水文站水位流量关系线高水延长的分析研究

张馨文

长江上游水文水资源勘测局

水文站水位流量关系线高水延长的分析研究

张馨文

长江上游水文水资源勘测局

为进行准确的洪水预报，时常参考的资料是水文站的水位流量关系线，当现有的实测流量资料无法满足高水时的水位流量关系定线时，需要进行高水延长，文中就具体水文站的高水延长方法进行了分析研究。

整编；水位流量关系；高水延长

1、问题的提出

根据2015年底预报的厄尔尼诺现象，2016年长江中上游可能会发生大汛，为确保长江上游的支流嘉陵江的洪水预报工作顺利进行，应对嘉陵江各控制站的水位流量关系的高水部分进行合理分析，将水位流量关系定线幅度延长到50年一遇。本文以长江委上游水文局北碚水文站为例进行分析研究。

2、北碚水文站概况

北碚水文站位于嘉陵江观音峡内，为嘉陵江下游干流控制站，集水面积156736Km2，离河口距离53.0Km。中低水的水位流量关系受三峡电站和草街电站蓄放水影响，关系较紊乱，高水时的水位流量关系呈绳套线型。

3、北碚水文站水位流量关系的延长

根据《水文资料整编规范》中 “高水部分延长不应超过当年实测流量所占水位变幅的30%。如超过此现，至少用两种方法进行比较”。北碚水文站迁站以来实测最大流量为35700m3/s，根据重庆市合川区相关报告成果，50年一遇的洪水流量为46700m3/s，延长幅度达23.6%，为保险起见，本文采用两种方法对水位流量关系进行高水延长，分别为面积流速法延长和谢才公式法延长。由于北碚水文站高水时期的水位流量关系为绳套曲线，带宽较小，根据绳套趋势走中线绘制综合线后再进行高水延长分析，以下图表中的所有散点均为实测流量点。

3.1 面积流速法

根据北碚水文站实测资料，迁站以来最大流量为2011年的35700m3/s，将2011年全年实测流量的水位-流量(Z-Q)、水位-面积(Z-A)、水位-流速(Z-V)点点绘于坐标格纸上，并于高水时进行顺势延长，分别读取水位相对应的面积、流速，相乘即获得相应的水位流量关系，水位流量Z-Q关系图见图1。

图1 水位流量高水延长后的关系线

3.2 谢才公式法延长

根据《水文资料整编规范》(SL247-2012)中谢才公式的延长方法：依据实测大断面资料，计算各级水位的A(R为水力半径)，并点会Z- A关系曲线。根据实测部分的Z-Q曲线和Z- A曲线，查得各级水位的Q、A值，点会Q- A关系曲线，并准趋势按直线向上延长。以不同高水位Z，在Z- A曲线上查得A值，再以A值在Q- A曲线上查得相应Q值，据以点绘在原水位流量关系曲线上，连绘成平滑的高水延长曲线，延长后的Z-Q关系图见图2。

图2 延长后的Z-Q关系曲线

3.3 两种方法对比

对两种方法进行分析对比，高水时的流量误差相差很小，说明高水延长的方法是合理可行的。

3.4 断面对比图

断面的稳定也是水位流量关系稳定的一个重要因素，因此对北碚水文站2011年与2015年的断面进行对比分析，可知，北碚水文站冲刷淤积量很小，断面几乎没有变化，能够保障水位流量关系的稳定。

4、结语

(1)北碚水文站进行了两种水位流量关系高水延长方法的比较和分析，误差较小，说明分析合理可行，有适用性。

(2)在流速面积法和谢才公式法均可靠的前提下，由于北碚水文站断面较为稳定，可以优先选用面积流速法进行高水延长，因为该方法更加简便易行。

(3)延长后的水位流量关系可以为该站其他相关分析资料提供依据和参考。

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