校正因數(shù)法在長(zhǎng)歧水文站水位流量單值化分析中的應(yīng)用

嚴(yán)煥宇

（廣西沿海水文中心防城港水文測(cè)報(bào)中心，廣西 防城港 538021）

1 流域及站點(diǎn)概況

防城河位于防城區(qū)中部，發(fā)源于十萬(wàn)大山南麓的防城區(qū)扶隆鎮(zhèn)平隆隘旁的柞老頂，主要支流有大壩江、大菉江和華石江等。防城河流經(jīng)扶隆、大菉、華石、防城等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，流域面積895 km2，干流全長(zhǎng)83.8 km，平均坡降1.84‰，屬桂南沿海諸河之一，獨(dú)流入海。防城河中上游河道狹淺，水流湍急，兩岸竹木茂盛，下游河段水流平緩，河岸開(kāi)闊。防城河是防城港市區(qū)工業(yè)及生活飲用水的主要水源。

長(zhǎng)歧水文站建于1956年8月，屬于國(guó)家基本水文站，位于防城區(qū)大菉鎮(zhèn)橫路村長(zhǎng)歧組，集水面積441 km2，干流控制河長(zhǎng)49.2 km，平均比降2.43‰。主要測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目為水位、流量、降水量、水溫、岸溫。建站以來(lái)實(shí)測(cè)最高水位38.36 m（1967-08-07），實(shí)測(cè)最低水位28.65 m（2005-04-11），歷年水位變幅9.71 m。實(shí)測(cè)最大流量5450 m3/s（1967-08-07），實(shí)測(cè)最小流量0.15 m3/s（1980-04-21），多年平均流量30.7 m3/s，多年平均徑流量9.5億m3。

長(zhǎng)歧水文站屬二類(lèi)精度的水文站，測(cè)驗(yàn)河段順直，兩岸有竹木護(hù)岸，河床由砂卵石組成，左、右岸均為黏土，斷面較穩(wěn)定，無(wú)分流、漫灘現(xiàn)象。

2 資料選用

2.1 選用資料情況

選用2011—2020 年連續(xù)10 年實(shí)測(cè)流量資料系列，采用流速儀施測(cè)的流量測(cè)次共268次，實(shí)測(cè)流量的水位變幅情況見(jiàn)表1。

表1 長(zhǎng)歧水文站2011—2020年實(shí)測(cè)流量的水位變幅表m

2.2 選用資料合理性分析

長(zhǎng)歧水文站2012 年實(shí)測(cè)流量最高水位36.52 m，2011 年實(shí)測(cè)流量最低水位28.67 m，實(shí)測(cè)流量的水位變幅7.85 m，控制歷年水位變幅的80.8%，在中低水水位級(jí)內(nèi)用于計(jì)算誤差的樣本大于30個(gè)，高水資料樣本數(shù)雖不足30 個(gè)，但高、中水位級(jí)之間資料連續(xù)平緩變化，可把高中水合并統(tǒng)計(jì)，資料選取有較好的可靠性、代表性、一致性，且符合《水文巡測(cè)規(guī)范》（SL195-2015）第4.2.6、4.4.3條規(guī)定。

3 單值化分析

3.1 校正因數(shù)法原理

校正因數(shù)法是以洪水流量基本方程為基礎(chǔ)，通過(guò)試算法建立Z～Qc和兩條關(guān)系曲線(xiàn)來(lái)整編流量資料的一種辦法，適用于受洪水漲落影響的單式洪水繩套。

定線(xiàn)時(shí)，用洪水流量基本公式（1）通過(guò)試算求解。

圖1 長(zhǎng)歧水文站Z～ 關(guān)系曲線(xiàn)

3.2 定線(xiàn)推流

（1）歷年水位流量關(guān)系綜合曲線(xiàn)繪制。長(zhǎng)歧水文站水位流量關(guān)系在30.39 m 以下為單一曲線(xiàn)，30.39 m（含）以上采用校正因數(shù)法計(jì)算校正流量后為單一曲線(xiàn)，歷年水位流量關(guān)系曲線(xiàn)穩(wěn)定。長(zhǎng)歧水文站各年水位流量關(guān)系曲線(xiàn)的符號(hào)、適線(xiàn)、偏離數(shù)值三種檢驗(yàn)均合格，系統(tǒng)誤差、隨機(jī)不確定度滿(mǎn)足《水文資料整編規(guī)范》（SL/T 247-2020）第5.3.2條規(guī)定的要求。長(zhǎng)歧水文站2011—2020 年采用流速儀共施測(cè)流量268 測(cè)次，定出一條過(guò)點(diǎn)群中心的歷年水位流量關(guān)系綜合曲線(xiàn)（見(jiàn)圖2）。

圖2 長(zhǎng)歧水文站歷年水位流量關(guān)系綜合曲線(xiàn)

（2）歷年水位流量關(guān)系綜合曲線(xiàn)合理性檢驗(yàn)。長(zhǎng)歧水文站水位低于29.00 m 時(shí)，纜道測(cè)流斷面經(jīng)常無(wú)流速，此情況一般在基下500 m 淺灘處涉水施測(cè)流量，纜道測(cè)流斷面有流速時(shí)則在該斷面施測(cè)。由于低水點(diǎn)子的影響，長(zhǎng)歧水文站水位在29.40 m以下時(shí)，各年份的同一水位或相近水位實(shí)測(cè)流量出現(xiàn)差值較大的情況。因此，在對(duì)歷年綜合曲線(xiàn)進(jìn)行檢驗(yàn)計(jì)算時(shí)，不考慮水位小于29.40 m的實(shí)測(cè)點(diǎn)子，長(zhǎng)歧水文站2011—2020 年實(shí)測(cè)水位流量與擬定的歷年水位流量關(guān)系綜合曲線(xiàn)的符號(hào)、適線(xiàn)、偏離數(shù)值三種檢驗(yàn)均合格，系統(tǒng)誤差、隨機(jī)不確定度也滿(mǎn)足《水文資料整編規(guī)范》（SL/T 247-2020）規(guī)定的二類(lèi)精度站要求，長(zhǎng)歧水文站歷年水位流量關(guān)系綜合曲線(xiàn)檢驗(yàn)成果見(jiàn)表2。

表2 長(zhǎng)歧水文站歷年水位流量關(guān)系綜合曲線(xiàn)檢驗(yàn)成果表

（3）計(jì)算樣本資料各年份水位流量關(guān)系線(xiàn)與歷年綜合關(guān)系線(xiàn)的偏離誤差，結(jié)果表明：當(dāng)水位≥29.40 m 時(shí)，各水位級(jí)的偏離相對(duì)誤差均符合《水文巡測(cè)規(guī)范》（SL195-2015）第4.5.8條規(guī)定的流量間測(cè)關(guān)系曲線(xiàn)偏離允許相對(duì)誤差。長(zhǎng)歧水文站各年與歷年綜合關(guān)系曲線(xiàn)最大相對(duì)誤差統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表3。

表3 長(zhǎng)歧水文站各年與歷年綜合關(guān)系曲線(xiàn)最大偏離值統(tǒng)計(jì)表%

3.3 單值化成果與整編定線(xiàn)成果洪水過(guò)程線(xiàn)比較

將樣本資料各年份確定的水位流量關(guān)系曲線(xiàn)與分析確定的歷年綜合曲線(xiàn)分別推求出各年的年徑流量、汛期徑流總量、一次洪水徑流量，其誤差統(tǒng)計(jì)成果見(jiàn)表4。從表4 可以看出，各項(xiàng)誤差指標(biāo)均符合《水文巡測(cè)規(guī)范》（SL195-2015）第4.5.3 條規(guī)定的允許范圍，說(shuō)明歷年綜合水位流量關(guān)系曲線(xiàn)是合理的，能滿(mǎn)足推流要求。

表4 長(zhǎng)歧水文站各年與歷年綜合曲線(xiàn)各時(shí)段特征值誤差統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)論

由于長(zhǎng)歧水文站水位在小于29.40 m 時(shí)，不滿(mǎn)足《水文巡測(cè)規(guī)范》（SL195-2015）第4.5.8條規(guī)定，高水35.00 m以上用于計(jì)算誤差的樣本也只有6個(gè)，高水樣本較少。根據(jù)以上資料分析及《水文巡測(cè)規(guī)范》（SL195-2015）、《水文資料整編規(guī)范》（SL/T 247-2020）的相關(guān)規(guī)定，對(duì)長(zhǎng)歧水文站單值化分析結(jié)果作出如下結(jié)論：長(zhǎng)歧水文站水位在29.40～35.00 m水位級(jí)內(nèi)可實(shí)行停2～5年測(cè)1年的測(cè)驗(yàn)方式，停測(cè)期間采用歷年水位流量關(guān)系綜合曲線(xiàn)推求流量；其他水位按原測(cè)驗(yàn)方案進(jìn)行測(cè)驗(yàn)并推流。