4.2 水文勘测与分析
(1)河川径流量的分析计算
众所周知,河川径流量的大小是判别干支流的主要指标。针对东江源区须进行干支流排查的各河流流域内水文站、雨量站的分布情况,在做好测站考证的基础上,根据流域的大小、流域内水文资料情况,采取1980~2002年共计23年同步系列资料,采用切合实际的分析原则与计算方法,统计分析各河流河川径流量。在作同步系列统计分析时,对于少数测站停测等原因,造成资料不全的情况,分别建立相关分析图(线),选用相关关系好(实际操作中,相关系数都达到0.9以上)、结果合理的相关关系图(线),进行资料的插补、延长。
寻乌水流域内与定南水流域内均有江西省水文局设立的国家基本水文站、雨量站以及广东省枫树坝水库设立的专用站,降水量观测资料与实测流量资料均按部颁规范要求进行了整编。
①寻乌水多年平均径流量的计算。水背水文站位于寻乌水干流,控制流域面积987km2,有1980~1992年共计13年的实测流量资料,流域内没有大型水利工程及大型用水项目。分析建立水背水文站实测降水径流关系,用以延长水背水文站实测径流量系列。以水背水文站为参证站,采用水文比拟法,以流域平均降水量为参数,计算寻乌水河川径流量。计算见表1。
对采用枫树坝电厂提供部分雨量站资料参与寻乌水流域的多年平均降水量计算的结果(参与计算站数为12站),与不采用枫树坝电厂雨量站资料的计算结果(参与计算站数为10站)进行比较,两种计算结果相近,因此,采用前者为成果。
考虑到水背水文站实测流量资料系列较短,因此,统计水背水文站历年实测月、年径流量,分析计算历年流域平均降水量,建立1980~1992年实测降水径流关系,以延长1993年以后的径流资料系列。为延长水背水文站径流资料系列建立了两个方案:
方案一:建立水背水文站年降水径流关系图,相关方程R年径流深=0.9723×P年降水量-652.1,相关系数r为0.97,相关点据误差<±5%的合格率为38.5%;<±10%的合格率为92.3%;<±20%的合格率为100%;最大误差为10.2%。
方案二:建立水背水文站至胜前站实测年径流深相关图,相关方程R水背水文站=0.8969×R胜前站+122.69。相关系数r为0.98,相关点据误差<±5%的合格率为61.5%;<±10%的合格率为84,6%;<±20%的合格率为100%;最大误差为15.6%。
两方案精度都较高,相关程度也相当,考虑径流成因以及胜前水文站有长系列实测径流资料等综合因素,采用方案二为成果。
②定南水多年平均径流量的计算。胜前水文站位于定南水干流,控制流域面积758km2,有1975年10月至迄今的实测流量资料,流域内没有大型水利工程及大型用水项目。因此,以胜前水文站为参证站,采用水文比拟法,以流域平均降水量为参数,计算定南水河川径流量。
定南水流域平均降水量计算,采用包括枫树坝电厂所属的黎樟峰、贝岭两个雨量站在内的共计13站资料。
为分析采用资料计算的精度,采用胜前水文站历年实测月、年径流量,分析计算历年流域平均降水量,建立实测降水径流关系。相关方程R年径流深=0.899×P年降水量-576.04,相关系数r为0.89,相关点据误差<±5%的合格率为25.9%;<±10%的合格率为55.6%;<±20%的合格率为88.9%;<±30%的合格率为96.3%;最大误差为30.3%。
③源头区小流域多年平均径流量的计算。源头区各小流域内均没有水文站。然而,各小流域附近都分布有国家基本雨量站,降水量观测资料均按部颁规范要求进行了整编。因此,拟采用降水径流相关分析法,计算各小流域河川径流量。
甲、选取雨量站原则
离各流域中心距离较近;与各流域中心高程较接近;与各流域中心在山脉同侧;资料可靠。
依据上述原则,寻乌水源头区各小流域的参证雨量站选取剑溪、寻乌两雨量站,定南水源头区各小流域的参证雨量站选取大坝头、唐屋两雨量站。
乙、降水径流关系的选用
各小流域径流深移用寻乌水水背水文站年降水径流关系计算,其公式为:R计算年径流深=0.9723×P流域多年平均降水量-652.1。以此计算的各小流域径流深为最终结果,见表1-1。
(2)寻乌水流域水文勘测成果
①在新告路河、三桐河8号站、三桐河9号站处布设断面、水尺和水准点,并接测各水尺的零点高程;
②施测了三桐河8号站、新告路河、樟畲水、三桐河6号站等6个测验断面的大断面,编制了大断面成果表;
③施测计算了新告路河、三桐河8号站、樟畲水、三桐河6号站、樟畲南溪、樟畲北溪等9个断面的同期流量资料37份;
④施测计算了三桐河3号站、三桐河5号站及其各小支流流量资料9份;
⑤施测了泉眼流量5处,共计10份泉流量资料;
⑥施测计算了樟畲南溪各小支流流量资料6份;
⑦编制了实测流量成果表;
⑧采集了河段及泉眼水样。
(3)寻乌水流域内业分析成果
①在1∶50000地图上量算了水背水文站、寻乌水(合河坝以上)的流域面积、河长;
②统计了实测水背水文站历年月、年径流量;分析建立了水背水文站1980~1992年降水径流关系图:为插补水背水文站1993年以后的径流资料,建立了两个方案:
甲、水背水文站年降水径流关系图;
乙、水背水文站、胜前站实测年径流深相关图。
③1994年后因站网调整,寻乌县境内大部分雨量站被撤销,仅保留了剑溪、寻乌和桂竹帽等3个站,为此建立仍保留的3个站年平均降水量与已撤消的7个站年平均降水量相关分析图;
④测算了寻乌水流域1980~2002年多年平均月、年径流量;
⑤在1∶10000地图上量算了三桐河8号站、新告路河、三桐河6号站、樟畲水4个小流域面积、河长,找出了流域中心位置、高程;
⑥测算了三桐河8号站、新告路河、三桐河6号站、樟畲水4个流域中心处的多年平均降水量,测算了相应流域多年平均径流量;
⑦统计了寻乌水以及三桐河8号站、新告路河、樟畲水、三桐河6号站的流域面积、河长、多年平均降水量、多年平均径流量、多年平均径流深等特征值;
⑧量算了三桐河8号站的流域平均高程、流域平均坡度、河槽平均坡度;
⑨描绘了三桐河8号站、新告路站、樟畲水站、三桐河6号站等6个测验断面大断面图;
⑩确定了三桐河8号站、樟畲水站、三桐河6号站等5个断面2003年的水位流量关系线;
〇11建立了三桐河8号站、新告路站两河各次实测流量的比较图;樟畲水站、三桐河6号站两河各次实验流量的比较图;
〇12描绘了三桐河8号站河槽断面图和三桐河8号站流域高程面积分布图;
〇13建立寻乌水、定南水、枫树坝流域的面积、河长比较图;
〇14描绘了寻乌水、定南水示意图;
〇15推求了樟畲水、樟畲水北溪多年平均降水量以及多年平均径流量;
〇16量算了三桐河(樟畲水以上)、樟畲水的流域平均高程。
本次分析所采用的统计资料均在赣州市水文局水文数据库里查询;数据计算的中间过程和大部分关系图、比较图在Excel表中完成,部分中间分析计算结果未列为本次分析成果(例如已撤消站的年平均降水量计算、相关系数计算、延长插补的雨量资料、大断面面积计算、确定水位流量关系线的中间数据和流域面积、河长的量算等);流域水系示意图在AutoCAD中完成。
(4)径流量成果的合理性检查
①本次采用的降水量观测资料与实测流量资料,均为按部颁规范要求整编的资料,资料可靠。
②分析系列为1980~2002年同步系列,该系列包含了一个完整的丰、平、枯水年周期,因此,资料系列代表性较好。
③东江源区流域多年平均降水量为1615.8mm,多年平均径流深879.3mm,多年平均径流系数0.544;寻乌水流域多年平均降水量为1619.2mm,多年平均径流深892.4mm,多年平均径流系数0.551;定南水流域多年平均降水量为1612.0mm,多年平均径流深864.5mm,多年平均径流系数0.536。这些均属合理范围。
④本次分析计算的多年平均降水量、多年平均径流深的高、低值分布以及等值线的走势,符合《江西省水资源》(1985年)以及《珠江流域片水资源调查评价初步分析报告》(水利部珠江水利委员会1981年12月)的分析成果。
因此,本次分析计算的多年平均降水量与多年平均径流量结果合理,可以应用于寻乌水与定南水两个流域的水文特征值对比分析。
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