吉林省水文分区及检验方法研究

赵晶东，许冬梅，徐鹏云

（1.吉林省水文水资源局，吉林 长春 130022；2.长春水文水资源勘测局，吉林 长春 130022；3.吉林省水文水资源局延边分局，吉林 延边133000）

1 水文分区的目的

水文分区是水文站网规划的基础，其目的在于从空间上揭示水文特征的相似与差异、共性与个性，以便经济合理地布设区域代表水文站网。

通常的水文分区主要是指为面上布设区域代表站，以满足内插径流特征值为目的区划，为区域代表站网规划服务。即根据地区的气候、水文特征和自然地理条件，所划分的不同水文区域。在同一水文分区内，同类水体具有相似的水文特征和变化规律，或在水文要素和自然地理特征间有良好的关系，以便在分区内合理布设测站。

2 水文分区方法

水文分区方法可用暴雨洪水产汇流参数分析法、新安江模型法、主成份聚类分析法、多元回归法等方法。

吉林省水文站网规划，其水文分区方法采用暴雨洪水产汇流参数分析法（主要是汇流参数），并结合自然地理情况和河系完整性，将全省划为4个水文分区，见表1。

吉林省本次水文分区，方法为选用具有代表性的区域代表水文站，采用暴雨洪水产汇流参数分析法，通过对区域代表站单站产汇流分析，得到单站稳定的产汇流参数，然后进行地理综合，检验水文分区的合理性，并为区域代表水文站网的布设提供依据。

2.1 测站代表性检验

参加分析的区域代表站，必须进行测站代表性检验。一个水文站是否具有代表性，首先决定于它是否满足设站目的，其次是该站能否具备一个水文站应有的设站条件和能否收集到一定精度的资料，两者不可缺一，否则将降低或丧失测站的代表性。

在满足设站目的和设站条件的情况下，对实测资料样本进行抽样误差检验，其抽样误差在允许范围10%～15%之内，且保证率不低于70%，如受水利工程影响则需进行还原，当满足以上条件时，该站具有代表性，可参加水文分区分析。

2.2 单站产汇流分析

2.2.1 资料选用

参加分析的25个水文站，各站自设站年份起至2003年止，当设站年数大于30年的水文站，选30～50次汛期暴雨洪水；当设站年数小于等于30年的水文站，选20～30次汛期暴雨洪水；历史最大、次大、洪峰模数大于等于2.0的全部选上。总之产流分析点据不能少于30点，汇流分析点据不能少于15点。所选资料质量可靠。

2.2.2 分析步骤

根据蓄满产流原理，产流分析建立单站P＋Pa～R，Rc/tc-fc关系线，并评定误差，要求单站合格率大于等于70%。汇流分析用推理峰量法和推理过程线法，分别建立R上均/tc均-m和Q净/F-m关系线，要求单站合格率大于等于70%（分析方法和分析中的参数如 Pa始，Im，n，b，Nc等，全省采用统一值）。单站产汇流成果见表2。

表1 吉林省水文分区表

从表2中可看出，25站产汇流成果良好。产流合格率最高95.8%，最低70.0%；稳定下渗率合格率最高100%，最低71.9%；汇流合格率最高84.4%，最低57.1%（受水利工程影响）。另有2个水文站由于受水利工程影响无法还原和未测到大洪水（分析洪水其洪峰模数小于0.5），未得到稳定的汇流参数。

3 水文分区检验

将经审查合格的单站产汇流分析成果，按水文分区点绘同一水文分区内P＋Pa-R，Rc/tc-fc，m-L/J1/3关系图。式中 m为汇流参数；L为主河长，km；J为主河坡降。求出m经验公式。并进行检验，检验主要针对大洪水进行，如果检验结果符合要求，则认为原水文分区是合理的，否则需进行适当修正或重新进行水文分区（各分区关系图略）。

3.1 降雨径流关系地理综合检验

将同一水文分区内所有参加单站P＋Pa-R的点据全部点上，注明站点符号，据此通过点群中心定出综合线，然后进行检验，并统计合格率。检验只选每站10场大洪水或较大洪水，用实测P＋Pa查综合图，得到R查并与R实比较，统计误差和合格率，成果见表3。从表3中可看出，4个水文分区综合成果良好，产流综合后检验合格率分别为63.3%，63.3%，76.0%，98.0%（各分区关系图略）。

3.2 精度评定

由于综合采用的方法是非线性相关，参加综合的参数又是通过某个概念性模型反演而得的，所以地理综合的精度就不能用线性相关的参数来描述，而要通过还原计算来评定。在中小流域的水文分析计算中，大洪水的洪峰流量对工程影响很突出，因此还原计算主要是指对各流域的大洪水洪峰流量的还原计算。

3.3 参加还原计算的取样标准和精度指标计算

选择各站实测洪峰模数大于等于2.0的洪水，如没有则选实测最大洪峰流量参加还原计算。对于未得到m稳的单站，不参加还原计算。

表2 吉林省水文分区单站产汇流成果表

设参加地理综合的还原计算误差δQ=式中P为合格率；m为合格次数；n为参加还原计算的总次数。

如果以上检验合格率较高，则说明水文分区检验成功。即原水文分区是合理的，否则需进行适当修正。所得到的m经验公式反映了同一水文分区暴雨洪水产汇流参数的地理变化规律，今后可利用此公式推求移用分区内任何地点的水文资料。现将吉林省的4个水文分区单站产流和水文分区检验成果见表3。

通过表3可见，检验方法和成果都良好，检验合格率4个水文分区全部大于等于60.0%。且实测过程与模拟过程吻合较好。

4 结语

1）通过检验，吉林省水文分区是合理的，所布设的区域代表水文站也具有代表性；说明吉林省用暴雨洪水产汇流分析法进行水文分区是可行的。

2）通过检验，得到吉林省各个水文分区的暴雨洪水产汇流参数地理变化规律，解决了各个水文分区内任何地点对水文资料的移用，具有实用价值。

3）为吉林省区域代表水文站网的合理布设提供了科学依据。