喻 林

（安康水文水資源勘測局，陜西 安康 725000）

0 前言

石泉水文站建于1953年，屬國家一類水文站，控制流域面積23805 km2,承擔著向國家防總、省防總等報汛任務。該站既是石泉水庫的出庫站，又是喜河水庫的入庫站。石泉水庫大壩到水文觀測斷面間的左岸有饒峰河匯入，流域面積399 km2,占石泉水文站控制流域面積的1.6%，98.6%的流域面積為水庫所控制。

石泉水文站基本斷面上游約1.2 km建有石泉水電站；下游40 km有喜河水庫，2006年6月建成蓄水發(fā)電，水庫無汛限水位，正常高水位362.05 m左右。石泉水文站觀測斷面最低河床高程為358.07 m,喜河電站運行后，石泉水文站測驗斷面受到不同程度變動回水的影響，主要是在石泉電站不開閘門的情況下，當喜河水庫回水至359.50 m以上時，測驗斷面開始淹沒，斷面上就沒有流速，水位沒有代表性，但是石泉電站發(fā)電流量值與斷面實測流量值有相應關系。依據石泉水文站12年間的資料記載，測驗斷面變動回水影響時間都在280天以上，自然河道水位~流量關系已經沒有了，給水文資料的收集、報汛、整編工作帶來一定的難度；通過石泉電站發(fā)電流量與石泉水文站實測流量對比分析，用水庫發(fā)電流量“連實測流量過程線法”進行流量資料整編，改進整編測驗方法，提供技術應用。

1 石泉水文站概況

漢江為長江最大的支流，發(fā)源漢中市寧強縣，由西向東流經陜西、湖北兩省，在漢口龍王廟匯入長江。全長1577 km, 流域面積15.9萬km2。石泉水文站為漢江干流重要控制站，上游設有洋縣水文站，下游設有安康水文站，洋縣至石泉水文站區(qū)間有較大支流酉水河、金水河、牧馬河、子午河匯入，分別設有酉水街、金水、西鄉(xiāng)、兩河口水文站。石泉水文站的水量基本來源于上游約1.2 km處石泉水電站泄洪及發(fā)電放水；石泉水庫集水面積23400 km2，測驗斷面完全受水庫電站控制；水文站測驗河段基本順直，斷面最大寬度為400 m,河床砂礫石組成，其上約0.6 km為石泉大橋，上游約0.9 km有饒豐河匯入漢江，監(jiān)測斷面至大橋間有沙洲形成，低水主流分兩側形成，當流量在4300 m3/s以上時沙洲淹沒，主流在河道中部；水文監(jiān)測斷面下游約1.5 km受到河槽控制（卡口），斷面沖淤變化較小，測驗斷面控制良好，具備了測站控制必要條件。

2 石泉站水位~流量關系特點

石泉水文站的水位~流量關系曲線主要受下游測站控制的影響，依據多年收集的整編資料成果，在沒有修建喜河水庫之前，斷面水位的代表性非常良好，不同級的相應水位與實測流量關系為臨時曲線和繩套曲線，依據逐日瞬時水位推求逐日瞬時流量，從而計算出石泉水文站斷面的年徑流；2007年下游喜河水庫建成的發(fā)電，低水受上下游水庫變動回水影響，水位沒有代表性，測驗斷面無法建立水位~流量關系曲線，依據2007年~2018年的資料整編成果，逐日瞬時水位無法推求逐日瞬時流量，目前采用臨時曲線法與連實測流量過程線法推求瞬時流量，計算年徑流。

3 采用實測流量成果的資料

采用2007年~2018年石泉水文站實測流量成果和石泉電站發(fā)電流量資料，對比分析這12年間中低級別的石泉電站發(fā)電流量與石泉水文站的相應實測流量資料作為分析統(tǒng)計的資料依據，滿足分析應用的要求，且統(tǒng)計計算整理出發(fā)電流量與相對應的石泉水文站相應實測流量，建立相應的流量關系線圖。

4 對比分析流量關系

4.1 計算實測流量及發(fā)電流量相應關系

采用12年間不同中低級別的石泉站實測流量成果與石泉電站發(fā)電流量數據進行相關分析計算，計算結果見表1（x為實測流量，y為發(fā)電流量）。

表1 參數統(tǒng)計表

實測時間x流量（m3/s） 流量（m3/s）實測時間y x y相關系數r 回歸方程式2017031610:21 119 122 2018022408:30 206 201 0.98 y=1.0575x-135 2017040514:21 378 374 2018041908:42 484 488 0.98 y=0.9104x-96.7 2017060309:24 642 647 2018062109:51 654 650 0.98 y=1.1013x-94.8 2017070119:27 359 354 2018083008:54 244 251 0.99 y=1.0581x-105 2017081009:27 379 375 2018102307:24 365 359 0.97 y=0.8687x-132 2017103114:06 470 466 2018110809:54 110 114 0.99 y=1.0438x-187 2017112010:03 242 239 2018122509:36 449 442 0.98 y=0.943x-187

4.2 石泉水文站實測流量與發(fā)電流量相關關系建立

根據石泉水文站相應實測流量和電站發(fā)電流量，分別點繪不同級別流量相關圖及相應流量相關圖，按照關系線的要求和方法，確定關系線的原則，定出流量相應關系曲線，且按要求±10%的誤差統(tǒng)計標準定出外包線，流量關系見圖1。

圖1 發(fā)電流量與水文站流量相關圖

4.3 流量相關線精度的確定

依據國家水利行業(yè)標準《水文資料整編規(guī)范》（SL 247-2012）的規(guī)定標準，實測流量按照水文計算公式確定，電站發(fā)電流量則是通過水利水電工程力學計算公式求算出來的結果，按照水力因素關系確定線精度要求，確定流量精度成果：系統(tǒng)誤差和隨機誤差都嚴格標準執(zhí)行，在允許±10%誤差范圍內。

4.4 流量分析相應結果

1）相應流量均值：由表1得知，發(fā)電流量值與水文站實測流量值都是實際計算值，相差最大值21 m3/s，僅為2.2%，分析計算出相應流量很接近，都在允許誤差范圍之內。

2）流量曲線相關圖：12年間單次流量對照相關系數r均在0.96～1.00間，依據水文統(tǒng)計學計算，建立存在的流量相關關系圖，相關系數r=0.99，從而建立了石泉水文站實測瞬時流量與發(fā)電瞬時流量間直線相關關系，用連實測流量過程線法推求瞬時流量。

3）統(tǒng)計回歸方程計算：按照水文統(tǒng)計學計算原理，在相應流量關系直線的結論上，即石泉發(fā)電流量略小于水文站實測流量，最大偏小值為2.6%，可以直接應用發(fā)電流量推求斷面瞬時流量。

4.5 相應流量關系曲線的檢驗和誤差評定標準

根據圖1、表1可知，相應流量148個相關點有147個相應流量點都在±10%外包線內，相應流量相關點99.3%都在允許誤差范圍內。根據《水文資料整編規(guī)范》要求進行精度分析、標準差計算以及符號檢驗、適線檢驗和偏離數值檢驗，分析結果見表2。

表2 相應流量關系曲線檢驗及誤差評定表

由表2可知，經過三項檢驗合格，標準差在允許范圍之內，相應流量相關資料符合《水文資料整編規(guī)范》國家一類水文站的精度要求，資料可靠應用。

5 結論

1）通過計算分析，石泉水文站實測流量與石泉電站發(fā)電流量基本接近。相應流量關系99.2%都在范圍之內，確定石泉水文站實測流量與電站發(fā)電流量有著緊密的直線關系。按照水文學統(tǒng)計分析計算，水文站實測流量大于出庫流量1.7%，出庫流量可以直接應用。

2）根據水文計算，通過流量對比分析計算確定，石泉電站發(fā)電流量則是通過水利水電工程力學計算公式求算出來的結果，按照水力因素計算關系確定線精度標準，再計算確定的發(fā)電流量曲線穩(wěn)定性，達到資料應用標準。

3）依據石泉水文站，自2007年至今（2018年）的實測流量與石泉電站發(fā)電流量的相關關系，石泉水文站實測流量完全受石泉電站發(fā)電調節(jié)控制以及受喜河水庫變動回水影響，水位~流量沒有關系，水位沒有代表性；而通過本站實測流量與石泉電站發(fā)電流量對比分析，其相對誤差均在2.55%以內，石泉水文站“流量對比分析的成果”在長達12年的應用之吻合。因此，石泉水文站可直接采用石泉電站發(fā)電流量，通過連實測流量過程線法進行流量資料整編，并在實際工作中進行應用，石泉水文站的實測流量項目可停測，或間測校核石泉電站的發(fā)電流量，在水文測驗工作中進行巡測、監(jiān)測應用。