淺論某站年極值的水位~流量相關(guān)關(guān)系

2024年2月22日發(fā)(作者：游園不值)

-140-科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新2021.05淺論某站年極值的水位～流量相關(guān)關(guān)系安利群1喬萬(wàn)亮2（1、黑龍江省綏化水文水資源中心蘭西站，黑龍江蘭西151500黑龍江綏化152050）2、黑龍江省綏化水文水資源中心綏化勘測(cè)隊(duì)，建立二者相關(guān)關(guān)系，分析影響水文要素變化的相摘要:依據(jù)某水文站多年實(shí)測(cè)的年最高水位和年最大流量水文數(shù)據(jù)資料，以利于水文測(cè)、整、報(bào)等工作在各個(gè)方面的應(yīng)用和參考,為對(duì)因素，從中可以發(fā)現(xiàn)和掌握歷年水位流量特征值的變化規(guī)律和特點(diǎn)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供可靠的技術(shù)支撐和服務(wù)。關(guān)鍵詞:年最高水位；年最大流量；相關(guān)關(guān)系中圖分類號(hào)院P412.16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼院A文章編號(hào)院2096-4390淵2021冤05-0140-021概述水文站是收集水文信息數(shù)據(jù)最直接的地方，也是開(kāi)展水文觀測(cè)和測(cè)驗(yàn)最直接的場(chǎng)所。在水文測(cè)驗(yàn)中，年特征值中的年最

是防汛、抗旱、除高水位和年最大流量是兩個(gè)重要的水文要素，澇等水務(wù)工作的重要依據(jù)和參考。根據(jù)水文站積累的大量水文特征值數(shù)據(jù)，特別是這兩個(gè)重要的水文要素在水文和水務(wù)上的作用，開(kāi)展該方面研究十分必要且具有重要意義和價(jià)值。例如尤其是在水文預(yù)報(bào)中的水位～流量關(guān)系曲線的使用最為普遍，作預(yù)報(bào)更是離不開(kāi)這些要特征值的各種相關(guān)關(guān)系規(guī)律和特點(diǎn)，素及其之間的各種關(guān)系曲線。水文測(cè)驗(yàn)的水位、流量測(cè)量如何對(duì)于提高測(cè)驗(yàn)精度和控制測(cè)次抓到峰、谷等要素變化轉(zhuǎn)折點(diǎn)，質(zhì)量具有重要指導(dǎo)意義。水文資料整編的高低水延長(zhǎng)，特別是高水的延長(zhǎng)，確定高水流量，尤其年最大流量的確定等等更是關(guān)系密切。建立年最高水位與年最大流量相關(guān)關(guān)系，根據(jù)曲線變化規(guī)律和特點(diǎn)，為水文預(yù)報(bào)、資料整編、水文測(cè)驗(yàn)以及其他方面提供一個(gè)有效的方法和技術(shù)途徑。2關(guān)系原理根據(jù)某站逐年的年最高水位與年最大流量數(shù)據(jù)，建立二要素間的相關(guān)關(guān)系，以下給出年最高水位與年最大流量的相關(guān)曲線的函數(shù)關(guān)系公式：（1）式中：Qy,max———某年最大流量/m3/s；Zy,max———某年最高水位/m。由于年最高水位和年最大流量是兩個(gè)獨(dú)立的水文數(shù)據(jù)系列，就某一年來(lái)說(shuō)，年最高水位與年最大流量不一定是對(duì)應(yīng)的，年最大流量與年最高水位不是有的年份水位流量呈繩套曲線，對(duì)應(yīng)的，有的年份水位流量呈單一曲線是對(duì)應(yīng)的。該文是利用所以每年只有一個(gè)年最高水位多年的特征值建立其對(duì)應(yīng)關(guān)系，與年最大流量，構(gòu)建其相關(guān)關(guān)系為一一對(duì)應(yīng)（如表1）。構(gòu)造曲線模型的原則：一是線型遵照普通的水位流量關(guān)系單一曲線或臨時(shí)曲線特點(diǎn)的變化；二是多年可看作是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，也可看作是某些年份是一個(gè)連續(xù)變化過(guò)程。曲線呈現(xiàn)我們也稱其為臨時(shí)曲某些年份是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定時(shí)期的單一線，多年的曲線線型以曲線族線。按《水文資料整編規(guī)范》要求定線，的形式出現(xiàn)。3曲線的建立及特點(diǎn)3.1曲線的建立選擇某水文站1953年至2019年的水位和流量年特征值資資料系列具有可料（見(jiàn)表1），該站水文斷面位置未進(jìn)行遷移過(guò)，靠的一致性和完整性及其連續(xù)性。該站是東北地區(qū)某大河水文多年平均徑流量三十多億立站，集水面積兩萬(wàn)七千多平方公里，暢流期主要集中在4月方米。一年分為暢流期和冰期兩個(gè)時(shí)段，一般情況，枯水期出現(xiàn)在5中旬至10月下旬，其余時(shí)間為冰期。月至6月初之間，豐水期出現(xiàn)在6月至9月間，水量最大時(shí)多集屬下游把口站，一年四季水中在8月份。該站處于河流的下游，表1某站歷年最值水位流量定線誤差表序號(hào) 年份

n

1 1953

2 1954

3 1955

4 1956

5 1957

6 1958

7 1959

8 1960

9 1961

10 1962

… …

55 2007

56 2008

57 2009

58 2010

59 2011

60 2012

61 2013

62 2014

63 2015

64 2016

65 2017

66 2018

67 2019

平均

最高水位

(m)

108.27

106.79

108.23

108.40

106.68

106.44

107.10

108.10

109.46

109.57

…

106.04

106.08

107.81

106.69

106.00

107.76

108.99

108.07

106.07

105.89

106.25

109.20

109.04

最大流量

(m/s)

1370

391

1410

1750

368

348

438

1170

4400

5100

…

295

50.4

1280

689

221

1170

2640

1450

634

506

560

3080

2310

3曲線流量

(m/s)

1440

391

1390

1620

377

352

438

1230

4270

5100

…

311

50.4

1240

675

220

1210

2630

1430

575

551

606

3100

2310

3相對(duì)誤差

（%）

-4.9

0.0

1.4

8.0

-2.4

-1.1

0.0

-4.9

3.0

0.0

…

-5.1

0.0

3.2

2.1

0.5

-3.3

0.4

1.4

10.3

-8.2

-7.6

-0.6

0.0

-0.3

作者簡(jiǎn)介:安利群(1966-),男,黑龍江蘭西人,中專畢業(yè),技師,現(xiàn)從事水文水資源監(jiān)測(cè)和水文資料整編工作。喬萬(wàn)亮(1963-),男,黑龍江蘭西人,大學(xué)畢業(yè),高級(jí)工程師,現(xiàn)從事水文水資源監(jiān)測(cè)和水文資料整編工作。

2021.05科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新-141-量豐沛。5結(jié)論根據(jù)資料系列提取每年的年最高水位和年最大流量數(shù)值，通過(guò)對(duì)某站多年年最高水位與年最大流量相關(guān)關(guān)系的建中間部分呈以逐年的年最高水位為縱坐標(biāo)和年最大流量為橫坐標(biāo)建立二立，發(fā)現(xiàn)其年際間變化規(guī)律和表現(xiàn)出的獨(dú)自特點(diǎn)，（如圖1）可能是受自然條件和社者相關(guān)關(guān)系并繪制曲線。現(xiàn)出曲線逐漸向右側(cè)移動(dòng)的最大特征，會(huì)發(fā)展因素等影響導(dǎo)致的。根據(jù)某站主要五條曲線使用時(shí)間的

可能由長(zhǎng)短數(shù)據(jù)分析，隨著時(shí)間推移曲線使用時(shí)間越來(lái)越短，于人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快影響越來(lái)越突出。從20世紀(jì)90年代以來(lái)，該河段采砂越來(lái)越嚴(yán)重，這就加大了斷面或河段河床平均高程在逐漸下降，由斷面加大導(dǎo)致同水位下流量增大；同時(shí)受疏浚河道裁彎取直等水利工程治理方面的作用和影響，使得流速增大同樣也導(dǎo)致同水位下流量增大。這種現(xiàn)象在曲線這是因?yàn)橹虚g部分表現(xiàn)尤其突出，而在上下兩端表現(xiàn)并不大，水當(dāng)高水發(fā)生時(shí)，河水越過(guò)河漫灘水流阻力比重加大造成的，同樣也表現(xiàn)不位較低時(shí)河槽加深和河底采砂不平等因素影響，出太大變化。另外，該曲線可在水文資料整編的高水延長(zhǎng)、水文預(yù)報(bào)推求流量、歷史洪水推求等方面有廣泛的重要應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)為防汛決策收集更高質(zhì)量的水文數(shù)據(jù)信息創(chuàng)建了一個(gè)新的方法和使用工具。參考文獻(xiàn)[1]張留柱,趙志貢,張法中,等.水文測(cè)驗(yàn)學(xué)[S].鄭州:黃河水利出版圖1年最高水位與年最大流量相關(guān)關(guān)系曲線社,2003,3.3.2特點(diǎn)[2]SL247-2012,水文資料整編規(guī)范[S].北京:水利電力出版社,多年年最高水位變幅在104.39m至109.57m之間，年最大2012,12.總[3]GB50179-2015,河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,流量變幅在50.4m3/s至5100m3/s之間。點(diǎn)子密度分布不均勻，的趨勢(shì)是上下兩頭分布稀少，中間分布密集。水位106.00m以下2015.點(diǎn)子占總數(shù)的17.9%，水位108.50m以上點(diǎn)子占總數(shù)的11.9%，[4]SL159-2015,水文巡測(cè)規(guī)范[S].北京:水利電力出版社,2016,1.發(fā)生年中間部分占總數(shù)的76.2%。也就是說(shuō)，在多年的情況下，最高水偏高的幾率很小，同樣發(fā)生年最高水偏低的幾率也很這就是該站年極值水位～流小，只有中間部分發(fā)生幾率很高，量關(guān)系點(diǎn)帶分布規(guī)律的特點(diǎn)。根據(jù)點(diǎn)帶分布規(guī)律性，大體上可定出5段大線分別依時(shí)間先后順序命名為L(zhǎng)1、L2、L3、L4、L5，第一段線L1使用年份是1953年至1976年包括2007年在內(nèi)共25年，是使用時(shí)間最長(zhǎng)的一段；第二段線L2使用年份1977年至1987年包括2001年和2019年在內(nèi)共13年；第三段線L3使用年份1988年到2000年共13年；第四段線L4使用年份2002年到2006年包括2009年至2010年在內(nèi)共7年；第五段線L5使用年份2012年到2018年共7年。可能受特殊的因素另外，2008年、2011年關(guān)系點(diǎn)極其偏左，影響所致，這里從略。中間部分寬而多。曲曲線特點(diǎn)是上下兩頭部分曲線窄而少，線線型是左凸右凹，具有典型的水位流量關(guān)系曲線的基本特點(diǎn)。五條曲線依時(shí)間先后順序從左向右分布排列，每條曲線使具有越來(lái)越短的趨勢(shì)用時(shí)間有長(zhǎng)有短，根據(jù)上述統(tǒng)計(jì)情況看，也就是同水變化，曲線隨著不同時(shí)期有逐漸向右移動(dòng)的趨勢(shì)，位下流量呈現(xiàn)隨不同時(shí)期逐漸加大的趨勢(shì)變化特點(diǎn)。4主要影響因素提水站等水利工程的建人類活動(dòng)影響如水庫(kù)、堤壩、渠道、公路、橋梁修建，建筑采砂，工業(yè)設(shè)，耕地改造、開(kāi)荒和森林砍伐，河床的沖刷、發(fā)展用水的增大等。自然因素影響如河流的演變、地質(zhì)變化、氣象環(huán)境溫度改變等等。