源于該站1981-2012年實測年最大和年平均流量數據。所引資料具有可靠性、一致性和代表性，測驗資料符合測站水文特性。

2 分析目的和方法

流量測驗是為了獲得江河徑流和流量的瞬時變化資料，通過建立水位流量關系，來分析區(qū)域水量的一種有效途徑。由于本站測驗斷面附近河床穩(wěn)定，使得歷年水位～流量關系曲線變化趨于一致。為了有效提高本站的流量測驗精度和更好地做好后期水情報汛工作，本文通過對該站歷年實測流量資料的分析，利用皮爾遜—Ⅲ型流量頻率分布曲線來劃分流量級，然后利用歷年水位～流量關系綜合曲線查得相應水位，來確定其水位級，為測驗工作提供直觀、便利的條件。然后對在出現不同的水位級時，提出相應的流量測驗方案，為本站流量測驗提供強有力的保障。由本站歷年實測最大流量繪制的頻率曲線見圖2。

圖2 多壩水文站歷年實測最大流量頻率曲線圖

根據多壩水文站歷年施測年最大和年平均流量，利用皮爾遜—Ⅲ型頻率曲線來劃分本站流量級[2]。高水位采用年最大流量頻率曲線劃分，Cv=0.50，Cs=2.5Cv；中、低水位采用多年年平均流量頻率曲線進行劃分。按照《河流流量測驗規(guī)范》中的規(guī)定，中水選用10%，低水選用50%所對應得流量予以劃分，Cv=0.25，Cs=3.5Cv。劃分結果見表1。

表1 多壩水文站流量級劃分表

3 流量測驗方案

本站流量測驗主要采用流速儀法、浮標法和比降面積法等進行測驗。主要測驗設施為水文纜道。為了確保測驗精度，在進行流量測驗時，各項操作均要符合《河流流量測驗規(guī)范》的規(guī)定。

方案一：在遇中、低水，即水位低于2 444.17 m時，用流速儀法測流，流速儀法主要是用流速儀實測斷面上一系列測點流速，并施測斷面面積，推求流量的一種方法。

方案二：在遇較大洪水，水面有漂浮物時，將會對流速儀和纜道系統(tǒng)構成威脅，為了搶占時機，測得洪水流量，可縮短測點歷時，采用精簡測深(本站斷面穩(wěn)定，也可借用斷面)，測速可用0.6或水面一點法施測。測速歷時可縮短為60 s。一場洪水過程不得少于5個流量測次。單次流量測驗總不確定度不大于6%。

方案三：當遇較大洪水而無法用纜道測流時，可采用浮標法，用浮標法測流時首選均勻浮標法。當洪水漲、落急劇，洪峰歷時短暫，不能用均勻浮標法測流時，可用中泓浮標法測流，應在中泓部位投放3～5個浮標。選擇浮標位置鄰近，運行正常，最長和最短運行歷時之差不超過最短歷時10%的浮標應有2～3個計算平均流速。

表2 多壩水文站單點流量總不確定度表

本站系測驗河段河床穩(wěn)定的測站。通過對流量測驗總不確定度的估算來效衡量該站流量測驗精度是否滿足測驗規(guī)范技術要求。經分析計算：在利用流速儀法測流時，高、中、低水的流量總不確定度分別為±4、±5、±6；在遇高洪水時，采用浮標法測流，計算得出的流量總不確定度為±10。經與相關標準對比，以上結果均能滿足測驗規(guī)范技術要求。所以，本站在流量測驗中使用的方案滿足測驗精度要求。多壩水文站單點流量總不確定度見表2。

4 結語

(1)根據多壩水文站歷年實測年最大和年平均流量，利用皮爾遜—Ⅲ型頻率曲線來劃分本站流量級。高水位采用年最大流量頻率曲線劃分，中、低水位采用多年年平均流量頻率曲線進行劃分。按照《河流流量測驗規(guī)范》中的規(guī)定，中水選用10%，低水選用50%所對應得流量予以劃分。當水位高于2 445.13 m為高水；2 445.13～2 444.83 m為中水；2 444.83～2 444.75 m為低水；小于2 444.75 m為枯水。

(2)通過對流量測驗總不確定度的估算,在利用流速儀法測流時，高、中、低水的流量總不確定度分別為±4、±5、±6。在采用浮標法測流，計算得出的流量總不確定度為±10。經與相關標準對比，以上結果均能滿足流量測驗規(guī)范技術要求。

(3)流量測驗是一項基本的水文工作，合理的測驗方案為測站的日常測驗和水情預報提供了前期準備，也為更好地做好防災減災打下堅實基礎。