浅析东大龙口水文站测次具体策略

浅析东大龙口水文站测次具体策略

钱新海

昌吉水文勘测局   新疆昌吉 831100

摘要：按照自治区水文局下发的新水文站网下发的《关于修订《水文测站任务书》的通知》（[2019]17号）的文件精神和要求, 现对东大龙口（三）站测验任务书修订的测次精简分析如下：

关键词：东大龙口;水文站测次;精简分析;报告

引言

东大龙口河源头位于新疆自治区吉木萨尔县与吐鲁番市交界的天山山脉大龙沟内，有常年积雪分布。其主要支流有白杨沟、太平沟、大南沟、萨尔昆盖、安木都萨依、苏勒萨依琼库尔沟等，呈树枝状分布，是高山冰川融水和降水汇集而成的常年性河流。

一、测站概况

1、基本情况：

东大龙口（三）水文站位于新疆维吾尔自治区吉木萨尔县泉子街镇上九户村，距离吉木萨尔县城以南35km，为东大龙口河的区域代表站，属国家基本水文站。

1956年10月1日新疆维吾尔自治区水利厅在吉木萨尔县广泉乡松树庄设立东大龙口水文站，观测项目有水位、流量、降水量和蒸发量等，1957年10月1日停测。1959年11月1日由新疆维吾尔自治区水利厅恢复观测，1966年1月撤销。1992年1月新疆水文总站在原站址上游1km处恢复东大龙口水文站，并观测至今。

东大龙口（三）站为东大龙口河的水文测站，属一般水文站和地区报汛站。地理坐标为东经89°05′、北纬43°43′，设于1956年10月，现测验断面以上集水面积163km2，河流干流长40km，产流区平均高程2874m，平均坡降91.8‰。实测多年平均年径流量为0.6631×108m3，最大年径流量为2013年的1.102×108m3，最小年径流量为2006年的0.3863×108m3。

2 、设站目的

准确监测东大龙口河水量的动态变化，为水资源评价、区域水文特征和水文规律研究积累资料，满足水资源开发利用、水利工程规划与建设，水资源统一管理，水环境保护以及防洪减灾等实施水文监测，提供水文信息服务和水文分析成果。

3、观测项目

东大龙口（三）站采用巡驻测结合的方式，在非汛期（每年1-3月、11-12月）采用巡测；其余时段采用驻测。测验项目有水位、流量、20cm蒸发量、比降水位、冰情目测、普通测量、降水量、水温、气温等方面的观测内容。流量为三类测验精度。具体测验项目见表1。

表1                  东大龙口(三)站测验项目

4、测站设施情况

东大龙口（三）站测验设施有双索电动缆车一台，水文缆道，基本水尺、上下比降水尺、主索、副索、简易气象场一座，气象六要素自动气象站一座，断面标志桩3组。仪器设备：3m测深杆两根，通信设备2套，SEBAPULS雷达水位计1台，YMCP-1型非接触式微波测流仪1台，YSCADA-1水文数据采集终端一套，SW40型日记式自记水位计1套，检定后LS25-1流速仪3架，ATO-32型水准仪1套，电子水准仪一套，自记雨量计1套，电脑1台，笔记本电脑1台。

5、本站在规划中的位置和发展方向

本站将构建“巡驻结合、应急补充”的水文测报监测体系，努力推进水文观测自动化和水文监测新技术应用，节约人力，降低成本，提高劳动生产率，扩大水文资料收集面，充实水文大数据。

二、断面情况

全年流量测次根据高、中、低各级水位的水流特性及各个水位级的水情变化情况，合理地分布于各级水位，并控制水位与流量变化过程的转折点，要求测到每次较大洪峰起涨、顶、谷、腰的流量。年最高、最低水位之相应流量要力争测到。当发生洪水、枯水超出历年实测流量的水位时，应对超出部分增加流量测次。

测验河段顺直，长度约100m，基上90m以上右侧有弯道，左岸山坡上有一支流泉水及暴雨洪水汇入。基上约400m处两山形成峡口，宽约20m河道主流在左山坡下。测验河段为单式河槽，中、高水主槽宽度在7至16m，水流流向基本顺直，基下约50m处不受左岸基岩影响。河床由砂砾石组成，左岸为自然岩石陡岸，右岸为人工浆砌石护岸，因河道内卵石形状较大，低中水冲淤变化较小，河床比较稳定；测验断面河槽的底坡、断面形状、糙率等水力因素变化不大；主流流向基本一致。测验河道两岸受水流冲刷，河道内无水生植物生长，右岸岸上滩地为砂砾石组成，很少有植物生长。

本站发生较大洪水时，漂浮物较多，对测验有一定影响。

三、测次调整方案

提出精减测次的方案并分配到月，列出原任务书中规定的测次，说明测次调整的理由及相应保证措施。

水文测验年测次和年内分配测次是根据各测站水文特性的一般规律制定的，是为了保证一般测验精度的最低次数的限制数，但测站可根据水文特性的年变化情况在《水文测站任务书》制定次数和分配次数上适当调整测次。现行测站任务书中五东大龙口站的流量测验任务偏重。

东大龙口（三）站测验项目测次年内分配表（原）

东大龙口（三）站测验项目测次年内分配表（新）

由于每年自然界河道来水在时空分布上的随机性，也必然决定了本站流量测验次数的不同，一年中的测流次数，应根据高、中、低各级水位的水流特性、测站控制条件、测验精度、定线推流的要求，以及需求等综合确定，能够掌握各个时期的水情变化，合理地分布于各级水位和水情变化过程的转折点。当发生洪水、枯水超出历年实测流量的相应水位时，应对超出部分增加测次。

四、测次调整分析

东大龙口（三）站河床由砂砾石组成，左岸为自然岩石陡岸，右岸为人工浆砌石护岸，河道内卵石体积较大，低中水冲淤变化较小，河床比较稳定，断面控制较好，点绘2013-2018年实测大断面图及面积曲线图分析见图1、图2。

点绘2013年—2018年大断面图，见图1。

图1  东大龙口（三）站2013-2018年实测大断面图

点绘2013-2018年水位面积曲线图，见图2。

图2  东大龙口（三）站2013-2018年水位面积曲线图

测验断面逐年趋于稳定，使用2013-2018年实测流量成果，点绘水位流量关系图分析见图3，基本呈带状分布，2014、2016、2017、2018年为单一曲线法推流， 2013、2015年因测验断面上游度假村整治河道，造成断面略有变化，资料整编时流量采用临时曲线法推求，因此全年可做精简测次分析。

点绘2013年—2018年月平均流量过程线图（见图3）

根据东大龙口（三）站实际情况，选用整汇编后相应时段资料，对其流量相关要素进行了详细的分析论证。

从近6年的实测资料看，本站年水位变化不大，流量变化平缓，水位流量关系比较稳定，历年（除2013年、2015年）水位流量关系基本呈单一线。本巡测方案按水位级进行精简分析，在满足规范要求精度的前提下，减少流量测次。

本次精简分析采用2013-2018年共6年的水文资料，将每年的实测流量根据低估水及中高水按水位高低排序，根据本站年径流量的季节变化过程情况、流量级的划分及定线要求，在低枯水时，水位变幅在2-5cm时随机选取测次，中高水水位变幅在5-10cm时随机选取测次，选取时年最高及最低流量测次必须选取，分析计算出精简测次后的年水量总量，然后按《水文巡测规范》（SL195-2015）第4.5.3条的相关误差指标规定进行比较。精简后的水位-流量关系曲线图见图3-1至3-8。通过计算分析，各年的年总水量误差符合《水文巡测规范》（SL195-2015）表 4.5.3的三类精度站年总水量相对误差小于5%的相关规定见表3-9。分析近六年资料时，2015年由于上游支流发生暴雨洪水出现两条水位-流量关系曲线，因此经精简分析后，低枯水时水位变幅在2-5cm时施测流量一次，中高水时水位变幅在5-10cm时施测流量一次，全年施测流量不少于26次，并且要满足定线要求。精简后的实测流量关系测点经三项检验全部合格。

图3-1  东大龙口（三）站2013年1线精简后水位流量关系曲线图

图3-2  东大龙口（三）站2013年2线精简后水位流量关系曲线图

图3-3 东大龙口（三）站2014年精简后水位流量关系曲线图

图3-4  东大龙口（三）站2015年1线精简后水位流量关系曲线图

图3-5  东大龙口（三）站2015年2线精简后水位流量关系曲线图

图3-6  东大龙口（三）站2016年精简后水位流量关系曲线图

图3-7  东大龙口（三）站2017年精简后水位流量关系曲线图

图3-8  东大龙口（三）站2018年精简后水位流量关系曲线图

表3-9       东大龙口（三）站多年精简后径流量总量相对误差分析

表3-10     东大龙口（三）站多年精简后水位流量关系三项检验表

五、结论

综合考虑本站的设站目的、测站水文特性等因素，根据《水文巡测规范》（SL195-2015）第5.2条按以下原则进行测次布置：

1、水位流量关系呈单一线的测站，点据密集，分布呈带状，并无明显偏离，系统误差的绝对值三类精度的水文站不大于2%。采用当年资料定线，每年测次不少于12次，视水情变化加测。

东大龙口（三）站巡测测次年内分配表见表3-9。

表3-9          东大龙口（三）站测验项目测次年内分配表

2、冬季流量较小，水位不受结冰影响，水位变幅不大，可60天左右测流1次。

参考文献

［1］宋高扬，黄日军.基于水动力模型的闸站特征水位分析［J］.水利规划与设计，2017（2）：35-37.

［2］李结华，王超，杨勇. 南京主要控制站防汛特征水位核定研究［J］.水利规划与设计，2021（1）：27-30，35.