凤昭水文站河段水文特性分析

宋文献

（吉林省水文水资源局松原分局，吉林 松原 138000）

1 概况

凤昭水文站始建于1956年7月，属于海兰河支流长仁河控制站，集水面积271 km2。1975年1月从原断面上迁2.5 km到现断面，改为凤昭（二）站，该站测验河段顺直，长约300 m，右岸靠山为陡岸，左岸比较平坦为农田，两岸为沙土，河床由卵石组成，受冲淤影响。基本水尺断面下游125 m处有水泥大桥一座，基本水尺断面上游约110 m处有弯道。

2 年径流

凤昭水文站有1956—2009年共54年径流资料，1956—2000年采用吉林省水资源调查评价还原成果；2001—2009年采用该站还原成果。

2.1 资料代表性分析

2.1.1 年径流差积曲线分析

凤昭站1956—2005年的径流差积曲线分析见图1。

图1凤昭站年径流量差积曲线图

图1 显示，在1956—2009年54年系列中包括了丰、平、枯水年并有周期变化规律。1956—1967年为丰水段，1975—1985年有一个较长连续的枯水段，对水利工程不利，1986—1990年又一个连续的丰水段，1995—2009年径流有起伏变化，整个系列为一个完整的丰、平、枯周期，可以认为该段系列有一定的代表性。

2.1.2 长短系列统计参数对比分析

以系列资料较长的凤昭站为参证站，计算1956—2005年年径流量系列均值及Cv值，并与不同系列统计参数值进行对比分析比较，若计算短系列的统计参数与长系列统计参数接近，则认为该站的这个短系列对长系列具有一定的代表性，从而认为短系列也具有一定的代表性。对比分析见表1。

表1 凤昭站年径流量特征值对比分析表

2.1.3 代表性分析

1956—2009年年径流量系列处于一个大周期丰、平、枯段，均值相对误差-1.1%，Cv值相对误差为2.2%；从各年代分析表明，50年代和70年代为枯水期，60年代为平水期，80，90年代为丰水期，说明该短系列对长系列代表性较好。

2.2 资料可靠性分析

该次取用的实测资料为吉林省水文水资源局经过复审后的正式成果，其错误率符合《水文资料整编规范》中规定的错误率要求，准确可靠。凤昭水文站 1956—2000年水资源调查评价径流数据，已经过专家论证，并通过了松辽委的审查。

2.3 资料一致性分析

对凤昭站1956—2000年天然径流系列进行一致性分析，主要目的是处理下垫面条件变化对径流的影响，进一步检查还原计算成果的合理性，通过修正后得到具有一致性且能反映近期下垫面条件的天然年径流系列。

在单站还原计算的基础上，点绘面平均年降水量与天然年径流深的相关图。并将45年系列划分为1956—1979年和1980—2000年2个时段，分别通过点群中心绘制其年降水-径流关系曲线，用以分析年径流衰减值。

用下列公式计算年径流衰减率和修正系数：

式中：a——为年径流衰减率；β——为年径流修正系数；R1——为代表50—70年代下垫面条件的产流深；R2——为代表80—90年代下垫面条件的产流深。

通过对1956—2000年天然径流系列进行一致性分析，点据比较散乱，50—70年代点据与80，90年代点据各自不成带状，则表明年径流呈衰减态势不明显，不用对1956—1979年天然年径流资料进行一致性修正，下垫面条件变化对径流影响很小，还原计算成果合理，且能反映近期下垫面条件的天然年径流系列。其资料系列的一致性可以得到保证。

2.4 年径流参数计算

年经流参数采用凤昭水文站1956—2009年径流系列计算，矩法公式计算，选PⅢ型曲线配线，Cs与Cv的倍比采用2倍，Cv=0.49,其年经流计算成果见表2。

表2 各保证率年来水量成果表

3 洪水

3.1 洪水特性与成因

古洞河流域洪水主要由暴雨形成，造成大暴雨的主要天气系统包括北上台风和气旋，易形成流域性洪水。在古洞河上游，洪水一般为单峰，具有山区河流陡涨陡落的特点。一次洪水过程一般在3 d左右，1 d洪量占3 d洪量的40%以上，3 d洪量占7 d洪量的70%左右。大水年洪水集中程度见表3。

3.2 洪峰、洪量系列统计

洪峰、洪量系列在6—9月按年最大值独立取样，少数5月末的洪水也参加了取样。统计项目有洪峰、1 d洪量、3 d洪量和7 d洪量。

3.3 历史洪水及重现期

由于该流域过去是原始森林，人类活动和土地开发较晚，因此洪水调查比较困难。在长仁河凤昭站调查到的最年洪水为1914年。历史洪水调查成果见表4。

表3 凤昭水文站大洪水洪量集中程度

表4 洪水调查成果表

由表4可知，该地区调查最久远洪水为1914年，所以洪水重现期按1914年以来的排位确定，凤昭水文站2010年洪水按1914年以来的第一位处理。

3.4 洪水参数计算

对洪峰考虑历史洪水及解放后实测洪水系列用矩法计算参数，对各时段洪量不考虑历史洪水，按连续系列计算参数。用PⅢ型曲线配线，Cs与Cv的倍比采用2.5倍，按适线最佳确定Cv值，计算成果见表5。

表5 凤昭水文站设计洪水成果表

4 结语

凤昭水文站凤昭水文站属于海兰河支流长仁河控制站，是小河站的典型代表，分析其年径流、年径流参数计算、洪水特性与成因、历史洪水及重现期等水文特性，具有一定的典型意义。以上通过对凤昭水文站54年历史水文资料进行统计分析，初步得出长仁河流域径流、降水、蒸发、泥沙水文特征及水文现象大致呈5～10年为一个变化周期的特点，为合理开发利用海兰河水资源以及搞好海兰河流域水土保持环境治理建设等方面提供了基本水文依据。