测站特性分析方法.doc

测站特性分析技术要求通过分析测站特性，主要是了解测站水文特性和河段各水力因素的变化规律。一、测站特性分析的主要内容测站控制、水位流量关系、断面冲淤变化规律、垂线流速纵横分布规律、水位比降水位糙率关系变化规律等。二、资料收集（一）流域概况1、流域自然地理概况：集水面积和地形、土壤、植被等情况，测站区间主要水利工程设施和河流现有利用情况。2、河流水文特征：历年水文气象特征，流量测验工作的阶段性变化情况。3、测站设立年份及变化情况：设站目的和设立日期，测站变动情况，测验项目及其变动情况，测验项目及其变动情况。4、测站位置特点：流域、水系、河名，经纬度及至河口距离，行政区划及电讯、交通情况。（二）测验河段及控制变化1、测验河段的特征：包括顺直情况，河滩宽度，开始漫滩水位及串沟、回流、死水等情况；河床冲淤变化情况，河底及河岸的土壤构造及其坍塌情况；水生植物和滩地、河岸的植物生长情况；漂流物和波浪对测验精度的影响。2、测站上下邻近的干支流、弯道、浅滩、堤防、水工建筑物等对水流及测验工作的影响。（三）收集各站基础资料1、分析资料样本的选择选择近10年的实测资料，包括设站以来最大洪水与最枯水年份资料。如果受条件限制选择资料的水位变幅占历年水位变幅的80%以上。2、历年特征值统计年最大流量、年最大径流量、年最高水位、年最低水位、年最大一日洪量、年最大三日洪量、年降水量、年输沙量。统计近期连续5年以上资料系列月、年径流量比，用以分析一年中对年径流量产生重要影响的主要月份分布情况。选择分析洪水场次统计洪水过程情况：洪水最早出现时间、最晚结束时间；涨峰面和退峰面最长、最短、平均历时；整场洪峰的最长持续时间、最短持续时间。统计不同水位级一次测流过程所需的实际历时。统计近期连续5年以上资料系列月、年输沙量比，用以分析一年中对年输沙量产生重要影响的主要月份分布情况。选择分析沙峰场次与持续时间：含沙量沙峰最早出现时间、最晚结束时间；涨峰面和退峰面最长、最短、平均历时；整个沙峰的最长持续时间、最短持续时间。统计不同水位级一次测沙过程所需的实际历时。3、各种关系表水位流量关系表、水位面积关系表、断面成果表、流量成果表、水位比降和水位糙率关系表、输沙率成果表、年输沙量和年径流量关系表、非汛期输沙量与年输沙量关系表、洪水期沙量的变化过程、月径流量占当年年径流量的百分比、月输沙量占当年年输沙量的百分比。三、特性分析内容1、关系图的点绘：历年综合水位流量关系图、相邻年份水位流量关系图、历年综合断面图（各年的内、外包二条曲线）、流速横（纵）向分布图、水位比降关系图、水位糙率关系图、水位面积关系图、年输沙量和年径流量关系图。2、频率分析：年最大流量、年最大径流量、年最高水位、年最低水位、年最大一日洪量、年最大三日洪量。3、水位级划分：按照GB50179河流流量测验规范的有关规定，划分本站高水水位级、中水位级、低水水位级。4、分析河道断面冲淤冲淤幅度和形状变化情况，分析洪水水量级与断面冲淤变化的关系。5、分析水位面积关系变化规律6、分析水位流量关系变化规律：从历年水位流量关系图中，分析统计各年关系线综合曲线高、中、低不同水位级偏离情况。拟定综合曲线进行误差分析和三项检验，统计单一线定线误差；若采用水位流量关系单值化处理定线，统计单值化定线误差；若分影响因素定多条单一线，统计计算时段径流总量误差。7、从水位与比降、糙率变化分析水位流量关系受水力因素的影响情况。通过分析水位与比降的成因关系，确定比降成果的代表性，从而点绘水位与糙率关系，分析河道糙率分布规律。8、流速特性分析：按不同水位级点绘历年流速的垂线分布图和横向分布图，分析不同水位级流速的横向和纵向分布规律9、径流量年内分配分析、洪峰场次与持续时间分析、输沙量年内分配分析、沙峰场次与持续时间分析。四、流量间测、巡测方案分析1、间测的条件（1）每年水位流量关系线与历年综合线之间的最大偏离不超过下列规定可停2-5年测1年。 二类精度站：高水3%，中水5%，低水10% 三类精度站：高水8%，中水10%，低水15%（2）各相邻年份的曲线间的最大偏离不超过下列规定可停1年测1年，或实行检测。 二类精度站：高水6%，中水8% 三类精度站：高水8%，中水10%（3）在年水位变幅的部份范围内，当水位流量关系是单一线并附合“（1）”规定时，可在一年的部份水位级内实行间测。（4）复杂的水位流量关系，经过单值化处理后，可达到以上要求者。（5）在枯水期，当流量变化不大时，多年枯水总量占年总量在5%以内，且这一时期不需施测流量者。2、巡测的条件（1）水位流量关系呈单一线，即二、三类精度水文站系统误差的绝对值不大于2%，且实测点据与关系线间的定线误差附合下列规定者。 二类精度站：高水12%，中水14% 三类精度站：高水13%，中水15%注：ADCP、浮标法测流的可增大2%（2）水位流量关系不呈单一线，全时段或部分时段采用巡测资料推算流量，年径流量的误差附合下列规定者。 二类精度站：3% 三类精度站：5%（3）实行流量间测的测站，在停测期间实行检测者。（4）已采用流量在线监测者。（5）交通方便、巡测条件成熟者。（6）中小河流专用站。3、误差分析（1）误差分析应按不同精度类别、不同水位级进行。（2）要求定线误差以不确定度表示，其它关系线间并线误差、间测线偏离误差、时段量误差、系统误差以相对误差表示。（3）分析实行巡测的各项误差，应有5年以上包括丰、中、枯不同水情年连续资料系列，其样本不宜少于30个。若高水不足可以高、中水位级合并统计。（4）实行巡测的水文站应分析精简测次前后的定线误差和各种时段总量的误差，误差分析项目有：1）实测点据或单值化点据对当年和历年综合线的定线误差；2）多条单一线并线误差；3）流量间测的水位流量关系线偏离误差；4）各种时段总量的误差。（5）误差分析方法1）点对线的定线误差：对不少于30个样本的系列，通过三项检验计算，求得相对标准差Se，判定相对随机不确定度X=2Se是否在误差范围内；2）多条单一线并线误差、流量间测线偏离误差：统计不同水位级外包线相对综合线偏离的相对误差Q，判定最大偏离是否在误差范围内。3）时段总量的误差：水位流量关系为单一线的站，可按精简的测次，以高、中、低水位级分组分别从其历年综合线中随机抽取实测点据，并定成水位流量关系线。如此随机抽取30次定成30条水位流量关系线，进行定线误差分析，然后用这30条水位流量关系曲线推算各种时段量与精简前历年综合线推算的各种相应时段量相比，求得随机数据系列的相对误差w，并进行误差分析。五、巡测部署1、要求：HQ关系线的延长，高水不超过30%，低水不超过15%，如超过延长幅度，应做大洪水和大暴雨调查并提交调查分析报告。2、流量测验次数的部署和精简分析（1）对巡测站，HQ关系为单一线，采用当年资料定线的，每年在不同水位级施测715次；采用35年资料定线的可每年测不少于3次（逐年后滑）。（2）对间测站，间测年可按（1）规定；检测年测不少于3次，且其检测点宜分布于高、中、低水位级，并采用较高精度的测验方案。（3）精简测次合理分析：根据实行精简测次后推算的各时段量对应精简测次前的历年综合线推算的一次洪水总量、汛期洪水总量、和年总量等时段量的相对误差，其绝对值分别在3.5%、3.0%和2.5%范围之内时可以选择已精简的测次方案继续施测流量。3、单次流量应急测验方案根据测站流速横向分布和垂线分布特点，并按照GB50179河流流量测验规范要求，进行单次流量的误差统计分析计算，确定单次流量应急测验方案。根据本站水面比降、糙率分布规律，分析比降面积法流量应急测验方案。4、对于精简测次后其巡测部署的是否合理，应以分析其误差标准来评定。六、泥沙停测、间测方案分析1、测站每年低、枯水期连续3个月以上的时段输沙量小于多年平均输沙量的3.0%时可以停测单沙。2、经分析其某一水位级（流量级）内含沙量均小于0.005kg/m3，或二、三类站，经分析其某一水位级（流量级）累计3个月以上的时段输沙量占多平均输沙量的比值小于3.0%时，可在相应水位级内停测单沙。七、巡测方案的确定1、巡测时机（1）首先确定一年中的测次数量，然后根据资料统计，对年水量、沙量有较大影响的时段重点布置测次。（2）根据测站水流沙特性及最佳测验时机对项目的影响进行布置，确定驻测、巡测时机。（3）应密切关注水雨情变化，合理安排各巡站的巡测时机，不得互相影响。2、巡测方式（1）全年巡测：测站水位流量为稳定单一线，无泥沙测验项目或泥沙测验可结合流量巡测实施的测站。（2）时段巡测：某一水位级下，水位流量为稳定单一线，测站虽有泥沙测验项目，但在此阶段可以停测的测站。（3）驻测+巡测：在测站水位流量为稳定单一线，含沙量变化不大的时间段采用巡测；非单一线时期，采用驻测。目标渡里（二）站：非汛期巡测，汛期流量巡测、单沙驻测（1人，测次精简）溪口站：精简测次全年巡测，测站改造控制稳定后再分析可否间测。濑溪站：配合在线ADCP中低水测流方案，实现流量全年巡测，单沙非汛期巡测，汛期驻测（1人，测次精简）东圳（渠道）：间测仙游（二）站：驻测