浅析莲花口水文站水位级划分

□李军生

水位级划分是河道流量测验中十分重要的环节，是制定流量测验方案的重要基础工作。根据《河道流量测验规范》（GB50179-93）中给出的方法结合实际，并考虑当地的水文特性、气象特征等方面灵活运用，合理划分水位级，从而制定相应的流量测验方案。此文以莲花口水文站为例探讨水位级的划分方法。

1.基本情况

莲花口水文站是滏阳河控制站，平原河道站，位于河北省永年县广府镇莲花口村，1959 年设站。此站为一个水利枢纽，担负着收集水文资料和永年洼及下游的防汛任务，位置十分重要，流量测验精度为一类。此站的河流特性为：河床稳定，无冲淤变化，受人工控制，水位流量关系稳定。

莲花口水文站为一类精度站，按照《河道流量测验规范》（GB50179-93）（以下简称《流量规范》）规定一类精度站水位级的划分可采用年特征值法，二、三类精度站可采用典型年法。下面分别采用年特征值法和典型年法对此站的水位级进行划分，比较分析。

莲花口水文站设站后，测流断面几经迁移，考虑到系列资料的一致性，此次计算分析采用1980 年至2007 年共28 年的系列资料，主要水文特征值见表1。

2.采用年特征值法划分水位级

2.1 规范规定

《流量规范》规定：对于一类精度的水文站，水位级的划分可采用年特征值法，并应符合下列规定：一是根据测站各年瞬时最高水位ZM，计算频率和绘制频率曲线，当频率P 为90%时，其对应的水位，为高水位。二是根据测站各年瞬时最低水位Zm，计算频率和绘制频率曲线，当频率P 为10%时，其对应的水位，为低水位。三是根据测站各年日平均水位Z 计算频率和绘制频率曲线，当频率P 为50%时，其对应的水位为中水位。

2.2 资料情况及水位级划分

采用1980 年至2007 年28 年的系列资料，根据年特征值法频率计算的规定，统计各年的瞬时最高水位、瞬时最低水位和日平均水位，计算频率和绘制频率曲线，来确定相应的水位级，计算结果见表2。

2.3 存在问题

莲花口水文站属平原河道站，受人工控制，河道流量的年际年内变化较大。在采用年特征值法进行水位级划分计算时，是采用数理统计的方法进行频率计算，选取的28 年的资料中，有25年的最低水位是河干，无法进行中、低水位的频率计算。可以看出，采用年特征值法划分水位级不适用于该站。

3.采用典型年法划分水位级

《流量规范》中规定一类精度水文站的水位级划分可采用年特征值法，但对此未做硬性规定，因此在用此方法划分水位级不可行的情况下，结合实际情况，采用典型年法对该站的水位级进行划分。

3.1 规范规定

《流量规范》规定：对于二、三类精度的水文站，水位级的划分可采用典型年法，并应符合下列规定：一是根据测站各年汛期总水量Wf计算频率和绘制频率曲线，当频率为10%、50%、90%时，其对应的汛期径流量的相应年份，为丰、平、枯水典型年。二是根据3 个典型年的汛期逐日最高水位Z'm计算频率和绘制频率曲线，当频率p 为10%、50%、90%时，其对应的水位，为高、中、低水位。

3.2 资料情况及水位级划分

采用1980 至2007 年28 年的系列资料，根据典型年法规定，经过频率计算确定1995 年为丰水年，2004 年为平水年，1992 年为枯水年。分别采用汛期6～9 月份流量资料和7～8 月份流量资料进行频率分析，确定对应频率为10%、50%、90%的相应流量，其对应的水位为高、中、低水位，计算结果见表3。

表1 莲花口水文站主要水文特征值表（1980 年—2007 年） （单位：水位，m，流量，m3/s）

表2 莲花口水文站采用年特征值法划分的水位级成果表 （单位：水位m，流量m3/s）

表3 莲花口水文站采用典型年法水位级划分成果表 （单位：水位m，流量m3/s）

经过对3 个典型年汛期的6～9 月份和7～8 月份的流量资料频率计算，划分出的水位级可以看出：两个系列划分的水位级高水相差不大，6～9 月份流量资料系列划分出的中低水位级偏低，特别是低水，流量仅为0.350m3/s，比河床最低处仅高0.12m，不符合实际情况，从1980 年至2007 年水位资料中，低水水位几乎没有出现，不合理。究其原因一是该站受人工控制，河道流量的年际年内变化较大，二是本区域的降水主要集中在7～8 月份，6 月份和9 月份的径流量接近平水期，把6 月和9 月份流量一并进行频率计算分析，使得资料的代表性不强。

根据《流量规范》的规定，流量测次的布置原则是：水文站一年中所测次数，必须根据高、中、低各级水位的水流特性、测站控制情况和测验精度要求，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处。根据这个原则，采用7～8 月份流量资料系列划分出的水位级，比较符合实际情况。采用年特征值法和典型年法划分出高水水位相差不大，说明采用典型年法7～8 月份流量资料划分的水位级可行。据此可以确定此站的高、中、低水位级，进而确定各水位级的流量测验方案。

4.结论及建议

水文站划分水位级的目的是根据不同的水位级，来编制相应的流量测验方案，以便选择相应的测流方法，据此可以使水文站的工作有层次、合理布置流量测次及快速抢测洪峰，以期达到收集水文资料、满足防汛抗旱的需要，同时又能减少工作量，满足设站目的和测验精度要求。

对于径流量年际年内变化大河流，且受人工控制、河床稳定、经常出现河干情况的河道，采用年特征值法进行水位级划分不太适合。

采用典型年法进行水位级划分时，不仅要考虑设站目的、测验精度，还要考虑当地的水文、气象特征，一般为降水、洪水集中时期，此次计算分析选取的是7～8 月份径流量资料，资料的代表性较好，划分出的水位级比较符合实际情况。□