陳 瑋 何照文 吳金海，2

(1.云南秀川水利水電勘察設(shè)計(jì)有限公司，云南 昆明 650000；2.云南省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，云南 昆明 650000)

1 測(cè)站沿革

東密水文站為水文專用站，是為建設(shè)東密水庫于2011年由云南省水文水資源局普洱分局設(shè)立的，于2014年4月停測(cè)，有2011年5月至2013年12月的實(shí)測(cè)資料，站點(diǎn)控制面積105km2，測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目包括水位、流量、降水、泥沙。

2 測(cè)驗(yàn)及整編情況

2.1 水位

東密水文站建站初期設(shè)立了3個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，于2011年8月測(cè)定高程，經(jīng)考證水準(zhǔn)點(diǎn)基面、水尺零高程無變動(dòng)，基本水尺設(shè)立于基本斷面左岸。2011年11月至2012年4月采用直立水尺按8 ∶00、20 ∶00兩段制人工觀測(cè)，其余時(shí)間視水情變化加測(cè)。根據(jù)歷年水位資料分析，水位過程線連續(xù)完整，年頭年末水位銜接，無漏測(cè)峰頂水位，資料可靠。

2.2 流量

流量測(cè)驗(yàn)采用流速儀法橋測(cè)和涉水施測(cè)。高水為橋測(cè)，低(枯)水為涉水施測(cè)，低水位時(shí)測(cè)速垂線按水面寬分布4～9根，高水位時(shí)測(cè)速垂線按水面寬分布5～13根，基本滿足《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》(GB 50179—2015)的施測(cè)要求，建站后測(cè)次較少，多數(shù)采用水面一點(diǎn)法，少數(shù)采用常測(cè)法(0.6相對(duì)水深)，2011年采用流速儀法在5—12月共施測(cè)15次，2012年采用流速儀法全年施測(cè)42次，2013年采用流速儀法全年施測(cè)32次，水面系數(shù)取經(jīng)驗(yàn)值0.85，岸邊流速系數(shù)取經(jīng)驗(yàn)值0.80；枯期因受下游取水壩影響，測(cè)流斷面基本位于基準(zhǔn)斷面上游，采用改正法進(jìn)行推流。東密水文站流量測(cè)驗(yàn)整編情況見表1，測(cè)次分布見表2。

表1 東密水文站流量測(cè)驗(yàn)整編情況

表2 東密水文站逐月流量測(cè)次分布情況 單位：次

2.3 泥沙

由于山區(qū)河流漲落較快，施測(cè)斷面平均含沙量(簡稱“斷沙”)確有困難，因此只測(cè)單位水樣含沙量(簡稱“單沙”)，未建立單沙與斷沙的關(guān)系，以單沙代替斷沙，用近似法整編。全年測(cè)次為89～170次，取樣位置為起點(diǎn)距4m處，測(cè)次分布見表3。

表3 東密水文站逐月泥沙測(cè)次分布情況 單位：次

3 整編成果的復(fù)核

3.1 水位過程線與流量過程線對(duì)比

將東密水文站2011年、2012年和2013年水位及流量的瞬時(shí)值(最高水位、最低水位和流量)和逐日平均值(逐日平均水位、逐日平均流量)點(diǎn)繪成逐日平均水位和逐日平均流量過程線(見圖1～圖3)。由圖可知，各年逐日平均水位過程線和逐日平均流量過程線對(duì)應(yīng)性較好，漲水與退水、峰與谷趨勢(shì)均基本一致，具有連續(xù)性，且各年逐日平均水位過程線和逐日平均流量過程線均與瞬時(shí)值對(duì)應(yīng)較好，三者之間最高、最低值發(fā)生時(shí)間均一致。

圖1 東密水文站2011年逐日平均水位過程線及流量過程線

圖2 東密水文站2012年逐日平均水位過程線及流量過程線

圖3 東密水文站2013年逐日平均水位過程線及流量過程線

3.2 斷面穩(wěn)定性及站點(diǎn)整編情況

東密水文站位于南壘河一級(jí)支流南咤河中下游段，屬滇西南多雨區(qū)，具有陡漲陡落的洪水特性。根據(jù)東密水文站2011年、2012年及2013年11月實(shí)測(cè)大斷面數(shù)據(jù)，點(diǎn)繪不同時(shí)期的大斷面圖(見圖4)，發(fā)現(xiàn)測(cè)流河段的河床有沖刷淤積現(xiàn)象，兩岸基本穩(wěn)定，2011年11月河底高程為1044.10m，2012年11月河底高程為1043.98m，2013年11月河底高程為1043.92m，2011—2012年河床沖刷下侵約0.12m，2012—2013年沖淤變化較微弱，經(jīng)對(duì)比分析(同等水位下過水面積比較)，局部區(qū)域出現(xiàn)淤積狀態(tài)。

圖4 東密水文站2011年、2012年及2013年實(shí)測(cè)大斷面

在點(diǎn)繪東密水文站大斷面圖的基礎(chǔ)上，點(diǎn)繪該站實(shí)測(cè)期內(nèi)歷年的水位-流量關(guān)系曲線(見圖5～圖7)，從各年水位-流量關(guān)系曲線來看：

圖5 東密水文站2011年實(shí)測(cè)水位-流量關(guān)系

圖6 東密水文站2012年實(shí)測(cè)水位-流量關(guān)系

圖7 東密水文站2013年實(shí)測(cè)水位-流量關(guān)系

a.2011年水位-流量關(guān)系定為兩條臨時(shí)曲線(1～6號(hào)為Ⅰ線，7～15號(hào)為Ⅱ線)，流量以兩條臨時(shí)曲線推求。

b.2012年水位-流量關(guān)系定為三條臨時(shí)曲線(1～2號(hào)、19～22號(hào)為Ⅰ線，13～18號(hào)為Ⅱ線，23～38號(hào)為Ⅱ線)，流量以三條臨時(shí)曲線及改正水位法推求。

c.2013年水位-流量關(guān)系定為一條曲線，流量以臨時(shí)曲線及改正水位法推求。

將東密水文站2011—2013年各年的“水位-流量、面積、流速”關(guān)系點(diǎn)距分別套匯，分別生成歷年綜合的“水位-流量”“水位-面積”和“水位-流速”關(guān)系圖，見圖8和圖9。

圖8 東密水文站2011年、2012年與2013年綜合實(shí)測(cè)水位-流量、水位-面積關(guān)系

圖9 東密水文站2011年、2012年與2013年實(shí)測(cè)水位-流速關(guān)系

由圖8～圖9可得出如下結(jié)論：

a.東密水文站歷年綜合水位-流量和水位-面積點(diǎn)距基本是相對(duì)應(yīng)的，兩者相同特點(diǎn)在于：低水部分較為散亂，呈現(xiàn)典型的“掃帚狀”，而中高水部分相對(duì)密集，說明斷面沖淤變化主要發(fā)生在低水位以下(圖8中的1045.50m以下)，斷面沖淤的形式表現(xiàn)為“局部沖淤”，低水位時(shí)，斷面沖淤增減的面積占過流面積較大，隨著水位的上升，所占整體面積不斷減小，加之高水部分控制較好，從而導(dǎo)致水位-流量關(guān)系曲線呈現(xiàn)上部為單一曲線、下部為多條曲線的掃帚狀。

以2011年及2012年做對(duì)比檢驗(yàn)，分別在其大斷面上取低、中、高三個(gè)水位，按曼寧公式復(fù)核對(duì)應(yīng)水位下的兩年流量比值，以此論證不同水位下的流量比值變化趨勢(shì)與前述分析斷面存在局部沖淤變化是否符合，分別取1044.26m、1044.76m及1046.16m為低、中、高水位，計(jì)算其流量比值，結(jié)果見表4。由表4可知，在水位由低至高的變化中，流量比在不斷增大，與前述分析相符。

表4 不同水位下流量比值計(jì)算

b.一般而言，水位-流量關(guān)系的變化趨勢(shì)與測(cè)流斷面的變化趨勢(shì)相符，2012年較2011年水位-流量關(guān)系曲線整體右移，兩者變化趨勢(shì)相符；2013年較2012年斷面低水部分處于淤積狀態(tài)，而該水位下的水位-流量關(guān)系曲線較前一年整體右移，兩者變化趨勢(shì)完全相反，因此認(rèn)為2013年測(cè)流成果偏大。

c.在原整編資料中，站點(diǎn)中高水位以上是借用“大斷面”測(cè)量數(shù)據(jù)來計(jì)算水深的(并未采用實(shí)測(cè)水深)，低水位以下采用實(shí)測(cè)水深，雖不完全符合規(guī)范的要求，但因整體河段僅存在局部沖刷，借用也算合理，流量是面積與流速之積，在面積成果計(jì)算合理的前提下，流量偏大只可能是由于流速測(cè)驗(yàn)成果偏大引起的，從圖9看，2013年24號(hào)、29號(hào)、30號(hào)、31號(hào)、32號(hào)點(diǎn)距偏離適線較遠(yuǎn)，因其測(cè)次較少，在流量整編時(shí)未將以上點(diǎn)據(jù)做特殊值處理，故導(dǎo)致水位-流量關(guān)系線右偏，以其整編出的流量也相應(yīng)會(huì)偏大。

d.從東密水文站測(cè)驗(yàn)整編記錄來看，站點(diǎn)歷年資料整編方法多是采用臨時(shí)曲線推流，但各條臨時(shí)曲線均為單一曲線，根據(jù)《水文資料整編規(guī)范》(SL/T 247—2020)中對(duì)單一水位-流量關(guān)系曲線的要求(符號(hào)檢驗(yàn)、適線檢驗(yàn)、偏離數(shù)值檢驗(yàn))對(duì)東密水文站歷年水位-流量關(guān)系的定線方式進(jìn)行合理性檢查，按單一曲線法檢驗(yàn)并控制各年分析誤差均不差過±5%，經(jīng)檢驗(yàn)分析，東密水文站2011年、2012年水位-流量關(guān)系定線合理，2013年水位-流量關(guān)系定線不合理。

3.3 泥沙復(fù)核

東密水文站泥沙測(cè)驗(yàn)以單沙近似代替斷沙測(cè)驗(yàn)，起點(diǎn)距為4m，參考東密水文站測(cè)站位置河寬，該點(diǎn)距基本處于河岸邊，水流流速較慢，泥沙含量較低，與河道實(shí)際泥沙含量不符，點(diǎn)繪東密水文站歷年逐日水位-懸移質(zhì)輸沙率過程線(見圖10～圖11)。由圖可知，東密水文站泥沙測(cè)驗(yàn)存在漏測(cè)現(xiàn)象，歷年水位過程線與懸移質(zhì)含沙量過程線不完全對(duì)應(yīng)，每次洪水的泥沙采樣次數(shù)未能控制整個(gè)洪水過程線，因此泥沙資料可靠性較低，不滿足使用要求。

圖11 東密水文站2013年實(shí)測(cè)水位-懸移質(zhì)輸沙率過程線

3.4 降水、徑流對(duì)照檢查

將東密水文站2011年5月至2012年12月徑流深與月降水對(duì)照(見圖12)、將東密水文站與孟連水文站同期月徑流深對(duì)照(見圖13)。由圖可知，東密水文站逐月降水與月徑流深雖局部出現(xiàn)突變，但整體峰谷基本對(duì)應(yīng)，東密水文站與孟連水文站同期徑流深對(duì)應(yīng)關(guān)系較好，兩者之間峰、谷變化趨勢(shì)一致。

圖12 東密水文站月徑流深和月降水量過程對(duì)照

圖13 東密水文站與孟連水文站月徑流深過程對(duì)照

4 結(jié) 論

a.東密水文站歷年水準(zhǔn)點(diǎn)、水尺零點(diǎn)高程穩(wěn)定，在2011年11月至2012年4月(枯水段)，水位觀測(cè)采用“二段制”，其余時(shí)段根據(jù)河道洪水的漲落情況再增加水位觀測(cè)的次數(shù)，該觀測(cè)方式是符合規(guī)范要求的，經(jīng)復(fù)核：觀測(cè)水位過程線連續(xù)，年頭年尾銜接，無漏測(cè)峰頂水位，資料可靠。

b.東密水文站歷年測(cè)流均有采用簡測(cè)法和常測(cè)法，歷年簡測(cè)法67次，常測(cè)法22次，常測(cè)法相對(duì)較少，按《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》(GB 50179—2015)應(yīng)對(duì)東密水文站常測(cè)法和簡測(cè)法進(jìn)行常簡分析，只有累計(jì)頻率達(dá)75%以上的誤差不超過±4%，累計(jì)頻率達(dá)95%以上的誤差不超過±8%，方可認(rèn)為簡測(cè)方案成立，考慮到小流域資料寶貴，其誤差可適當(dāng)放寬。雖然東密水文站測(cè)驗(yàn)資料整編不夠規(guī)范，但從歷年整編資料來看，常測(cè)法與簡測(cè)法之間點(diǎn)據(jù)結(jié)合尚好，同時(shí)常測(cè)法測(cè)驗(yàn)時(shí)均已實(shí)測(cè)水深，故暫且認(rèn)為簡測(cè)法水面系數(shù)(0.85)合理，進(jìn)一步論證仍需對(duì)各站點(diǎn)面上降水-徑流深關(guān)系進(jìn)行綜合檢查，以判斷東密水文站是否出現(xiàn)系統(tǒng)偏離。

c.東密水文站雖枯期測(cè)流受基準(zhǔn)斷面下游200m處引水工程影響，但影響甚微，且枯期測(cè)流斷面基本位于基準(zhǔn)斷面以上，資料整編時(shí)以臨時(shí)曲線法結(jié)合改正法水位推流，經(jīng)分析認(rèn)為： 2013年水位-流量關(guān)系定線不夠合理，低水部分水位-流量關(guān)系所反映出的斷面變化趨勢(shì)與大斷面變化趨勢(shì)相反，該年成果不滿足使用要求。從另一個(gè)角度來看，該年的高水外延幅度恰恰是最低的，由此可見，資料整編成果的合理性與高水外延幅度的大小無必然聯(lián)系。

d.東密水文站單沙測(cè)驗(yàn)位置距起點(diǎn)距4m，距離岸邊較近，泥沙含量少，不具有代表性，存在沙峰漏測(cè)的情況。