云南勐省水文站流量测验方案精简分析

陈荣 陈玉洁 王超

摘要：为缩短云南勐省水文站流量测验历时，提高测验工作的效率，根据GB 50179-2015《河流流量测验规范》规定，选取勐省水文站2013-2017年32次精测法流量资料作为依据，在满足流量测验精度的前提下，通过精简测深、测速垂线数目进行简测。论证了采用简测法进行流量测验的可行性。结果表明，采用精测法与常测法、常测法与简测法相结合的测流方式可做到科学部署流量测验方案。

关键词：流量测验;精简测深;测速垂线;勐省水文站;云南省

中图法分类号：P332.4

文献标志码：A

DOI：10.15974/j .cnki.slsdkb.2019.07.003

1 测站概况

1.1 地理位置及观测项目

勐省水文站系澜沧江流域澜沧江水系小黑江干流控制站，集水面积1 766 km2。站址位于云南省临沧市沧源县勐省镇勐省大桥左岸，属区域代表站和二类精度站。测验项目包括水位、流量、输沙率、水温、气温、降水量、水面蒸发量以及水质，流域水系图见图1。

1.2 测流垂线及测点布设

勐省水文站自建站以来，多线精测法按流速仪22/0.6、多点精测法按流速仪11/5、常测法按流速仪11/0.6布设测深、测速垂线，具体布设情况见表1。

1.3 水文特性

1.3.1 水位面积关系特性

勐省水文站测验断面稳定，控制条件好，无漫滩及回流现象。分析该站2015-2017年相邻年际间各级水位面積偏离曲线相对误差，最大相对误差仅为2.7%，在+3%以内，满足《水文测验实用手册》…规定。

1.3.2 水位一流量关系特性

勐省水文站水位一流量关系主要受断面下游5孑L拱桥控制，测验断面稳定，大洪水期间虽偶有冲淤，但同级水位下面积和流速呈互补关系。2015-2017年水文资料整编时采用单一线法定线推流，定线精度满足SL 247-2012《水文资料整编规范》[2]中“二类精度站用单一线法系统误差小于±1%，随机不确定度小于10%”的要求。

2 常测法与简测法分析

分析采用32次精测法流量成果，包括14次多线精测法和18次多点精测法，均采用缆道流速仪法施测，测次均匀分布在中高水水位级。

2.1 测深垂线布设

2.1.1 常测法

为分析勐省水文站常测法测流垂线布设的合理性，绘制该站有代表性流量测次的垂线平均流速、水深横向分布，见图2。

根据垂线水深横向分布情况，采用14次多线精测法流量，挑选11根测深垂线，重新计算水道断面面积，并与多线法水道断面面积进行水位一面积关系曲线检验，检验成果见表2。

从表2可以看出，按照常测法计算的断面面积的系统误差及随机不确定度满足文献[1]～[3]中的规定，因此在计算勐省站水位面积时，可用11根测深垂线代替22根测深垂线，其精度满足相关规范要求。

2.1.2 简测法

为抢测高洪流量，保证在测流过程中“水位变化引起水道断面面积的变化，当平均水深大于1m时不超过5%，或平均水深小于1m时不超过10%”[4]的规定，对勐省站进行简测法精简分析。

将32次流量成果中的11根测深垂线，按表3所示起点距减少为6根测深垂线，重新计算水道断面面积，并与常测法水道断面面积进行水位一面积关系曲线检验，检验成果见表4。

从表4可以看出，按照简测法计算的断面面积的系统误差及随机不确定度也满足文献[1]～[3]的规定。在抢测洪峰时，可以用6根测深垂线代替11根测深垂线对该站进行流量测验，计算得到的面积精度也满足规范要求。

2.2 测速垂线布设

2.2.1 常测法

根据图2垂线流速横向分布情况，将14次多线精测法（ 22/0.6）流量，按照表1中所示的常测法起点距，抽减为11根测速垂线（ 11/0.6），并重新计算流量。将18次多点精测法（11/55）按照常测法（11/0.6）重新计算流量;将32次按照常测法（ 11/0.6）重新计算的流量与多线和多点精测法计算结果进行水位一流量关系曲线检验，检验成果见表5。

从表5可以看出，按照常测法计算的断面流量的系统误差及随机不确定度满足文献[1]～[3]的规定。因此，可将表1所示起点距布设的流速仪11/0.6测流方法作为常测方案。

2.2.2 简测法

根据图2垂线流速横向分布情况，将32次常测法（ 11/0.6）流量成果，按照表3中所示的简测法起点距，抽减为6根测速垂线（ 6/0.6），重新计算流量后，与常测法（ 11/0.6）流量进行水位一流量关系曲线检验，检验成果见表6。

从表6可以看出，按照简测法计算的断面流量的系统误差及随机不确定度满足文献[1]～[3]的规定。因此，抢测洪峰流量时，该站可将表3所示起点距布设的流速仪6/0.6测验方法作为简测方案。

2.3 偶然误差分析

根据《水文测验学》[4]综合误差界限，勐省水文站各精简方案的偶然误差见表7。

从表7可以看出，所有精简方案中，累积频率达75%和95%以上的偶然误差均未超限。3测流方案

（1）勐省水文站重现期N< 10 a为一般洪水，其相应水位H< 942.89 m，相应流量小于626 m3/s，对符合此标准的洪水采用常测法测流，具体测流方案见表8。

（2）勐省水文站重现期N≥10 a为较大洪水或大洪水，其相应水位H≥942.89 m，相应流量不小于626 m3/s.对符合此标准的洪水采用简测法测流，具体测流方案见表9。

4 结论

通过对勐省水文站测流方案进行精简分析，得出如下结论。

（1）采用精测法与常测法、常测法与简测法相结合的测流方式分别计算并对比分析了断面面积和流量关系，线性系数k和相关系数R均为1，表明两者线性相关性较好。

（2）常测法、简测法测流方案的误差均满足相关规范要求。

（3）常测法方案可选用流速仪11/0.6测验方法。

（4）在抢测洪峰流量时，可将流速仪6/0.6测验方法作为简测法方案。

参考文献：

[1]朱晓原，张留柱，姚永熙.水文测验实用手册[M].北京：中国水利水电出版社，2013.

[2]SL 247-2012水文资料整编规范[S].

[3] GB50179-2015河流流量测验规范[S].

[4]赵志贡，岳利军，赵彦增.水文测验学[M].郑州：黄河水利出版社，2005.